• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.606-606
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• 2012

최근 지구 환경변화에 따른 기후변화의 영향으로 이상홍수 발생의 위험성이 증가하고, 상습적으로 홍수피해가 반복되고 있다. 홍수피해의 원인 중 하나인 하천제방의 붕괴는 월류, 침식, 제체불안정, 구조물에 의한 파괴 등으로 구분되고 이 중 월류 및 침식은 제방 파괴의 주된 원인으로 최근 통계자료에 보고되고 있다. 제방붕괴의 주된 원인 중 하나인 침식파괴로부터 제방을 보호하기 위해 제내지 사면에 호안공을 설치하며, 하천설계기준 해설(2009)에서는 제방 또는 하안을 유수에 의한 파괴와 침식으로부터 직접 보호하기 위해 제방 앞비탈에 설치하는 구조물로 정의하고 있다. 특히 사행하천의 만곡부에서는 제방파괴의 위험성이 높을 뿐만 아니라 국부적으로 집중되는 유속분포는 제방의 안정성을 위협한다. 또한 원심력, 2차류(secondary flow) 등에 의한 수위상승 등에 의해 제방이 파괴되고 월류되어 홍수피해가 발생할 가능성이 큰 취약지점이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 만곡부 흐름 특성을 분석하고 수리실험을 통해 측정된 유속 및 수위분포 결과와 비교하여 분석하였다. 또한 수리실험에서 도출된 호안 붕괴 시의 흐름을 구현하여 호안 붕괴 시 국부유속 및 전단응력을 계산하고 만곡부 호안의 안정성을 위한 설계인자를 분석하였다. 연구결과로 제시된 만곡부 안정성을 위한 설계인자는 국외 호안공 설계식과 비교하여 국부유속 및 전단응력의 설계인자의 적합성을 검토하고 국내 만곡부 호안의 안정성 설계기법개발에 도움이 될 수 있는 설계인자를 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.298-298
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• 2023

전자파표면유속계는 홍수량 측정을 위해 사용되는 비접촉식 유속계로, 전자파를 발사한 후 수표면에 반사되는 전자파의 도플러 효과를 이용하여 표면유속을 측정하는 기기이다. 국제적으로 1980년대부터 홍수량 측정의 어려움을 극복하기 위해 하천 유량측정 업무에 활용하였다. 전자파표면유속계를 이용하여 정확한 표면유속을 측정하기 위해서는 측정 위치, 방향, 노출시간, 환경 등을 고려해야 한다. 여기서 노출시간은 표면유속 측정을 위해 전자파를 흐름 상태의 수표면에 노출시키는 시간을 의미한다. 특히, 노출시간은 유속에 따라 결정되며, 빠른 유속일수록 측정에 필요한 노출시간이 짧아진다. 그러나 노출시간이 너무 짧으면 측정 유속값이 부정확하거나 불안정해질 수 있으며, 반대로 너무 길면 수위 등 측정조건이 변화하여 측정값이 부정확해질 수 있다. 따라서 홍수량 측정을 위해 전자파표면유속계의 표면유속 측정의 적정한 노출시간을 설정해야 한다. 본 연구에서는 전자파표면유속계의 적정한 노출시간 검토를 위해 안동하천실험센터에서, 표면유속 최대 4.92 m/s에서 최소 0.457 m/s 범위의 19개 유속 조건에서 노출시간을 10초에서 40초까지 5초 간격으로 변화시키며 표면유속을 측정하였다. 현재 국내외 가이드라인에서 권고하고 있는 노출시간 30초에서 측정된 표면유속과 각 노출시간에서 측정된 표면유속의 정확도 검증을 통해 유사한 값을 가지는 표면유속을 검토하여, 수위변화에 대응하여 홍수량 측정을 위한 최소 노출시간을 검토하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.311-316
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• 2002

원자력 발전소 증기 발생기의 강한 비선형성은 수위 제어에 어려움을 가중시킨다. 또한 중기 발생기의 파라미터의 불확실성은 제어성능뿐 아니라 원자력 발전소의 안정성을 위협하는 요소이다. 또한 제어시스템의 디지털화의 효용은 이미 널리 알려진 바이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문은 전력에 따라 모델의 파라미터가 불안정한 특성을 포함하는 원자력 발전소의 증기 발생기를 위한 강인 디지털 퍼지 제어기 설계기법을 제안한다. Takagi-Sugeno (TS) 퍼지 모델을 도입하여 불확실 비선형 증기 발생기의 퍼지 모델을 구성한다. 시스템의 불확실성의 영향을 억제하기 위하여 강인 퍼지 모델기반 제어기의 설계 기법을 제시한다. 설계된 등가의 아날로그 퍼지 제어기의 성능을 보장하는 동시에 효율적인 디지털 제어기를 설계하기 위하여 지능형 디지털 재설계 기법을 제안한다. 증기 발생기 수위제어의 컴퓨터 시뮬레이션 결과로부터 제안된 가인 디지털 퍼지 제어기 설계기법의 효용성을 입증한다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.545-554
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• 2007

자연사면 산사태는 주요 유발인자인 강우나 지진 이외에 토질특성, 지형 및 지질요소 등 다양한 인자의 영향으로 발생될 수 있다. 본 연구지역의 경우 파괴의 시점에 인공구조물이 시공되어 있어 이들과 사면붕괴와의 관련성을 밝히는 것은 매우 의미가 있다. 이를 위해 원지반의 물성을 추정하여 자연사면 자체의 붕괴에 대한 취약성을 파악하고 구조물에 의해 변화된 지반에 대한 불안정성을 비교하여 붕괴원인을 살펴보았다. 현장조사와 실내시험으로 원지반과 성토지반의 물성을 구하였고, 지구물리탐사를 통해 추정된 파괴면의 심도를 이용하여 지하수위 변화에 따른 2차원과 3차원 한계평형해석을 각각 수행하였다. 해석결과는 지반의 토질특성과 강도정수에 상관없이 비슷한 안전율을 보였고, 지하수위는 만수위시 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.511-524
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• 2015

본 연구는 충청북도에 위치하는 지하수로 포화된 삼성석회석광산에서 발생한 지반침하에 대한 사례연구로서, 대상 지역의 지반조사 및 지반안정성평가를 바탕으로 침하원인을 규명하고 향후 침하가능성에 관하여 검토하였다. 조사 및 안정성평가 결과에 의하면 채굴구역은 강우 유입으로 인한 전단강도 저하로 전반적으로 불안정하게 평가되었으며, 미채굴 구역의 침하발생 주요 원인은 지하수위 하강에 기인한 것으로 판단된다. 향후 침하 가능성과 관련하여, 채굴공동 천단의 암반층 두께가 얇은 구간이나 인장절리 발달이 활발한 구간이 존재하고 채굴공동 주변의 지반상태가 불량하므로 침하가 발생할 경우 침하의 영향은 주변 지반으로 확산될 가능성이 있다. 또한 연구지역 내 석회암 분포지역에서는 석회암층 내자연 용식공동의 함몰이나 양수 등 인위적 요인의 영향으로 인해 지하수위 저하나 강우침투에 의한 공동에서의 유로변화 및 수위변화가 발생할 경우 추가적인 침하가 발생할 수 있으며, 이에 대한 보강 및 관리 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.177-183
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• 2008

본 연구에서는 3차원 한계평형법을 이용하여 산사태 시점부가 붕괴되기 시작할 때의 전단강도정수를 역해석으로 도출하고, 파괴시의 활동면에 작용하는 응력상태를 분석하였으며, 지하수위의 변화에 따른 사면안정성 해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 토질의 전단강도시험 결과치가 역해석으로 도출된 임계 전단강도보다 낮은 범위에 분포함을 알 수 있었다. 산사태 시점부에 분포하는 응력의 크기는 계곡의 중심부로 갈수록 커지며 활동방향은 상부에서 하부로 향하는 것으로 나타났다. 또한 건기시에는 사면이 안정한 상태에 있으나, 강우로 인해 지하수면이 지표하 0.85 m 심도보다 얕게 상승하면 사면은 급격히 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.884-888
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• 2010

하천제방은 홍수의 위험 방지에 중요한 역할을 하며 하천의 범람으로부터 제내지의 인명, 가옥, 재산, 각종 시설물 등을 보호하기 위하여 설치되는 시설물로서 침수피해 방지와 같은 중요 기능을 가지고 있다. 이러한 하천제방의 적정규모를 결정하기 위해서는 대상지역의 수리 수문학적 특성, 지형조건에 관한 조사 및 연구 이외에 경제적인 검토가 수반되어야 하며, 제대로 검토되지 않을 경우 제방이 누수 또는 침하, 붕괴되어 범람방지 기능을 상실하는 현상이 일어나게 된다. 국내 하천유역에서도 과거 전국에 걸쳐 제방 붕괴현상이 일어나 많은 범람침수 피해가 발생하였다. 본 연구에서는 제방붕괴의 일반적인 원인으로 지적되고 있는 월류, 제체의 불안정, 과도한 변위, 급격한 수위의 감소 등으로 발생할 수 있는 현상 및 문제점들을 검토하였다. 이로부터 기하학적 인자, 수리학적 인자, 수공구조물 인자, 정성적 인자 등 4가지 분류로 구분하였으며, 총 12가지 세부인자를 제시하였다. 제시된 인자를 토대로 시험 대상유역인 감천과 남강에 적용하여 인자별 영향을 산정하였으며, 이로부터 위험도를 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.907-911
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• 2010

최근 이상기후로 인한 홍수피해가 급증하고 있으며, 이에 대한 홍수피해 영향 및 대책 수립이 절실한 실정이다. 2006년 7월에 전국적으로 발생한 홍수가 대표적인 예이며, 월류에 의해 하천제방 붕괴되면서 제내지가 침수되는 피해를 입었다. 제방붕괴의 원인 중 대부분이 월류 및 침식에 의해서 발생하고 최근에는 월류에 의한 제방붕괴 피해가 증가하는 추세이다. 월류에 의한 제방붕괴는 계획홍수량을 초과하는 홍수에 의해 발생하므로, 수위가 높은 상태에서 제방이 붕괴됨에 따라 침식, 구조물에 의한 파괴, 제체불안정 등에 의한 피해보다 그 위험성이 크다. 따라서, 계획홍수량을 초과하는 홍수에 대한 대책의 마련이 시급한 실정이다. 이러한 측면에서 수퍼제방은 홍수에 대한 취약성이 큰 지역에 적용될 수 있는 구조물적 대책의 하나이며, 근본적으로 치수안전도와 부지 활용도를 높인다는 관점에서 적극적으로 고려해 볼 수 있는 대책이 될 수 있다. 본 연구에서는 수퍼제방의 도입 목적과 기능을 이해하고, 제반 안정성을 확보될 수 있는 공학적 설계방법에 대해 고찰함으로써 국내 여건에 적합한 수퍼제방 도입 방안과 수퍼제방 도입에 따른 시행착오를 최소화하기 위한 설계 고려 사항을 검토하였다.

• 지질공학
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• 제10권1호
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• pp.1-12
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• 2000

경상북도 안동시 임동면에 위치한 999번 지방도로 위리 지역에 고개 마루를 절취하여 도로 개설공사를 시행한 후, 강우량이 많을 때 산측이 침하하고 도로가 융기하는 등 사면이 불안정하게 활동하였다. 이 연구에서는 위리 지역의 변형 발생의 원인을 분석하고, 수치해석을 통하여 연구지역 사면의 안정성을 평가하였다. 연구지역은 백악기 셰일, 이암 및 사암으로 구성되어 있으며, 북북서 및 북북동 방향의 두 개의 단층이 분포하고 있다. 사면의 변형은 지하수위의 증가에 따른 단층 점토의 전단강도 감소, 간극수압의 증가, 단위중량의 증가 등으로 인하여 단층을 따라 사면이 이동하면서 발생하며, 위의 여러 요인 중에서 단층 점토의 전단강도 감소가 사면의 변형에 가장 큰 요인으로 밝혀졌다. 사면의 안정성 및 변형정도를 파악하기 위하여 사면에 8개의 단면을 설정한 후 한계평형법, 유한 요소법 및 유한 차분법을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석 결과, 지하수위가 단층면 아래에 분포할 때 안전율은 1.7 이상이지만, 지하수위가 지표면까지 상승하면 안전율은 1.0 이하로 감소하고, 15~30cm의 변위가 발생하는 것으로 해석되어 위리 지역에 발생한 변형과 거의 유사한 결과를 보여준다. 안정화 공사가 끝난 현재에는 지하수위가 지표면에 도달하여도 각 단면의 안전율은 2.4 이상이고 2.8cm이하의 변위가 발생하여, 이 지역의 사면은 매우 안정한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.413-422
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• 2016

인구밀도와 기간산업 개발이 급속하게 증가함에 따라 도시지역에서 산사태로 인한 인명손실과 재산손상이 점진적으로 증가하게 되었다. 특히 부산은 한국 내 대도시들 중에서 산지비율이 높기 때문에 과도하게 산지지역을 개발할 수밖에 없다. 본 연구의 목적은 무한사면 모델을 이용하여 부산 황령산 산사태 재해 평가 가능성을 검토하는 것이다. 모든 자료는 ArcGIS 10.0을 사용하여 추출한 주제도와 연관되어 있다. 그 결과 산사태 안전율은 예상대로 지하수위 변화에 반비례한다는 것을 보여 준다. 대부분의 연구지역이 건조 상태에서는 안정된 상태이고, 지하수위가 상승할 때 공극수압이 증가하여 불안정한 지역이 증가하게 된다. 그러나 분석결과 선구조밀도가 높은 기존 산사태 발생지역 중에서 여러 곳이 다른 지역보다 더 안정한 것으로 나타났다. 이렇게 실제상황과 분석결과가 상이하므로 이 문제를 해결하기 위해 부가적인 분석이론이 필요할 것으로 생각된다. 그러므로 새로운 불포화대 침투이론 개발이 시간에 따른 지하수위의 분포를 평가하는데 도움이 될 것으로 생각한다.