• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.184-188
• /
• 2010

식재된 하도의 흐름 해석을 위하여 많은 연구자들이 모형을 제시하였지만 이들 연구는 주로 균일한 형태를 갖는 수로의 실험자료를 활용하여 검증되었다. 자연하천의 경우 하도는 복잡한 형태를 보이고 동시에 식생위치, 밀도 등이 다양하여 흐름 또한 매우 복잡하다. 이러한 자연하도에서 유량을 정확히 예측하는 것은 매우 어려우며 이러한 이유로 식생이 존재하는 자연하도의 실측자료에 대하여 검증이 필요하다. 본 연구에서는 Mertens와 Nuding의 방법을 활용하여 주수로와 홍수터 그리고 식생구역과 비식생구역 사이의 운동량 교환에 의한 흐름저항을 산정하고, Darcy-Weisbach식을 이용하여 분할단면 별 유속을 계산하였다. 계산된 유속으로부터 분할단면의 유량을 계산하고 이들의 총합으로 전단면의 유량을 산정하였다. 독일의 도시하천인 Enz강 4개 단면에 대하여 두가지 방법에 의해 수위에 따른 유량을 계산하고 실측 유량과 비교하였다. 비교결과 모든 단면에서 Nuding 방법이 Mertens의 방법보다 유량을 크게 산정하고 있음을 확인하였다. 이는 식생구역과 비식생구역 사이에서 운동량 교환이 발생하는 폭이 크면 클수록 경계면에서의 마찰은 증가하게 되는데 Nuding 방법이 Mertens방법보다 운동량 교환 폭을 상대적으로 작게 산정하여 경계면의 마찰 또한 작게 산정한 결과로 판단된다. 복단면의 홍수터에 식생이 존재하는 경우에는 Nuding방법이, 복단면 형태이더라도 식생이 호안에 존재하거나 단단면의 제방에 식생이 존재하는 경우에는 Mertens방법에 의해 계산된 유량이 실측유량과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.356-360
• /
• 2015

기존의 하천관리는 이 치수에 중점을 두었다면 최근에는 환경의 중요성을 인식하고 하천복원사업을 통해 주변환경을 개선하여 자연과 공존하는 방향으로 바뀌고 있다. 하천에 분포하는 다양한 종류의 식생은 지형변화, 유속 및 수위 변화 등 직 간접적으로 하천에 영향을 미치고 있다. 따라서 효과적인 하천관리를 위해서는 하천흐름에 대한 식생의 영향을 이해하고 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 다차원 수리 수질 통합분석이 가능한 EFDC모형을 이용하여 홍수터 식생에 의한 하천의 수리특성 변화를 모의하였다. 금강수계 공주보~백제보 구간에 대한 수치지도 및 수심측량 정보를 바탕으로 작성된 3차원 정밀지형도와 30~50 m 간격의 직교곡선격자망을 이용하여 지형을 구축하고, 홍수터 식생에 의한 흐름저항을 반영하기 위한 현장조사를 통해 작성된 식생분포지도를 토대로 교목류(Tree), 관목류(Shrub), 초본류(Herb), 수체(Water) 4가지로 구분하여 분포밀도, 흉고직경, 교목의 높이를 모형에 적용하였다. 2일 간의 보 운영조건에 따라 상류의 공주보 방류량과 하류의 백제보 수위를 경계조건으로 분석을 실시하고, 동일기간 61개 관측지점 중에서 상 중 하류 4개의 임의지점에 대하여 유속측정결과와 모의결과의 비교를 통해 모형을 검증하였다. 홍수터가 완전히 잠겨 식생의 영향을 크게 받는 고유량 조건에 대하여 식생의 적용 여부에 따른 수리특성 변화를 살펴본 결과 홍수터의 경우 일부구간에서 유속이 감소하였으나 인근 주수로의 유속은 증가하는 것으로 나타났다. 하천수위의 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.524-524
• /
• 2023

하천 내 식생의 분포는 흐름저항의 증가와 수위상승에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이다. 동일한 단면정보를 가졌더라도 식생이 분포하는 하도는 식생이 없는 하도에 비해 흐름저항으로 인해 유속이 현저히 느려져 홍수위 상승을 유발하기 때문이다. 따라서 식생의 종류, 크기, 분포 형태, 잎의 밀도 등에 따라 흐름저항계수를 정량화하며 흐름을 정확히 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 2019년 한국건설기술연구원 하천실험센터에서 진행된 식생하도에 대한 실규모 실험의 조건과 지형정보를 HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center's River Analysis System) 1차원 수치모형에 입력하고, 식생 패치의 분포를 고려한 Manning's n의 공간적 분포 및 적용방식에 따른 수면 경사 재현 정확도에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 실험은 상단 폭 11 m, 경사 1:2(V:H)의 사다리꼴 단면을 가진 실규모 수로에서 70 m 길이의 구간을 대상으로 진행되었다. 실험 구간 내 6개의 압력식 수위계를 설치해 수위 측정 및 수면 경사 산정을 실행하였다. 실험 조건으로 적용된 인공 식생패치의 분포 및 밀도 조건은 3가지로 큰 패치와 작은 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 성긴 조건이었으며, 모두 정수(emergent)상태로 진행되었다. 적용된 패치의 형상은 내성천에서 조사된 자연 형태의 식생패치 형태를 참고하였으며, 버드나무 종을 모사하였다. 실험 조건에 따라 유량은 각각 평균 1.5 cms와 2.7 cms로 공급하였으며, 평균 수심은 약 1 m로 측정되었다. 위 실험 내용을 바탕으로 수치모의를 위한 경계조건과 지형정보를 수립하였으며 모의 케이스는 크게 두 가지로, 수로 내 식생의 분포를 종방향으로 고려한 케이스와 횡방향으로 고려하여 조도계수를 적용한 케이스로 분류하였다. 모의에 적용된 조도계수는 실험에서 획득한 데이터와 베르누이 방정식을 활용하여 산정되었으며, 두 케이스에 대한 모의 결과는 실험에서 관측된 수위와 비교하였다. 본 연구에 따르면 여러 개의 식생패치가 정수상태로 존재하는 하천에 대한 1차원 수치모의 시 식생의 분포를 종방향으로 고려하여 하나의 구간조도계수를 적용하는 방식이 종횡단면의 식생패치 위치를 고려한 조도계수를 세분화하여 적용하는 방식에 비해 수위 계산 정확도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.28-32
• /
• 2010

홍수터의 관리와 하천복원사업의 계획에 있어서 하도 내 식생은 생태적, 심미적으로 매우 중요한 항목으로 인정받고 있다. 그러나 식생은 하천의 흐름저항을 크게 하여 유속이 감소하고 통수단면적 축소로 홍수 시 수위를 증가시키는 요인이 된다. 따라서 식생에 따른 조도계수의 변화와 흐름저항으로 인한 수리학적 특성을 이해하는 것은 하천복원에서 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 대상하천에 대하여 HEC-RAS모형과 연직2차원 수리해석 방법을 이용하여 각 밀도별 식생 후의 조도계수를 산정한 후, 홍수위에 안정한 밀도를 HEC-RAS모형으로 계산하여 제시하고, RMA-2모형을 이용하여 제시된 밀도에 대한 수리안정성을 추가적으로 검토하여 비교하였다.

• Atmosphere
• /
• v.24 no.3
• /
• pp.303-315
• /
• 2014

Terrestrial ecosystem plays the important role as carbon sink in the global carbon cycle. Understanding of interactions of terrestrial carbon cycle with climate is important for better prediction of future climate change. In this paper, terrestrial carbon cycle is investigated by Hadley Centre Global Environmental Model, version 2, Carbon Cycle (HadGEM2-CC) that considers vegetation dynamics and an interactive carbon cycle with climate. The simulation for future projection is based on the three (8.5/4.5/2.6) representative concentration pathways (RCPs) from 2006 to 2100 and compared with historical land carbon uptake from 1979 to 2005. Projected changes in ecological features such as production, respiration, net ecosystem exchange and climate condition show similar pattern in three RCPs, while the response amplitude in each RCPs are different. For all RCP scenarios, temperature and precipitation increase with rising of the atmospheric $CO_2$. Such climate conditions are favorable for vegetation growth and extension, causing future increase of terrestrial carbon uptakes in all RCPs. At the end of 21st century, the global average of gross and net primary productions and respiration increase in all RCPs and terrestrial ecosystem remains as carbon sink. This enhancement of land $CO_2$ uptake is attributed by the vegetated area expansion, increasing LAI, and early onset of growing season. After mid-21st century, temperature rising leads to excessive increase of soil respiration than net primary production and thus the terrestrial carbon uptake begins to fall since that time. Regionally the NEE average value of East-Asia ($90^{\circ}E-140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$) area is bigger than that of the same latitude band. In the end-$21^{st}$ the NEE mean values in East-Asia area are $-2.09PgC\;yr^{-1}$, $-1.12PgC\;yr^{-1}$, $-0.47PgC\;yr^{-1}$ and zonal mean NEEs of the same latitude region are $-1.12PgC\;yr^{-1}$, $-0.55PgC\;yr^{-1}$, $-0.17PgC\;yr^{-1}$ for RCP 8.5, 4.5, 2.6.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.143-156
• /
• 2019

The purpose of this study is to examine whether the Sinseo Innovation City of Daegu has been eco-friendly developed by analyzing changes in NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and LST (Land Surface Temperature) and conducting field surveys. Using Landsat satellite images, it compares NDVI and LST changes between the years of 2008 and 2018. The results of the study are as follows. First, the NDVI has decreased by 0.07 and the zLST has increased by $0.85^{\circ}C$ over the past 10 years. Second, districts with lower NDVI and higher zLST were concentrated with infrastructure with impermeable materials. Districts with higher NDVI and lower zLST were utilized urban design techniques such as permeable parking lot, green roof, and permeable pavement. Third, districts with higher NDVI and lower zLST were applied eco-friendly planning items properly by district unit plan guideline. It is meaningful to suggest planing directions and urban planning elements considering the environmental friendly development.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.40 no.2 s.175
• /
• pp.183-190
• /
• 2007

Soil layer in vegetation filter strip is one of the very important factor for reduction of non-point pollutants by physical, chemical and biological reactions of it through infiltration process. This study was carried out to prepare more effective vegetation filter strip through modification of soil layer for river water quality improvement. Therefore, the main aims of this study are to compare and evaluate normal (straighten type) and modified (step type) vegetation filter strip, which make artificially change the soil layer to improve infiltration ability, through bench scale experiments. In the results of this study, vegetation filter strip of step type is much more highly reduction effectiveness of pollutants in surface flow compared with normal vegetation filter strip. In case of below effluent, however, it appeared that the vegetation filter strip modified soil layer showed lower reduction effectiveness of pollutants than the general vegetation filter strip. This result was judged because effluent through the vegetation filter strip of step type passed bigger size of aggregate or sand than the vegetation filter strip of straighten type. If we compare it as a definition of pollutant load to estimate total amount of reduced pollutants by vegetation filter strip, reduced pollutants load by step type showed higher than those by straighten type because below effluent amount relied on total effluent amount was higher at step type (4%) than at straighten type (2%). In conclusion, the vegetation filter strip of step type to improve infiltration effect is much more reduction effectiveness of pollutants than vegetation filter strip of straighten type.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.68-81
• /
• 2014

In this study, the numerical simulation regarding the process and characteristics of topography change due to the vegetation recruitment and growth was carried out by adding the vegetation growth model to two-dimensional flow and sediment transport models. The vegetation introduction and recruitment on the condition for developing an alternate bar reduced the bar migration. The vegetated area and channel width changes were more significantly influenced by changes in upstream discharge rather than the duration of low flow. When the upstream discharge decreased, the vegetation area increased and the channel width decreased. The vegetation introduction and recruitment on the condition for developing a braided channel significantly influenced the characteristics of topography changes. In the braided channel, vegetation reduced the braided index, and when the upstream discharge decreased significantly, the channel topography was changed from the braided channel to the single channel. The vegetation area decreased as the upstream discharge increased. The channel width decreased significantly after the vegetation was introduced and it also decreased as the upstream discharge decreased. It was confirmed through the numerical simulation that a decrease in flood discharge accelerated the vegetation introduction and recruitment in the channel and this allowed to confirm its influence on the characteristics of topography changes qualitatively.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.54-60
• /
• 2009

The purpose of this study is to analyze the impacts of three-dimensional land cover on changing urban air temperatures and to explore some strategies of urban landscaping towards mitigation of heat build-up. This study located study spaces within a diameter of 300m around 24 Automatic Weather Stations(AWS) in Seoul, and collected data of diverse variables which could affect summer energy budgets and air temperatures. The study also selected reflecting study objectives 6 smaller-scale spaces with a diameter of 30m in Chuncheon, and measured summer air temperatures and three-dimensional land cover to compare their relationships with results from Seoul's AWS. Linear regression models derived from data of Seoul's AWS revealed that vegetation volume, greenspace area, building volume, building area, population density, and pavement area contributed to a statistically significant change in summer air temperatures. Of these variables, vegetation and building volume indicated the highest accountability for total variability of changes in the air temperatures. Multiple regression models derived from combinations of the significant variables also showed that both vegetation and building volume generated a model with the best fitness. Based on this multiple regression model, a 10% increase of vegetation volume decreased the air temperatures by approximately 0.14%, while a 10% increase of building volume raised them by 0.26%. Relationships between Chuncheon's summer air temperatures and land cover distribution for the smaller-scale spaces also disclosed that the air temperatures were negatively correlated to vegetation volume and greenspace area, while they were positively correlated to hardscape area. Similarly to the case of Seoul's AWS, the air temperatures for the smaller-scale spaces decreased by 0.32% ($0.08^{\circ}C$) as vegetation volume increased by 10%, based on the most appropriate linear model. Thus, urban landscaping for the reduction of summer air temperatures requires strategies to improve vegetation volume and simultaneously to decrease building volume. For Seoul's AWS, the impact of building volume on changing the air temperatures was about 2 times greater than that of vegetation volume. Wall and rooftop greening for shading and evapotranspiration is suggested to control atmospheric heating by three-dimensional building surfaces, enlarging vegetation volume through multilayered plantings on soil surfaces.

• Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
• /
• 2006.05a
• /
• pp.13-19
• /
• 2006

본 연구에서는 보다 정확한 식생지수의 분석을 위해서 영상융합에 의한 공간해상도 향상 가능성에 대해서 평가하였다. 식생지수는 광범위한 지역의 산림 모니터링이나 산불재해와 같은 분야에서 폭넓게 사용되고 있으며, 영상융합은 저해상도의 다중분광대 영상을 고해상도의 단일분광대를 이용하여 분광해상도는 그대로 유지하면서 공간해상도를 향상시키는 기법이다. 본 연구에서는 공간해상도 향상을 위해서 wavelet, PCA, IHS, Brovey, multiplicative 변환 등의 영상융합기법을 적용하였으며, 융합된 영상과 원영상으로부터 식생지수를 계산하고 상관계수의 비교를 수행하였다. 그 결과 PCA 방법이 공간해상도 증가와 함께 식생지수의 왜곡이 가장 적은 것으로 나타났다.