• 물과 미래
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• 제28권1호
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• pp.107-120
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• 1995

본 연구는 네팔의 Modi Khola 강 유역에 건설되는 Modi Khola 수력발전소의 취수구 구조물 및 침사지 구조물에 대한 수리모형실험 연구이다. 취수구 구조물은 축척이 1:20인 정상모형으로, 침사지 구조물은 수직방향 축척이 1:10, 수평방향 축척이 1:15인 왜곡모형으로 제작되었다. 본 실험에서는 이동상 모형이론에 의해 'Anthracite'($\rho_s$ =1.48)를 모형사로 선택하였다. 실험결과 취수구 구조물 부분에서는 세사영역의 유사퇴적을 막기 위해 적정한 높이의 guide wall 설치가 바람직하며, 효율적 배사를 위해 배사수문의 적절한 조작이 필요한 것으로 나타났다. 침사지 구조물 부분에서는 효율적인 침사를 위해 침사지내의 난류호흡을 억제시키는 설계가 요구되었고, 침사지내 퇴사를 처리하기 위하여 설치된 유출구측의 배사 파이프는 침사지 전영역의 배사를 효율적으로 수행하지 못하였으므로 최대 퇴사가 발생하는 지점 근처에 추가로 배사 파이프를 설치하는 것이 바람직하다. 또한 침사효율은 평균 약 95%로 관측되었는데, 비교적 좋은 침사지 설계라 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3B호
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• pp.153-159
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• 2012

본 연구에서는 기존의 침사지 내부 수공구조물(격벽)로 사용되고 있는 둔턱을 대체하여 일반형 사다리꼴 래버린스 위어 (generic labyrinth weir)와 변형된 형태인 경사형 마루 래버린스 위어(inclined crest labyrinth weir)를 제시하였으며, 래버린스 위어 적용시 발생하는 수리학적 흐름특성을 이용하여 침사지에서 침전율을 개선하고자 하였다. 본 연구에서는 전수두비 (headwater ratio) $H_t/P$, 와 확폭비(magnification ratio) L/W, 그리고 총 마루길이 당 유입유량 $q_L$을 침전효율의 주요 분석지표로 제시하였으며, 기존의 침사지 형상과 래버린스 위어를 적용한 래버린스 침사지 형상을 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과 래버린스 위어를 적용한 침사지는 확폭비 변화에 따른 전수두비의 변동이 침전효율(%)에 크게 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 래버린스 위어 반복배열수(N)가 2~4개 일 때 침전효율이 개선되는 것으로 분석되었다. 또한 회기분석을 통해 침전효율이 개선되는 유입조건 및 형상은 총 마루길이 당 유입유량이 $q_L{\geq}3.5cm^2/s$인 조건과 확폭비가 $L/W{\leq}3.5$ 인 경우 로 나타났으며, 이러한 침전효율이 개선되는 구간을 도표상으로 표현 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 분석지표를 통해 오탁수 유입량 및 침사지 소요면적 등 설계조건에 따른 적합한 침전효율을 갖는 구조적으로 최적화된 래버린스 침사지의 기초 설계에 활용될 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.170-180
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• 2018

홍천군 내면 자운지구에는 고랭지 채소밭이 밀집되어 있어서 우기에는 고랭지 밭에서 많은 토사가 유출되어 소양호 탁도와 수질에 큰 영향을 미치고, 하류의 수도권 상수원에도 악영향을 준다. 본 연구에서는 고랭지밭 지역의 토사유출 저감을 위한 여러 BMPs 시설 중에서 많은 비용이 들지만 우리나라에서의 실측 조사 결과가 거의 없는 다단계 침사지에 대해서 강우시 유출입수를 실측 조사하고, 비점원오염물질 삭감효율을 분석하였다. 자운지구의 자운리 786번지와 자운리 628-2번지 다단계 침사지에서 2차례 강우에 대해서 침사지의 SS 제거효율을 분석한 결과 35%~62%의 삭감율을 보였다. BOD는 약 24%~55%, TP는 약 35%~58%의 오염부하가 삭감되었다. 이 지역 다단계 침사지의 실측 효율은 이론적인 효율보다 다소 낮지만 현재 설치되어 있는 침사지를 적절하게 관리하면 효율을 더 높일 수 있고, 추가적인 침사지 설치를 통해 흙탕물 관리를 효과적으로 할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1323-1327
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• 2006

일반적으로 화력발전소는 원활한 원료 및 냉각수의 공급과 환경적인 요인으로 인해 내륙보다는 해안에 위치하고 있다. 발전소의 안정성을 확보하기 위해서는 고열의 발전기를 냉각하는 냉각설비들이 반드시 필요하며 이를 위해 취수로를 통한 냉각수의 원활한 공급이 이루어져야 한다. 이러한 냉각수 공급은 대용량 펌프에 의해 이루어지며, 취수로 구조물의 형상 및 냉각수의 흐름조건에 따라 성능과 수명이 좌우된다. 특히 해안에 위치하는 지리적 여건상 직접취수가 많으며 이러한 경우 유사가 취수로에 유입되어 펌프 흡입 시 균열과 임펠러 마모 등을 유발시켜 펌프의 안전에 악영향을 미치게 된다. 따라서 취수로에 유사의 퇴적을 유도하는 침사지를 설계하게 되며 Hydraulic Institute Standards(1998)에서는 허용설계유속을 0.2 m/s 이하로 정하고 있다. B 발전소는 직경 3 m의 대형 취수관로 3개를 통해 매우 빠른 유속으로 취수로에 유입되는 냉각수 계통 구조물을 가지고 있어 침사지 내 유속이 허용기준을 초과하였다. 본 연구에서는 침사지내 유속을 만족시키기 위해 다양한 에너지 소산 구조물 설계방안을 제시하였다. 각 설계방안에 따른 흐름 특성 및 유속 분포를 파악하고 common bay 내에서의 난류특성을 분석하여 비교.검토하였다. 수리모형실험 결과를 통해 각각의 설계방안에 따른 침사지의 효율을 평가하였으며 최적의 에너지 소산 구조물에 대한 설계방안을 제안하였다.

• 상하수도학회지
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• 제24권6호
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• pp.713-722
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• 2010

This paper has assessed the flow patterns and settling efficiency in the sedimentation basin using the particle tracking method of the CFD code and has reached the following conclusions: In the original design where no baffle is installed in the sedimentation basin, a large recirculating area where the flow stagnates is created in the right side of the sedimentation basin, with most of the particles moving to the left side of the sedimentation basin following the flow. This biased flow structure in the sedimentation basin reduces the residence time of particles and thereby undermines settling efficiency. The biased flow toward the left side of the sedimentation basin is alleviated by installing a baffle in the sedimentation basin, promptly reducing the fast flow of over 0.7 m/s in the inlet of the sedimentation basin to the rate below 0.2 m/s. In this paper's simulation conditions, if a one-sided baffle is to be installed in the sedimentation basin, placing it 15 meters away from the basin's inlet leads to the best settling efficiency; it has also been analyzed that installing a two-sided baffle-rather than a one-sided one-is a better option in terms of settling efficiency. The highest settling efficiency of 96.2% is achieved when the underwater length of the two-sided baffle is set at 8 meters.

• 상하수도학회지
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• 제27권3호
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• pp.383-394
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• 2013

A sedimentation basin is used to remove suspended sediments which can cause abrasive and erosive wear on hydraulic turbines of hydropower plants. This sediment erosion not only decreases efficiency of the turbine but also increases maintenance costs. In this study, the three-dimensional numerical simulations were carried out on the overseas hydropower project. The simulations of flow and suspended sediment concentration were obtained using FLOW-3D computational fluid dynamics code. The simulations provide removal efficiency of a sedimentation basin based on particle sizes. The influence of baffles on the flow field and the removal efficiency of suspended sediments in the sedimentation basin has been investigated. This paper also provides the numerical simulations for sediment-induced density currents that may occur in the sedimentation basin. The simulation results indicate that the formation of density currents decreases the removal efficiency. When a baffle is installed in the sedimentation basin, the baffle provides intensive settling zones resulting in increasing the sediments settling. Thus the enhanced removal efficiency can be achieved by installing the baffle inside the sedimentation basin.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.63-63
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• 2017

우리나라에서 홍수기에는 하천에 부유사를 포함한 수체가 침강되어 하층 밀도류 형태로 전파된다. 온도로 성층화가 심하게 되지 않은 댐의 경우 하층 밀도류로 댐체까지 전파되고, 유출되어 하류로 흘러가거나 차단되어 담수된다. 침사용 저수지는 하류에 있는 저수지에 유사 전파를 막기 위해 건설된 댐으로, 이를 잘 관리하기 위해서는 밀도류의 차단에 대한 연구가 필수적이다. 따라서 본 연구의 목적은 층적분 모형을 사용하여 밀도류의 전파와 이에 따른 저수지의 유사 차단 현상을 모의하는 것이다. 이를 위하여 1차원 수치모형을 제시하였으며 실내실험 자료에 적용하여 밀도류의 전파 및 차단 양상을 분석하였다. 모의 결과 소류사는 대부분 상류단에서 퇴적되고, 부유사가 밀도류에 포함되어 하류단까지 전파되고, 차단되는 것을 확인하였다. 또한, 질량보존과 운동량 보존에 의해 저수지 전체에서 밀도류 두께가 증가되며 담수되는 현상을 확인하였다. 담수된 밀도류의 포집효율에 영향을 미치는 인자를 분석하고, 포집효율에 대한 각 입자의 민감도 분석을 수행하였다.

• 상하수도학회지
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• 제19권3호
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• pp.288-294
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• 2005

This study was conducted to evaluate the grit removal efficiency of tornado block-type vortex grit separator. Vortex grit separator was manufactured for this study, and it was characterized by the impeller and tornado block installed in separator. Impeller was installed to increase water velocity in the separator and tornado block was installed to increase the grit lifting efficiency. Pilot study was also conducted in A sewage treatment plant (STP) in Gyeonggi province from November 2003 to May 2004 (64 days). Major findings are as follows. 1. Impeller was proven to increase water velocity in the grit separator, especially in low flow rate. This influence will increase separation ratio of organics from grits, preventing those organics from sedimentation. 2. Sand (with 0.2~0.3mm size) removal efficiency was over 98 % and 96 %, at the flow rate of $500m^3/day$ and $750m^3/day$ under the condition that impeller rotation velocity kept at 15 rpm. Originally that grit separator was designed to have the capacity of $500m^3/day$. $750m^3/day$ was tried to investigate the performance of this type of grit separator under overload condition. Stable grit removal was still available to the extent of 150% of designed capacity. 3. It took less than 3 minutes for the grit separator to completely lift out 3 kgs of 0.2-0.3 mm sized, settled sand at the bottom to 2,060 mm high above water surface. But it showed the tendency to spend a little more time on lifting the grit as the grit size and the vertical height of the lift increased. 4. During experimental duration in A STP, it was found that the average amount of inlet grit was about 981 g/day (160~1,685 g/day) under $500m^3/day$ of operation condition, but it varied so severely during the experimental duration. After classification of discharged grit according to its size, grit with 0.3-0.42 mm size was found as largest part of output.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.394-394
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• 2021

이상기후로 인한 강우패턴의 변화는 상류 유역에서의 토양 유실, 비점오염물질의 발생을 가속화시켜 하류 수계의 수질 및 수생태 건강성에 악영향을 미치고 있다. 낙동강 수계에 위치한 내성천 유역에서는 토양 침투율이 높은 토양군으로 구성되어 있어, 강우 시 유출량 및 유사유출량의 비율이 높아 비점오염 저감을 위한 대책 수립의 중요성이 지속적으로 제기되어 왔다. 특히, 내성천 유역 내 상류에 위치한 토일천 및 낙화암천 소유역에서는 다양한 영농활동과 대규모 및 소규모 축사의 영향으로 강우 시 다양한 비점오염물질이 많이 발생하고 있다. 하류 하천에서의 수질을 효율적으로 개선하기 위해서는 비점오염 발생량이 높은 상류 소유역을 대상으로 적절한 최적관리기법 선정과 이에 대한 정량적인 평가 방법이 필요하다. 최근 식생여과대, 침사지 등과 같은 다양한 최적관리기법 중 인공습지에 대한 점오염원 및 비점오염물질 처리 효과가 국내·외 여러 모니터링 연구를 통해 증명되었다. 그러나 아직까지 유역 내 다양한 토양 및 토지이용상태와 그리고 오염원 유출 특성을 고려하여 인공습지의 조성에 따른 유역단위에서의 수질 개선 효과를 정량적으로 분석한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 장기 강우-유출 유역단위 모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 내 인공습지 모의가 가능하도록 모형 소스코드를 수정하였으며, 내성천 상류 소유역(토일천, 낙화암천)에 위치한 인공습지 조성 전후에 따른 유역 말단에서의 유사 및 비점오염물질의 저감 효율을 비교 분석하였다. 향후 본 연구의 결과는 내성천 유역을 대상으로 인공습지를 통한 유사 및 비점오염 저감 대책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.196-203
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• 2017

임업 중에서 시장과 정부의 규제가 충돌하는 대표적인 산업을 토석산업이라 할 수 있다. 특히, 경제적 측면과 환경, 경관, 재해측면을 동시에 고려하기 어려워 적정한 규제 및 규제개혁의 검토를 통해 관련 법 조항의 개정이 필요한 실정이다. 본 연구는 전국 54개소의 토석채취지를 대상으로 산지관리법에 명시된 환경 및 경관피해, 재해저감 실태에 대한 이행상태를 조사함으로써 토석채취자 및 관련 종사자의 준법정신을 확인하고, 차후 종사자를 대상으로 한 교육, 법률 개정에 있어 기초자료로 제공하고자 실시하였다. 산지관리법과 하위 법령의 총 22개 항목에 대하여 이행상태를 분석한 결과, 환경피해 저감 관련 법 조항은 이행상태가 대체로 양호한 것으로 나타났으나, 경관피해 저감 관련 법 조항은 대부분의 토석채취지에서 해당사항이 없는 것으로 나타났다. 이것은 산림경관을 중요시하는 사회적 분위기에 따라 토석채취로 발생하는 경관피해를 최소화하고자 한 결과로 판단된다. 아울러 재해방지를 위한 침사지 설치 이행상태는 양호한 것으로 나타났으나, 침사지와 연계된 방류수의 배출기준(수질오염방지)의 정립 및 제시를 통해 효율성을 높일 필요가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구결과와 차후 진전된 연구를 통해 다양한 법률이 적용되는 토석산업에 대해서는 보다 명확한 내용과 근거를 기반으로 현실성 있는 규제와 산업의 발전을 위한 정책이 수립되어야 할 것이다.