• 한국지반공학회논문집
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• 제31권8호
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• pp.51-62
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• 2015

지반공학적으로 제방(또는 댐) 월류에 대한 근거를 제시하기 어렵다. 수문학적인 안정성 평가에서 댐의 초기수위(만수위)를 고정시키고 강우량을 계산하기 때문에 월류 가능성은 매우 희박하다. 그러나 Copula 함수를 사용하여 초기수위가 고정된 댐의 만수위가 아닌 변동성 있는 확률수위를 적용해서 국내 40년간의 빈도를 고려할 때, 월류 가능성을 확인할 수 있었다. 수문학적 댐의 위험성 분석은 다양한 불확실성 인자 중 댐 초기수위에 대한 모의기법 개발이 필요한 복잡한 수문학적 해석을 요구한다. 본 연구에서는 기존 댐 위험도 분석 시 초기수위는 상시만수위 또는 홍수기 제한수위로 가정하지만, 이러한 보수적인 가정에 의한 연구는 기상변동성 및 기후변화의 영향을 고려하지 못하며, 댐의 월류확률 및 이에 따른 붕괴확률을 추정하는데 있어서 지반공학적인 접근이 필요하다. Copula 함수를 이용하여 댐 특성에 맞는 초기수위를 결정하였으며, HEC-5 모형을 활용하여 강우-유출 모형 매개변수의 사후분포를 정량적으로 추정하여 댐 월류확률을 산정하였다. 지반공학적인 측면에서 댐 안정성 해석은 상류사면(upstream)의 수위급강하(drawdown)에 대한 안전율과 하류사면(downstream) 월류상태에서의 불안정성을 비교하여 지반공학적 위험도를 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.149-158
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• 2015

비상방류시설은 안전한 댐 운영 및 유지관리를 위해서 절대적으로 필요한 시설임에도 불구하고 국내 댐의 경우 이를 고려한 설계가 이루어지지 않아 각 댐의 비상방류 대응 적정성을 판단하기 곤란한 상황이다. 특히 국내 댐의 경우 비상방류시설규모를 산정하는 기준이 일정치 않을 뿐만 아니라 대부분의 용수댐은 별도의 방류시설 조차도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존댐 방류시설 현황 분석, 국내외 비상방류시설 설계기준 등의 검토와 함께 국내 댐설계기준을 적용한 가상 댐체와 수어댐을 대상으로 수위에 따른 방류능 분석을 수행하였다. 또한 SEEP 프로그램 등을 활용, 수위저하 속도에 따른 제체의 사면 안정성을 검토함으로써 비상방류 시설의 적정규모 산정기준을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 수리학적 해석을 통해 저류수심에 따른 제체에 작용하는 힘을 분석하였으며 수위저하 속도 변화에 따른 제체의 안정성을 검토하여 허용수위저하 속도 범위를 제시하였다. 수위 25% 저감은 하중을 50%까지 감소시켜 초기수위 저감이 중요한 것을 알 수 있었다. 가상 댐체는 물론 수어댐에 수위저하 속도 1 m/일을 적용하더라도 제체의 안전성은 보장됨을 확인하였다. 다만, 방류능과 방류 소요일수는 수위별 저류용량 등 저류지 특성과 밀접한 관계가 있어 초기대응을 위해서는 7~10일 이내에 저류수심의 25%를 먼저 방류시키고 나머지 방류량은 1~2개월 이내에 방류할 것을 제안하였다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.339-347
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• 2015

저수지의 이용목적에 따라서 수력발전용, 농업용수용, 생활 공업용수용 및 홍수조절용으로 구분한 우리나라 35개 저수지의 호안에서 출현하는 관속식물 종류와 지형, 수문, 물 및 토양 환경을 조사하여 이용목적에 따른 호안 환경과 식물상 특성의 차이를 규명하고자 하였다. 호안의 식물상은 저수지의 용도에 따라서 종수, 종류 및 식물종 특성에서 차이를 나타내었다. 단계별 변수선택법 결과에 의하면 저수지 호안의 출현종수는 중앙수위에서 범람빈도가 높고 호안의 연평균노출기간이 길수록 증가하였다. 주좌표분석과 집괴분석의 결과에서 저수지 호안의 식물상은 이용목적에 따라서 크게 3가지 유형, 홍수조절용과 생활 공업용수용, 농업용 및 발전용 저수지로 구분이 되었다. 식물상의 특성에 영향을 미치는 주요한 환경 요인은 연간 수위변동폭, 중앙수위 연범람빈도, LQI 지수 및 연평균노출기간이었다. 수위가 안정적으로 유지되고 수질이 중영양으로 유지되는 발전용 저수지에서는 종풍부도가 높고 침수식물종을 비롯한 수생식물종이 풍부한 연안대가 발달하였다. 수위변동이 심하고 수질이 빈영양 혹은 중영양인 홍수조절용과 생활 공업용수용 저수지 식물상은 수위변동역에서 단명의 교란지식물이 분포하였다. 수위변동이 중간 정도이고 중영양 또는 부영양인 농업용 저수지에서는 부엽식물과 부유식물과 같은 수면을 덮는 식물종이 특징적으로 분포하였다. 결론적으로 저수지 호안의 식물상 특성은 이용목적에 따라서 수위변동, 수질 등의 환경요인이 차이가 나타나고 이에 따라서 식물상의 구조와 종풍부도가 다르게 나타났다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.156-163
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• 2015

본 논문은 광패턴 조사를 통한 능동형 수위 및 거리 측정 기법을 제안한다. 기존 압력식, 부자식, 초음파식, 레이더식 등의 수위측정기법과 달리 최근에는 수위측정의 정확성과 모니터링 편리성을 강조한 영상기반 수위측정기법이 활용되고 있다. 본 논문에서는 참조용 광패턴을 교각이나 제방 등에 동적으로 조사(照射)하고, 카메라 장치로부터 조사된 광패턴 영상을 실시간 분석 처리하여 자동 수위측정 및 조사(照射) 대상물까지의 거리측정을 위한 새로운 방법을 제시한다. 기존 방법이 교각에 기(旣) 부착된 수위표나 마커 인식을 위해 수동적으로 영상데이터를 분석하는 것이었다면, 본 기법은 교각 설치 환경에 대응하여 능동적으로 참조 광패턴을 생성하여 사용함으로써, 난시야(難視野) 환경 및 잡음 대응에 효과적이고, 포터블 형태로 주야간 이용이 가능하며, 별도 조명 설치를 요구하지 않는 등의 강건한 수위 측정을 지원한다. 본 실험은 실내 시험 환경을 구성하여 시뮬레이션 하였으며, 0.4-1.4m 거리 13.5-32.5cm 높이에서 수위 및 거리 측정을 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.221-221
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• 2019

기후변화로 인한 가뭄대비가 상시체제가 된 요즈음, 농업용수의 안정적인 공급을 위하여 가뭄 등의 비상시 지표수는 물론이고 지하수의 공급 가능량에 대해서도 국가적 관리가 필요한 실정이다. 지하수관리를 위해 국가 최상위 계획인'지하수관리기본계획(2012~2021)'이 수립되었고, 지하수의 장기적인 수량, 수질 관리를 위해 국가지하수관측망, 지역지하수관측망(보조지하수관측망), 수질측정망, 해수침투관측망 등 광역과 지역단위로 크게 나누어 지하수관측이 이루어지고 있다. 국가지하수관측망은 지하수법에 의거하여 전국의 주요지점(2016년 말 기준 412개소)에 관측소를 설치하여 수위 및 수질의 변동실태를 광역적으로 분석함이 목적이며, 보조지하수관측망은 국가지하수관측망과 연계하고 보완하기 위한 기능으로서, 지역별 주요 관측지점의 수위, 수질자료를 획득하며, 2018년 9월 현재 3,429개소가 설치되어있다. 본 연구에서는 지역지하수 관측망 중 경남밀양지역에 설치된 관측정 31개소에 대해 수위와 수질을 장기 분석하였다. 밀양지역의 보조지하수관측망 설치는 지하수관리계획의 하부계획인'경상남도 지하수관리계획(2015~2025)'에 의거 2012년에 6개소의 관측공이 설치를 시작으로, 2013년 7개소, 2014년 10개소, 2015년 8개소를 설치하여 총 31개소의 설치를 완료하였고, 2016년부터 2019년 현재까지 전체 관측정 31개소에 대하여 관측 운영 중이다. 본 연구에서는 2013년 1월~2019년 1월까지 지역의 누적강수량과 지하수위 및 수질변화를 관측하였다. 전 관측정에 대해 수위(GL.m), 수질(온도, EC)은 1시간 주기로 관측하였으며, 연 2회 생활용수 기준(19항목)의 수질검사를 실시하고, 지하수성분의 지질학적 기원분석을 위한 양음이온 분석을 연 1회 실시하였다. 관측정의 양수능력 변화관측을 위해 대수성 시험을 연 1회 실시하였고, 관측정의 특성상 장기간 미사용 관정이므로 최적의 상태유지를 위해 연1회 공내세척을 실시하였다. 또한, 관측정의 지형별 차이를 분석하기 위해 관측정의 설치위치를 산악, 강변, 기타 지역으로 구분하고, 각각의 대표관정에 대해 지형에 의한 서로 다른 영향을 분석하였고, 관측정의 심도별 변화를 알기위해 동일지역에 충적, 안반 관측정을 따로 설치하고 관측하여 지표수와 지하수의 심도별 영향의 차이를 분석하였다. 동일지역의 관측결과 평균 5m이하의 수위변화를 보이나, 5m 이상의 수위변동을 보이는 관측망은 15년 14개소 17년 19개소로 증가추세를 보이며, 이는 주로 밀집된 시설하우스 단지의 수막재배를 위한 겨울철 지하수 사용량 증가가 원인인 것으로 판단된다. 밀양지역은 강변지역에 밀집된 시설하우스단지의 동절기 수막재배를 위한 지하수 과다사용으로 수위급감 및 수량부족현상이 반복되고 있어, 예방과 대책강구를 위해 지표수의 함양과 지하수사용량의 상관관계 분석과 자료축적 및 추가연구를 위한 장기관측이 요구된다.

• 환경영향평가
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• 제28권3호
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• pp.245-262
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• 2019

본 연구의 목적은 낙동강에 위치한 칠곡보와 강정고령보 구간을 대상으로 3차원 EFDC 모델을 구축하고, 보 구간의 운영 수위 저하 및 유속 증가와 같은 수리학적 특성 변화가 수질과 조류 생체량에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 보정결과, EFDC 모델은 10분 단위의 고빈도로 측정된 상층과 하층 수온의 시간적 변화를 적절하게 모의하였고, 유기물, 질소, 인계열 수질항목과 남조류의 시계열 변화를 적절히 재현하였다. 하지만, 규조류와 녹조류 세포 밀도에 대해서는 모의값이 실측값을 과대 산정하였다. 규조류와 녹조류 예측의 오차 요인은 조류의 신진대사와 관련된 매개변수의 불확실성과 동물플랑크톤에 의한 포식기능이 모의에 포함되지 않은 것에 기인한 것으로 유추된다. 강정고령보의 보 운영 수위를 관리수위(EL. 19.44 m)에서 하한수위(EL. 14.9 m)까지 약 4.54 m 낮추어 운영하는 시나리오 모의결과, Chl-a와 조류 세포수 밀도가 급격히 감소했다. 특히, 녹조를 발생시키는 남조류 세포 수는 기존 관리수위에 비해 하한수위 시나리오에서 표층 기준 56.1% 급감하였다. 연구결과는 임계유속 유지가 남조류 제어에 효과적이라는 선행연구들과 일치하며, 강정고령보에서 수위 저하와 체류시간 감소와 같은 수리학적 조절은 조류의 과잉 성장을 제한 할 수 있는 대안임을 시사한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.35-43
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• 2011

낙동강 하류 딴섬 지역은 강변여과수 개발이 이루어지는 지역으로서 상부의 점토 및 실트질 퇴적층이 물의 상하 이동을 차단하여 하부 자갈층은 피압 대수층의 특성을 보이기도 한다. 총 13개소의 관측 지점에서 측정한 지하수위 조사 결과, 강우 요인과 농업활동에 의한 양수의 영향으로 계절에 따라 지하수위 유동 방향이 차이를 보인다. 7개 지점 9개의 장기 지하수위 관측 결과, 딴섬의 지하수위 변동은 주성분분석에 의하여 3개 유형으로 분류된다. 첫 번째 유형은 딴섬 중앙부에서 나타나며 하천의 영향이 적어 완만한 변동을 보이고, 두 번째 유형은 딴섬 외곽부에서 나타나며 강우 및 하천수위에 신속히 반응하는 뽀족한 형태의 그래프를 보여준다. 세 번째 유형은 하천수위 변동과 상관없이 일정한 주기를 갖는 경우로서 하천 본류와 떨어진 심부 자갈층에서 나타나는데, 심부 자갈층의 지하수위는 조석 영향에 의한 주기성을 보인다. 각 지점의 지화학 특성을 분석한 결과 딴섬 내부는 [$Ca-HCO_3$]인 천부 지하수 특성, 딴섬 외곽은 [$Na-HCO_3$], [$Ca-SO_4(Cl)$]로서 하천 영향을 받는 유형으로 나타나 수위 분류 유형과 관련성이 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2020

염전의 자동화 시스템 구성을 위해서는 증발지의 염도 및 수위 측정이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 2개의 고정된 부력체의 부력을 측정하여 함수의 염도 및 수위를 동시에 측정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 측정방식은 측정 장치가 함수에 잠기게 될 때 주부력체와 비교부력체의 부력을 측정하고, 두 부력의 합과 차를 통해 염도와 수위를 동시에 측정하는 것이다. 부력의 측정에 기계적인 움직임이 없어서 뻘이 포함된 염전의 환경에서 측정 오류와 유지보수가 필요성을 줄일 수 있다. 제안된 방법을 적용하여 염전의 증발지에서 원격으로 염도 및 수위를 동시에 측정할 수는 있는 시스템을 개발하였다. 여러 수준의 염도를 갖는 기준함수를 사용한 측정 실험을 통하여 염도 오차 0%, 수위 오차 2mm의 결과를 얻고, 제안된 염도 및 수위 측정 장치의 유효성을 확인하였다. 개발된 염도 및 수위 측정 장치를 활용하여 자동화 시스템을 구성할 경우 노동력 절감 및 작업 환경 개선과 생산성 증진이 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.1031-1039
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• 2022

강우는 산사태와 밀접한 연관성을 지니는 수문 인자 중 하나로, 외력을 발생시켜 지반 안정성에 간접적으로 관여한다. 최근에는 지반 안정성에 직접적인 영향을 미치는 인자인 지하수위의 변동에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 강우, 지하수위와 지반 변위의 변동을 통해 변수간 관계성을 분석하고자 하였다. PSInSAR 기법을 사용하여 도심과 산지에서의 지반 변위 모의 결과를 도출하였고, 위성 기반 강우와 지점 기반 지하 수위 자료와 연계하여 시계열 기반 분석을 실시하였다. 고강도 강우에 대해 도심과 산지에서 모두 급격한 지하수위의 상승이 나타났으며, 무강우 및 저강우 기간에 대해 도심에서는 지속적인 감소 경향이 나타났다. 지하수위의 증가에 대해 산지에서는 6 mm 수준의 지반 침하가 관측되었으며, 이는 표토층의 토사 유출로 인한 결과로 보인다. 한편 도심에서는 다양한 결과가 나타났는데 지하수위 상승에 대한 지반 변위의 증가와 토양 뼈대의 확장으로 인한 결과로 볼 수 있으나, 지반 변위의 감소는 인위적 영향에서 기인된 결과로 보인다. 전반적으로 지하수위와 지반 변위 간 관계성이 일관되게 나타나지 않았는데, 이는 수문인자 외의 다른 영향인자로 인한 결과로 보인다. 두 인자 간 관계성에 영향을 미치는 환경 인자들이 추가로 고려된다면 관계성을 보다 면밀히 파악하는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 지질공학
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• 제2권1호
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• pp.58-69
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• 1992

피압대수층에 있어서 피압층을 관통하는 시추공에는 대기압의 변화에 따라 수위변화가 이루어지며, 그들의 관계는 대기압이 상승하면 수위는 하강하고, 대기압이 하강하면 수위는 상승하는 반비례의 관계를 갖는다. 이러한 대기압이 압력변화를 수위로 환산한 후 수위변화량과 기압변화량과의 비율을 대기압효율이라 한다. 본역 경상계 퇴적층에 있어 주 대수층은 파쇄대, 절리면, 층리면과 지역적으로 분포하는 marl층내에 분포하는 용해공극 등에 의해 이루어진다. 본역내 대기압 효율의 분포는 8-90%로서 지역적 특성에 따라 Confinde, Unconfinde, Semi-Confined Aqifer 가 분포함을 알 수 있다. 대기압효율은 저류계수와 반비례함으로 양수시험 이전의 대수층 특성파악을 위한 경제적인 방법이기도 하다.