• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.435-444
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• 1990

만곡수로에서의 곡률반경에 대한 하폭비 변화에 따른 흐름특성을 단순화된 수치모형을 이용하여 분석하였다. 각 운동량 방정식과 힘의 평형원리로부터 각가 2차 흐름속도와 횡방향하상경사를 계산하였다. 깊이 방향으로 적분된 연속방정식과 흐름방향의 운동방정식을 양적 유한차분법으로부터 그 해를 구하였다. 곡률반경에 대한 하폭의 비를(Rc/B) 2.7, 5.4 및 8.1로 변화시키면 수치실험을 실행하여, 그 결과로부터 2차 흐름속도, 흐름방향유속, 최대유속의 이동경로, 편의각 및 질량이동유속에 관한 특성을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.25-25
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• 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.

• 한국지역지리학회지
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• 제7권2호
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• pp.71-81
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• 2001

하안단구는 지반운동이나 기후변화에 따른 하천력/저항력 관계의 변화로 평형상태를 유지하던 전(前) 하천시스템의 하도 일부가 남은 것이다. 우리나라의 대부분의 하천 주변에는 비교적 최근에 형성된 저위 하안단구가 널리 분포한다. 그러나 저위 하안단구의 형성 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 분포하는 저위 하안단구를 형성한 요인과 형성시기를 고찰하였다. 저위 하안단구는 지난 최종 빙기시의 해수면 하강과 냉량습윤한 기후에 따른 하천침식력 증가 때문에 형성되었다. 저위하안단구는 지난 최종 빙기시에 해수면이 하강함으로써 하천의 하방침식력이 증대되었고, 냉량습윤한 환경에서 하천력이 저항력을 초과함으로써 하상(河床)이 깊게 파이면서 형성되기 시작하였다. 이 시기에는 곡류하천이 많이 절단되기도 하였다. 하지만 상대적으로 빙기가 짧았기 때문에 하천이 전 구간에서 평형을 이루지 못한 상태에서 해수면이 상승하기 시작하였다. 두부침식은 곡류의 절단에 힘입어 하계폭포까지 그대로 유지되었으며, 하류의 깊게 파인 곡과 절단된 구하도는 메워지게 되었다. 따라서 최상류 구간은 최종 간빙기, 상류 구간은 최종 빙기, 중 하류 구간은 후빙기의 하천종단곡선을 각각 나타낸다. 따라서 저위 하안단구는 '최종 빙기에서 현재에 이르는 침식강화기'에 만들어지고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6B호
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• pp.537-542
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• 2009

수위만의 함수로 작성되는 기존의 수위-유량관계곡선식을 개선하기 위하여 비교적 쉽게 취득할 수 있는 하천의 폭, 넓이, 윤변, 하상경사 등 기본적인 수리특성인자를 활용하고 확률론적 방법인 엔트로피 기법을 연계하여 하천 유량을 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 평균유속과 최대유속과의 관계를 분석하여 하천의 평형상태를 나타내는 엔트로피 함수를 도출하고, 이를 활용하여 하천 수리특성 인자가 반영된 유속공식으로 하천유량을 산정하는 방법이다. 캐나다 알버타 대학 등에서 제공된 수리실험실 및 자연하천 수문자료를 활용하여 유량을 산정한 결과 기존 수위-유량관계곡선식에서 추정된 유량에 비해 오차가 작고 실측치에 근사하여 개선효과가 큰 것으로 분석되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.102-102
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• 2011

보는 하천에서 취수나 하상유지를 위한 하천횡단구조물로 일반적으로 본체, 물받이, 바닥보호공 등으로 구성되며 제방 연결부 호안 및 밑다짐 등에 대한 설계기준이 하천설계기준에 제시되어 있다. 그러나 태풍 루사나 매미에 의한 피해사례를 보면 하천 횡단 구조물 본체가 파괴되는 피해 뿐만 아니라, 구조물과 제방과의 연결부가 세굴이 발생되어 붕괴되는 사례가 많이 발생하고 있다. 하천설계기준 해설(2009)에는 이러한 보와 제방의 연결부 부분을 연결호안이라하여 관련 기준을 제시하고 있으나, 설치구간의 길이를 정할 때 하천의 규모나 하도의 특성을 고려하지 못하고 일률적으로 결정하도록 하고 있다. 이에 건설기술연구원의 '보 및 낙차공 설계기술 개발 연구보고서'(윤광석 등, 2006)에서는 고정상 실험을 통해 연결호안 설치구간에 대한 실험식을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 수치모의를 통하여 건설기술연구원에서 수행하였던 실험을 재현하고, 제방을 이동상으로 하여 인자들 간의 상호 관계를 밝히며, 그 특성을 분석하고자 한다. 그리고 윤광석 등(2006)에 의해 제시된 실험식에 적용하여 검증하였다. 수치모의는 유량을 $0.7{\sim}2.8m^3/sec$까지 변화하며 수행하였으며, 유사의 대표입경은 0.63mm로, 상류수심은 1.0m로 일정하게 유지하였다. 수치모의는 평형세굴 발생 후, 최소 모의시간의 10%정도 지난 시간까지 하였다. 수치모의 결과는 다음과 같다. (1) 유량이 증가함에 따라 유속 및 Froude 수가 증가하여 상 하류부 세굴 발생 범위와 폭은 증가하였다. (2) 상류는 하류에 비해 유량에 따른 세굴발생 범위가 상대적으로 작게 나타났으며, 이는 하류단에 비해 상류단의 유속 및 Froude 수의 차이가 작았기 때문인 것으로 판단된다. (3) 세굴의 폭을 측정함으로써 세굴에 가장 취약한 부분을 짐작할 수 있으며, 설계에 반영되어 호안이나 옹벽의 두께결정에 적용한다면 세굴에 대해 좀 더 안전한 설계가 될 수 있을 것이다. (4) 건설기술연구원(2006)에서 제시한 식(1)과의 비교를 통해 수치모의 결과가 식(1)로부터 계산된 값보다 작음을 알 수 있으며, 그 이유는 식(1)의 범위는 와류영역구간을 나타내서 연결호안 설치구간 길이를 제시하고 있는 반면, 본 연구의 수치모의 결과는 세굴이 발생한 범위를 제시하였기 때문이다. 향후 보 높이와 좀 더 다양한 유량에 대한 경우를 수치모의하고, 이동상 제방에 대한 실험을 통해 명확한 식을 제안 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권3호
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• pp.241-252
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• 2016

본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 수제의 설치간격과 길이변화에 따라 흐름특성과 하도의 변화 특성을 파악하였다. 최상류에 설치된 수제는 흐름의 영향을 직접 받으며, 단독 수제와 같은 특성이 있다. 또한 시간이 증가할수록 국부세굴은 흐름과 수제의 외측 가장자리가 만나는 지점에서 발생하며, 수제 상류로 이동한다. 하상토 퇴적은 통수초기에 수제 후면에서 발생하지만 시간이 지날수록 하류 전체에 걸쳐 나타난다. 최상류단 수제에서 무차원 수제 간격(L/b)이 클수록 세굴공 깊이는 작으나, 동적평형상태에 도달하였을 경우에 세굴공 깊이는 일정하게 유지되었다. L/b이 클수록 무차원 세굴심($y_s/H$)은 증가하지만, L/b이 10이상인 경우에는 독립성이 강해지면서 하류에 위치한 수제는 단독 수제와 같은 특성을 보였다. 그러나 L/b이 4이하인 경우에는 하류에 설치된 수제의 간섭을 받아 하류에 설치된 수제 상류에서 퇴적이 발생하였다. 따라서, 무차원 수제 간격이 4~10인 경우에 군수제의 역할이 감소되었다.

• 대한지리학회지
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• 제42권6호
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• pp.879-897
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• 2007

현재 경주시 북천, 서천, 남천으로 둘러 싸인 왕경 지역의 대부분은 최종빙기 동안 형성된 선상지 저위면에 해당한다. Holocene 중기 이후 북천은 이미 동적평형상태에 도달하여 하도의 형태와 폭이 현재와 유사하였거나 같았다. 삼국사기 기록에 의하면 경주 지역에서 홍수가 발생하여 사람이 죽거나 인가가 떠내려간 것은 $30{\sim}60$년 간격으로 발생한 경우도 있으나, 대체로 $150{\sim}200$년 간격으로 나타났다. 북천은 대규모 홍수 발생 주기가 상당히 길었으므로, 고대 동안 사람들은 북천 하상의 많은 부분을 홍수 피해로부터 거의 안전한 곳으로 인식하였다. 그러나 학자들 사이에는 고대 동안 북천에 제방이 조성되었다는 주장이 지속되고 있다. 북천의 하천에너지가 최대가 되는 분황사 동쪽 북천 좌안에서는 측방침식을 막기 위하여 축대를 조성하였으나 인공제방을 조성하지 않았다. 지형학적으로도 왕경 지역의 선상지 지형면 위에 고대의 충적층을 확인할 수 없다. 그리고 선상지 퇴적층 위에 신석기 시대, 청동기 시대, 초기 철기 시대의 문화층이 신라 시대 문화층과 함께 분포한다. 아울러 범람을 막기 위해 북천을 연하여 숲을 조성한 기록도 보이지 않는다. 이러한 사실들은 고대 동안 북천이 범람하지 않았음을 시사한다.

• 한국지역지리학회지
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• 제3권1호
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• pp.51-62
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• 1997

우리나라 대하천 유역의 곳곳에는 분지(盆地)들이 산재(散在)한다. 분지저(盆地底)(basin floor)에는 주변을 둘러싼 산지에서 하천이 운반해 온 사력물질(砂礫物質)이 쌓여 충적평야가 형성되어 생산성이 상대적으로 높기 때문에 행정 경제 문화적 중심지를 이룬다. 산간분지(山間盆地)는 배후산지(背後山地)와 구릉지(丘陵地), 그리고 저평지(低平地)로 구성되어 있다. 본 논문에서는 퇴적암 지역에 위치한 안계분지(安溪盆地)를 선정하여 그 형성과정(形成過程)과 형성시기(形成時期)를 구명(究明)해 보고자 한다. 안계분지내에 분포하는 해발고도 $80{\sim}100m$의 구릉지는 온난다습한 기후하에서 지질연경차와 지질구조선을 따라 심층풍화된 기반암 풍화층이 탈거되면서 만들어진 etchplain이 해석되고 남겨진 잔유물이다. 이들 구릉지는 etchplain 형성시부터 비교적 높은 기복을 이루었기 때문에 유수의 작용을 받은 적이 없다. 이들 구릉지로 표현되는 etchplain은 위천의 하천시스템이 평형상태를 이루어 위천의 하상이 국지적 침식기준면으로 작용함으로써 낙동강 상류유역에 고위 하안단구가 형성되고 서부리에 절단곡류가 만들어진 동일 시기에 형성되었다.