• 대한환경공학회지
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• 제34권9호
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• pp.597-603
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• 2012

본 연구에서는 보의 설치가 하천 퇴적물에 미치는 영향을 알아보고자 남한강 하류에 설치된 강천보, 여주보, 이포보에 대하여 보의 영향을 잘 대표할 수 있다고 생각되는 9개 지점을 선정해 퇴적물 분석을 진행하였다. 채취한 퇴적물의 물리적, 화학적 특성을 분석하기 위해 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TP, SRP, TN 항목을 선정하여 분석하였다. 분석결과 퇴적물의 입도 분포는 전 구간에 걸쳐 같은 Sandy loam의 토양분류를 나타내어 준설이 퇴적물의 입도 분포에 영향을 주었다고 판단된다. 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TP, SRP, TN 항목에서 보 설치지점의 상류 농도가 하류보다 높게 나타나는 것으로 보아 남한강 하류 유역에 설치된 보가 퇴적물 흐름에 영향을 미쳐 보의 상부에 퇴적양상을 나타내었다고 생각한다. 하지만 SRP 및 C/N 비율 분석 결과에서는 지역에 따른 퇴적물 특성의 차이가 크지 않고, 퇴적물의 유기물 기원 분석의 경우에는 과거 퇴적물의 특성이 나타나는 점으로부터 연구가 수행된 시점에서는 보의 설치가 퇴적물의 특성에 미치는 영향이 크지 않다고 판단된다. 하지만, 남한강 수계에 설치된 보는 강우에 의해 외부에서 유입되는 토사의 이동 및 퇴적에 영향을 줄 수 있고, 이는 수층으로의 오염물질의 확산 및 재부유를 발생시켜 수질 및 수생태계에 영향을 미칠 수 있으므로 보 설치구간 퇴적물의 물리적 화학적 특성 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 생각한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.338-338
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• 2011

금강살리기 사업은 장래 치수 및 물 부족 현상과 가뭄에 대비하여 용수 확보를 위해 금강 본류에 금남보, 금강보, 부여보 3개의 보를 건설하고 있다. 이러한 보의 건설은 하천의 흐름을 차단하여 토사퇴적에 많은 영향을 미치며 하상의 형상을 변화시킨다. 한 지점에서 하상재료 및 하상단면이 변화되면 하천 전 구간에 걸쳐 장기간의 하상변화를 일으키게 되며 이를 예측하고 분석하는 작업은 하천계획 및 관리를 효율적으로 수행하기 위해 매우 중요하다. 현재 금강에는 금강보가 건설중에 있으며 공사 후 보에 의해 상류로부터 하류로의 유사 유입이 차단되고 보 방류량이 인위적으로 조절되기 때문에 보 하류의 하상변동을 장기적이고 거시적인 관점에서 모니터링 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 금강보 건설 기간 중 하상변동 및 퇴적 토사의 입도 변화양상을 조사하기 위해 보 상 하류에 모니터링 지점을 선정하였고, 하상단면 수심측정기를 이용하여 하상변동 모니터링과 5회에 걸쳐 현장의 토사시료를 채취하여 하상재료 입도분포를 분석하였다. 그 결과 금강보 상류 모니터링 지점은 하상침식에 의해 하상고의 평균높이가 0.29m 낮아졌고, 하류 모니터링 지점 역시 하상고의 평균 높이가 0.05m 낮아졌으며, 하상형상의 모습은 큰 차이를 보이지 않았다. 또한, 5회에 걸쳐 하상재료를 채취하여 균등계수 및 곡률계수를 통해 입도분포를 분석한 결과 체가름시험 규정에 의해 5회 모두 '나쁜입도'로 분류 되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.138-138
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• 2023

본 연구에서는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 개발된 모형을 검증하기 위해, 민감도분석을 수행하였으며, 모의결과, 우면산 산사태 당시 래미안 APT에 피해를 끼친 충격수심과 충격유속, 최종 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 판단된다. 또한 토석류를 구성하는 토사입경이 작을수록 토사점성에 의한 전단응력의 증가로 토석류 유속과 수심이 감소했지만 연행침식량이 증가하였으며, 토사입경이 증가하면 유속과 수심이 증가하고 연행침식량은 감소한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 개발된 토석류 거동모형은 토사입경, 침식 및 퇴적계수 등의 다양한 토석류 매개변수가 요구되기 때문에, 이러한 물성치 데이터가 현장 또는 실내실험에서 충분히 확보되어야 모형의 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 따라서, 향후 연구에서는 본 연구에서 고찰된 모형의 적용성과 한계점을 고려하여 토석류 거동을 예측모의 한다면 보다 세부적으로 토석류와 유목거동을 예측분석해 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 기후변화로 인한 강우발생의 불확실성과 이로 야기되는 토석류 발생을 사전에 예측하여 토석류 저감대응방안을 구축하는 일환으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.176-176
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2020

전 세계적으로 기후변화에 따른 기온상승 및 강수량 증가, 호우일수 증가 등 이상기후로 인해 다양한 형태의 자연재해가 발생하고 있으며, 이로 인해 우리나라에서도 폭우, 풍랑, 가뭄, 대설 등으로 인한 자연재해 발생이 증가하고 있다. 특히 우리나라는 연평균 강수량 1,300mm의 대부분의 강우가 하절기인 6 ~ 9월에 태풍 및 집중호우를 동반하여 발생하기 때문에 연강수량의 60%이상이 여름철에 집중된다. 이러한 여름철에 집중된 강우로 인해 홍수 및 범람 피해가 여름철에 급증하고 있으며, 2차 피해인 산사태 및 토석류 피해 또한 급증하고 있는 추세이다. 토석류는 집중호우 시 자연산지의 취약한 사면이 붕괴되어 유출수와 함께 급경사의 계류로 붕괴된 토석이 유출되면서 토석류로 전이 및 발전하여 계류하부의 주택 및 농경지를 매몰하여 피해를 발생시킨다. 특히 토석류는 유출수와 함께 토석이 급경사의 계류를 따라 빠른 속도로 이동하고 퇴적 시작점에서 높이의 6배까지 이동하여 인명피해 등 큰 피해를 발생시키는 특성이 있다. 이러한 토석류 피해로 인한 피해와 손실을 최소화하기 위해서는 토석류 발생 시 피해 규모를 예측하여야하며, 또한 하부 구조물의 손실을 정량적으로 해석하여 방재정책의 우선순위를 수립하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 강우로 인한 토석류 발생시 하부 구조물의 손실을 정량적으로 해석하기 위하여 토사재해 손실·손상함수를 개발하여, 함수를 탑재한 토사재해 피해액 산정모형인 DELET(DEbris flow Loss Estimation Tool) 모형을 개발하였다. DELET를 이용하여 실제 토석류 피해가 발생한 피해지역에 적용하여 토사재해 피해 구조물의 손실을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.339-339
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• 2011

4대강 살리기 프로젝트 중 하나인 금강살리기 사업은 현재 금강 상류로부터 금남보, 금강보, 부여보가 건설중에 있다. 이러한 보의 건설을 통해 물 부족 해결 및 용수확보, 홍수조절 등 하천에서 중요한 역할을 담당하게 될 것이다. 하지만 보의 건설에 따른 다양한 하천환경의 변화가 발생될 수 있으며, 특히 하천의 흐름이 차단됨에 따라 보 건설 전 후의 하상변화가 발생될 것으로 판단되며 하상변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 금강의 보 건설 구간 중 부여보의 상 하류에 하상변동 및 퇴적 토사의 입도 변화양상과 보 주변의 하천변화를 2010년 1년 동안 사전조사와 분기별 1회씩 총 5회에 걸쳐 모니터링을 수행하였다. 그 결과 부여보 상류의 경우 평균 하상고의 차이가 0.17m로 하상변화가 미미하였으며, 하상단면 형상 또한 변화가 크지 않았다. 한편, 보 하류의 경우 평균 하상고의 차이는 1.05m로 큰 차이가 나타났다. 이는 하류지역에 준설작업과 상류 지역의 토사 및 퇴적물의 이동으로 인해 하상변화가 크게 나타난 것으로 사료된다. 하상재료의 경우 전체 조사기간 모두 나쁜입도로 나타났으며 이는 현재 부여보 건설중 계속적인 준설작업으로 인한 하상교란 때문인 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.13-21
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• 2019

준설퇴적물 관리시스템이 설치된 사방댐(강원도 인제군)을 대상으로 강우강도-강우지속시간 한계곡선(I-D curve)을 이용하여 사방댐 배면의 퇴적물에 대한 준설시기를 선정하였다. 강원지역에서 약 30년 동안 6-9월 사이의 집중호우로 발생된 산사태 자료를 이용하여 I-D curve를 제안하였다. 준설관리시스템의 운영기간 동안 연구지역에서는 산사태가 발생되지 않았으며, 모든 강우사상은 I-D curve 아래에 위치하고 있다. 준설퇴적물 관리시스템에 대한 모니터링 결과 준설퇴적물 관리시스템에서 측정된 준설퇴적물 하중은 증가 양상을 보였으나 증가량은 적은 것으로 나타났다. 따라서 준설퇴적물의 증가는 산사태에 의한 것이 아니라 집중호우시 산지표층부에서 발생된 일부 토사유실에 의한 것임을 알 수 있다. 준설퇴적물 관리시스템에 설치된 강우자료를 활용하여 사방댐 배면 준설퇴적물의 양을 실시간으로 확인할 수 있으며, 강우 한계곡선(I-D curve)을 함께 활용할 경우 사방댐 배면의 퇴적물에 대한 최적의 준설시기 선정이 가능하게 된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.52-62
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• 2014

금강 하구언 건설 이후 20년 동안 나타난 수서환경의 각종 변화에 관한 연구결과를 호수측과 하구측을 비교하는 방식으로 정리하였다. 유사한 점은 양측 모두에서 물의 체류시간 증가, 수질악화, 퇴적물내 유기물농도 증가, 하천유입 퇴적물의 이동경로 차단현상이 나타났다. 전체적으로 호수측이 하구측보다 악영향이 강하게 나타났지만, 호수측에서는 영양염농도의 증가와 남조류 대량발생 등 수질악화현상이 두드러지게 나타난 반면, 하구측에서는 퇴적물의 이동경로차단으로 인하여 군산하구내 퇴적현상이 심화되어 정상적인 하구의 기능을 저해하고 있다.

• 한국지형학회지
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• 제15권2호
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• pp.25-35
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• 2008

2006년 7월의 태풍 에위니아와 빌리스에 의한 집중호우로 인해 급경사의 사면이 많고 기복이 큰 강원도 지역에서 토사재해가 크게 발생하였다. 특히 한계령을 관통하는 국도 44호선 도로는 단층선곡을 따라 건설되어 토사재해의 가능성이 가장 높은 편에 속하는 지역이다. 오색천 주변에서 발생한 토석류는 호우에 의해 공극수압이 상승하고 사면부의 무게가 증가하면서 발생한 능선부와 산정부의 산사태에 의해 촉발되었다. 또한 기존의 붕적물 또는 계안퇴적물에 가해진 하천의 압력에 의해서도 특히 공격사면 쪽에서 많은 토석류가 발생하였다. 하천의 상류부에서는 도로주변의 급경사의 절개지와 사면부의 얇은 풍화층에서 산사태가 발생한 반면, 중류부에서는 계류부의 토석류가 도로변의 배수구조물 용량을 초과하여 월류가 발생하여 도로와 교량이 파괴되었고, 하류부에서는 하천범람에 의한 계류부 양안의 침식과 토석류에 의한 피해가 가장 크게 나타났다. 하류부 퇴적층의 경우 토석류가 일회성이 아니라 과거 수차례 더 발생했었다는 사실을 보여주고 있다. 따라서 기후변화와 관련하여 호우의 빈도와 강도가 높아질 것으로 예측되는 만큼 추후 토사재해와 관련된 정보시스템의 구축과 관리시스템에 대한 연구가 절실히 요구된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.395-396
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• 2014

지속가능한 물관리 방법으로 중 소규모의 저수지 개발 필요성이 증대하고 있는 가운데 하천 유지용수의 확보 및 물순환 건전화를 위해서는 저수량 확보를 위한 과학적인 분석과 체계적인 관리 기반으로 단위 저수지에 대한 정량적 퇴적 및 준설토량의 산정 시스템이 필요하다. 저수지 준설을 위한 퇴적 토사량의 산정을 위해서는 최근 측량 현장에 도입되어 활발하게 사용되고 있는 위성측량시스템 및 음향측심기를 사용한 측량성과와 대상지역 항공사진 및 연속지적도의 다차원지형공간정보 데이터를 활용하여 관련시스템을 구축할 필요성이 있다.