• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.995-1009
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• 2010

기후변화에 의해 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하고 지속적인 유역개발에 따른 토지이용의 증가는 토양침식 및 토사유출로 인한 재해 및 환경문제를 야기한다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 토양침식량 산정기법은 대부분 대상유역내의 평균 토양침식량을 산출하는 총량적 개념의 경험식이므로 호우기간동안의 침식 및 퇴적의 시 공간적 변화양상을 모의할 수 없다는 한계를 지니고 있다. 따라서 보다 합리적인 유역규모의 강우-유사-유출 메카니즘 해석을 위해서는 기존의 집중형 모의기법을 대체하고 다양한 기상학적/지형학적 정보를 활용할 수 있는 물리적 기반의 분포형 모형이 요구된다. 본 연구에서는 사면의 지표 및 지표하 흐름을 고려한 유출모의 모듈과 단위수류력 이론을 기반으로 하는 유사유출 모의모듈을 결합한 분포형 강우-유사-유출 모형을 확장개발하고, 용담댐 상류부의 천천유역에 적용하여 모형의 재현성 평가를 수행하였다. 수문곡선의 모의 결과 모형의 재현성은 우수하였으며, 유사량곡선의 경우 첨두부분에서 과소선정되는 경향이 나타났다. 또한, 지표면 유동거리 및 국부경사에 따른 침식 및 퇴적의 공간분포를 분석한 결과, 침식된 토사는 비교적 경사가 완만한 하천주변에 퇴적되었으며, 강우량과 침식 및 퇴적의 공간분포의 분석결과, 강우량의 증가에 따라 침식량이 증가하였으며, Thiessen망 유역별로 침식 및 퇴적 분포는 상이하게 나타났다.

• 한국환경생태학회지
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• 제15권2호
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• pp.139-152
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• 2001

충남 서부 활석광산 주변의 수계에 대한 원소 함량특성에 대해 알아보고자 대흥 및 광천광산에 대해 수질 및 하상 퇴적물 시료와 함께 광산 주변 토양 및 모암 시료를 채취, 비교하였다. 대흥지역 퇴적물은 대부분 원소에서 SP가 GN에 비해 높았는데 이는 퇴적물 내 유색 및 무색광물 함량 차이로 판단된다. 절대 함량 비교에서 광물 결정구조 내 쉽게 Mg와 치환하는 원소는 낮은비율을, Fe와 치환하는 원소는 높은 비율을 보였는데 이는 퇴적물 내 주 구성광물내 원소 치환특성을 반영하기 때문으로 판단된다. 절대 함량의 감소 순서와 타원소들과 높은 상관관계(>0.85)의 빈도를 보이는 원소들 사이의 차이는 퇴적물 화학조성에 이차광물과 비정질 광물등의 조성도 반영되었음을 암시한다. 대흥지역 지표수는 대부분 원소에서 MSP가 SP와 GN의 중간값을, MSG는 LGN과 MSP의 중간값을 조여 수계의 혼합특성을반영하는 것으로 판단된다. 절대 함량관계에서는 SP는 GW1과 유사했고, GN은 LGN과 유사했으며, 절대함량은(Mg, Fe), (As, Sc), (Mo, V, Se) 순서로 낮아졌다. 광천지역은 갱내수가 천부 지하수에 비해 대부분 원소에서 높은 함량을 보였는데, 이는 갱내수가 더욱더 많은 물-암석반응을 거친 때문으로 판단된다. 절대 함량은 Mg, Br, Fe, (Sc, Cr), (An, Ni, V)순서로 감소하였다. 갱냉수의 지역간 원소 함량 차이는 사문암화가 우세한 광천지역과 활석화가 우세한 대흥지역 모암들 사이의물-암석 상화반응의 차이를 보여주는 것으로 판단된다 두 지역의 상부 토양 및 모암 조성에서 SP가 GN에 비해 높은 Mg 비, Ni, Cr, Co 등 함량을 보였는데, 이는 사문암 지역 내 Mg, Ni, Cr 등이 풍부한 광물들 탓으로 판단된다. 퇴적물과 수질 사이에서는 함량 경향을 뚜렷하지 않았고 원소에 따라 서로 다른 힘량 차이를 보였는데, 이는 퇴적물 원소 함량이 수계 조성을 반영하는 것이 아님을 나타낸다. 상부-토양-암석-수계의 조성관계에서 대흥지역 지표수 중 SP 조성이, 광천지역은 갱냉수가 지하수의 조성에 가까웠다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.753-762
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• 2002

본 연구에서는 치수안전도의 정확한 평가는 물론 자연환경에 대한 평가에 중요한 하천식물군락에 주목하였다. 특히, 본 연구에서는 하천식물군락과 유사거동에 따른 하도변화와의 상관관계의 규명에 관심을 두었다. 하도수리학 관점에서 하천내 식생분포 특성에 대한 하도현장을 조사한 결과, 하도변화를 야기하는 여러 물리적 요인이 있지만, 하천식생에 의한 하도변화, 특히 하천식물군락에 의한 유사퇴적이 하상변동을 야기시키고 있음이 확인되었다. 이를 수리학적으로 규명하기 위하여 수리모형실험을 실시하였다. 실험에서 하상경사 1/200인 자갈하천에 우점하는 달뿌리풀을 대상으로 하였다. 실험의 내용은 평균입경 0.3 mm의 소류사를 총 1 시간동안 27 kg을 균등하게 공급한 결과, 거의 동일한 수리량 조건하에서 식물군락의 밀도와 배치에 따라 흐름의 변화와 퇴적/세굴양상이 분명히 다르게 나타났다. 따라서, 하도내 퇴적 및 세굴이 하천식물군락의 분포 특성에도 영향을 미치므로 하천식물군락과 유사거동에 따른 하도변화는 상호 밀접한 관계가 있을 것으로 평가할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권3호
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• pp.158-164
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• 1998

광대역 주파수변조(wide-band FM) 선호를 음원으로 사용하는 Chirp sonar 시스템을 이용하여 획득한 음향반사 자료의 통계학적 처리를 통하여 해저면을 분류하였다. 음향학적 분류변수로서 Chirp 자료의 K-L(Karhunen-Lo$\grave{e}$ve) 변환을 이용하여 계산된 유사도 지수(similarity index)를 고안하였다. 유사도 지수는 근접한 트레이스 자료들에 포함된 공통된 반사신호성분의 양을 지시하므로 해저면 퇴적물의 성분에 따른 음향학적 거침도를 반영한다고 할 수 있다. 유사도 지수는 0에서 1사이의 값을 가지며, 각기 다른 퇴적상을 나타내는 지점에서 획득된 Chirp 자료를 처리한 결과, 퇴적물의 성분이 균질할수록, 입자의 크기가 작을수록, 그리고 연한 퇴적층일수록 증가하는 것을 관측할 수 있었다. 실제의 응용 예로서 제주도 성산포 해역을 이 방법으로 분류하였으며, 그 결과를 검증하기 위해 동일해역에서 획득된 side-scan sonar 자료 및 퇴적물로부터 해석된 해저면의 퇴적상과 비교하였다. 그 결과 음향자료의 유사도 지수에 의해 분류된 해저면은 실제의 퇴적상을 매우 잘 반영할 뿐만 아니라 퇴적물 성분의 특성에 따른 음향반응을 더욱 세밀히 나타내었다. 그러므로 이러한 방법은 음향자료로부터 직접 해저면을 분류하는 지질음향 모델링으로서 매우 효과적이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.531-545
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• 2013

본 논문은 군산항의 유사퇴적 현상을 정량적으로 파악하고 그에 합리적인 대책을 마련하는데 활용하기 위해, 잘 알려진 EFDC 3차원 유사이송모형을 기초로 군산항의 퇴적고를 효율적으로 계산하기 위한 EFDC KUNSAN_SEDTRAN MODEL(2012)의 적용성에 대해 고찰하였다. 본 모형은 금강하구수리현상변화조사 보고서(Gunsan Regional Maritime Affairs and Port Office, 2004)의 여러 현장 관측치를 가지고 검정 및 검증을 수행했다. 검정 및 문헌조사를 통해, 본 모형의 점착성토사 침강속도(WS, Settling velocity), 퇴적한계전단응력(TD, Critical deposition stress), 기준침식률(RSE, Reference surface erosion rate), 침식한계전단응력(TE, Critical erosion stress)은 각각 2.2E-04m/s, 0.20 $N/m^2$, $0.003g/s{\cdot}m^2$, 0.40 $N/m^2$으로 확인되었다. 그리고 모형의 적용성을 검토하기 위해, 군산항의 13정점의 퇴적고(71일) 및 내항과 외항 정점의 부유사농도(15일)의 모형 계산치와 현장 관측치를 비교 검토했다. 그 결과 퇴적고 계산을 위한 모형의 적용성은 NSE계수가 0.86, 부유사농도 시간평균 상대오차(RE)가 23%로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.523-527
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• 2012

댐의 비퇴사량 산정은 기능적 역할에 직접적인 영향을 주기 때문에 실측을 통해 정확하고 신뢰성 높은 자료 확보가 필요하다. 일반적으로 설계시 댐 비퇴사량은 상류 유역 내에서 관측한 유사량을 퇴사량으로 환산하는 방법을 적용하여야 하나, 현재 우리나라는 유사량 관측 자료가 충분치 않아 타 지역의 관측 자료를 사용하거나, 경험공식을 이용하여 비퇴사량을 추정하고 있다. 이러한 방법은 각 공식별 특성에 따라 산정결과 값에 많은 차이를 보이는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 용담댐에 실측 비퇴사량을 기준으로 가장 적절히 모의하는 경험공식의 순위를 결정하였으며, 천천 지점의 유량-유사량 관계식을 적용한 하상변동을 모의하기 위해 2차원 모형인 SMS 모형을 적용하여 하상변동의 특성을 분석하였다. 그 결과 용담댐의 비퇴사량 $472m^3/km^2/yr$을 기준으로 류시창과 민병형(1975) 경험공식이 가장 적절히 추정하였다. 또한 하상변동의 특성은 종방향 단면의 퇴적 높이가 수위에 비례하고 횡방향의 형태는 유입부에 퇴적이 많은 것으로 분석되었으며, 100년 후 댐체로 부터 22.1 km지점에서는 최대 5.674 m 퇴적 되고 저수용량이 800.945 백만$m^3$으로 감소할 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.47-47
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• 2011

하도 내 수역이 식생으로의 천이가 진행되고 최종적으로는 육상 식물들이 활착하게 되는 육역화 현상은 하도의 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다. 최근 하천복원의 필요성이 강조됨에 따라 물골공법 및 국부세굴 유도형 공법 등 실용성을 포함시킨 다양한 하천 복원공법이 제시되고 있다. 물골공법은 자연적인 물골형상에 의한 유사퇴적방지, 홍수시 유속저감 및 생물서식처를 조성하는 하상 생태복원 공법을 의미하며, 본 연구에서는 수리모형실험 및 3차원 수치모의를 이용하여 다양한 하도육역화 방지 공법 중 물골공법의 효과 및 적용성을 검토하였다. 물골공법의 특성 중 유사퇴적방지의 효율성 분석을 위해 부정류(unsteady state)상태에 대해 연구를 수행하였으며 홍수 이후 수위하강시 고수부지 및 물골 주변에서의 흐름특성을 재현하였다. 수위하강 모의를 위해 임의의 수위하강시간을 선정하여, 수위하강이 진행되는 시간( )을 각각의 수위하강시간으로 무차원 화한 후 무차원된 시간(t/�� )에 따른 흐름특성을 비교 분석하였으며 모의 및 분석결과, 수위하강시간이 80초 이상일 경우 주요 지점에서의 유속의 변화는 무차원된 시간에 대하여 일치하였으며 수리모형실험 및 수치모의에 적용할 수위하강시간으로 선정할 수 있었다. 물골 전구간에 대한 부정류 실험을 위해 LSPIV(Large-Scale Particle Image Velocimetry)장치를 이용하여 수위하강에 따른 물골주변의 흐름특성을 관측하였으며 3차원 수치모의를 통해 검증하였다. 실험 분석결과, 수위하강에 따라 고수부지 위로 흐르는 유수가 물골 내부로 유입되어 물골을 따라 흘러 물골 합류부로 이동하는 것으로 나타났으며, 이는 홍수시 유수와 함께 떠다니는 부유사(suspended load)가 물골로 유입되어 물골 합류부로 이동하므로 물골의 유사배제 가능성을 판단할 수 있었다. 또한 물골의 유사배제능력을 평가를 위해 실험을 통하여 산정된 최대 및 최소 마찰속도(U )와 유사이동 한계곡선을 이용하여 물골의 통한 배제 가능한 유사의 입경을 분석하였다. 분석결과, 최소 2mm에서 최대 4mm로 나타났으며 이 입경 이하인 유사에 대해서는 퇴적되지 않고 물골을 통하여 배제될 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구 결과 물골공법 적용시 수위하강에 따라 물골에서 하도방향으로 유사의 수세(flushing)효과가 나타났으며 유사의 부상 및 이송이 효과적으로 발생하여 고수부지 내 유사퇴적 방지가 효과적인 것으로 판단되었다. 추후 다양한 형상의 물골에 대한 능력검토가 보완된다면 물골설계지침 제안을 위한 자료로 활용 가능할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권2호
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• pp.198-208
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• 2006

동중국해 외대륙붕 지역에 분포하는 니질퇴적상의 기원지를 밝히기 위해 이곳 니질퇴적물의 지화학적 조성을 분석하였으며, 그 결과를 황하 및 양자강 퇴적물의 자료와 비교 검토해 보았다. 연구지역 표층퇴적상은 니토 퇴적상이 분포하는 중앙부지역과 사질니토 퇴적상이 전역에 넓은 분포를 보인다. 퇴적물내 Fe, Mg, K, Ti 및 Mn과 같은 주성분 원소와 미량원소 함량은 Al과 높은 정의 상관관계를 보여 퇴적물내 점토광물이 이들 원소 농도에 영향을 주고 있음을 의미한다. 주성분원소들의 공간분포에서 Fe, Ti 및 Mn원소는 양자강하구역과 가까운 중앙부 서쪽지역에서 높은 함량을 보여 양자기원 물질이 유입되고 있음을 추론케 한다. 연구지역 니질퇴적물의 Sc/Al, Ti/Nb, Th/Sc, Cr/Th, Nb/Co 및 Th/U 비는 황하와 양자강 기원의 퇴적물을 구분해주는 유용한 지화학적 지시자로 제시될 수 있었다. 이들 원소의 상관도에서 연구지역의 북쪽에 분포하는 니질퇴적물은 황하기원 퇴적물과 유사한 특징을 보이나, 양자강 하구역과 가까운 남서쪽의 퇴적물은 양자강 퇴적물과 유사성을 보여 동중국해 외대륙붕의 니토 퇴적상은 복합기원 퇴적물의 집적되고 있음을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.234-234
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• 2018

댐 건설을 하게 되면 저수지 형성으로 인한 통수단면 증가가 발생하고 이에 따른 하천의 유속 및 난류 영향이 감소하게 된다. 이러한 영향으로 댐 상류 구간에서 발생한 유사량은 저수지에 퇴적하게 되고 유효저수량은 감소하게 된다. 저수지의 유효저수량 감소는 댐의 주요 기능인 용수공급, 수력발전 등의 기능 저하에 지대한 영향을 주게 된다. 특히 해외 수력발전 사업의 경우 하천 경사가 크고, 퇴사가 많이 발생하는 지역에 댐이 위치하고 있다. 이와 같은 문제 해결을 위한 중 장기적 퇴사거동 및 예측에 대한 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 파키스탄 Gulpur 지역에 설치 예정인 수력발전용 댐에 대한 장기간 퇴사모의를 위해 1차원 유사해석 모형인 HEC-RAS sediment module을 이용하였다. 퇴사모의에 적용한 모형의 입력 자료로는 총 52개년(1960-2011년)간 유사량 관측값과 20년간 유량측정 결과를 이용하였다. 유사해석 모의 시나리오는 유사 재질 비율변화에 따른 장기간 Deposited 모의와 댐의 Gate를 통한 유사 배제를 운영하는 Flushing 모의를 수행하였다. 유사해석 모의 결과 Deposited 시나리오의 경우는 저수지에서 퇴적된 유사는 대부분 Sand가 차지하게 된다. Sand의 포착률은 저수지가 가득 차기 이전에는 거의 100 % 포착이 되며, 저수지가 가득 차는 시기인 운영 20년 후에는 Sand를 포함한 전체 유사의 59%가 포착하게 되어 저수지가 한계에 도달한 것을 확인하였다. 또한, Flushing 시나리오의 경우는 Flushing 운영 기간의 변화에 따른 퇴사 포착 영향이 큰 것으로 분석되었으며, Gulpur 댐의 경우는 운영기간을 5일로 설정하는 것이 안정한 하상상태를 유지하는 것으로 검토되었다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.153-171
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• 2004

하상퇴적물은 기반암의 풍화에 의해 가장 직접적인 영향을 받기에 본 연구에서는 한강 상류인 남한강유역과 북한강 유역의 하상 퇴적물을 대상으로 지화학적 분석자료를 통해 인근육상암석과의 상관관계와 근원암에 관하여 유추하였다. 지화학적 분석을 통해 연구지역 하상퇴적물들의 주성분원소, 미량성분원소, 회토류원소 등의 분석자룔르 비교한 결과 다음과 같은 경향성을 나타내었다. 본 연구지역 주성분 원소들의 분산 경향성은 남한강 하상퇴적물의 경우 산성 화성암의 일반적인 경향은 나타내었고, 북한강 하상퇴적물 역시 산성 화성암의 일반적인 경향을 나타냈다. 두 지역의 주성분 원소 분산 경향성은 서로 유사한 분산경향을 나타냈으며, 미량 성분 원소의 함량치 역시 두 지역에서 거의 유사하게 나타났다. 희토류원소의 REE pattern은 두 지역 모두 Eu에서의 부의 이상이 뚜렷하게 나타내며 산성 화성암 기원의 희토류원소 pattern과 전체적으로 유사한 경향을 나타냈다. 희토류원소의 함량에 있어서는 남한강 하상퇴적물에 비해 북한강 하상퇴적물의 함량이 훨씬 높게 나타났다. 중광물은 남한강 하상퇴적물의 경우 주로 투각섬석-양기석, 적철석, 석류석 군, 녹염석, 금홍석, 스핀 등이 관찰된다. 이는 두 지역의 인근 유역 육상지질이 대체로 변성암류와 화성암류가 주를 이루는 점과 조화적이다. 따라서 본 연구지역인 남한강과 북한강의 하상퇴적물은 대부분 화성암 기원 또는 변성암 기원의 성분으로 구성되며 퇴적암 기원의 성분은 거의 전부 뜬짐 또는 녹음짐으로 제거된 것으로 본다.