• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.522-526
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• 2007

항공사진을 이용하여 하천의 경년변화를 조사하다 보면, 사주 변동에 따라 하천의 주 흐름이 다양하게 변화되고 있음을 알 수 있다. 이처럼 특정 하천의 지정된 구간에서의 흐름변동은 많은 시간에 걸쳐 이루어진다. 바꾸어 말하면, 짧은 시간 동안 자연하천에서의 주 흐름 변화를 관찰 하기는 일반적으로 매우 어렵다. 본 연구에서는 이틀이라는 짧은 시간 동안에, 하천에서의 주 흐름 변동에 따른 특성변화를 조사하였다. 이러한 조사는 "조정지 댐에서의 수문 조작"이라는 인위적인 방법을 동원함으로서 가능하였다. 모든 조정지 댐에서는 하천 유지를 위한 일정양의 물을 수문을 통하여 방류한다. 대청댐 하류에 있는 조정지 댐에는 폭이 약 10m에 이르는 10개의 수문이 있다. 평상시에는 우안으로부터 5번째에 있는 중앙의 수문을 개방하여 초당 약 18톤의 물을 방류한다. 그러므로 본 연구에서는 방류하고자 하는 지점의 수문높이를 조정하여 일정량을 유지한 채, 수문의 위치를 중앙에서 좌안 그리고 우안의 순으로 변경 하였다. 방류 수문 위치를 변경함에 따라 하천에서의 수리특성을 조사하기 위하여, 흐름이 안정 될 때까지 충분히 기다린 후, 각각의 경우에서의 하류지역을 대상으로 현지관측 및 수치실험을 실시하였다. 조사는, 첫째 지형측량, 유량측정 및 수위변동 등을 포함한 정밀현장조사, 둘째 일반적인 모델에 정밀조사 결과를 적용시킴으로서 얻을 수 있는 가시화 기법 개발 등의 순으로 진행하였다. 수치실험에 사용한 모델은 하천에서의 흐름거동을 2차원적으로 해석하는데 많이 사용되고 있는 상용프로그램인 SMS (Surface-Water Modeling System)의 RMA2 모형이다. 이모형은 RMA (Resource Management Associates, Inc.)에 의해 처음 개발된 2차원 유한요소 모델이며 지배방정식은 z방향을 수심 적분한 2차원 천수방정식으로, x와 y방향에 대한 Navier-Stokes 방정식과 연속 방정식으로 구성된다. 본 연구에서는 현장 조사 시 지배인자 파악의 중요성 및 수치계산을 위한 검증자료의 필요성을 강조하기 위하여, 일반적인 방법으로 수행한 계산 결과 및 다양한 현장 특성을 고려한 계산 결과를 비교 하였다. 그 결과 본 연구는 (1)최신 장비들의 도입 및 검증과 기존 장비의 활용 범위 확대, (2)기존의 상용 프로그램을 이용한 하천 흐름특성의 가시화 실현 등에 의의가 있다고 사료된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.77-88
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• 2007

선행된 연구에서의 성공적인 수심도 작성 예에 뒤이어, 항공전자탐사를 이용한 해저면 특성파악 가능성이 고찰되었다. 헬리콥터에 탑재된 시간영역전자탐사 (TEM) 장비에서 얻어진 자료의 1D 역산으로부터 추정된 퇴적층의 두께가 해양 탄성파 연구에 기초하여 얻어진 추정치와 비교되었다. 일반적으로, 해수의 깊이가 대략 20 m이고 퇴적층의 두께가 40 m 미만이면 퇴적층의 두께 즉 비전도성 기반암까지의 깊이는 두 경우에 있어서 타당한 범위 내에서 일치됨을 보였다. 잡음이 섞인 합성자료의 역산은 초기 모형이 실제모형과 차이가 나는 경우에도 수직 전자탐사 유일성 이론과 일치하게 역산 후 실제모형과 매우 닮은 결과를 보여주었다. 잡음이 섞인 합성자료로부터 얻어진 천해 해수 깊이에 관한 표준편차는 대략 깊이의 ${\Box}5\;%$ 정도였으며, 이는 실제자료의 역산 시 대략 ${\pm}1\;m$ 정도의 오차를 우발할 수 있다. 이에 상응하는 기반암 깊이 추정의 불확실성은 대략 ${\pm}10\;%$에 이른다. 잡음이 포함된 합성자료로부터 얻어진 해수와 퇴적층의 평균 역산 두께는 대략 1 m 정도의 정밀도를 나타냈고, 중합에 의해 정밀도가 향상되었다. 주의 깊게 보정된 항공 TEM 자료를 이용하면 퇴적층의 두께와 기반암의 지형을 조사할 수 있다는 가능성을 알 수 있었으며, 천해에서의 해저면 저항치를 알아내기 위한 방법으로서의 가능성도 보여 주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5D호
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• pp.533-540
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• 2010

댐은 용수공급 및 홍수조절을 위한 매우 중요한 시설물이며, 따라서 댐의 효율적인 관리를 위해서는 저수용량을 정확히 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 충주댐 저수지를 대상으로 다차원공간정보를 이용하여 시계열 저수용량 비교하였으며 주요 결론은 다음과 같다. 먼저 댐 저수지 주변의 육상부와 수심부에 각각 LiDAR와 MBES 측량을 수행하였으며, 측량자료의 정확도 향상을 위해 캘리브레이션 보정과정을 실시한 후 지상기준점과의 검정을 통해 허용오차 기준을 만족하는 다차원공간정보를 구축할 수 있었다. 항공 LiDAR와 MBES 자료를 연계하여 생성한 정밀지형자료로부터 불규칙삼각망 모델을 이용하여 수위별 저수용량을 계산하였으며 회귀분석을 통해 2008년도 저수용량 곡선식을 개발하였다. 2008년도 저수용량을 1986년과 1996년과 비교한 결과, 저수지 퇴사증가로 인해 수위가 높아질수록 총저수용량은 감소하는 추세를 보였다. 또한 수위 구간별로 저수용량을 계산하여 침식과 퇴사가 나타나는 구간을 분석할 수 있었으며, 특히 1986~2008년과 1996~2008년 동안의 평균수위 직상부 구간인 130.0~135.0m에서 가장 많은 침식특성이 나타났으며 이는 집중강우로 인해 저수지 사면침식이 주요 원인으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1476-1481
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• 2009

최근 기상이변과 국지성 호우로 인한 홍수피해를 경감하기 위해 국가차원과 더불어 지역단위의 홍수방어대책이 많은 사업을 통해 제시되고 있다. 대표적인 예로 풍수해저감종합계획과 하천기본계획 등을 들 수 있는데 이러한 사업들은 실제 피해지역에 대한 원인과 대책을 제시함과 동시에 홍수 등의 피해가 예상되는 위험지역에 대해서도 그 원인과 대책을 제시해야한다. 따라서 피해발생이 예상되는 지역을 예측하고 그 원인을 찾는데 있어 최근 홍수범람해석에 대한 필요성이 점차적으로 증대되면서 다양한 해석모형과 프로그램들이 개발되었고 현재까지도 홍수범람분석에 관한 활발한 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 홍수범람구역을 결정하기 위한 과정은 GIS Tool에 대한 이해도 부족, 원 자료의 부족, 지형 구축을 위한 자료생성의 어려움 등과 같은 다양한 문제점들을 내포하고 있다. 특히, 홍수범람구역의 결정을 위한 전산프로 그램의 기능향상은 점차 향상되는데 비해 지형구축 등과 같은 범람해석 프로세스 내에서 상당한 수작업이 요구되는 바 작업소요시간이 많이 요구되는 단점으로 인해 실무자들에게 널리 적용되는데 있어 걸림돌이 되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실무적 관점에서 홍수범람해석의 요구빈도가 높은 중소규모 자연하천을 대상으로 두가지 해석 기법을 통하여 홍수범람해석을 수행하여 해석 과정 및 결과 등을 비교하였다. 첫 번째 기법으로 홍수범람해석을 수행하는데 있어 실용성, 신속성 등이 고려된다고 판단되는 Civil 3D를 이용하여 수치지형도 및 측량자료와 같은 원 자료로부터 3D 지형을 구축하고 Civil 3D의 Extension 프로그램인 HEC-RAS Tool과 1차원 수리모형인 HEC-RAS를 전 후처리에 연계함으로서 각 대상유역별, 빈도별 홍수위에 따른 홍수범람구역과 수심 및 범람지역을 우선적으로 분석하였다. 두 번째 기법으로서 실무에서 주로 이용되고 있는 ArcGIS를 이용하여 3D 지형을 구축하고 Hydrologic Engineering Center (HEC)와 Environmental Systems Research Institute(ESRI)의 협력개발로 개발된 HEC-GeoRAS와 HEC-RAS 모형을 전 후처리에 연계하여 홍수범람해석을 수행하였다. 이들 두 가지 기법을 통한 홍수범람해석의 과정과 결과에 대해 정량적, 정성적 비교를 수행하였으며, 두 기법간의 차이점 및 효율성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 보다 실용적이면서도 정밀한 홍수범람구역의 결정, 홍수범람 예상도 등의 재해지도 작성, 치수경제성 분석 등에 있어 도움이 될 것으로 판단된다.