• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.607-611
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• 2007

최근 하천변화특성에 대한 조사와 연구 없이 무분별한 하천준설로 인하여 급격한 하천지형 및 환경변화에 따른 하도의 평형, 홍수범람, 하천환경의 변화 등 이수, 치수 및 하천환경에 많은 문제점이 야기되고 있다. 따라서 준설에 따른 하천의 인위적인 손상과 이와 연관된 각종 유역 및 하천의 지배인자와의 상호연관성에 대한 학술적 고찰을 통하여 인위적인 영향을 최소화하고 국내 하천환경에 맞는 하천관리모델과 준설기법개발의 필요성이 제기되고 있다. 이에 따라 본 연구는 $\ulcorner$하도준설에 따른 하천교란 실태 조사$\lrcorner$의 일환으로 기초조사 및 후보지 현장조사 등을 통한 연구대상구간 선정을 위한 계획으로서 기 수행된 골재자원 조사결과 및 하천조사 자료 등의 관련자료 활용을 통하여 최대한 효율적으로 조사를 수행하고 최상의 연구결과 획득과 관련분야의 기술력확보를 꾀할 수 있도록 하는 것이 목적이다. 우선, 연구대상구간 선정기준(안)을 마련하고 후보지에 대한 기초조사 및 현장조사를 마친 후, 선정기준에 따라 연구내용을 최대한 만족시키는 연구대상 구간을 8개 후보지역에 대하여 검토하였다. 하천준설을 수행해 나가며 그 전 중 후의 과정을 모니터링 하여 하상변동 및 생태 환경의 변화를 관찰하고 하천환경 및 물리적 영향을 최소화 할 수 있는 연구결과를 얻기 위한 과업대상구간의 선정에는 하도준설이라는 연구특성을 만족시킬 수 있는 특화된 선정기준에 따른 평가결과, 많은 후보지들 중 낙동강수계의 감천이 최적의 대상지로 선정되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.2103-2107
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• 2009

우리나라는 계절별 강수량 변화가 크기 때문에 하천개발 및 관리에 어려움이 많을 뿐만 아니라 하천에 설치된 많은 취수보와 같은 하천횡단구조물로 인해서 하천 생태계가 악화되어 있다. 최근 들어 하천생태 복원을 위하여 자연형 하천 조성사업과 보에 어도설치가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 어류 소상에 효과적인 어도를 설치하기 위해서는 하천에 서식하는 다양한 어류에 대한 어류역학적인 특성이 필요하나 이에 대한 조사연구는 미흡한 실정이다. 특히 어류의 유영력이나 도약력은 어도의 설계의 완성도 및 어도시설 운영관리에서 대단히 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 하천에 널리 서식하는 어류인 피라미를 대상으로 도약능력에 관하여 실험하였다. 어류의 도약능력은 낙차가 있는 흐름에서 어류가 상류로 이동하기 위한 중요한 이동수단이다. 어류의 도약에 영향을 미치는 어도 인자로는 격벽높이, 월류수심, 유속, 어도경사 및 유량을 들 수 있다. 피라미의 도약능력 실험은 폭 28cm, 길이 140cm인 개수로에서 격벽높이는 5${\sim}$10cm, 월류수심 1.2${\sim}$5cm, 낙차 약 4cm의 조건으로 이루어졌다. 실험유량은 약 0.378${\ell}$/s이고, 경사는 1:20${\sim}$1:15 이다. 도약능력은 소상율의 크기로 판단하였으며 피라미의 소상율은 격벽높이 10cm와 월류수심 3cm에서 유속 4.19cm/sec일 때를 정점으로 유속의 증가에 따라 급격히 감소하였다. 이는 어류의 생태적인 특성과 작은 유속이 어류이동 유인효과에 영향이 작기 때문인 것으로 판단된다. 또한 피라미의 체장이 클수록 소상율도 증가하는 관계를 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1089-1093
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• 2010

최근 하천의 자연성 및 생태기능의 향상을 위해 매트류 호안공법의 적용이 증가하고 있다. 이러한 공법이 적용된 호안은 강수 및 하천수의 지속적인 유입으로 인해 앵커핀과 비탈면 간의 마찰력을 저하시킬 수 있다. 마찰력의 저하는 앵커핀의 고정능력을 저하시켜 매트가 들뜨는 현상을 발생시키고, 이로 말미암아 비탈면에 식재된 식생의 고사는 물론 비탈면의 슬라이딩 현상의 발생에 의해 비탈면 붕괴에 까지 이르게 하고 있다. 그러나 현재 호안매트와 함게 시공하는 앵커핀의 적용에 대한 구체적인 기준과 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 매트류 호안제품을 비탈면에 고정시키는 목적으로 사용하고 있는 앵커핀에 대한 인발특성을 파악하고자 하였다. 인발실험에 사용된 앵커핀은 실제 하천호안에 적용되고 있는 상용제품으로 형태가 다른 4가지 type을 실험에 사용하였으며, 앵커핀의 관입깊이(170mm, 250mm) 별로 인발실험을 실시하였다. 실험에 사용된 인발장치는 인발부에 로드셀을 장착하여 앵커핀과 결합이 가능하도록 하였으며, 인발시 발생하는 계측 값을 컴퓨터를 통해 출력이 가능하도록 제작하였다. 실험결과 4가지 형태의 앵커핀에 대한 관입깊이별 형태별 인발특성을 파악할 수 있었으며, 비탈면 및 매트의 고정효과가 우수한 앵커핀의 형태에 대해서도 파악할 수 있었다. 관입깊이별 최대 인발력은 두 변위(170mm, 250mm) 모두 Type 4가 337N, 594N 으로 가장 큰 인발력을 가지는 것으로 측정되었으며, 변위에 의한 인발력의 증가는 Type 2가 138%로 가장 큰 폭의 증가 값을 보였다. 또한 토양과 앵커핀의 마찰력 향상을 위해 하부가 돌출된 형태로 제작된 Type 2와 Type 4가 상대적으로 실험 후반부에서 최대 인발력이 발생하고 인발지속시간이 길게 나타나는 것으로 볼 때, 인발저항은 앵커핀 하부의 돌출면적에 영향을 받는 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.16 no.2
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• pp.57-63
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• 2023

Recently, Heavy rains and super typhoons occurred by climate change cause a lot of damage in Korea. In order to reduce such damage, various types of river maintenance projects are being promoted, but it is difficult to maintain the balance of rivers in Korea with distinct flood and dry seasons. In particular, river structures installed as a river maintenance project cause various problems such as scouring of structures and their foundations during floods and river bed changes. In order to reduce such bed scour, various vanes are installed in the bend of the river, and various bed scour reduction effects appear depending on the size, arrangement, and shape of the vanes. The vane regenerates the secondary flow in the opposite direction to the secondary flow generated by the centrifugal force, thereby reducing scour around the outer bed and promoting deposition. The theory of this study uses the governing equation applying the continuity equation that satisfies the law of conservation of mass and the momentum equation that satisfies the conservation of momentum, and measures the overall average flow velocity change rate according to design factors to investigate the effect of vanes under various conditions. Both the average and cross-sectional flow velocities decreased in both the trapezoidal vane and the square vane. In addition, vanes installed perpendicularly or inclined to the direction of river flow generate a secondary flow in the opposite direction to the secondary flow generated by centrifugal force, thereby canceling the secondary flow of centrifugal force, so the effect of the vane appears.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.80-85
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• 2011

산지하천의 만곡부에서는 홍수시 원심력이 작용하여 하천 횡단방향으로 수면경사가 발생되기 때문에 만곡 외측에서는 수위가 상승하고 내측에서는 수위가 내려가는 편수위 현상이 일어난다. 산지하천 만곡수충부의 수위 상승 특성을 파악하기 위해 만곡수충부 하류부의 수위가 그 편수위에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 이에 강원지역 하천 만곡부의 형태학적인 특성을 바탕으로 산지하천 만곡부 조건을 설정한 수리모형 실험장치를 이용하여 하류부 수위를 6단계로 조절하고 각 단계별로 횡단수위 분포를 측정하는 과정으로 이루어졌다. 실험결과 만곡부의 최대 편수위는 하류부 수위조건이 고수위 보다 저수위에서 크게 나타났으며 이는 만곡수충부 하류에 보와 같은 수위조절구조물에 의하여 만곡부 내의 수위가 상승될 경우 편수위가 감쇠될 수 있는 가능성이 있다는 것을 나타낸다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.841-845
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• 2012

최근 중국과 인도는 공유하천인 야루짱부(중국명: 아로장포(雅魯藏布), 인도명:Brahmaputra)강 유역 내 수력발전용 댐 건설을 놓고 갈등 중이다. 발단은 중국이 2010년 9월에 정식으로 착공한 짱무수력발전댐(장목수전참(藏木水電站))의 건설이다. 총길이 3,848km, 유역면적 71만여 $km^2$인 야루짱부강은 중국과 인도, 방글라데시, 부탄 4개국이 공유하고 있다. 야루짱부강의 발원지는 히말라야 산맥 북쪽 기슭의 지에마양쫑 빙하(걸마앙종(杰馬央宗) 빙천(冰川))이고 중국내 길이가 2,057km에 달한다. 강은 중국의 씨짱(서장(西藏))지역, 인도의 아루나찰 프라데시(Arunachal Pradesh)주와 아쌈(Assam)주를 경유하여 부탄, 방글라데시로 흐른다. 야루짱부강은 티베트로 잘 알려진 시짱자치구에서 발원하여 중국과 인도의 영토 분쟁지역인 아루나찰 프라데시주를 관통함으로 인해 지정학적으로 중요한 의미를 갖고 있다. 짱무수력발전댐은 시짱 지역 최대 수력개발댐으로, 인도와 방글라데시는 중국의 댐 건설로 인해 자국의 수자원의 감소와 생태계 파괴가 발생할 것을 우려하고 있다. 그러나 최근 중국과 인도의 관방은 이 같은 우려를 부인하며 인도의 아루나찰 연방당국 또한 5개 주요 지류에 1,750MW 규모의 수력발전댐을 건설할 계획을 발표하였다. 이와 같이 수력발전댐 건설과 수자원확보를 놓고 중국과 인도가 팽팽하게 경쟁하게 된 데는 중국과 인도 간의 역내 힘겨루기와 자국 내 정치적 이해, 영토분쟁지역의 존재 등이 원인으로 작용하고 있다. 본 연구는 중국의 짱무수력발전댐(장목수전참(藏木水電站)) 건설원인을 중국정부가 가진 시짱지역관리 및 개발의 필요성에서 찾고 짱무수력발전댐(장목수전참(藏木水電站)) 건설에 드러난 중국의 표면적, 내재적 의도의 분석을 통해 중국의 공유하천 접근 방식의 특징과 원인을 규명하였다. 발원지에 위치한 중국이 수자원확보경쟁에서 유리한 입장을 점하고 있는 가운데 중국에 비해 상대적으로 정치적, 경제적 열세에 놓인 하류국가들은 공유하천의 동등하게 이용할 권리를 쟁취하기 위해 필요한 협상력을 갖고 있지 못하다. 따라서 하류국가들은 중국의 의도를 파악하여 이를 토대로 적절한 대안을 마련해야 할 필요성이 있다. 중국의 공유하천접근방식의 원인과 특징에 대한 분석은 남북통일 후 중국과 하천을 공유하게 될 우리나라에 시사하는 바가 클 것이라 생각된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.208.1-208.1
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• 2011

우리나라 전국의 사찰수는 약 22,000개로 추정되며, e-나라지표에 의하면 사찰 역사가 오래되거나 전통 양식의 건축물과 문화재 등을 간직한 사찰로 문화체육관광부가 지정하는 전통사찰은 2010년 3월말 현재 전체의 4.2%인 935개로 알려져 있다. 대도시에 위치한 사찰을 제외하면 일반적으로 사찰은 계곡에 위치하여 인근에 하천이 있으며, 유역이 작아 유량은 적으나 경사가 심해 낙차를 크게 얻을 수 있다. 또한 설계제원이 비슷한 전통사찰들을 그룹핑하고 소수력발전시스템을 Kit형태로 표준화하여 개발한다면 초기투자비를 저감할 수 있는 장점도 있다. 따라서 본 연구에서는 전통사찰에 소수력발전의 적용가능성을 타진하기 위하여 유역면적이 $49.71km^2$인 사찰 1지점을 선정하여 인근의 하천을 이용한 소수력발전 성능특성을 분석하였다. 분석결과 단위 유효낙차당 설비용량은 약 9.3kW, 연간전기생산량은 약 28,602kWh로 산정되었으며, 낙차가 커질수록 설비규모와 연간전기생산량은 비례하여 증가될 것으로 추정된다. 부존자원이 부족하여 에너지해외의존도가 97%가 넘는 현실을 감안할때 전통사찰에 대한 타당성 조사를 통해 소수력발전을 적용함으로서 사찰에서 사용되는 전기에너지의 절약과 친환경 재생에너지의 활용을 확대해 나가는 것이 바람직 할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.5-5
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• 2017

최근의 하천복원사업은 인위적으로 축소 또는 소실된 하천공간을 지형학적으로 되돌리기 위한 방향과 강이 가진 자연의 역동성의 복원에 주안점을 두고 있다. 최근 국내에서도 하천공간 확보라는 측면에서 구하천 구역을 복원하려는 시도가 이뤄지고 있고 대표적으로 청미천, 함평천, 황구지천 등에서 기존의 제방을 후퇴시키고 과거의 하천공간을 하천으로 되돌려 주었다. 그러나 이러한 시도는 구하도 또는 폐천부지 복원사업의 일환으로 시행되었으며, 복원된 공간규모가 크지 않아 사업의 효과를 크게 장담할 수 없는 현실적인 한계가 있다. 따라서 홍수에 안전하며 자연과 인간이 공존하는 터전으로의 공간복원, 그에 따른 하천생태계의 보전과 복원, 레저와 레크레이션이 가능한 친수공간 조성 등 하천기능의 강화와 융합을 종합적으로 고려한 다차원 하천공간 복원계획과 설계의 절차가 필요하다. 이를 위해서는 먼저 유역기반의 문제점과 그 원인에 대한 인식이 선행되어야 하고 그 해법으로 하천공간 확대의 필요성이 도출되어야 한다. 이후, 하천공간 복원 및 활용과 관련된 기본방향이 설정되며 세부 복원목표가 설정되어야 한다. 복원목적과 목표가 세워진 후, 복원대상지를 선정하고 공간 활용방안이 제시되면, 목표달성 여부 판단을 위한 효과분석이 필요하다. 만약, 기대효과를 달성할 수 없을 것으로 예상된다면 복원목표 재설정 및 복원대상지의 재선정이 필요할 것이다. 이와같이 하천공간 복원사업을 시행함에 있어 간결하고 단계적으로 접근하기 위해 본 연구에서는 다차원 하천공간 복원프레임워크를 개발하여 제시하였다. 제안된 하천공간 복원프레임워크를 통해 하천공간복원으로 인해 영향을 미칠 수 있고 또한 영향을 받을 수 있는 물리, 생물, 사회, 경제 등의 다양한 분야의 구조를 통합한 하나의 방법을 제시함으로서 임시방편 수준의 파괴된 하천복원사업에 변화를 주고 프레임워크를 통해 하천공간복원에 대한 응집력 있는 접근법을 적용하도록 촉진하여 복원사업에 참여하는 사람들 간에 공통의 유대감을 형성하는데 도움이 되고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.2112-2113
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• 2011

우리나라는 연평균 강수량이 1,245mm로써, 비교적 강수량이 풍부하고 전국토의 2/3가 산지로 구성되어 있어 지형적 및 수문학적으로 수력자원 부존량이 많은 편이다. 하지만 수력자원 활용을 통한 발전소 건설은 매우 미미한데 이는 수력발전소 개발지점이 제약되어 있고 개발지점의 가동율 또한 매우 낮아 경제성 확보가 어렵기 때문이다. 수력발전은 전력수요 급증 시 부하 평준화 효과와 석유 수입대체 및 환경 친화적인 에너지원이라는 장점이 있다. 따라서 국산화된 수차발전시스템의 사용으로 초기투자비를 낮추고 하천형 수력발전소 건설을 통하여 가동율을 높인다면 우리나라의 수력발전사업은 크게 활성화 될 것이다. 본 논문에서는 하천형 수력발전소 시공사례를 통하여 주요 시공사례를 소개하고, 하천공사의 특징으로 인하여 설계 및 시공 시 반영해야 할 사항에 대해 몇 가지 소개하였다. 표준화를 통하여 건설비용을 절감, 발전 단가의 기준가격 현실화를 통한 재정적인 지원 및 법규 정비를 통한 제도적인 도움 이 세가지를 해결한다면 경쟁력 있는 소수력발전소 건설이 가능 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.893-897
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• 2004

본 연구는 아이스하버 형태의 어도를 조립식으로 개발하여 실제 현장에 적용하기에 앞서 유량 변화에 따라 어도내 유속 및 유황변화를 조사하고 어도의 배열을 조정하여 어도의 현장적용성을 검토하기 위하여 실시하였다. 모형 월류수심이 40cm(현장 20cm)일 때 상류부는 어류가 소상하기에 적합한 유속을 나타내었고 하류부의 가장 낮은 월류부(좌측열)에서는 어류 소상에 다소 지장을 주는 유속변화를 보였다. 그러나 좌측열을 제외한 우측열과 중간열에서는 어류 이동 및 소상에 적절한 유속변화를 나타내고 있는 것으로 보아 본 어도는 유량 증가에 따라 월류 유속이 증가하여도 월류벽이 높은 구간에서는 유속이 증가폭이 크지 않기 때문에 수위변화에 대응력을 가지는 것으로 판단된다. 다양한 배열로 어도를 설치하면 유속이 느린 어도 구간은 어도 유인수로로서의 역할을 할 수 있으므로 어도내의 다양한 유속은 어류 소상에 유리하게 작용한 것으로 평가된다. 어도의 배열은 월류부의 높이가 높은 것을 좌${\cdot}$우측열에 배열하고 낮은 것을 중간열에 배열하면 갈수량에 대한 대응력이 증가하는 것으로 나타났다. 잠공은 하천의 유량 조건이 좋을 때보다 갈수기나 홍수기에 어류가 소상하는 통로의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 본 어도는 다양한 월류벽의 배열로 하천의 수위변화에 대한 대응력을 가지고 있으며 구조적으로 견고하여 우리나라 하천 상황에 적절한 어도로 판단된다.