• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1057-1062
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• 2009

대부분의 홍수 예측모형은 도달시간 산정에 있어 지표면 흐름을 중력흐름으로 가정한다. 그러나 Woo & Brater(1961)의 실험결과 지표면 흐름의 마찰계수는 바닥정사의 함수인 것으로 나타나며 수심이 매우 얕은 흐름의 경우 조고뿐만 아니라 바닥경사에 의한 영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 새로운 무차원수 Y는 바닥경사, 수심, 조고 및 표면장력 등을 고려하는 인자로서 중력흐름과 표면장력흐름의 각 흐름특성을 반영하기 위한 새로운 도달시간 산정식을 개발하였다. 새로운 무차원수 Y는 표면장력과 관계된 후르드수 및 웨버수의 조합으로 조고뿐만 아니라 바닥경사, 수심의 함수로 나타난다. 지표면 흐름의 마찰계수 산정시 비례상수 ${\alpha}$를 새로운 무차원수 Y의 함수로 취하여 Butler(1977)의 실험자료를 분석하였다. 중력흐름의 경우 조고만의 함수로 나타나지만 표면장력흐름은 조고뿐만 아니라 바닥경사의 영향이 매우 중요한 것으로 나타났다. 중력흐름만을 고려하여 도달시간 산정시 관측치보다 작게 산정되는 반면 표면장력흐름으로 고려하여 도달시간 산정시 관측치와 근접하게 산정되었다. 따라서 지표면 유출 흐름은 중력과 함계 표면장력의 영향이 크게 작용하는 것으로 판단된다. 분석결과와 같이 표면장력흐름 특성을 고려한 도달시간 산정식을 모형에 적용할 경우 유출모형을 통한 유출량산정의 정확도 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.660-663
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• 2008

방수로는 본류의 첨두홍수량을 분담하여 대상 지역의 홍수피해가능성을 줄이기 위해서 도입되는 구조적 홍수방어대책의 하나로 특히 도시화로 인하여 기존 하천 유역의 저류 능력이 감소하여 홍수 시 유출량이 증가함에 따라 방수로의 필요성은 점차 늘어나고 있다. 외국의 경우에는 이미 대표적인 구조적 홍수방어대책으로 활용되어 그 효과가 이미 확인되어 있다. 방수로로 분담되는 유량은 일반적으로 방수로 유입부에 설치되어 있는 횡월류위어의 월류량을 정확히 산정함으로써 알 수 있다. 따라서 방수로의 홍수방어능력을 알기위해서는 이러한 유입부 횡월류위어의 월류량을 정확히 평가하는 것이 중요하다. 횡월류위어의 형태는 여러 가지가 있지만 가장 기본적인 형태로 예연위어 형태와 광정위어 형태가 있다. 본 연구에서는 그 중에서 광정횡월류위어(broad-crested side weir)을 대상으로 실제 하도와 유사한 흐름 조건을 가지도록 상대적으로 작은 횡월류위어길이(L)와 본류 폭(B) 비(L/B)를 가지는 실험 수로를 이용하여 광정횡월류위어에 대한 실험을 수행한 후 유량 계수를 산정하여 본류 흐름 조건 및 횡월류위어 제원 변화에 따른 영향을 검토하였다. 광정횡월류위어에서의 유량계수도 기본적으로 예연횡월류위어와 동일한 방식을 이용하여 검토할 수 있으며, 동일한 주요 영향 변수를 포함하지만, 위어 폭 W가 횡월류위어의 월류 유량과 본류 유황에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 광정횡월류위어의 특성에 따른 산정된 유량계수의 변화에 초점을 두어 분석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1770-1773
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• 2008

수위-유량 관계 곡선식에 포함되어져 있는 매개변수를 추정하기 위해 많이 사용되는 로그선형 회귀분석은 잔차의 비등분산성(heterocesdascity)을 고려하지 못하므로 본 연구에서는 의사우도추정법(Pseudo-likelihood Estimation, P-LE)에 의해 분산함수를 추정하고 이와 함께 회귀계수를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 과정에서 제시된 회귀잔차를 최소화하기 위하여 SA(simulated annealing)이라는 전역 최적화 알고리즘을 적용하였다. 또한 수위-유량 관계 곡선식은 단면 등의 영향으로 인해 구간에 따라 각각 다르게 구축되어져야 하므로 이를 보다 객관적으로 판단하고 분리 위치를 정확히 추정하기 위하여 Heaviside 함수를 의사우도함수에 포함시켜 결과를 추정하도록 하였으며, 2개의 구간을 가지는 유량자료를 이용하여 제시된 방법의 합리성을 통계적으로 실험하였다. 이와 같이 통계적 실험을 통해 제시된 방법들이 기존 방법과 비교하여 가질 수 있는 장점을 파악하였으며, 제시된 방법들을 금강유역 5개 지점에서 대해 수행하여 효율성을 검증하였다.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.13 no.4
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• pp.69-75
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• 2014

The shear strength characteristics of an unsaturated earth material are highly important not only for evaluating the seepage characteristics but also the stability of levee for a lifelong. In this study, unsaturated strength characteristics of Nak-dong river sand and clay that frequently used for the levee construction in southern province of Korea were analyzed using unsaturated triaxial compressive test. The strength characteristics due to the variation of matric suction were analyzed using multi-stage compression technique and the results were directly compared with the non-linear formulation for the apparent cohesion ($C_{max}$), and the friction component ${\varphi}^b$ were determined and evaluated from the test for the application of linear Mohr-Coulomb failure criteria. Cohesion and friction characteristics of the unsaturated levee material under various suction phases were also explored during this study.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.905-905
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• 2012

현재 도시유역의 홍수피해를 경감시키기 위한 방안으로 우수유출 저감시설에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 침투형 우수유출 저감시설의 경우 침투량 산정에 필요한 여러 인자 중 토성에 의해 저감 능력에 많은 차이를 보이고 있으며, 강우시 침투로 인한 토양내 함수비의 변화와 선행강우 조건 등에 의해 정량적인 분석이 어려워 활용도가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2009년 국립방재연구원에서 시행한 침투실험 자료의 조건과 동일하게 투수계수 및 형상이 다른 두 종류의 투수성 보도블록 A, B와 토양내 선행강우의 유무에 대하여 표 1과 같이 검증 케이스로 구분하고, 4 가지의 강우강도로 모의 조건을 설정한 후 불포화 투수층의 침투해석을 실시하고 실험결과를 이용하여 모의결과에 대한 검증을 시행하였으며, 모의 결과의 검증을 뒷받침하기 위하여 통계적인 적합도를 나타내는 평균제곱오차(RMSE), 평균편차비율(PBIAS), 모형 효율성 계수(NSE), 지속성 모형효율성 계수(PME)을 산정해 보았다. 검증 결과 그림 1과 같이 투수성 보도블록 B의 형태가 투수성 보도블록 A의 형태보다 적합도가 높게 나타났고, 50mm/hr의 강우강도에서 변동성이 크게 나타났으나, 50mm/hr를 제외한 나머지 강우조건에서 양호한 적합도를 보였으며, 선행강우가 있는 조건이 선행강우가 없는 조건에 비해 높은 적합도를 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.262-262
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• 2019

2011년 7월 27일 서울 지역에 내린 시간당 100mm가 넘는 집중호우로 우면산 일대에 산사태가 발생하였고, 그 결과 많은 인명과 재산 피해가 야기되었다. 이러한 토석류로 인한 피해를 저감하기 위한 여러 연구가 이루어진 바 있으나, 대부분의 연구는 연행작용에 대해서 고려하지 못하고 있거나, 인명과 재산 피해의 큰 비중을 차지하는 건물은 모의 분석에 제외되어 있다. 본 연구에서는 연행작용을 고려할 수 있는 Deb2D 모형을 이용하여 하류부에서 토석류의 유동을 건물의 유/무를 구분하여 분석하였다. 우면산 북측사면의 산사태 전 후의 항공 LiDAR DEM을 활용하여 DB를 확보하였고, 추가적으로 수치지형도를 통해 얻은 피해지역 건물들의 형상을 Deb2D 모형에 적용하여 실제 환경과 가까운 모의를 수행하였다. 이러한 자료들을 바탕으로 Deb2D 모형을 이용한 토석류 유동의 분석 및 모의실험을 진행하였고, 발생 지역의 정보가 부족하다는 점을 고려하여 지질특성에 따른 매개변수를 다양한 값으로 산정하여 토석류의 유동을 비교 분석하였다. 건물의 유/무에 따른 토석류 유동의 차이는 유역 하류부인 피해지역에서 모의실험을 통해 나타났다. 이러한 결과를 통하여 연행작용과 건물의 정보를 분석 모형에 추가함으로써 실질적인 인명과 재산 피해를 예측하고, 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1234-1238
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• 2005

우리나라의 수질오염에 대한 규제는 주로 호소 및 하천의 수질을 향상시키기 위하여 하수 및 공장폐수 등 점오염원을 중심으로 관리되어 왔으나 강우와 함께 대량 유출된 비점오염원은 수용하천의 자정능력을 감소시키고 있고 이로 인해 하천과 호소의 수질은 향상되지 못하고 있다. 또한, 농촌지역에서 배출되는 비점오염원은 정확한 기작의 분석이 안 되고 있으며, 비료$\cdot$농약의 사용 증가에 따라 영양염 및 유해물질에 의한 수질오염의 영향이 증가되고 있는 실정이다. 본 연구는 농촌지역의 강우-유출로 인한 비점오염물질의 유출특성 및 배출부하량을 조사하기 위하여 영산강권역의 외남천을 대상으로 조사하였다. 대상 유역의 토지용도 구분은 (1)논지역, (2)밭지역, (3)산지지역, (4)농촌주거지역, (5)복합지역(논, 산지)으로 구분하였다. 시료의 채취는 강우시 5회에 걸쳐 조사하였으며, 2L 용량의 무균채수병에 채취한 후, 아이스박스에 $4^{\circ}C$이하로 보관하여 24시간 이내로 실험실에 운반하여 실험하였으며, 매회 시료 채취 주기는 강우유출이 발생하기 전부터 강우 종료 후 유출량 변화가 없을 때까지 $9\~12$단계로 세분하여 유출량과 pH, DO, BOD, COD, SS, T-N, T-P의 농도를 측정하였다. 본 연구에서 조사한 결과 토지이용별 비점오염원의 SMC를 살펴보면 BOD의 SMC는 $4.38\~11.02mg/{\ell}$, COD의 SMC는 $7.07\~23.99mg/{\ell}$, T-N은 $1.57\~5.20mg/{\ell}$, T-P는 $0.11\~0.274mg/{\ell}$의 범위를 갖는 것으로 나타났으며, 전반적으로 논 지역에서 비교적 높게 나타났는데 이는 농작물의 경작에 따른 시비법의 영향으로 판단된다. 또한, 비점오염원의 유출특성을 보면 전반적으로 초기 오염물질 유출특성 갖는 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.12
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• pp.1199-1210
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• 2008

The mean residence time is the time scale for intermediate status between infiltration and runoff and one of the critical factors for understanding runoff response, erosion, and eco-hydrological processes. This research explored a direct method to estimate the mean residence time over existing indirect, isotope tracer method. Spatial and temporal distributions of soil moisture have been monitored for a year with 2-hours monitoring interval. Mean residence time for soil moisture showed apparent increasing tendency to deeper depth and decreasing trend during summer periods, which had intensive rainfall events. The mean residence times obtained from this research showed similar trend to those obtained from other isotope methods, which means the direct method can be an efficient approach to obtain the mean residence time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.274-274
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• 2012

증발산량 관측은 오랜 기간 연구되어 왔으며, 미기상 관측 시스템의 최적화와 상호 공동비교 실험 및 자료 처리의 일관성을 유지를 위해 한국에는 KoFlux라고 하는 플럭스 네트워크가 2002년 1월에 구축되었다. 이를 시작으로 미기상 관측에 대한 관심이 많은 연구자들이 관측망 구축에 힘쓰고 있으며, 에디공분산 방법을 이용해 증발산량을 산정하고 있다. 에디 공분산 방법은 다른 방법에 비해 연직농도 차이가 적은 산림 위에서의 플럭스 값을 측정 할 수 있으며, 측정 시 식물 환경에 방해를 주지 않는 등의 장점이 있다. 하지만 자료 처리와 품질관리에 있어 연구자의 주관성에 의해 상당 부분 불확실성을 초래한다. 또한 다른 관측지점과의 일관적인 비교를 위해 좌표보정을 수행하며, 일반적으로 바람이 평평한 지역 위로 분다는 가정 하에 이루어진다. 좌표보정은 일반적으로 Planar Fit Rotation방법을 사용하며, 평판 분할은 지형에 따라 12개까지 분할하여 분석한다. 하지만 덕유산 플럭스관측 타워지점처럼 산지 특성이 뚜렷하고 1 m/s이하의 풍속 데이터의 빈도가 큰 경우 평판 분할 수의 제한이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 좌표보정계수산정 방법에 따라 등간격의 평판분할 방법(Scenario A), 주풍향을 고려한 평판분할 방법(Scenario B)과 빈도에 의한 평판분할방법(Scenario C)으로 수행하였다. 또한 각 Scenario는 풍속의 제한 조건에 따라 CASE A(0.5 m/s 이상), CASE B(1.0 m/s이상)로 구분하여 분석하였다. 본 연구를 통해 제안 한 자료처리 절차는 첫째, 바람자료의 빈도 분석을 통한 지역특성 파악 둘째, 풍속제한 조건 설정 셋째, 바람과 수증기의 공분산 계산으로 요약된다. 덕유산 플럭스관측 타워지점의 경우 풍속 제한을 1.0 m/s이상에서 0.5 m/s이상으로 하향 조정하였으며, 평판 분할 방법은 Scenario C의 평판 수 12개를 채택하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.181-181
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• 2016

우리나라의 유사량 조사는 각각의 수문조사기관에서 자료의 이용 목적에 따라 간헐적으로 수행되고 있을 뿐, 체계적이고 지속적인 조사가 이루어지지 않아 타 수문자료에 비해 측정자료 구축 현황은 상당히 미비한 상태에 있다. 측정 자료 또한 부유사 실측자료는 있으나 소류사 측정자료는 거의 전무한 상태이기 때문에 신뢰성 있는 총 유사량을 산정하기에는 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 현재 우리나라는 소류사량을 산정하기 위해 경험식에 의한 방법과 실측에 의한 방법을 이용하고 있다. 그러나 실측에 의한 방법은 측정 장비의 설치 및 운영에 따른 위험성이 동반되고 많은 인력, 경비, 시간이 소요되는 등 많은 문제점을 내포하고 있고, 경험식에 의한 방법 또한 대상 유역에 수많은 경험식 중 어떤 공식을 적용하는지에 따라 결과 값이 수십에서 수백 배 이상의 차이가 나기 때문에 실제 그 결과 값을 활용하기에는 신뢰의 정도가 떨어진다. 최근 국외에서는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 음향 및 진동의 원리를 이용하여 소류사량을 간접적으로 추정하는 관측기기인 Hydrophone 및 Geophone이 개발되어 실용화를 위한 검토가 이루어지고 있다. 소류사량을 간접적으로 추정하는 방법은 기존의 직접측정 방법에 비해 측정이 간소화되고 지속적적인 관측이 가능하다는 점에서 유역의 소류사이동의 양과 질을 파악하는데 유효한 수단인 것으로 국외의 연구사례에서 언급하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 소류사 이동시 충돌에 의한 음향정보를 계측하여 소류사량을 연속적으로 측정할 수 있는 Hydro-Geophone을 활용하여 실내 실험을 구축하고, 소류사 이동에 따른 Hydro-Geophone의 충돌음향 계측 및 분석 등을 통해 현장에서 활용 가능한 소류사 추정 관계식을 개발하는 연구를 수행 하였다.