• 한국조경학회지
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• 제48권3호
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• pp.34-44
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• 2020

본 연구는 식생기반 LID 시스템 모델을 기반으로 생태적 구성요소의 성능 분석 방향을 제시하기 위해, SWMM 전산모의와 강우·유출 모의장치를 이용하여 모니터링 결과 간의 통계적 유의성을 분석하고, 시스템 사전설계에 요구되는 기초자료를 제공하고자 한다. 또한, 선행연구에서 상대적으로 논의가 부족했던 식생기반 LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석 방안을 종합하고, 장치형 LID 시스템을 대체할 수 있는 성능 정량화 방향을 제시하려 한다. 인공강우재현 모니터링 40분 경과 후 실험구와 대조구 모두 최대강우강도인 142.91mm/hr(n=3, sd=0.34), 142.24mm/hr(n=3, sd=0.90)로 집계되었다. 우량주상도 대비 10분, 50분 구간은 낮은 강우강도가 재현되었으며, 20분, 30분, 40분 구간은 높은 강우강도가 확인되었다. 우수유출 지연효과의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.46mm/min을 기록하여, 79.8% 저감된 것으로 분석되었다. 전산모의의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.05mm/min을 기록하여, 99.1% 저감된 것으로 모의되었다. 최대 강우유출강도의 경우, 실험구(Dv=30.35, NSE=0.36)는 인공강우 모니터링과 SWMM 전산모의가 동일하게 70분에 각각 0.77mm/min, 1.06mm/min을 기록하였다. 대조구(Dv=17.27, NSE=0.78)도 동일하게 50분에 각각 2.26mm/min, 2.38mm/min으로 집계되었다. 상기 연구결과를 통해 강우·유출 모의장치와 SWMM 전산모의 간의 통계적 유의성을 통해 단일 식생이 적용된 LID 시스템의 우수유출저감 성능의 사전설계 방향을 제시할 수 있었다. 또한, LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석방법을 종합하여, 사전설계와 연계 가능한 식생 및 토양 부문의 매개변수 정량화 방안이 정리되었다. 다만, 단일 식생기반 LID 시스템으로 유형과 물리적 변수가 제한되었고, 모니터링, 전산모의 결과 간의 통계적 유의성 보정에 요구되는 알고리즘 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.546-550
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• 2007

수중보는 하천, 하수관 또는 인공수로에 건기시 유지수량을 확보할 목적으로 설치되며 보통 10년 주기 내외의 평균 강우량에 맞추어 그 용량을 결정한다. 수처리를 위한 장치의 규모는 적정한 재현기간에 맞추어 설계하고, 재현기간을 초과하여 강우가 발생할 경우 강우 유입을 우회시켜 경제성을 확보할 수 있어야 한다. 따라서 완충회전수문은 초과하는 수량을 우회 또는 통과시킬 목적으로 개발되었으며 기존 연구에서 실내 및 현장 실험 모형을 제작하여 여러 차례 실험을 토대로 한계수심 및 충격량을 이론적으로 산정하고 현장 적용성을 검증한 바 있다. 본 연구에서는 수문의 개 폐시 원형실린더에 부착되어 있는 날개의 길이 및 개수 변이에 따른 항력의 영향으로 충격량을 측정하여 현장에 보다 적합한 완충회전수문의 최적설계방안을 제시하고자 한다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.275-282
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• 2006

본 연구는 모형실험장치를 이용하여 인공강우에 의한 산사태 발생특성과 사태물질의 확산거동특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 강우강도와 사면경사의 변화에 따른 다양한 실험조건하에서 일정 시간 간격으로 간극수압, 사면붕괴양상 및 변위, 그리고 토사의 확산면적 등을 각각 측정하였다. 실험 중 복수의 비디오 카메라와 디지털 스틸카메라로 촬영한 후, 이미지 분석을 실시하여 시간대별 산사태 발생양상 및 사태물질 확산특성 자료를 취득하였다. 실험결과에 따르면, 간극수압은 강우강도 및 사면경사에 비례하여 변화하며 이에 따라 강우강도 및 사면경사가 커짐에 따라 산사태가 발생할 가능성도 증가하였다. 사태물질의 확산면적은 강우강도, 강우지속시간, 그리고 사면경사의 증가에 비례하는 양상을 가짐을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제95권6호
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• pp.649-656
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• 2006

인공강우발생장치를 이용하여 4년간 대구 동구지역에 발생한 산불발생지를 대상으로 산불발생지사면의 토양침식량을 계량화하기 위하여 산불발생 후 경과년수에 띠라 각 지역에 대한 강우강도 및 경사별로 토양침식량을 관측하여 산불발생지의 토양침식 특성을 구명하고, 또한 토양침식량과 강우강도, 경사, 경과년수와의 관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 산불발생연도별 토양침식량은 강우강도가 30 mm/hr씩 증가함에 따라서 1.9~5.7배 증가하였고, 경사가 $10^{\circ}$씩 증가함에 따라서는 1.4~14.2배 증가하였다. 2. 산불발생당년에는 강우강도 80 mm/hr, 경사 $30^{\circ}$에 대해 초기 강우 10분 동안 토양침식이 많이 발생하였으며, 시간이 경과할수록 점차 그 양이 감소하는 경향을 보였고, 산불발생 후 2년 뒤부터는 강우강도 및 경사별로 경과시간에 따른 토양침식량은 거의 일정하였다. 3. 산불발생 후 경과년수에 따라 강우강도 및 경사별 토양침식량은 산불발생 3년 후의 경우 발생당년에 비해 28.9%~94.1%로 감소하였고, 산불발생당년에는 강우강도 및 경사별로 토양침식량이 많았으며, 산불발생 후 2년 뒤부터 점차 토양침식량의 감소추세가 둔화되었다. 4. 산불발생지사면에서의 토양침식량에 대해 각 인자간의 영향성을 분석한 결과, 강우강도, 경사, 경과년수의 각각의 주효과와 강우강도${\times}$경사, 강우강도${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이를 보였고, 경사${\times}$경과년수, 강우강도${\times}$경사${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이가 없었다. 토양침식량에 영향을 미치는 인자의 영향도는 강우강도가 가장 큰 영향을 미치고 다음이 경사, 경과년수의 순이었다. 5. 토양침식량과 이에 영향을 미치는 인자들과의 상관관계에 있어서, 강우강도, 경사간에는 1%수준에서 유의적인 정(+)의 상관관계가 있었고, 경과년수는 1%수준에서 유의적인 부(-)의 상관관계가 나타났다. 6. 토양침식량과 이에 영향을 미치는 인자들과의 회귀분석 결과, 산불발생지사면에서 토양침식량을 설명하는데 유의한 인자는 강우강도, 경사, 경과년수이었다. 7. 강우강도, 경사, 경과년수를 이용하여 다음과 같은 토양침식량 추정식을 산출하였다. S.E = 0.092R.I + 0.211D.S - 0.942E.Y(S.E : 토양침식량, R.I: 강우강도, D.S: 경사, E.Y: 경과년수)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2022

본 연구에서는 상수원 수질개선을 위한 물환경관리 종합대책의 일환으로 장치형과 자연형 물환경관리시설을 복합 구성하여 강우 및 비강우 시 비점오염물질을 집중 저감 할 수 있는 맞춤형 비점관리 모듈화 시설을 제안하고, 그 적용성을 평가하고자 하였다. 이는 습지, 생태수로, 저류지 등으로 정형화된 기존의 수질개선 대책에서 탈피하여 대규모 댐유역에서 구조적 대책의 실효성과 효과성을 도모하기 위한 목적성을 지니고 있다. 이를 위해, 영천댐 유역을 대상으로 수질모형(HSPF, AEM3D)을 구축하고 목표수질 설정에 따른 수질개선 대책을 마련하였다. 여기서 수질개선 대책은 호내와 유역으로 공간적 범위를 구분하여 효과분석을 위한 단일 및 복합 모의 시나리오를 작성했으며, 평년 강우량과 가장 유사한 최근(2017년)의 영천호 수질과 비교하여 개선 효과를 평가하였다. 맞춤형 비점관리 모듈화 시설은 영천호 유입부에 기 조성된 인공습지(평시)와 연계하여 강우 시에는 모듈형(다기능 저류조, 스크린, 고효율여과) 장치를 통해 침강지로 최종 방류하는 것으로 구성하였다. 모듈화 시설의 연중 삭감량 추정 결과는 T-P 유달부하량을 기준으로 평시 32%, 강우 시 11%로 분석되었다. 자세한 모듈화 시설의 구성과 저감효율, 수질개선 대책 시나리오 적용에 따른 영천호 수질변화 분석 결과 등은 발표를 통해 제시될 예정이다.

• 농약과학회지
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• 제12권1호
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• pp.24-33
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• 2008

본 연구는 포장에서 인공강우 장치를 이용하여 경사도에 따른 농약의 이동특성을 파악하고자 수행하였다. Carbendazim, carbofuran, cypermethrin, chlorpyrifos, dimethomorph, diniconazole, endosulfan 총 7종의 농약 처리 12시간 후 처리구당 $22\;mm\;hr^{-1}$의 인공강우를 살포하여 강우 전, 후와 시험구의 상, 중, 하단과 깊이별(0-15, 15-30, 30-45 cm)로 토양 시료와 2 L 단위 10분 간격으로 3시간 동안 받은 유출수를 채취하여 GC/ECD와 HPLC/UVD, FLD를 이용하여 분석하였다. 실험결과 토양 중 농약의 잔류량은 강우 전 후 표토(0-15 cm)에서 가장 많이 검출되었으며, 경사도에 따른 토양 깊이별 농약 이동은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 유출수 중 시간 및 경사도에 따른 농약별 검출량은 cypermethrin을 제외한 6종의 농약이 통계학적 유의성($r^2=0.6$ 이상)을 갖으며, 시간이 경과함에 따라 잔류량이 감소하는 경향을 보였다. 약제별 이동특성의 경우 carbofuran과 dimethomorph를 제외한 수용해도가 낮고, $K_{ow}$과 $K_{oc}$가 높은 5종의 농약들은 수질로의 이동보다는 토양 잔류량이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과는 고랭지 경사지의 특성에 맞는 농약 선발에 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제95권3호
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• pp.350-357
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• 2006

인공강우발생장치를 이용하여 산불발생지를 대상으로 산불발생 후 경과년수에 따라 각 지역에 대한 강우강도 및 경사별로 지표유출량을 관측하여 산불발생지의 지표유출 특성을 구명하고, 또한 지표유출량과 강우강도, 경사, 경과년수와의 관계를 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 산불발생연도별 지표유출량은 강우강도가 30 mm/hr씩 증가함에 따라서 2.2~3.2배 증가하였으며, 경사가 $10^{\circ}$씩 증가함에 따라서는 1.5~1.9배 증가하였다 2. 산불발생지에서 지피식생이 80% 이상 피복되더라도 초기강우 때의 지표유출량은 다소 많이 발생하여, 식생에 의한 유출량 감소효과는 높지 않았다. 3. 산불발생 후 경과년수에 따라 강우강도 및 경사별로 구분한 지표유출량은 산불발생 3년 후의 경우 발생당년에 비해 22.3%~41.8%로 감소하였고, 산불발생당년에는 강우강도 및 경사별로 지표유출량에 많은 차이가 있었으나 시간이 경과할수록 그 차이가 작아졌다. 4. 산불발생지사변에서의 지표유출량에 대해 각 인자간의 영향성을 분석한 결과, 강우강도, 경사, 경과년수의 각각의 주효과와 강우강도${\times}$경사, 강우강도${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이를 보였고, 경사${\times}$경과년수, 강우강도${\times}$경사${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이가 없었다. 지표유출량에 영향을 미치는 인자의 영향도는 강우강도가 가장 큰 영향을 미치고 다음이 경사, 경과년수의 순이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.494-494
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• 2017

국내의 호소는 대부분이 농업용수 공급을 목적으로 설치된 인공 호소이다. 최근 이상기후 및 유역 오염원 증가로 호소의 수질오염도가 증가 추이에 있으며, 특히 하절기 외기온도 상승과 함께 녹조 대량발생, 어류 집단폐사 등 수질오염사고가 야기되고 있다. 이러한 수질오염사고는 호소의 지역적 특성으로 인한 여러 가지 원인이 있겠지만 직접적인 원인으로는 호소의 산소 고갈에 기인된다. 본 연구에서는 농업용 호소의 수온, DO, EC 등에 대한 일주기 및 계절적 동적변화를 규명하여 호소의 수질개선대책수립에 활용하고자 하였다. 연구대상 지구는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 농업용 저수지이며, 2015년 6월 4일부터 9월 22일까지 수온, DO, EC을 측정할 수 있는 연속 자동측정장치를 설치하였고, 측정지점은 저수지 수심을 상(바닥층에서 1.5m 상부), 중(바닥층에서 1.0m 상부), 하(바닥층에서 0.5m 상부)로 구분하여 각각 측정하였다. 호소의 수온은 일주기로 수온성층 형성과 대류혼합이 반복되었으며, 상 하층간의 수온 차이가 평균 $1.4^{\circ}C$, 최대 $5.0^{\circ}C$의 차이를 보였다. 또한 강우가 발생한 이후에는 일시적으로 저수지 상 하 층간 수온 차이가 거의 없는 것으로 나타났는데, 이는 강우에 의한 수체의 수직혼합으로 저수지 전체의 물질순환에 영향을 미친 것으로 판단된다. 호내 DO 농도는 일(day) 주기 동안 농도변화가 크게 나타났으며, 여름철 무강우 기간에는 저수지 바닥층의 평균 DO 농도가 약 0.5mg/L로 거의 무산소 상태가 지속되는 것으로 관측되었다. DO는 기온이 낮아지거나 강수가 발생할 때 대류에 의한 수직혼합에 의해 간헐적으로 회복되다가 다시 고갈되는 현상이 반복되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.478-478
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• 2017

소류천 빗물 집수 장치는 노지 밭작물의 관개용수 확보를 위해 상시 흐름이 있거나, 간헐적으로 유출이 발생하는 산간 소류천 또는 배수로에서 빗물을 집수하기 위한 장치이다. 본 연구는 빗물 집수 장치의 집수 능력을 확인하기 위해 인공 수로 시험 장치를 이용한 요인시험을 실시하였으며. 장수군 노하리 산간지의 소류천에 설치하고 2015년 8월 5일부터 11월 15일까지 유출량 및 집수량 그리고 강우량을 관측하였다. 인공 수로 시험 장치를 이용하여 확인한 빗물 집수 장치의 최대 집수 가능량은 약 0.0022 ton/sec(130 L/분)로 나타났다. 빗물 집수 장치는 강우시에만 유출이 발생하는 지점(P1)과 상시 유출이 발생하는 지점(P2)에 설치하였고, 연구기간동안 총 강우량은 334.5 mm가 발생하였다. P1 지점에서는 총 1,722 ton의 유출이 발생하였으며, 273 ton이 집수되었고, P2 지점에서는 총 7,984 ton의 유출이 발생하였고, 125 ton이 집수되었다. 총 유출량 기준 집수 효율은 P1과 P2에서 15.85%, 1.57%로 산정되었고, 최대 집수 가능량 (0.0022 ton/sec)을 기준으로 한 집수 효율도 17.64%와 2.12%로 비교적 낮게 나타났다. 현장에서 빗물과 함께 발생하는 토사 및 부유물질 등에 의한 유입부 막힘이 집수 효율을 낮추는 주요 원인으로 분석되었다. 그러나, 월평균 총집수량은 약 30 ton 이상의 빗물을 저장할 수 있는 것으로 평가되어, 단기적인 물부족을 해소할 수 있는 대안으로 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.5-12
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• 2011

본 연구는 강우로 인한 산사태 발생 시 강우강도, 강우지속시간, 비탈면 경사, 지반조건등에 따른 파괴 원인을 분석하여 산사태를 사전에 예측하기 위해 산사태 붕괴특성을 알아보고자 인공강우장치를 이용한 실제사면 크기에 근접한 대대형모형토조와 소형모형토조로 실험을 실시하였다. 육안상의 붕괴 형태 및 간극수압, 토압, 함수비, 지중변위 등의 계측결과에 대한 비교연구를 통해 모형토조연구에 있어 크기에 따른 산사태 메커니즘 분석과 소형모형토조 실험에 대한 산사태 모형실험으로서의 검증 실험을 수행하였다.