• 한국해안해양공학회지
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• 제2권4호
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• pp.223-230
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• 1990

해상공사를 하므로써 발생하는 현탁물질은 공사 주변 환경변화에 많은 영향을 미치고 있다. 그러므로 해역에서 토사투하에 따른 탁수괴의 거동을 규명하는 것은 대단히 중요하다. 토사투하할 때 일어나는 유동은 퇴적현상에 영향을 미친다고 생각되어, 탁수괴의 낙하특성과 퇴적형상과의 관련성에 대하여 실험하였다. 탁수괴의 높이 변화, 길이 변화, 이동속도 변화, 탁수괴 선단부의 이동시간, 탁수괴의 운행계수, 현상계수, 토사의 퇴적형상에 대해서 알아보았다. 그 결과, 토사투하의 거동은 토사투하량이 투하토사 입경에 비하여 많을 경우 대기권에서 일어나는 난류 Thermal 현상과 유사하다는 것을 알았다. 따라서 토사투하시의 유체역학적 지배방정식은 난류 Thermal 이론으로 대신할 수 있다는 것을 알았다.

• 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 2022년도 학술발표회
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• pp.262-262
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• 2022

토석류는 산지 사면에서 발생하여 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나로 국내에서 발생하는 토석류는 홍수, 태풍 등 타 재해에 비하여 상대적으로 매우 짧은 시간에 발생하며, 사후대응이 어려우므로 사전대비가 필수적이다. 토석류로 인한 피해를 효과적으로 대비하기 위해서는 국내의 지질, 지형 그리고 강우에 따라 발생하는 토석류에 대한 보다 체계적인 정밀현장조사를 통한 자료 구축과 이를 분석한 토석류의 발생원인, 이동경로와 침식 및 퇴적에 관한 연구가 필요하다. 최근의 토석류 연구에서는 침식-퇴적 및 연행작용에 의한 효과를 반영한 수치모의 연구들이 있으나, 모형의 검증을 위한 침식-퇴적 거동에 대한 자료는 현재까지 매우 부족한 실정이다. 토석류 발생에 따른 침식-퇴적 거동특성은 그 자체로도 공학적으로 중요한 요소이며, 수치해석 모의에 필요한 매개변수 추정에도 필요한 항목이다. 토석류 모의의 검증자료로 활용될 수 있는 토석류에 대한 실험적 연구는 토석류의 확산 형태 및 확산 길이에 대한 내용이 대부분으로 흐름수로에서의 침식 및 퇴적에 대한 연구는 찾아보기 어려운 상태이다. 본 연구에서는 토석류 발생에 따른 흐름부에서의 침식 및 퇴적에 대한 거동 특성을 분석하기 위하여 함수비, 흐름수로 경사, 상부 붕괴토조의 토사깊이, 흐름수로 침식가능 깊이 등 다양한 조건으로 실내모형실험을 수행하였다. 상부 토조의 토사 함수비가 30~80% 실험에서는 퇴적 현상이 탁월하였고, 100% 이상인 실험에서는 침식 현상이 확연하게 나타나 토사의 함수비가 높아지면 집중호우 등 선행강우로 인한 산지 지역에서 발생되는 토석류 현상과 유사하고, 함수비가 낮으면 토석류(Debris flow)가 아닌 입상유동(Granular flow)으로 보는 것이 적절한 것으로 판단된다. 상부 토조의 함수비를 100% 이상으로 변화하여 침식이 발생한 실험에서 상부 토조의 액화 된 토사는 빠른 속도로 흐름이 진행되면서 함수비와 붕괴 체적이 증가할수록 흐름수로 상류부에 침식이 크게 나타나고, 상류부의 토사를 중류부를 거쳐 하류부까지 연행(Entrainment)하는 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.38-45
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• 2003

본 연구는 항만공사시 발생되는 부유토사의 거동특성을 분석하기 위하여 항만공사 중 가장 비중이 높은 공정 중의 하나인 사석공사를 대상으로 부유토사 발생거동에 대해 조사하였다. 조사는 방파제조성을 위한 기초사석투하시, 준설토투기장 호안조성시 사석투하를 위해 바지선상에서 사석적재시 및 속채움용 사석투하시를 대상으로 하였다. 본 조사결과에 의하면 방파제 기초사석(0.001~0.03㎥)투하시 부유토사의 발생이 현저히 나타났으며, 확산범위는 대조기의 경우 약 500m이상까지 확산됨을 알 수 있었다. 사석적재시(바지선상)의 부유토사의 거동특성에 대한 조사결과 바지선으로부터 해상으로 흘러내리는 사석으로 인해 부유토사가 발생하여 바지선 주변에서는 늪은 탁도를 나타냈다. 수심별 조사결과 표층의 경우 부유토사는 바지선 주변에 국한되고 곧 침강하여 넓은 범위로 확산하지는 않았다. 그러나 저층의 경우에는 약 100m까지 확산되었으며 그 이후 SS농도가 급격히 저하되어 배경농도를 나타냈다. 포크레인을 이용한 속채움용 사석(0.03㎥이하)투하시의 부유토사 거동특성에 대한 조사결과 표층의 경우 약 300m까지, 저층의 경우는 300m 이상까지 확산됨을 알 수 있었다. 본 연구결과에서 흥미로운 사실은 항만공사시 발생하는 부유토사는 표층의 경우 취송류의 영향을 많이 받고 저층의 경우 조류의 영향을 받으며, 부유토사의 확산은 표층보다는 저층으로 더 멀리 확산된다는 사실을 알 수 있었다

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.46-53
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• 2003

본 연구는 항만공사시 발생되는 부유토사의 거동특성을 분석하기 위하여 항만공사 중 부유토사의 발생이 가장 많은 공정인 직접투하방식에 의한 매립공사 및 그랩준설공사륵 대상으로 부유토사 발생거동에 대해 조사하였다. 본 조사결과에 의하면 700ton급 대선을 이용해 준설토를 직접 투하하는 방식에 의한 매립공사의 경우 매립토 직투(700㎥)후 부유토사가 순간적으로 매우 높은 농도로 발생하여 부유토사는 60분간 지속되었다. 그랩준설공사시의 부유토사의 거동에 대한 조사결과 발생원 주변에서 수심에 관계없이 고농도의 부유토사가 발생하여 부유토사는 띠를 형성하며 조류방향을 따라 이동하여 700m이상 확산되었다. 본 연구결과를 토대로 볼 때 부유토사의 발생을 저감시키기 위해 항만공사시 설치하는 오탁방지막의 설치위치를 가능한 공사지점으로부터 가까운 거리에 설치하는 것이 부유토사의 확산을 저감하는데 효율적이며, 오탁방지막의 막체길이는 가능한 길게 설치하도록 하여 저층으로 확산되는 부유토사의 확산을 저감시키는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.103-112
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• 1990

본 연구는 내진설계시 많은 불확실성을 내포하는 지반의 거동특성을 규명하고, 적용대상지반의 확충 및 경제성 제고를 위하여 토사지반의 동적지반특성 평가 및 지반-구조물 거동 특성을 고찰하였다. 예제해석은 토사지반에 원전 containment 구조물이 설치된 경우를 가상하여 지진하중에 대한 지반-구조물 시스템의 거동을 반무한체해석과 유한요소해석으로 분석하였다. 이는 토사지반에 원전이 건설될 경우에 고려해야 할 안정성 및 경제성 분석의 일환으로 수행되었으며, 토사지반의 큰 비선형거동을 정확하게 해석에 반영하기 위한 해석 software와 지반입력 data의 합리적인 평가방안 등을 예제해석을 통하여 분석하였다. 예제해석결과를 종합해 볼 때 토사지반의 동적거동의 정확한 분석을 위하여 비선형 유한요소해석은 Seed & Idriss 모델이, 선형 유한요소해석은 지진하중에 대한 1차원 지반거동시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이, 반무한체해석은 정적하중시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이 가장 합리적으로 동적지반특성을 평가하는 것으로 추천할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.49-49
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• 2018

라오스의 Houay Pano 유역은 상업적 조림으로 인해 2011년부터 2013년까지 급속한 토지이용 변화를 겪어왔다. 본 연구는 이러한 토지이용변화가 박테리아 거동에 어떠한 영향을 주는지 이해하기 위해 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 활용한 박테리아 거동 모델링을 수행하였다. SWAT 모형은 수치 표고 모델, 토양 특성, 토지 이용 등의 정보를 종합하여, 유역 내수량 및 수질의 변화를 모의할 수 있는 모형으로, 본 연구는 대표적인 분원성 지표 세균 (Fecal Indicator Bacteria)인 대장균 (Escheichia coli, E. coli)을 대상으로 모델링을 수행하였다. SWAT 모형은 지표면 위 박테리아를 1)식물 위, 2)토양 용액상, 3)토양 입자상으로 구분하여 모의한다. 각 상태로 분할된 박테리아는 소멸 (die-off), 씻김 (wash-off), 침투, 표면 유출을 통한 수계로의 이동 등의 단계를 통하여 유역 내에서 거동한다. 본 연구는 서로 다른 기후의 영향을 배제하기 위해 각 토지이용 시나리오를 (2011, 2012, 2013) 실제 기후 조건과 동일 기후(2011-2013 평균) 조건으로 분류하여 분석하였다. 실제 기후 조건에서 SWAT 모형은 표면 유출, 토사 유출, E. coli 거동에 대해 2011년부터 2012년까지 감소, 2012년부터 2013년까지 증가로 모두 동일한 양상을 모의하였다. 이는 강수량의 양상과 동일한 것으로, 강수량이 표면 유출의 양을 결정하고, 달라진 표면 유출에 따라 토사 유출과 E. coli 거동이 결정되기 때문이다. 하지만 동일 기후 조건에서는, E. coli 거동 동인인 표면 유출과 토사 유출이 비교적 일정해짐에 따라, 각 상태로 분할된 박테리아의 초기 부하량값이 E. coli 거동을 결정하는 주된 요인임을 확인 할 수 있었다. 따라서 초기 부하량 분할에 활용되는 엽면적 지수 (Leaf Area Index)와 분배계수 (BACTKDDB)의 정확도가 요구된다. 추가적으로 본 연구는 박테리아의 유입원인 비료 모델링과, LAI를 활용한 박테리아 초기 부하량 산정, 토양 특성 변수와 토지 이용 변수의 분리, 지하수를 통한 박테리아 거동 등을 중심으로 SWAT 모형의 한계점과 개선점을 제시하였으며, 본 연구 결과는 토지이용변화가 박테리아 거동에 주는 영향을 모형적으로 이해하고, 또한 추후 박테리아 모델링 개발에 도움을 줄 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1990년도 수공학논총 제32권
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• pp.205-212
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• 1990

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.204-214
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• 1996

본 연구의 목적은 새만금해역에서 방조제 축조에 따른 토사의 이동형태변화와 토사 확산을 알아보는 데 있다. 유동은 조석잔차류와 관측된 바람, 수온, 염분자료를 이용하여 계산되었다. 유동에 의한 토입자의 3차원적 거동은 Euler-Lagrange 방법으로 추적하였다. 방조제 축조에 따른 토사확산 및 이동 형태는 금강 하구 남쪽에서 고군산군도 북쪽에 대부분의 토사를 퇴적시켰다. 이것은 잔차류의 영향으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.23-29
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• 2019

최근의 기후변화는 산지가 많은 우리나라에서 토석류를 발생시켜 하류에 많은 재난을 야기하였다. 산지에서 발생한 토석류는 퇴적과 침식을 반복하며 하류로 이동하고, 유동화된 토사-물 혼합물 형태로 나타난다. 이처럼 강한 운동성의 토석류를 해석하기 위하여 연속방정식 및 운동량 방정식을 적용하였고, 퇴적 및 침식에 관한 속도식은 세립사가 포한된 수정형을 적용하였다. 본 연구는 산지 상류부에서 발생 가능한 퇴적토사량의 변화에 대한 하류부에서의 토석류 거동을 분석한 것이다. 조립토사의 포설 길이 변화에 따른 수로 하류단에서 토사체적농도를 분석해 보면, 공급유량이 많고 포설길이가 길수록 토사농도의 고저차가 크게 나타났고, 변곡점 발생 시점도 빨라진 것을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 급경사의 비탈사면에서의 침식 및 퇴적 가능 여부를 알 수 있는 침식-퇴적 속도를 판단하여 토석류 재해에 대한 대책을 세우는 데 좋은 정보를 제공할 것이다.