• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.39-44
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• 2008

최근 경제가 성장함에 따라 산업지역과 거주지의 요구가 증가하고 있다. 그러나 양질의 지반상태 지역을 구하기가 어렵다. 경제적이고 균형적인 지역 발전을 위하여 내륙지역 뿐만 아니라 연약지반에도 새로운 프로젝트가 수행되고 있다. 연약지반은 복잡한 공학적 특성과 강도가 낮고 대상 지역의 심도가 깊은 많은 변수를 가지고 있기 때문에 연약지반의 공학적 특성을 정확하게 분석하고 안정적인 계측과 경제적인 설계와 관리방법을 찾는것이 필요하다. 연직배수공법은 프리로딩과 통수능력을 가진 여러 종류의 배수재를 사용하여 연약지반과 퇴적지반의 압밀촉진을 위하여 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 폐석회 지반에 2가지 형태의 연직배수재를 적용하여 통수능력 분석하였다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.379-394
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• 2002

이 연구는 서울특별시 지하철 A설계구간에서, 현재 시점의 지하수 수질 및 오염을 파악함으로써, 추후 지하철 공사로 인한 수질 악화 발생시, 이에 과학적으로 대처하기 위해 수행되었다. A설계구간을 따라 총 21개 시추공에서 지하수 시료를 채취.분석하였으며, 그 결과 배경수질은 주로 $Ca-HCO_3$ 유형으로 나타났다. 전체시료 가운데, 국내 먹는물 수질기준을 초과하지 않은 시료는 1개이며, 나머지 20개 시료는 $SO_4$, Cd, Pb, Fe, Mn, Al, F, $NO_3-N$ 등이 먹는 물 수질 기준치를 초과하여 있었다. 오염의 형태는 일부 시료에서 몇몇 화학 원소의 농도가 나머지 시료에서의 농도보다 크게 나타나는 점오염의 형태를 띄었다. 화학분석 자료와 포화지수 분석을 통하여, 지하에 매립된 물질과 지표 퇴적물이 일차적인 오염원임을 추정하였다. 요인분석 결과, 연구지역 내 지하수 시료의 수리화학적 특성의 약 47%가 오염 인자에 의해 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2012

최근 우리나라 주요하천에 걸쳐 수행된 '4대강 살리기 사업'에서는 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해의 방지를 위한 다양한 사업이 추진되었다. 특히 안정적인 용수공급과 재해방지를 위한 수위확보를 목적으로 4대강 16 개 구간에 걸쳐서 일반적 형태의 고정보와 함께 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보로 이루어진 다목적보가 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 유역(한강, 낙동강, 영산강, 금강)에 설치된 16 개 가동보의 형식 중 4곳(강정고령보, 강천보, 합천창녕보, 창녕함안보)에 적용된 라이징 섹터 게이트(rising sector gate)의 수리학적 특성을 분석하고자 가동보의 수리실험 모형을 개수로에 설치하여 보 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 분석하고자 하였다. 4대강 유역에 설치된 라이징 섹터 게이트의 설치목적은 일반적인 고정보의 문제점으로 대두되고 있는 보 상류부의 퇴적토를 신속하게 배사(sediment flushing)하는 데 있다. 이를 위해서는 우선 배사 시에 보 하단부에서 최대유속을 발생시키면서 동시에 최적의 상하류 수위조건을 만족시키는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 개수로에 설치된 가동보의 수문개방도에 따른 유속분포를 측정하였다. 보 주변에서의 보다 정밀한 유속장의 측정을 위해서 비접촉식 유속측정 방법인 PIV 측정방법을 이용하였다. PIV 측정방법은 일정한 입경과 밀도를 가지며 레이저 반사율이 높은 입자를 흐름에 투입하고 laser 발생장치로 laser sheet를 생성하여 레이저가 반사되어 나타나는 입자 각각의 시간변화에 따른 변위를 CCD 카메라로 가시화한 뒤 유속벡터값을 추출할 수 있게 한다. PIV 측정방법으로 유체의 흐름을 파악하고 시간평균된 유속결과를 바탕으로 난류 특성을 분석하였다. 수로전체 구간에 대하여 3차원 수치해석 프로그램인 FLOW-3D 모의결과와 비교하여 분석하였다. 실험을 통한 유속결과와 수치해석결과는 실험을 통한 유속결과와 비교 분석하였으며, 적용성을 검증한 후 다양한 조건에 대한 설계방안 및 유지관리에 활용하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.587-587
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• 2012

현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.412-427
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• 2016

댐의 건설은 자연하천에서 퇴적과 침식의 유사 순환과정에 영향을 주고 저수지 퇴사(reservoir sedimentation)를 야기한다. 이러한 현상은 댐의 건설 이후 장기간 축적되면서 이수와 취수에 대한 영향을 가져오기 때문에 댐 관리와 설계를 위해 정확한 추정이 필요하다. 퇴사량을 산정하는 방법에는 실측자료를 방법과 실제 유사량 자료를 이용하는 방법 그리고 경험공식을 이용하는 방법 등이 있으나, 가용한 자료의 부족으로 주로 경험 공식에 의존하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 대규모 다목적댐에 적합한 비퇴사량 산정 경험 공식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 먼저 기존의 공식을 조사 및 검토하여 비퇴사량에 영향을 미칠 만한 여러 인자들을 선정하였다. 총 8개 국내 대규모 다목적댐의 비퇴사량 자료와 제원을 이용하여 다중 회귀분석을 실시하여 최종적인 식을 제안하였다. 그 결과, 대규모 다목적댐의 비퇴사량에 영향을 미치는 인자로 연평균 강우량(P, mm),연평균 유입량(I, cms), 유역 평균경사(S, %),저수지 길이(L, km),저수용량/유역면적(C/A, $m^3/km^2$)을 채택하였으며, 제안된 식을 이용하여 산정한 비퇴사량과 실측 비퇴사량의 상관계수와 결정계수는 각각 0.985, 0.970으로 확인되었다. 아울러, 다중 공선성 분석에서도 모두 일반적인 기준치를 범위 안에 존재함을 확인하면서, 선정된 독립변수들이 통계적으로 유의함을 확인하였다. 허나, 가용 자료의 부족과 불확실성으로 인해 여전히 한계점이 존재한다. 충분한 비퇴사량 실측 자료가 구축된다면, 보다 신뢰도 높고 발전된 형태의 경험 공식의 제안이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.132-132
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• 2017

큰 하상계수를 가지는 국내 중소하천의 특성상 농업용수 등의 수자원 이용을 위해 국내에는 약 10,000개 정도의 하천 횡단구조물이 설치되어 있다. 그러나 느려진 유속으로 인하여 횡단구조물 상류에 유사가 퇴적될 확률이 높아지며, 이러한 유사는 부착된 오염물에 의한 수질 및 하상오염, 좁아진 유수단면적에 의한 통수능 저하로 발생하는 홍수위 증가 등 많은 위험성을 내포하고 있다. 이에 대한 해결책 중의 하나로 저층수 배사관(bypass pipe)을 활용하여 쌓여진 유사를 하류로 흘려보내는 방법이 있다. 저층수 배사관은 횡단구조물 상류와 하류의 하상을 연결하는 관으로써 상류와 하류의 수두차에 의해 흐름 특성이 결정된다. 하지만 배사관 내 사석이 유입되어 배제되지 않는 경우 배사관의 효율이 현저하게 저하될 가능성이 있다. 본 연구에서는 FLOW-3D를 이용하여 배사관내 사석이 유입되었을 때, 어떠한 조건에서 배제되고 배제되지 않는지를 명확히 하고자 한다. 하상이 평탄한 수로$(13.0(L){\times}5.0(B){\times}1.0(H)m)$를 재현하였으며, 배출관의 직경은 10cm로 결정하였다. 사석의 종류는 4가지(3cm, 5cm, 7cm, 9cm)로써 이를 고려하여 격자크기를 0.5cm로 결정하였다. 이는 사석의 구형형상이 충분히 잘 재현될 수 있는 격자크기이다. 모의 수행은 하류의 수위를 변화시켜가며 수행하였다. 저층수 배사관 내 유동 특성이 상류와 하류의 수두차에 의해 결정되기 때문에, 모의의 효율성을 위해 상류의 수위는 일정한 값으로 진행하였다. 모의 결과 수위차가 클수록 배제가 잘되는 경향을 보였다. 입자의 크기와 상하류 수위차를 무차원화 한 변수를 결정하였다. 분석결과 이 변수가 일정 값을 넘어서는 경우 배제가 되며, 반대로 이 값을 넘어서지 못한 경우 배제가 되지 않음을 확인하였다. 향후 다양한 관의 형상에 대해서도 배사관 내 한계조건을 도출하여, 저층수 배사관의 설계 및 시공에 도움이 되고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.61-61
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• 2023

우리나라는 여름철 집중호우 시 발생하는 홍수로 인해 중소하천의 확폭(Widening) 및 하안침식이 자주 발생하고 있으나, 이에 대해 홍수 피해 관점으로만 분석되고 있으며 체계적인 수리학적, 지형학적 분석은 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 먼저, 1982-2022년의 지도 및 항공사진, 정사영상 등을 분석하여 포항시 신광천과 냉천 중류의 하도 변화를 살펴보고, 2022년 9월 태풍 힌남노의 내습 시 발생한 홍수로 인해 초래된 하도 변화를 분석하였다. 신광천 항사리 지점의 경우, 하천 우안에 제방이 축조되지 않았던 1982년에는 하폭이 상대적으로 넓었으나, 1992년 제방 축조 이후 우안 충적지가 하도에서 분리되며 하폭이 감소하였다. 2011년의 하도는 대부분의 면적이 식생으로 덮여 하천의 흐름이 잘 관찰되지 않으나, 2021년에 식생 제거로 하도가 식별되지만 하폭은 과거에 비해 더욱 감소하였다. 태풍 힌남노 내습 시 포항시의 6시간 누적 강우량은 315.3 mm 로 100년 빈도를 초과하는 집중호우가 발생하였으며, 그 결과 확폭이 발생하였다. 단면에서 보면 좌안 활주사면은 5 m 가량의 퇴적고를 보였고, 우안 공격사면은 평균 23.3 m 측방으로 침식되었다. 그 결과 1982년 하폭과 유사한 수준으로 확대되었다. 문덕리 지점(공장지대)과 냉천 용산리(아파트)의 경우에도 각각 평균 14 m, 18 m 의 하안침식을 보였다. 이러한 결과는 지난 30여 년 전 축조된 기존 제방이 유실되면서 발생한 것으로 홍수로 인해 과거의 하폭으로 복귀할 수 있음을 의미한다. 2022년 홍수에 의한 하도 변화와 같은 지형학적 변화를 고려할 때, 보다 안정적인 하천관리를 위해서는 하천 설계 시 과거 지도상의 하도 범위 및 기왕홍수로 인한 하안선 변동을 고려하는 것이 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.212-212
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• 2021

지구온난화에 따른 가장 큰 영향 중의 하나인 해수면 상승은 인구 및 산업시설이 집중되어 있는 연안에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 연안 저지대 범람, 하천과 지하수로의 해수 유입, 하천의 수위증가, 조석 및 퇴적물의 변화 등의 직접적 피해를 증가시키고(국립해양조사원, 2012; Nicholls, 2002; 오상명 등, 2011), 시설물의 설계고 추산 및 흐름, 파랑의 흐름에 영향을 미쳐 연안 시설물의 안정성이나 기능성에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다(윤종주·김상익, 2012). 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 5차 보고서(2014)에 따르면, 1901~2010년 동안 전 지구 평균해수면 상승률은 1.7mm/year에 이르며, 1990년대 이후에 더 높은 해수면 상승률을 예측하였다. 우리나라의 경우, 2010년 말까지의 자료분석 결과에서 2.48mm/year의 연평균 해수면 상승률을 보여 전세계 평균상승률보다 훨씬 상회하는 것으로 보고되고 있다(정태성, 2014; 윤종주 등, 2012). 이와 같이 전 지구적 평균해수면의 변화와는 별개로 지역적 해수면 변동특성은 그 양상이 크게 다를 수 있으며, 이는 지구온난화와 같은 자연적인 요인 뿐만 아니라 지역별 다양한 인위적 요인(풍속, 기압, 연안역 개발정도 등)에 따라 지역적 해수면 상승이 크게 변화할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 연안역에 분포한 조위관측소의 장기 관측자료(수위)를 이용하여 각 지역별 해수면의 상승경향을 분석하였으며, 동/서/남해안 및 제주권역은 권역별 조석특성이 현저하게 다른 특성을 보이므로 권열별로 구분하여 분석이 수행되었는데 우리나라 대부분의 관측지점에서 평균해수면이 증가하는 추세인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.1-5
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• 2010

최근 하천 정비를 통해 하상퇴적토의 오염과 이들 오염준설토의 운송 및 매립에 관한 관심이 고조되고 있으며, 준설토의 함수비를 감소하고자 다양한 노력이 진행되고 있다. 본 연구에서는 점토질 슬러리의 침강을 촉진시키기 위하여 동전기적 현상을 적용하였으며, 실내 실험을 통해 슬러리의 침강 촉진에 영향을 미치는 인자를 파악하고자 하였다. 실험결과 동전기적 침강의 경우 자연 상태의 중력 침강에 비해 입자의 침강속도가 현저히 증가함을 알 수 있었으며, 함수비도 현저히 감소함을 확인하였다. 슬러리의 초기함수비 변화는 점토입자의 침강 및 압밀 거동에 중요한 영향을 미치게 되므로 현장 적용 시 효율을 판단하는 중요한 변수로 작용할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.405-411
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• 2008

낙동강하구둑은 하구둑 상류로의 염수침입을 방지하여 지속적인 용수를 공급하기 위해 1987년에 건설되었으며 이후 매년 하구둑 상류 접근수로에 퇴적되는 유사를 제거하기 위해 준설 작업이 수행되어져 왔다. 준설작업뿐만 아니라 산업 및 주거 시설의 개발사업 등의 하천 환경 변화로 인해 하구둑 상류에서의 유사 이송 및 하상 특성은 꾸준히 변화되어 왔으나 하구둑이 건설된 이 후 유사이송 및 하상변동에 대한 현장 모니터링 및 연구는 활발히 수행되지 못하였다. 이에 본 논문은 낙동강 하류의 대상구간에 대해 현장 측정 자료 및 과거 자료들을 최대한 활용하여 낙동강하류에서의 하상변동 및 계절별 유사농도 등의 변화를 분석하였으며 검증된 기초자료들과 준정상류 모형을 이용하여 하구둑 상류에 시행되고 있는 준설작업의 수행 여부에 따른 홍수 발생시 수위 변화에 대해서 수치모의를 실시함으로써 낙동강하구둑에서의 준설효과를 분석하였다.