• 대한토목학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.219-227
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• 2021

불연속 지형을 지나는 천수 흐름을 해석할 수 있는 Hwang의 기법이 채택된 수치 모의를 댐 붕괴 흐름에 의한 직립 홍수터의 범람 실험과 비교하였다. 모의 결과는 저수지, 저수로, 홍수터로 이루어진 실험 수로에서 측정한 결과와 잘 일치하였다. 특히, 댐 붕괴 흐름이 직립 홍수터로 차고 빠지는 과정이 잘 모의되었다. 흐름 저항의 종류에 따른 모의 결과의 차이는 미미하였다. 이 연구를 바탕으로 도심 하천의 범람 예측에서 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.165-165
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• 2022

담수호는 하구에 방조제를 축조하여 인위적으로 조성된 저수지로, 배수갑문을 통해 적정수위를 유지하면서 이수 목적의 수자원으로 재활용할 경우 경제적이며 효율적인 수자원이 될 수 있다. 한편, 담수호는 유역의 최하류에 위치하므로 담수호의 통합적 수자원 관리를 위해서는 상류 유역 특성과 유입 오염물질 및 수체 특성에 대한 종합적인 이해를 바탕으로 수문, 수질, 염도 등 다양한수자원 요소를 고려하여 적절한 관리방안을 수립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 유역모형 및 호소모형을 연계하여 담수호의 내외 수위차를 고려한 배수갑문 운영 시나리오에 따른 호내 수문 및 수질 측면에서의 영향을 정량적으로 분석하였다. 충청남도 서산시에 위치한 간월호를 대상으로 HSPF (Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 적용하여 상류유역의 장기유출량 및 수질 모의를 수행하여 호내 유입량 자료로 활용하였다. 호소 내 수리-수질 모의를 위해 3차원 수리해석 모형인 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code)와 호소수질모의 모형인 WASP (Water Quality Analysis Simulation Program)을 연계하여 배수갑문 운영에 따른 호내 수문 및 수질 변화를 모의하였다. 본 연구의 결과는 향후 수문 및 수질 영향을 고려한 담수호의 최적 수자원 관리방안 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.376-376
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• 2020

최근의 기후변화는 이미 한반도에 평균온도의 상승과 강수량의 변화 등으로 인해 많은 수문기상학적 변화를 일으키고 있다. 낮은 빈도의 가뭄은 2~3년에 한번 꼴로 발생할 정도로 빈번하게 발생하고 있으며, 국지적인 폭우와 한반도에 영향을 미치는 태풍의 증가 등 이수와 치수측면에서의 강수의 변화는 예측하기에 어려운 정도로 그 변화의 속도가 빨라지고 있는 현실이다. 이에 수자원활용 측면에서도 기후변화를 고려하여 새롭게 평가하여야 한다. 특히나 낮은 빈도의 잦은 가뭄은 농업분야에서 용수를 공급하는 데 있어 여러 가지 문제점들을 발생시키고 농업용수 확보를 위한 대책이 필요하다. 대부분의 농업용수는 하천취수, 저수지, 지하수를 이용하고 있으며, 뚜렷한 용수원이 없는 농경지의 대부분은 지하수를 이용하는 것이 보통이다. 이러한 지하수는 물 순환 체계에서 강수에 의해 지하로 침투된 물이 토양간이나 지하대수층 등에 저류되어 지하수가 형성된다. 일반적으로 가뭄이 발생하면 우선적으로 선택되는 대책이 지하관정을 개발하여 활용하는 방안이 활용되고 있는 데 강수의 부족으로 인한 가뭄 발생시 지하수위는 어떻게 변화하는지에 대한 연구과 관측이 필요하다. 본 연구에서는 강수자료와 지하수위 그리고 강수를 활용하는 가뭄지표인 표준강수지수(SPI) 등의 자료를 활용하여 가뭄발생과 지하수위의 변동성의 상관관계를 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.760-767
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• 2020

발전용 수력플랜트 분야는 기후변화 및 에너지 확보를 고려해 향후 지속적인 성장이 전망된다. 수력발전설비는 항상 수충격에 의한 위험에 노출되어 있고, 이에 대한 안정성 확보는 매우 중요하다. 수충격 현상은 밸브의 개도 조정이나 펌프와 터빈의 기동 및 정지 시 관로설비 전반에 걸쳐 발생하며, 예기치 못한 긴급 상황 시에는 더욱 현저하게 나타난다. 이와 같은 수충격에 대한 발전설비의 안정성 검토를 위해 본 연구에서는 수충격 발생 메커니즘을 반영된 특성선법을 적용한 수치해석기법(MOC-FDM: Method of Characteristic-Finite Dimensional Method, 이하 MOC-FDM)을 이용하여 전산수치 모형을 개발하였다. 개발모형은 발전설비의 주요시설인 저수지, 관로, 밸브, 펌프 등 경계조건을 반영하였고 가상시나리오 case를 적용하여 개발모형을 이용한 수치모의를 수행하였다. 개발모형 해석결과의 검증을 위해 발전설비의 주요 지점에서의 해석결과를 각각 제시하였다. 각 case 별 수충격 현상이 양호하게 재현되었으며, 상용모델의 수치해석결과와 비교분석 결과가 거의 유사하게 나타나 개발모형의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 전산수치 모델은 수력발전설비의 운영 중 발생할 수 있는 비정상상태의 유체 거동을 정교하게 예측함으로써 설비의 안정성 검토를 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.15-25
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• 2010

본 연구는 중앙심벽형 필댐인 주암댐과 임하댐을 대상으로 자동계측에 의해 연속적으로 생산되는 침투수량 계측자료에 대하여 분석을 통하여 필댐 고유의 특성에 따른 장기 침투특성과 댐의 안전관리 방법을 검토하고자 하였다. 필댐의 침투수량 계측값에는 내재 하는 강우 성분 등의 외부 요인의 영향으로 직접적으로 이상 누수의 발생을 검출하는 것은 어렵다. 이 때문에, 종래 저수위와 강우량을 고려하는 중회귀분석 등에 의해 누수량을 추정하는 방법이 적용되어 왔으나, 강우 성분의 추정 오차가 상대적으로 크고 정밀도가 불량한 것으로 알려졌다. 본 논문에서는 강우 성분의 분리해석을 통해 직접적으로 강우 성분에 영향을 받지 않는 저수지 수위에 연동하는 댐별 침투거동을 평가함과 아울러 분석대상 댐의 지형적, 수리지질학적 특성을 반영한 3차원 수치해석을 실시하여 계측 침투수량 자료와 비교하였다. 2개 대상댐의 침투거동은 각각의 고유한 특징을 가지고 있으며, 장기적으로 침투수량의 감소를 보여주고 있어 안정적인 상태로 나타났다. 또한, 수문곡선분리법은 침투수 안전관리 방법으로 적용가능한 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.90-101
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• 2007

최근 지하공간개발의 증가와 한께 상부저수지에 저장된 물을 하부저수지고 낙하시켜 발전하는 지하양수 발전소의 건설도 지속적으로 이루어지고 있다. 이거한 지하양수발전소를 건설할 때, 구조물의 효율적이고 안전한 설계 시공 및 유지를 위해서 설계단계에서 암석과 암반의 공학적 특성 및 대상지역의 지압상태 등을 명확히 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서 소개하는 양수발전소는 심포 $320{\sim}375m$에서 건설되고 있으며, 구조물의 안정성 검토를 위하여 굴착예정지 암반에 대해 오버코어링법을 이용한 초기응력측정, 공내재하시험 및 암석의 물성시험을 실시하여 설계에 필요한 기초자료를 획득하였다. 이를 바탕으로 수치해석을 실시하여 기존 지보재 설계의 적정성을 판단하였고, 불안정성으로 판정된 부분에 대해서는 추가로 보강설계를 하였다. 추가 보강설계 결과, 공동 전체에서 안정성을 확보하였고 현재 순조롭게 굴착이 이루어지고 있는 상태이다.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.59-69
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• 2013

본 연구에서는 충남 서산에 위치한 부남호에서 준설시 발생하는 탁도플륨의 이송 및 확산과정을 2차원 수치모형인 RMA2 모형과 RMA4 모형을 이용하여 예측하였으며, 다항목수질모니터링시스템(YSI6600EDS)을 이용해 측정한 탁도분포와 비교하였다. 현장조사에서는 부남호에서 준설작업이 진행됨에 따라 인근지점에서의 연직방향 탁도 분포를 측정하였으며 표층에서 거리에 따른 수평방향 탁도 분포를 측정하였다. 부남호 전 구간에 대해서 2차원 흐름해석 모형인 RMA2 모형을 적용하였고, 실제 준설작업이 이루어지는 2호지에 대해서 RMA2 모형과 RMA4 모형을 적용하였다. 준설지점의 초기 농도값에 대한 저수지 내 각 지점에서의 거리에 따른 농도비를 현장측정 결과와 비교한 결과, 수치해석에 의한 탁도플륨의 이송확산 모의 결과는 준설작업에 대한 환경영향 범위를 예측하는 데에 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.455-455
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• 2015

농업용수 수요량을 산정하는 방법으로서는 계측 및 추정방법에 따라 사용수량을 직접 계측하는 방법, 대표작물의 단위수량으로 추정하는 방법, 증발산 이론을 이용하여 추정하는 방법 등이 있다. 우리나라에서는 현실적으로 농업지역에서의 계측자료가 충분하지 못하고, 자연조건에 따라 크게 좌우되는 농업용수 특성상 증발산 이론에 의한 수요량 추정기법이 주로 적용되고 있으며, 그 중에서도 필요수량 개념의 접근법이 과거로부터 많이 활용되어 왔다. 이 방법은 경작지 내 작물의 생육에 필요한 수량을 공급하기 위한 목적으로 저수지나 관정 등의 시설용량 결정 및 계획 수립을 위해 활용되는 방법으로서, 1965년도 처음 수립된 수자원장기종합계획에서부터 현재까지 우리나라 농업용수 수요량 추정에 적용되어 왔으며, 제주도 수자원관리종합계획에서도 적용되었다. 또 다른 접근법으로서 유역에서의 물수지 관점에서 경작지 내 물 사용에 의해 감소되는 하천 수량을 산정함으로써 순물소모량을 추정하는 방법이 있다. 물수지 분석은 장래의 용수수요와 기준년의 자연유량을 비교함으로써 향후의 안정적 용수수급을 계획하기 위한 방법으로서 많이 활용되고 있다. 우리나라에서는 1977년 낙동강유역 하구조사 기술보고서에서 처음 순물소모량 개념을 도입하여 수요량을 추정하였으며, 이후 제3차 수자원장기종합계획(1991-2011), 21세기를 바라보는 수자원전망(1993) 등에서 이 방법을 통해 미래의 용수수급 전망을 분석한 바 있다. 본 연구에서는 제주도 지역의 수자원 부존량 해석 및 장래 용수 이용에 따른 수자원의 과부족 해석, 수자원관리계획 수립을 위한 목적으로 순물소모량 개념을 적용하였다. 제주도는 경지면적 중 밭의 비율이 99%이상이며, 대부분 관정에 의한 지하수를 이용하여 스프링클러 또는 점적관개에 의해 용수량을 공급하고 있다. 따라서, 제주도 지질 특성 및 밭작물 관개특성을 고려하여 제주도 지역에 적합한 순물소모량 산정식을 제안하고, 이에 따라 시험유역을 대상으로 대표작물(감귤, 콩 등)에 대한 순물소모량을 산정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.411-411
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• 2021

최근 들어 이상기후에 따른 집중호우의 영향과 하천 유역 내에서의 토지이용의 증가로 하천의 하류부에서의 홍수피해는 점점 증가하고 있다. 이에 대비하기 위해 하천 시설물 설치를 계획하거나 이수, 치수 계획을 세우기 위해서는 하상이 어떻게 변화할 것인지 파악하는 것이 중요하다. 연구 대상 지역 세종특별자치시 금남면 영대리 유천천은 최근 10년간 홍수로 인한 피해액이 연평균 약 2.4억 원으로 나타났으며 매년 피해가 지속되고 있다. 유천천은 인위적 하도의 변경과 토지이용 상황의 변화 및 하천 골재채취, 댐 및 저수지 건설, 자연적인 홍수 등으로 하상이 변동되고 있으며, 그로 인해 생긴 유로의 변화로 발생할 수 있는 피해 예측이나 하천 시설물 설치를 위해서는 변동 결과의 예측이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대상 유역의 하상변동을 분석하기 위하여 HEC-RAS Sediment Transport Analysis(STA) 모형을 적용하였다. 적용한 데이터를 바탕으로 장래 하상변동 결과를 예측하였고 GIS 기법을 이용하여 유역의 특성 및 유출 특성에 관한 인자들을 도출하였다. 장래 1년, 5년, 10년 단위로 하상변동의 예측이 가능한 HEC-RAS STA 모형 분석 결과, 하상경사가 급한 각 하천상류 구간과 횡단시설물의 상류층에서는 하상저하가 발생하고, 하상경사가 완만한 하류 구간 부근에서는 일부 하상 상승이 발생하는 것으로 나타났다. 수위상승에 대비하여 지속적인 관찰과 상승구간에 대한 주기적인 하천 정비를 통하여 홍수기에 수위상승을 억제할 필요가 있을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 하도 안정성과 이수와 치수안정성 확보, 하천의 효율적인 이용과 보전, 유지관리 시 기본해석으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.141-152
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• 2015

본 연구의 목적은 국내 사력댐에서 상시적으로 얻어지는 미소지진 계측기록을 적극 활용하여 댐 사력재료의 전단파속도를 산정하고 산정방법의 실효성을 확인하는 것이다. 이를 위하여 현재 운영 중인 횡성댐과 소양강댐에서 계측된 미소지진기록 분석으로부터 얻어진 각 댐의 고유주기와 댐 기초부에서 계측된 가속도 시간이력을 입력하중으로 한 반복적인 동적수치해석을 수행하여 계산한 고유주기 사이의 적합조건을 만족시키는 방법으로, 사력존의 심도별 전단파속도를 산정하였다. 이러한 방법으로 산정된 전단파속도는 동일댐에 대하여 다른 지진 기록을 이용하더라도 일관된 결과를 보여줌을 확인하였고, 현장탐사 결과와 기존의 경험적 연구결과와 비교하여 그 실효성도 확인되었다. 실용적인 측면에서, 지진계가 설치된 댐이나 저수지에 대한 직접 조사가 불가하거나 예비해석 차원해서 사력존의 동적물성 확보가 필요한 경우, 본 연구에서 제시된 방법은 충분히 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.