• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.12
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• pp.1285-1294
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• 2021

In recent years, as rainfall is concentrated and rainfall intensity increases worldwide due to climate change, the scale of flood damage is increasing. Rainfall of a previously unobserved magnitude falls, and the rainy season lasts for a long time on record. In particular, these damages are concentrated in ASEAN countries, and at least 20 million people among ASEAN countries are affected by frequent flooding due to recent sea level rise, typhoons and torrential rain. Korea supports the domestic flood warning system to ASEAN countries through various ODA projects, but the communication network is unstable, so there is a limit to the central control method alone. Therefore, in this study, an artificial intelligence-based flood prediction model was developed to develop an observation station that can observe water level and rainfall, and even predict and warn floods at once at one observation station. Training, validation and testing were carried out for 0.5, 1, 2, 3, and 6 hours of lead time using the rainfall and water level observation data in 10-minute units from 2009 to 2020 at Junjukbi-bridge station of Seolma stream. LSTM was applied to artificial intelligence algorithm. As a result of the study, it showed excellent results in model fit and error for all lead time. In the case of a short arrival time due to a small watershed and a large watershed slope such as Seolma stream, a lead time of 1 hour will show very good prediction results. In addition, it is expected that a longer lead time is possible depending on the size and slope of the watershed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.3
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• pp.79-91
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• 1993

An analysis of flow duration characteristics of the five major rivers in Korea was conducted with extensive river flow data available. The analysis reveals that, for most river stage-gauging stations at the rivers investigated in this study, the flow duration characteristics have changed drastically at some stations after major dammings in the river basins. Streamflow variability. which is newly defined in this study as the ratio of the 2.5 percents (or 10 day) duration discharge over the 97.5 percents (or 355 day) duration one, was also reduced by the dammings. The result of the study shows that the Han and the Yeongsan rivers have relatively small flow variation, while the Seomjin and the Keum rivers have relatively large now variation, which implies that the latter two river basins need new water resources development.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2029-2033
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• 2007

오늘날 특정 유역에서의 수문현상 및 수문순환에 대한 분석을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해서는 수문자료의 관측은 반드시 수반되어야 하며, 관측자료의 품질관리 및 원시자료의 관리 등이 요구되고 있는 실정이다. 관측된 수문자료의 품질관리라 함은 자료의 신뢰도 분석과 자료의 보완의 두 과정을 포함한다. 여기서, 신뢰도 분석이라 함은 자료 속에 포함된 불확실성을 판별하는 작업을 의미하며, 자료의 불확실성은 위에서 언급된 자료의 불충분 및 불안정을 제외한 부정확, 불일관성에서 비롯된다. 자료의 보완이라 함은 자료의 신뢰도 분석을 통하여 자료 속에 포함된 불확실한 성분들을 찾아내고, 이를 제거한 후 완전한 자료로 대체하고, 자료가 결측된 경우 공백을 연결함으로써 자료의 완전성을 유지하거나 또는 불충분한 자료를 확장하는 일련의 보완작업이라고 정의한다. 자료의 품질을 결정하는 주요 인자는 크게 관측소 관리의 하드웨어적인 측면과 자료 분석의 소프트웨어적인 측면이 있다. 하드웨어적인 측면에서의 수문자료 품질관리를 위해서 본 과제에서는 현장에 설치된 수위계, 강우량계의 센서 등에 대한 장비를 점검하고, 현장실측을 통해 지속적으로 측정값을 보정해주는 역할을 수행하고 있으며, 소프트웨어적인 측면에서 수문자료의 품질관리를 위해서는 수문자료의 수집 단계부터 시작하여 데이터베이스 저장, 필터링, 통계분석, 웹 및 C/S(Client Server)를 통한 배포 등의 일련의 자료 처리 과정을 수행할 수 있는 수문자료관리 프로그램을 웹 시스템과 C/S로 분류하여 정의내릴 수 있다. 본 연구에서는 수문자료의 관리자 입장에서의 보다 효율적이고 체계적으로 자료를 관리하고 분석하기 위한 방안으로 수문자료관리시스템(Hydrologic Data Aquisition and Management System, HDAMS)을 개발하였다. 이 시스템은 안양천 유역에서 시범 적용하고 있으며, 범용성을 전제로 개발되었다. 또한 수문자료 관리 프로그램의 DB 구조 및 DB 자료를 활용한 다양한 분석기능은 갖도록 설계하였으며 계획된 데이터베이스 구조를 바탕으로 계측기 인터페이스와 사용자 인터페이스, 데이터베이스 간의 연동이 원활히 이루어지도록 개발하고자 한다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.2 no.2
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• pp.41-50
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• 2001

In this study, for the stability analysis of marine embankment, the slope stability analysis and possibility of lateral movement with the marine embankment in ${\bigcirc}{\bigcirc}$harbor were carried out. In order to simulate the practical site condition, the expected maximum sea water level and maximum embankment height were assumed for these analyses. For the evaluation of soil properties, field test, laboratory test, and especially chemical composition analysis were performed for the this analysis. Based on these test results, the soil parameters were determined by applying ground improvement concept under columnar stabilized ground condition and also the effect of staged backfilling was considered under the dredged ground condition. For the optimal design, the stability analyses of embankment with changed height and unchanged height were performed under unimproved soil condition. The result showed that both cases were unstable not only with slope stability but also with lateral movement. Therefore, Deep Mortar Piling was applied for stability analysis and this result was safe. As the conclusion, the deep mortar piling method was suggested as reinforced foundation design for this site.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.605-605
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• 2012

최근 통계자료에 의하면 국내 제방붕괴 유형 중 11.5%가 제체 불안정에 의한 붕괴로 보고되고 있다. 홍수시 노후화된 제방이 붕괴하여 발생하는 인명 및 재산피해는 점차 증가하고 있는 상황이어서, 이에 대한 제방 시설물의 보강 및 안전관리 대책이 필요한 상황이다. 하천시설물 주변의 흐름특성에 의하여 세굴이 발생할 수 있는 지점에는 보호공을 설치하여 시설물의 안정성을 확보하도록 하천설계기준 해설(2009)에서 제안하고 있다. 그러나 구조물을 보완하는 보호공의 공종 및 규격 등을 설계하기 위한 세부적인 설계지침이 미흡하여 외국의 연구 또는 설계사례를 참고하여 국내 하천에 적용하고 있는 상황이다. 해외의 연구사례를 살펴보면, 설계공식에 적용된 설계인자인 유속 및 수심 등을 1차원 단면평균값을 활용하는 경우가 많아서 복잡한 하천의 흐름특성을 반영하기에 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 국내 하천해석에서 주로 활용되고 있는 수치모형을 이용하여 실험수로의 흐름을 재현하고 수리실험을 통하여 관측한 유속 및 수위분포 결과와 비교하였다. 2차원 수치모형으로는 RMA2, CCHE2D, FLUMEN 등의 상용모형과 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 Approximate Riemann 기법을 적용하여 개발된 유한체적모형을 적용하였다. 제방 부근에서 형성되는 흐름을 상세하게 모의하기 위하여 국내 하천시설물 설계에서 많이 활용되고 있는 FLOW-3D 모형을 적용하여 3차원 모의결과와 수리실험결과를 비교하였다. 수리실험에서 관측된 사석호안공의 이탈시 흐름현상을 재현하여 호안공 이탈에 영향을 미치는 국부유속 및 전단응력을 산정하여 호안설계에 적합한 설계인자를 분석하였다. 연구결과를 활용하여 사석호안공 설계 기법에 적용되는 수치모형을 통하여 산정되는 설계인자의 정확성을 향상시킴으로써, 정량적이고 합리적인 사석호안공 설계기법개발에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.281-281
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• 2017

하천에서 하도불안정(stream instability)으로 인하여 하상의 형태가 변화하고 하상파(sand wave)가 발생한다. 사련(ripple), 사구(dune) 등과 같은 하상파는 흐름저항을 유발하여 홍수시 수위를 증가시킨다. 수리실험 및 수치모형을 이용하여 사련 및 사구의 발달과정 그리고 이를 지나는 난류흐름에 대한 연구가 국외에서는 이루어지고 있지만 국내의 경우 거의 찾아보기 힘들다. 수치모형을 활용한 연구는 주로 횡방향으로 하상파가 일정하다는 가정하에 연직 2차원 수치모형을 적용하였으나 최근 컴퓨터 기술 및 수치기법의 고도화로 3차원 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 또는 LES(Large eddy simulation)를 이용한 수치모형이 개발되고 있다. 본 연구에서는 LES에 유사이송 및 하상변동 모형과 결합하여 사구발달에 대한 수치모의를 수행하였다. LES와 유사이송 및 하상변동 모형의 결합은 순간유속성분을 하상변동모형에 직접 적용되기 때문에 난류영향을 고려할 수 있는 것이 장점이다. 특히 사구의 발달에 따라 복잡한 흐름이 발생하며 3차원 와구조가 발생하므로 난류특성의 고려는 필수적이다. 수치모의는 Delft Hydraulics (Bakker et al., 1986)에서 수행한 수리실험 T39를 활용하였다. 수리실험은 길이 100 m, 폭 0.5 m 개수로에서 수행되었으며 평균유속은 0.611 m/s, 수심은 0.436 m이다. 하상파 실험에 사용된 유사입경은 0.78 mm 균일사를 사용하였다. 수치모의 조건은 수리실험과 동일하게 하였으나 계산시간의 효율을 고려하여 흐름방향의 계산영역은 4.0 m로 하고 주기경계조건(periodic boundary condition)을 부여하여 계산을 수행하였다. 수치모의 계산은 사구의 길이 및 파고가 평형상태에 이를 때까지 수행되었다. 수치모의 통해 사구발달에 따른 흐름 및 하상변동 특성을 분석하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.34 no.3
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• pp.13-27
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• 2018

To study how stable the rubble mound breakwaters are, one can look to the research of wave induced seepage flow through the pores of the rubble mound. Seepage flow is generally generated by the difference between the water level around the breakwater during a typhoon. The existing stability analysis method of the rubble mound is the static analysis which simply considers the force equilibrium taking into account the horizontal force acting on the concrete block induced by a wave (calculated by Goda equation) and the vertical force induced by the weight inclusive of the concrete block, quarry run, filter, and armor layer above the slipping plane. However, this static method does not consider the wave-induced seepage flow in the rubble mound. Such seepage may decrease the stability of the rubble mound. The stability of a rubble mound breakwater under the action of seepage was studied based on the results of CFD software (OpenFOAM) and Limit Equilibrium Method (GeoStudio). The numerical analysis result showed that the seepage flow decreased the stability of the rubble mound breakwaters. The results of the numerical analyses also revealed the stability of the rubble mound was varied with time. Especially, the most critical state happened at the condition of overtopping the concrete block, acting strong uplift pressure raising along side and underneath the concrete block, and generating high pore pressure inside rubble mound due to seepage flow. Therefore, it may be necessary to conduct a dynamic analysis considering the effect of wave-induce seepage flow together with the static analysis.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.16 no.2
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• pp.121-129
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• 2017

There have been a number of water and sewer pipe breakdown reports followed by ground subsidence. Also, the excavating works for construction due to overcrowding of city have been common. Particularly, in urban areas ground becomes unstable because of the lowered lifeline sinkage followed excavation and backfilling. In order to solve the problem, some reinforcement works for ground by rod tamping or grouting have been applied. However, it is hard to predict when the buried utilities in underground will be damaged. Also, there is a limit for the underground exploration and investigation methods. Therefore, in this study, the estimated about the water soluble polymer pouch including poor mixed admixture which is designed to eliminate the dangerous factors. The reinforcement strength of this method was confirmed by verifying three points: meltiness in a certain period, water solubility in the ground water level, and characteristics of the pouch, which can be stored in daily conditions. It is also proved that this method allows to keep the ground from getting weakened in the installation of water and sewer pipe along with back filling materials.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.25 no.5
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• pp.53-64
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• 2009

Many slope failures are induced by rainfall infiltration. A lot of recent researches are therefore focused on rainfall-induced slope instability and the rainfall infiltration is recognized as the important triggering factor. The rainfall infiltrates into the soil slope and makes the matric suction lost in the slope and even the positive pore water pressure develops near the surface of the slope. They decrease the resisting shear strength. In Korea, a few public institutions suggested conservative slope design guidelines that assume a fully saturated soil condition. However, this assumption is irrelevant and sometimes soil properties are misused in the slope design method to fulfill the requirement. In this study, a more relevant slope stability evaluation method is suggested to take into account the real rainfall infiltration phenomenon. Unsaturated soil properties such as shear strength, soil-water characteristic curve and permeability for Korean weathered soils were obtained by laboratory tests and also estimated by artificial neural network models. For real-time assessment of slope instability, failure warning criteria of slope based on deterministic and probabilistic analyses were introduced to complement uncertainties of field measurement data. The slope stability evaluation technique can be combined with field measurement data of important factors, such as matric suction and water content, to develop an early warning system for probably unstable slopes due to the rainfall.