• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.380-384
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• 2016

홍수완화의 관점에서 강을 관리하기 위하여 수자원의 이용과 생태계보전, 하천흐름과 형태학적 변화들에 대하여 충분히 이해하고 합리적으로 설명하는 것이 필요하다. 최근에 수변지역에서 발달된 식생은 홍수시에 감속영역과 생물들의 피난처를 제공하는 것 이외에 횡단방향의 혼합작용을 활성화하여 유사와 식물의 씨앗 및 입자성 유기물(POM)을 포착하는 기능을 하고 특히 흐름과 유사이송 및 하도 지형변화에 큰 영향을 주기 때문에 중요하다. 입자성 유기물(POM)은 하천생태계를 지탱하는 에너지원으로서 다양한 형태로 존재하고 미생물의 분해를 받아 무기화된 식생의 번무와 물질순환의 시발점이 되기도 하지만 현재까지 식생영역 내에서 그 공급과정에 관련이 있는 운동기구에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 식생영역의 유사퇴적 및 분급작용, 입자성 유기물의 포착을 일으키는 원인과 흐름의 특징 중 식생영역 내에서 흐름방향으로 감속에 주목하여 수리 모형실험을 실시하였고 수변식생에서 부유사와 POM의 퇴적과정에 대하여 검토 및 모델링을 실시하였다. 수리 모형실험 결과 CPOM과 FPOM 모두 유사의 퇴적없이 그 자체로는 퇴적이 되지 않았고 수변식생의 종방향 이송의 경우 식생에 의해 퇴적된 부유사가 사련 형태로 형성이 되어 CPOM이 사련의 배후에서 캡쳐 되었다. 또한 두가지 샘플 움직임의 상호작용은 사련의 파고와 파장의 전파속도를 감소시켰다. 식생지역에서 횡방향 분산의 경우에 대해서는 각각의 유사 크기에 대한 퇴적물의 능선은 식생의 경계를 따라 형성되었고 운동의 범위는 유사 퇴적의 능선에 의해 촉진되어 횡방향으로 확산하며 확장되었다. 이러한 결과를 바탕으로 제한된 경험적인 지식보다 오히려 실험을 통하여 식생을 동반하는 장소에서 유사와 POM의 거동특성 차이 및 간섭작용을 명확히 한 후 현장에서 관측된 현상과 비교 검증이 필요하다고 사료되며 추후에 운동기구를 모델링 및 업그레이드 해 나가는 것이 앞으로의 하천생태계 예측평가에 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.172-176
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• 2011

최근 들어 생활수준의 향상과 친수 환경에 대한 인식이 높아지면서 하천환경의 보전과 개선에 대한 필요성이 증대되고 과거 이수 또는 치수 목저으로 정비되었던 하천을 자연형 하천으로 탈바꿈 시키려는 움직임이 많이 일어 나고 있다. 자연형 하천 공법의 연구는 1990년대부터 점차 이루어 지고 있으나, 호안의 식생 공법 연구 및 수리 실험을 이루어 지지 않는 실정이다. 이제 본 연구에서는 자연형 하천 정비의 대표적인 방법인 호안 사면 처리 공법 중 지오셀 식생 매트에 대한 수리모형 실험을 실시하였다. 고정상 실험을 통하여 활착된 지오셀 식생 매트가 허용할 수 있는 유속과 수위를 정하는데 목적을 두었고, 상사법칙 이론을 도입하여 수행된 실험결과를 정리 분석하였다. 분석된 실험치를 왜곡모형에 적용하여 실제 규모로 환산한 결과 현재 설계시 허용되는 유속에도 지오셀 식생 매트의 안정성이 확보되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 호안의 지오셀 식생매트의 적용이 가능 할 것으로 보이나, 제한적인 실험결과에 의해 왜곡모형을 이용하여 현장조건을 추정한 것이므로 적용 및 해석에 있어서는 실제 설치되는 하천의 복잡한 수리 수문학적인 변수가 충분히 고려되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.310-310
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• 2020

자연하천에서 식생의 성장은 유속 및 수위 변화에 중요한 영향을 미치며, 따라서 식생으로 인한 흐름저항은 흐름과 유사이송 모델링을 위한 중요 매개 변수가 된다. 즉, 수치 모델을 활용함에 있어 식생의 흐름 저항을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하며, 보다 정확한 추정을 위해 실험 혹은 현장 데이터를 활용한 보정과정이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 식생 패치를 포함한 인공 수로의 흐름 모의를 위해 실규모 실험 수로에서 측정된 유속 및 수위 데이터를 활용하여 모델보정을 수행하고자 한다. 이를 위해 공간 분포 별로 각기 다른 흐름 저항식의 적용이 가능하며, 식생 저항 공식을 포함하고 있는 Delft3D 모델을 활용하였다. 또한 실규모 수로에서의 유속 및 수위 데이터 수집을 위해 한국건설기술연구원 하천연구센터에서 실험을 수행하였다. 실험 구간의 길이는 약 120 m이고 하폭은 11 m이며, 국내 하천에서 보이는 식생패치의 유사한 형태를 재현하기 위해 하천 내 가장 많이 활착되어있는 버드나무와 유사한 형태의 인공식생을 제작하였다. 인공 식생은 지그재그로 배치되었으며, 식생의 전체 높이는 1.1 m이고, 각 패치 당 23그루의 인공 식생이 총 8개 패치에 식재되었다. 모의 조건은 상류단 유입 유량 2.805 ㎥/s, 하류단수위 98.764 m의 정류 조건을 적용하였다. 또한 식생 패치 구간에서의 흐름 저항 추정을 위해 Delft3D 모델 내에서 선택가능 한 Baptist의 비침수(Non-submerged)식을 적용하였으며, 항력계수 결정을 위해 1과 1.5를 적용하여 측정 수위와 비교하였다. Delft3D의 흐름 모의 결과, 항력계수 1.5를 적용했을 때, 측정 수위와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 항력계수 1.0을 적용했을 경우, 측정 수위에 비해 다소 낮게 모의되는 것으로 나타났다. 또한 항력계수 1.5인 경우 식생 패치 구간에서 평균 0.65 m/s의 유속이 발생하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.163-170
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• 2013

본 논문에서는 낙동강 하구역 진우도 자연해빈을 대상으로 해안표착물과 식생대 전선의 상관성 및 상호거동에 대하여 연구하였다. 해안표착물과 식생대 주변의 비사에 의한 퇴적 특성을 고찰하기 위해 현장 바람과 바닥조건을 고려하여 실내 풍동실험을 수행하였다. 본 연구에서 고려하는 주요 영향은 해안표착물과 식생대 주변의 바람에 의한 모래의 퇴적현상이다. 해안표착물에 대한 실험결과로서, 모형 전면부터 퇴적되고 퇴적된 높이가 모형의 70% 정도 퇴적되었을 때 모형 후면이 퇴적되는 양상이 나타났다. 이에 반해, 식생을 대상으로 한 실험에서는 모형 전면보다 후면이 먼저 퇴적되고, 후면이 전면보다 60%정도 더 높게 쌓이는 양상이 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제10권3호
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• pp.87-97
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• 2008

본 연구는 현재 대부분의 자연형 하천에 적용되는 프리캐스트 호안블록 대신 현장 타설식 일체형 블록시스템을 개발하고 수리특성분석을 위하여 수리모형 실험을 실시하여 수위와 유속의 변화를 통하여 호안 적용성을 검토하였다. 기존의 프리캐스트 불록은 홍수 시 빠른 유속과 집중하중에 유실 및 탈락의 문제점이 나타나고 있으나 이를 보완한 일체형 호안블록 시스템은 홍수시나 수충부에 적합한 호안식생블록 시스템이다. 수리모형실험에서는 성덕댐이 위치한 보현천의 하도에 1/50 축척으로 모형을 재현하고 설계홍수량을 방류하는 조건으로 하도에서 원형과 개발된 블록의 식생유무에 대한 흐름 및 특성의 변화를 검토하였다. 검토결과, 설계홍수량 $200m^3/sec$에서 유속 저감 평균 10.1%, 수위 상승 평균 17.8%의 실험 결과를 얻었다. 연구(II)에서는 수치모형실험을 통하여 실험결과를 검증하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.481-481
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• 2023

제방은 홍수로부터 주변 주거지와 농경지를 보호하는 가장 전통적이고 기본적인 구조물이다. 개발된 제방보강기술은 파이오폴리머와 골재를 혼합하여 제방표면을 강화하여 월류 등으로 인한 제방붕괴를 대응할 수 있는 친환경 제방보강기술로 제방의 세굴 및 붕괴 등을 억제하는 목적이 있다. 개발 기술은 하천호안 사면 및 제방을 안전하게 보호하기 위한 기술로 치수방재사업과 자연재해 영향을 저감시키는 사업에 활용가능하며 시공성이 수월하여 월류파괴에 대한 대응 기술로 적용이 용이하다. 개발된 기술을 현장에 적용하기 위해서는 기술의 안전성을 확보해야 하므로 현장시범사업 등 실제 적용에 대한 연구가 필요하다. 하지만 월류 파괴는 현장에서 시범사업을 수행할 수 없으므로 본 연구에서는 실규모 실험을 통해 현장 적용성 연구를 수행하였다. 실규모 실험은 안동에 위치한 하천실험센터에서 수행하였으며, 인위적인 월류를 통하여 제방 세굴 및 붕괴 상황을 검토하였다. 실험결과 대조조건으로 식생 제방의 경우 25분경에 붕괴되었고, 개발 기술은 월류 발생 후 2시간 동안 제내지 경사면에서 균열이 발생하지 않았다. 개발기술이 월류파괴에 대해 대응 가능하고 붕괴를 억제할 수 있는 기술로의 실증 결과를 파악 할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권10호
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• pp.983-993
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• 2008

근래에 이상기상과 지구 온난화로 인한 해수면 상승과 해사채취, 난개발에 의해 국내외 연안역에 여러 형태의 침식피해가 발생되고 있다. 이에 대한 침식방지 및 보호대책 공법이 적용되고 있으나 큰 실효를 거두지 못하고 있다. 연안보호 구조물로 PC 콘크리트 호안블럭이 국내외 연안에 시공되고 있으나 대부분의 기존 구조물들은 사람의 접근성이 어려운 구조물로 시공되어 있어 친수성이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이런 점들을 보완하여 사람들의 접근성이 좋으면서 연안침식 방지 보호 능력이 우수한 친수성 호안공을 개발하고자 한다. 개발한 호안공의 성능과 기능의 확보를 위해 모형실험이 반사율, 파량, 월파고에 대해 수행되었다. 그 결과는 일반 계단형 보다 훨씬 좋은 결과를 나타냈다. 또한 호안공의 실용화를 위해 현장실험은 노출부 일단면의 식생실험과 해안역의 침식구간에 시공실험을 실시하였다. 후자의 경우는 실험구간에서 많은 양의 모래가 짧은 시간에 퇴적되어 연안침식 방지 및 보호용 친수 호안공으로서의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.125-134
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• 2007

본 연구의 목적은 치수안정성을 고려하여 새롭게 개발된 식생 호안 공법들의 적용성을 검토하는 것이다. 호안의 적용성은 치수 안전성과 환경성의 두 가지 측면을 통하여 검토되었다. 치수 안정성은 파주시에 위치한 동문천에서의 현장 실험과 수로 실험을 통하여 검토하였으며, 환경성은 동문천 시험 시공 지점에 대한 2년간의 식생 모니터링 결과를 분석하여 검토하였다. 연구 결과 개발된 식생 호안 모두 적절한 치수 안전성과 우수한 녹화능력이 있는 것으로 나타났다. 실험 결과 분석을 통하여 평균 유속과 평균 소류력에 대하여 개별 호안의 최대 적용 범위를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.313-313
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• 2011

오염물질은 배출원의 형태에 따라 점오염물질과 비점오염물질로 구분하고 있고 점오염물질은 생활하수, 산업폐수, 축산폐수, 환경기초시설 방류수 등으로 발생원이 명확하고 수집하여 처리 및 관리가 용이하나 비점오염물질은 배출위치가 명확하지 않으며, 강우 시 일시적으로 대량 배출되는 특징을 가진 농경지, 도로, 대지, 임야 등에서 배출되는 오염물질을 말한다. 우리나라에서 비점오염은 전체 수질오염의 42~67%(2003년)를 차지하는 것으로 나타났고, 2015년에는 전체 수질오염의 65~75%에 이를 것으로 예상되고 있다. 이 중 농업 비점오염원은 총 수질 오염량의 30%이상을 차지할 것으로 추정하고 있으나 이를 저감하기 위한 최적관리방법의 효과검증에 관한 연구는 아직 미미한 상태이다. 이에 본 연구에서는 농경지 중 밭에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위한 기법으로 다양한 규모와 형태의 Silt Fence/식생밭두렁/침사구를 설치하여 밭 비점오염에 대한 저감효과를 평가하고 제어대책을 개발하여 최적관리기법을 제시하고 이에 대한 매뉴얼을 개발하기 위한 기초연구를 실시하려 한다. Silt Fence는 주로 건설공사현장에서 홍수유출 발생 시 인접한 하천 및 호소 등으로 유사 및 오염물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 임시적으로 설치하는 시설로 합성 직물 필터를 나무나 금속 막대로 연결하여 등고선 방향으로 설치하는 것으로 대상 지역의 토양이 교란되기 전에 그 지역 아래쪽에 설치한다. 식생밭두렁은 밭의 이랑의 길이가 길어질수록 강우 시 빗물이 하단에 이를 때 늘어난 유량과 빠른 유속으로 토양침식이 가중되는데, 이때 30~35m간격으로 식생밭두렁을 설치하게 되면 상부와 하부의 침식정도가 유사한 경향을 보여 식생밭두렁을 설치하지 않은 지역에 비해 토양의 침식정도가 작게 나타나게 된다. 이러한 Silt Fence/식생밭두렁/침사구의 밭 비점오염의 저감효과 평가 및 제어대책 개발을 위한 기초 실험을 수행하기 위해 경상남도 사천시 용현면 선진리 일대에 시험포장을 조성 하였으며, 시험포장내에 6개의 Plot을 만들어 하단부에 포장에서의 유출수의 유량을 측정하기 위해 플룸을 설치하였고 실내실험을 통해 플룸의 수위-유량관계 곡선을 작성하였다. 포장의 토양특성을 판별하기 위해 Plot별로 토양시료를 채취하여 특성을 분석 한 결과 6개 Plot모두 모래함량이 많은 점토질 사질토로 분류되었다. 향후 강우 시 시험포장에서 발생하는 유출수의 수질을 분석하고 Silt Fence/식생밭두렁/침사구의 오염물질 저감효과를 분석하여 제어대책을 개발하게 되면 농업수자원확보를 위한 관리방안 선정을 위한 정책수립에 활용될 수 있으며 비점오염 배출을 최소화시켜 수질의 개선에 기여할 뿐만 아니라 우리나라 농업에 적합한 최적영농관리기술을 개발 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.59-66
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• 2015

본 연구에서는 군산 인근해역의 준설토를 식생이 가능한 녹생토로써 토목현장의 사면안정화 및 해양공간개발에 사용이 가능한 생태 환경형 재료를 만들고자 한다. 식생발아 특성을 분석하기 위해서 군산 인근해역의 준설토에 Bio 개량제(0%, 6%), AC(아미노산) 개량제(0%, 6%), 톱밥비료(0%, 6%), 산 흙(0%, 50%)으로 처리한 준설토 개량제 실내 실험을 수행하였다. 실험 결과, 군산 새만금 준설토의 경우 SM시료로 분류되었으며, 수목생장조건이 불량하여 개량제(톱밥비료, Bio 개량제 등)의 사용이 필요한 것으로 판단된다.