• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.345-345
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• 2011

최근 각종 하천 개발 사업이 활발히 진행되면서 하천환경변화에 따라 발생 가능한 다양한 현상 예측 및 그에 대한 대책수립이 요구되는 실정이다. 특히 하도안정 및 평면적 유로를 유지하기 위해서는 수제와 같은 수공 구조물이 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 국내에서는 제한적인 연구와 소수의 수제 설치만 진행되었을 뿐 실용화를 위한 기술 개발 연구는 미흡한 실정이다. 단일 수제의 기하학적 특성에 의한 세굴 및 퇴적 등 하상의 변화에 관한 연구는 다수 진행되었으나 연속 수제에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이동상 수리실험을 통하여 단일수제와 연속수제 설치에 따른 세굴깊이와 길이, 폭 등 하상변화의 기하학적 형상을 지배하는 월류비와 후루이드 수 등 수제설계 지배인자에 대한 특성을 검토하였다. 단일수제와 연속수제에 대하여 월류조건과 비월류조건의 경우로 분류하여 후루이드 수의 영향을 검토하였다. 실험분석 결과 후루이드 수와 월류비가 수제 설치에 따른 세굴 깊이, 세굴 길이 및 세굴 폭의 지배인자임을 확인하였다. 후루이드 수가 증가할수록 세굴깊이와 길이, 폭은 증가하는 것으로 나타났으나 월류비가 증가할수록 세굴깊이와 길이, 폭은 감소하는 것으로 나타났다. 연속수제의 경우 첫 번째 수제 주변의 하상변화는 단일수제와 그 규모가 유사한 것으로 나타났으나 두 번째 또는 세 번째 수제부터의 하상변화 규모는 첫 번째 수제에 비해 작아지는 것으로 나타났다. 또한 세번째 수제 이후 모든 수제에서의 하상변화 규모는 거의 일정한 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제시한 하상변화 지배인자와 단일수제, 연속수제 별 세굴공의 기하학적 특성과의 관계는 하상의 안정성 확보를 위한 수제 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.415-427
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• 1998

DWOPER 모형에 제방월류 및 붕괴에 따른 홍수해석, 제내지에서의 범람 해석등을 처리할 수 있도록 프로그램을 대폭적으로 개선, 보강한 모형을 개발하여 Arc/Info와 연계하여 처리할 수 있는 홍수범람해석시스템 FIAS(Flood Inundation Analysis System)를 구축하여 이를 남한강의 제방월류 및 붕괴에 대해서 적용하였다. 본 모형을 1995년 8월 23~27일에 남한강의 제방의 월류로 인해 발생한 범람홍수에 대해 적용하였다. 홍수파 해석에 의한 하천의 하도부에서의 수위와 제내지의 수위를 비교하여 하천제방의 월류로 인한 범람유량을 산정하였다. Arc/Info의 AML 을 이용한 GUT를 개발하여 2차원과 3차원 홍수범람도를 도시하였다. 본 연구모형으로부터 계산된 범람수위와 범람면적은 실제 현지 조사자료와도 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.451-461
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• 2020

급격한 도시화로 인한 도시홍수가 최근 들어 자주 발생하고 있다. 본 연구에서는 도시홍수를 방어하기 위해 국내최초로 건설중인 신월 빗물저류배수시설을 대상으로 수리모형실험을 실시하였다. 총 55가지 시나리오에 대한 실험을 실시하였는데 그 중 19가지 시나리오에서 월류가 발생하였다. 또한 월류가 발생한 시나리오에 대한 비디오 분석결과, 불규칙 단파가 이동하면서 시설 내 압축공기를 배기시키는 과정에 월류가 발생하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 향후 연속강우에 대한 신월 빗물저류배수시설에 대한 안정적 운영을 위해서 완전배수 또는 만관상태를 유지하는 것이 유리할 것으로 판단되고 유입유량의 크기, 월류, 불규칙 단파간의 상관관계에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.41-48
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• 2014

본 연구에서는 현장응력상태 및 수위변동을 재현한 원심모형실험을 통하여 속도변화를 고려한 지속적 수위승강에 따른 제체의 거동을 검토하였으며, 기후변화에 따른 기습적 폭우 상황을 상정한 월류 시 제체의 파괴거동을 모사하였다. 실험 결과, 제체내의 간극수압 및 변위는 수위상승 및 하강속도에 비례하여 증감하며, 제정부 및 제체 하류측 사면부의 변위증분은 수위승강속도에 대하여 독립적임을 알 수 있었다. 또한 반복적이고 지속적인 수위변동은 변위의 누적을 통해 제체의 변형을 진행시키는 요인이 되며, 월류에 의해 저수지 제체의 안정성이 급격히 저하됨을 확인하였다. 따라서 호우 등으로 수위가 급상승하는 경우 간극수압, 변위 등을 실시간으로 감시하고, 이상 발생 시 수문개방 등을 통해 저수지의 수위를 조절하는 조치를 강구할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3270-3278
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• 2014

도시배수시스템에서는 초기유출수(first flush)에 의한 하천오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이는 강우발생시 강우에 의해 도시지역의 비점오염원들에 의해서 오염물이 하수관거로 유입되고 한정된 하수처리장의 용량으로는 제대로 처리하지 못하는 월류수에 의해 하천의 수질이 악화되기 때문이다. 대상유역으로 선정한 경기도 구리시 돌다리분구는 합류식 관거로 이루어져 있어 우기시 강우에 의한 월류가 발생할 확률이 높다. 월류에 의해 인근 왕숙천의 수질오염이 가중될 우려가 있어 적절한 처리시설의 설치가 필요하였다. 기존의 CSOs 설계에서는 강우의 최대치를 이용하여 설계가 연구되었다. 그러나, 강우의 최대치를 이용한 설계는 시설의 과다계획으로 이어져 많은 예산낭비를 초래할 수 있으며, 처리시설의 적정규모를 산정하지 못한다. 본 연구에서는 강우특성을 분석하여 매개변수들을 산정하고 이에 따른 유출분석을 실시하였다. 또한 위험도를 고려한 강우-유출분석을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량을 포함한 유출특성에 의해 월류특성을 분석하였다. 왕숙천 BOD 오염농도를 기준으로 설계하기 위해 하수처리장 용량별 처리시설 요구효율을 산정하였으며 현재 하수처리장의 하수처리를 고려하여 간이 CSOs 처리시설의 효율을 71.48%로 하여 설계하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.349-349
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• 2020

기후변화로 인한 돌발홍수와 같은 집중적인 강우현상은 노후화된 제방의 안정성 저하 및 붕괴 등을 야기시킨다. 향후 홍수량이 증가함에 따라 하천의 통수면적이 부족하여 침수 및 범람의 위험성이 증가할 것으로 생각된다. 계획규모 이상의 홍수가 발생하여 홍수위가 제방고보다 높을 때 월류에 의한 제방붕괴로 이어지며, 이러한 월류에 의한 제방붕괴는 가장 전형적인 것이다. 지금까지 월류에 의한 제방붕괴에 관한 연구는 연구자의 다양한 관점 및 방법을 통해 진행되고 있다. 실제 제방붕괴를 관측하는 것은 불가능하므로 기존의 소규모 수리실험 및 모델링을 통한 제방붕괴 메커니즘 분석에는 사실상 한계가 있다. 이러한 점에서 실규모 수리실험을 통한 월류에 의한 제방붕괴 메커니즘을 3차원으로 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 드론 영상을 이용하여 제방붕괴 메커니즘 분석 연구를 수행하였다. 제방은 시간의 흐름에 따라 붕괴양상이 발전한다는 점 등에서 매우 복잡한 물리적 특성이 있다. 드론의 오토촬영 기법을 통한 제방이 붕괴되는 순간을 촬영하기는 쉽지 않기 때문에 셔터스피드촬영 기법을 적용하였다. 특히, 짧은 시간에 변화되는 제방의 붕괴양상을 구체적으로 표현하기 위해 두 대의 드론을 횡·종 방향으로 동시에 비행하여 분석 시 3차원 입체감을 최대화하였다. 이후 횡·종 방향에서 동 시간대 수집된 드론 이미지를 분류하여 PIX4D 매핑 기법을 활용한 최소 정합을 통하여 드론을 활용한 제방붕괴 메커니즘 분석의 활용 가능성을 제시하였다. 향후 스마트 시대의 물산업 경쟁력을 제고함에 있어, 폭이 좁은 하천에 효율적이며 고해상도 시공간 자료를 확보할 수 있는 드론을 활용한 스마트 하천재해 예측 및 관리기술 개발을 통한 하천 원격탐사의 경쟁력을 확보하는 것이 중요하다고 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1337-1341
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• 2007

최근의 이상기후 등에 의해 도시유역에서의 강우가 증가하게 되면, 홍수유출량의 증가를 야기하고 이로 인하여 하천이 월류하거나 제방이 붕괴되고, 배수시스템을 통한 배수가 불량하게 되어 침수피해가 발생하게 된다. 도시지역 홍수피해는 주거지역으로 확장되어 주택을 파손시키고 경우에 따라서는 인명손실을 일으키기도 한다. 특히 도시지역에서는 인구와 각종 시설들이 집중되어 있기 때문에 일단 침수가 발생하게 되면 막대한 피해가 발생한다. 이러한 도시홍수 피해를 줄이기 위해서, 홍수 범람에 대한 예측이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 Link와 Node로 구성된 개개의 요소가 해당지점을 대표하도록 구성되는 비정형 격자기반의 침수해석 모형을 개발하였고, 비정형 격자기반 침수해석모형의 적용성을 검증하기 위해 일방향 경사유역 및 DEM기반 침수해석 모형과 비교하였다. DEM기반 침수해석 모형과의 비교를 위해 SWMM 모형을 이용하여 배수시스템에서 월류되는 유량을 산정하였고, 월류된 유량이 전파되어 가는 과정을 해석하기 위하여 먼저 흐름을 수로형과 위어형 흐름으로 구분하였다. 다음으로 내부의 위상관계를 분석하여 각 Link와 Node에 고유번호를 지정하고 각 Link에 연결된 Node번호들을 지정하여 침수해석을 실시하였다. DEM기반 침수해석 모형과 비정형 격자기반 침수해석 모형을 적용한 침수해석 결과에 대하여 GIS Tool을 이용하여 대상유역에 대한 입력자료를 구축하고, 모의 결과를 도시함으로써 두 침수해석 모형의 비교 및 분석을 실시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.675-685
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• 2004

본 연구에서는 FLOW-3D를 이용하여, 테인터수문이 설치된 표준 월류형 여수로에서 수문을 부분 개방했을 경우에 대한 월류흐름 거동을 해석하였다. 모의결과, 유량계수는 약 0.685에서 0.723의 범위를 가지는 것으로 분석되었다. 수문을 완전 개방한 경우의 월류유량을 이용하여 수문을 부분 개방한 경우의 월류유량을 효과적으로 산정 할 수 있는 방법을 제시하였다. 수문의 개방고와 개방도에 따라 여수로면과 수문에 작용하는 압력분포의 특성을 분석하였다. 일정한 수문 개방고에 대해 수문의 개방도가 감소할수록 그리고 일정한 개방도에 대해 수문의 개방고가 높을수록, 여수로면에서 부압은 크게 발생하며 수문에 작용하는 무차원 최대압력은 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.127-132
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• 2004

본 연구는 2003 년 9월 내습한 태풍 매미로 인해 마산 진해 용원 지역을 포함하는 가덕수도 인근 해역의 태풍 매미의 풍역변화 특성과 개방형 및 폐쇄성 해역 등의 지형적 특성을 고려한 호안 월류 패턴을 고찰하고 이를 모식화하였다. 태풍 매미 통과시 진해만의 경우는 풍향이 E-ESE 인 시점이 파랑에너지가1 충분히 발달하여 입사할 조건에 해당되고 마산만의 경우는 풍향이 SE-S인 시점이며, 부산신항 인근 해역은 S-SSW의 풍향이 유세한 시점을 중심으로 태풍파랑을 산정하여야 구조물에 미치는 정확한 영향을 평가할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 이상 파랑의 내습에 따른 해양구조물의 안정정을 확보하기 위해서는 태풍 통과시 천해역의 풍역변화에 따른 수위변동 및 파랑장 영향을 해석하고 입사파랑에 의한 구조물의 피해를 최소화할 수 있는 방안의 연구 필요성을 강조할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1841-1845
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• 2010

최근 짧은 시간 내에 많은 양의 비가 내리는 게릴라성 집중호우가 도시하천유역의 침수피해사례를 증가시키고 있다. 이러한 집중호우로 인한 도시하천의 침수피해를 방지하기 위해 하천의 1차적인 홍수방지책인 제방의 안전성 검토를 통해 외수침수에 대한 위험성을 점검하며 제내지의 우수관로의 월류로 인한 내수침수에 대한 홍수방지대책확립을 위한 연구들이 진행 중에 있다. 본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계 중 하나인 불광천을 대상으로 제방취약성 분석 및 홍수규모별로 내수침수위험지역을 산정하여 치수 안전성을 검토하였다. 불광천은 마포구, 서대문구 및 은평구 3개의 행정구역에 포함되는 도시하천으로 하수관로, 우수관로, 하천횡단교량, 보 등의 수공구조물이 설치되어 있다. 불광천의 계획빈도인 50년 빈도와 극한홍수사상을 고려하기 위한 100년 빈도, 200년 빈도에 대한 확률 홍수량과 홍수위를 산정하여 구간별로 월류 위험도 분석에 적용하였다. 확률홍수량 산정은 SWMM모델을 이용하였고 확률홍수위 산정은 HEC-RAS모델을 활용하였다. 또한 SWMM모델을 이용하여 불광천 중류부인 응암지구를 대상으로 홍수규모별로 우수관로에서 월류되는 유역 모의를 수행하였다. 그 결과 제방 안전도 평가기준에 따라 제방위험구간을 선정하고 침수위험지역을 결정하였다. 이를 통해 빠른 홍수예 경보를 통한 홍수 피해 경감방안을 모색하고 불광천의 홍수방재체계 수립에 활용하고자 한다.