• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.242-242
• /
• 2020

도시화와 산업화에 따른 유출환경의 변화로 인해 도심지에서 발생하는 대부분의 유출은 도로표면을 따라 이동하고 도로변에 설치된 빗물받이에 의해 배수된다. 이 때 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택지로 유입되어 침수 피해가 발생한다. 이러한 현상은 유출량이 집중되는 도심지 저지대에서 주로 발생하며 설계 한도를 초과하지 않는 정상적인 강우 조건에서도 빈번히 나타나고 있다. 이는 최근의 기후 변화로 인한 집중 호우 등을 고려하여 설계 기준이 지속적으로 조정되어야 함과 동시에 도로 노면수의 배수 능력 평가를 위한 실제적인 연구가 이루어져야 한다는 필요성을 나타내고 있다. 특히 도로 빗물받이의 효율은 주로 종경사 및 횡경사 등의 도로 조건, 표면 유출 우수량, 빗물받이의 형상 등에 의존한다. 그러므로 상향된 설계빈도 및 도로 조건을 고려한 도로 표면 유출에 대한 흐름 분석과 빗물받이 특성을 고려한 실증연구의 분석 및 설계 해석 알고리즘의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 도로 노면수의 배수 능력 증대를 위해 연속 설치된 빗물받이 조건 및 도로 경사조건을 고려하여 도로 배수시설의 표면 유출 모델 설계 알고리즘을 개발하였다. 표면 유출 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(종경사 2~10% 및 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)를 고려하였으며 유량이 노면 진행방향을 따라 연속적으로 증가하는 부등류 흐름 해석 방법을 채택하였다. 또한, 빗물받이 설치간격(L)과 도로의 폭(W)의 곱으로 계산되는 단순 직사각형 형태의 노면 형상이 아닌 도로 종경사 및 횡경사에 따른 유달거리를 산정하여 평행사변형 형태의 노면 형상을 계산하고 이에 따른 면적(A), 도달시간(tc) 및 강우강도(I)를 산정하였다. 이와 같은 1차원 흐름분석을 통해 도로 표면흐름 및 빗물받이 설치 간격을 제시하고 기존의 제시된 빗물받이 설치 간격과 비교하여 본 연구에서 제시한 설계 알고리즘을 검증하였다. 또한, 수리 실험을 통해 측정된 빗물받이 차집효율을 이용하여 연속 구간에서의 도로 표면 유출 모델의 적용성을 제시하였다. 이는 빗물받이 유입구를 통해 모든 유량이 유출된다고 가정하고 단독 구간에서의 수리분석 결과만을 고려하여 이를 확장시켜 개발된 기존의 도로 표면 유출 모델을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 제시하고 있는 설계 알고리즘을 적용한다면 도로 전체 구간에서의 흐름 변화 분석과 배수효율의 정량적인 분석이 가능하므로 향후 도로 표면 침수 피해 저감 및 배수능력 증대를 위한 실증적이고 정량적인 분석 방법이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.33-33
• /
• 2021

예측하기 어려운 복잡한 기후 변화로 인해 수자원 관리측면에서 다양한 방법을 도입하여 해결할 수 있는 방안이 국가적 주요 관심사로 다루어지고 있다. 따라서 투입인력과 소요시간 절감, 장비와 인력진입 불가지역에 대한 정보획득, 높은 공간해상도, 항공측량 대비 높은 경제성 등 다양한 장점의 드론을 이용한 하천지형 특성별 수리특성 분석방안이 필요하다. 본 연구에서는 성연천 하류부지역을 대상으로 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 측량 지형성과와 드론측량(Drone) 지형성과를 지상에 설치된 CHP(Check Point) 좌표 값을 확인하여 두 지형의 정확도를 비교하였으며 HEC-RAS 모형을 이용하여 빈도별 수리특성을 비교 산정하였다. 본 연구는 성연천 하류 480m구간을 선정하고 GNSS를 이용한 실측지형자료와 GCP(Ground Control Point)를 얻기 위해 정확도 검증을 실시하였으며 위성항법시스템(GNSS) 측량과 DRONE RGB측량의 CHP(Check Point) 오차를 비교하여 정확도를 검증하였다. 오차 값이 확인된 위성항법시스템(GNSS)을 이용하여 가상기준점을 선정하고 RTK 모바일스테이션을 설치하여 DRONE LIDAR측량을 통해 지형자료를 취득하였으며 얻어진 지형자료를 HEC-RAS를 통해 입력 후 성연천 하천기본계획에 제시되어진 조도계수와 빈도별 홍수위를 적용하여 연구구간 480m에 대해 100년 빈도의 결과 값을 비교 검토하였다. 100년 빈도 계획 홍수량 조건의 하상과 한계수위의 차에서 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 평균수위 측정오차는 드론 RGB 측량 지형자료 0.460m, 드론 LIDAR 측량 지형자료 0.260m의 결과를 얻었으며 동일 조건 흐름하의 평균유속에서 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 평균유속 측정오차는 드론 RGB 측량 지형자료 0.40m/s, 드론 LIDAR 측량 지형자료 0.36m/s의 결과를 얻었다. 통수 단면적의 비교 결과는 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 드론 RGB 측량 지형자료 전체 단면의 평균오차는 20.20m², 드론 LIDAR 측량 지형자료 전체 단면의 평균오차는 21.68²의 결과를 얻었으며 이상에서와 같이 홍수위와 평균유속, 통수 단면적의 측정오차 비교 결과를 종합할 때 통수 단면적 측정결과는 위성항법시스템(GNSS) 측량과 드론 RGB 측량의 차이가 적었으나 계획 홍수량 조건의 하상과 한계수위 차이와 동일조건 흐름하의 평균유속에서 위성항법시스템(GNSS) 측량과 드론 LIDAR 측량의 차이가 적은 것으로 나타났다. 그리고 통수용량(capacity)(m³) 비교에서는 위성항법시스템(GNSS) 측량을 기준으로 드론 RGB 측량은 약 7644m³, 드론 LIDAR 측량은 약 7547m³의 차이를 보여 드론 LIDAR를 이용한 결과가 가장 정확한 측정방법으로 추천할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.25-25
• /
• 2021

점착성 유사는 비점착성 유사에 비해 1차입자의 크기가 작아 1차입자간의 점착력이 중요한 역할을 하는 유사를 말한다. 점착성 유사는 비점착성 유사에 비해 크기가 작아 입자의 전자기적 점착력의 영향을 무시할 수 없으므로 점착력으로 인해 입자들은 서로 응집하는 동시에 입자들 간의 충돌에 의하여 파괴되는 과정을 거친다. 이러한 응집과 파괴가 지속되는 일련의 과정을 응집현상이라 한다. 점착성 유사는 응집과정을 통해 일차입자보다 크기가 크며 수십 개에서 수천 개의 일차입자와 물의 덩어리인 플럭을 형성하게 된다. 흐름 내 존재하는 플럭의 응집현상에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자로 난류 거동이 알려진 바 있다. 본 연구에서는 난류 거동에 따른 점착성 플럭의 입도분포 변화를 살펴보고자 하였으며, 점착성 유사 입도분포 모형을 개발하였다. 수치모형의 개발은 확률과정(또는 추계과정)의 개념을 바탕으로 한다. 점착성 유사의 응집현상을 구성하는 응집과정은 다양한 연구를 통해 메커니즘들이 규명된 것과 달리 파괴과정은 난류로 인해 발생하며 무작위한 것으로 여겨진다. 무작위한 플럭의 파괴과정을 확률과정으로 가정하고 매개변수 중 하나를 대수정규분포를 따르는 난수로 고려하였다. 개발된 모형의 검증은 연안지역에서 점착성 플럭의 거동을 측정한 연구결과와의 비교를 통해 수행하였으며, 흐름 유속의 연직분포와 유사 농도의 연직분포, 응집현상 이후 플럭의 평형크기와 입도분포가 모두 합리적으로 계산되는 것이 확인되었다. 더불어 모의 결과에서는 대수정규분포를 따르는 동일한 난수를 적용하였음에도 불구하고 하상으로부터 거리가 가까워짐에 따라 플럭입도분포가 단봉분포(Unimodal Distribution)와 이봉분포(Bimodal Distribution)가 모두 계산되는 것으로 나타났다. 이는 모형의 개발과정에서 플럭의 가능 최대 크기를 콜모고로브 길이규모로 제한한 것과 관련이 있다. 난류 흐름 내 존재하는 플럭의 크기가 응집현상을 통해 난류의 콜모고로브 길이규모까지 성장하는 경우, 난류의 전단응력이 급격하게 증가하여 파괴과정이 활발해지고 응집과정이 저하된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이러한 사실을 바탕으로 플럭의 가능최대 크기를 콜모고로브 길이규모로 제한하였으며, 하상으로부터의 거리에 따라 콜모고로브 길이규모의 변화로 인해 콜모고로브 길이규모 부근에서 하나의 최빈값이 추가로 나타나는 것으로 이해된다. 수치모의 결과로부터 얻어진 콜모고로브 길이규모와 입도분포 형태의 상관관계를 보다 정확하게 이해하기 위해 실측 자료들을 검토해 본 결과, 균질한 재료를 이용한 실험실 실험결과에서 플럭 이봉분포의 최빈값이 콜모고로브 길이규모와 일치하는 것이 확인되었다. 연안지역에서 측정을 수행한 자료들에서도 이봉분포 또는 다봉분포와 콜모고로브 길이 규모와의 상관성을 찾아볼 수 있었다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.12 no.6
• /
• pp.407-416
• /
• 2010

A new tunnel auxiliary method is proposed in this paper which utilizes the concept of cavity expansion for tuunel reinforcement by forming an umbrella arch on the roof of tunnel. When an inflatable pipe is inserted and expanded by pressure in the bore hole of umbrella arch, the ground around the bore hole can be compacted so that the stress condition above the tunnel perimeter is favorably changed. In order to verify the reinforcement effect of new concept, pilot-scale chamber test, trapdoor test and numerical analysis were performed and compared. In pilot-scale chamber test, three types of inflatable pipes are tested to verify the capability of expansion, and the results arc compared with analytical results obtained by applying cavity expansion theory and with results obtained from finite clement analysis, and the experimental results showed agreeable matches with analytical and numerical ones. Numerical analysis of a tunnel and trapdoor test applied with the inflatable pipes are also performed to figure out the reinforcement effect of the proposed techniques, and the results implied that the new method with 3 directional inflatable pipe (no pressure to downward direction) can contribute to reduce tunnel convergence and face settlement.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.39 no.7
• /
• pp.31-37
• /
• 2023

Since tunnels are built underground, it is impossible to check visually the location and degree of deterioration of steel ribs. Therefore, in tunnel maintenance, GPR images are generally used to detect steel ribs. While research on GPR image analysis employing artificial neural networks has primarily focused on detecting underground pipes and road damage, there have been limited applications for analyzing tunnel GPR data, specifically for steel rib detection, both internationally and domestically. In this study, a one-step object detection algorithm called YOLO, based on a convolutional neural network, was utilized to automate the localization of steel ribs using GPR data. The performance of the algorithm is then analyzed. Two datasets were employed for the analysis. A dataset comprising 512 original images and another dataset consisting of 2,048 augmented images. The omission rate, which represents the ratio of undetected steel ribs to the total number of steel ribs, was 0.38% for the model using the augmented data, whereas the omission rate for the model using only the original data was 7.18%. Thus, from an automation standpoint, it is more practical to employ an augmented dataset.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.75-85
• /
• 2010

The focus of this study is to evaluate the field applicability of the newly developed inorganic thixotropic-grout in various ways. In order to do this, the volume stability and the permeability of the inorganic thixotropic-grout have been measured and compared to the existing silica type grouts. In addition, the filling capability of the grout into the tail void has been evaluated through both an experiment with a miniature tail-void filling equipment and a test filling at the shield TBM construction site. The volume loss of the inorganic thixotropic-grout after a 14 day-curing under the atmosphere condition was appeared to be minimal. The excellent waterproofing ability of the inorganic thixotropic-grout was confirmed through a permeability test. The toxicity of the inorganic thixotropic-grout has been evaluated through a toxicity test of aquatic fishes (KS M 0111) and the pH value of the liquid eluviated from inorganic thixotropic-grout was measured as an average of 8.0 and a fatality rate of goldfish after 96 hours was 10% or so. The existence of harmful heavy metals in the liquid eluviated from the inorganic thixotropic-grout has been also examined through an atomic absorption spectroscopy (AAS) test. Any of harmful heavy metals were not detected and the detected level of $Cr^{6+}$ and Cd was far below the standard. Based on both an experiment with a miniature tail-void filling equipment and a test filling at the shield TBM construction site, the filling ability of inorganic thixotropic-grout into the tail void was proved to be excellent.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.175-188
• /
• 2009

When a new tunnel is excavated by the drill and blast method near pre-existing underground structures or tunnels due to the region restricted condition such as urban area, the ground will be relaxed by the excavation. In this case, issues can be created in terms of stability of pre-existing underground structures. One of major factors determining the stability of pre-existing underground structures can be a separation distance between pre-existing underground structures and a newly excavated tunnel. The region of ground relaxation defined by the plastic zone due to new excavation can be varied by separation distance. In this study, in other to estimate an influence of new tunnel excavation in terms of separation distance on the stability of pre-existing large pipelines, two-dimensional scaled model tests using plaster were performed for six models which have a different separation distance, The results show that based on the analysis of induced displacement during tunnel construction, the displacement decreases as the separation distance between large pipeline and new tunnel is increased until the distance is 2.5 times of pipeline diameter. Beyond this point, however, the displacement has become stabilized.

• Korea Science and Art Forum
• /
• v.16
• /
• pp.157-169
• /
• 2014

Lake Biwa Canal was a dream project that reminds us the passion and innovation of Kyoto Citizens more than water supply. It is a modernization project combining engineering knowledge and scientific technology, which started transportation by ship through big-scale civil construction as well as supplying electricity as the first waterpower plant in Japan, and it overcame the physiographic limit through adopting unique method of waterway transportation. Lake Biwa Canal, which has tangible and intangible culture heritage value as the traditional space of Kyoto, the Old Capital of 1200 years, conceives a cultural meaning that is connected through various mutual relation as well as scientific technologic factor. Lake Biwa Canal is not only the function for supplying water to gardens and temples of Kyoto region, but it is also a cultural fruit that is formed by complex causal relationship of various contents such as geographical and environmental background, the phases of the times, local development policy, political circumstances and religions. This study is aimed at interpreting the value of Lake Biwa Canal multilaterally by the convergence of cultural and technological aspects through the view of the world which the age tried to pursue, focusing on the construction of Lake Biwa Canal which was accomplished in the process of promoting the modernization of Kyoto.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
• /
• v.36 no.4
• /
• pp.233-257
• /
• 2023

Asbestos minerals are found at rocks and soils of the Hongseong and Bibong serpentine mines, western part of Chungnam. The area consists of and metasediment, and Mesozoic igneous intrusives with minor age-known gneiss complexes and Mesozoic sediments. With detailed geological investigations, rock samples for the serpentinite and amphibolite areas are collected at sites containing asbestos. Representative asbestos and rock samples are analysed by PLM, XRD, SEM and EPMA. Serpentinites are found as steeply dipping faults with adjacent gneiss complex to the NNE direction. Repeated alteration, including serpenitization and talcification, is found at the emplacement direction for the serpentinite body. Amphibollites occur as intrusives and stratiforms within the Precambrian gneiss complex. Serpentinite and amphibolite (or amphibole schist) contain amphiboles either as asbestiform or non-asbestiform. Varying amounts of asbestos minerals, including chrysotile, tremolite asbestos and actinolite asbestos, are found within the serpentinites. The asbestos minerals are found near the cracks or fractures and along the bedding plane. They occur as cross fiber, slip fiber and mass fiber types. Varying amounts of amphibole asbestos minerals, such as tremolite and actinolite asbestos, are found within amphibolites and as a mass fiber type. Overall results suggest that rocks of the serpentine mines contain serpentine and amphibole type asbestos minerals originated from the hydrothermal alteration. Considering construction nearby the mines and environmental risks by the asbestos, additional land management plans are required.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.56 no.12
• /
• pp.871-881
• /
• 2023

This study investigates the geomorphic changes and Bed Relief Index of the river downstream of the Yeongju Dam by Nays2DH, a two-dimensional numerical model, in order to grasp the dynamics of the downstream river while applying various flow patterns such as pulse discharge. It shows that the geomorphic and the bed elevations changes are the largest under the condition of the normalized pulse discharge. The total change in the riverbed is 29.88 m for uniform flow, 27.46 m for normalized hydrograph, 29.63 m for pulse flow and 31.87 m for pulse flow with normalized hydrograph which result in the largest variation in scour and deposition. The Bed Relief Index (BRI) increases with time under conditions of uniform flow, pulse flow and pulse flow with normalized hydrograph. However, BRI increased rapidly until 30 hrs after the peak flow (14 hrs), but decreased from 56 hrs under the condition of normalized hydrograph. Therefore, the condition of normalized hydrograph gives greater dynamics than the condition of a single flood or constant flow, and the dynamics increase downstream than upstream, resulting in an effect on improving the environment of the river downstream of the dam.