• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2017

최근 여러 분야에서 드론에 대한 관심도가 높아짐에 따라, 하천분야에서도 다양한 연구에 드론이 활용하고 있다. 드론관련 기술의 발전으로 GPS와 같은 첨단 기술이 탑재되어 사용자에게 여러가지 정보를 제공하며, 조작 또한 간단하여 누구나 쉽게 활용할 수 있다. 그리고 무엇보다도 사람이 접근하기 힘든 지역을 쉽게 촬영할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 드론을 기반으로 표면영상유속측정법을 적용시켜 하천의 표면유속을 효율적으로 측정하는 것이다. 표면영상유속측정법은 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 표면유속을 도출하기 때문에 촬영된 영상이 무엇보다도 중요하다. 하지만 드론으로 촬영된 영상들은 아무리 정지비행을 잘하더라도 필연적으로 영상에 흔들림이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 흔들린 영상에 대하여 형태 정합법에 의해 보정을 하였으며, 이는 가장 핵심적인 기술이라 할 수 있다. 형태 정합법에 의한 영상 보정 과정은 고정된 표정점을 영상에서 추적한 뒤, 기준 영상의 표정점과 보정 영상의 표정점이 일치하도록 보정하였다. 영상 보정 후 영상 처리와 분석프로그램을 통하여 유속을 도출한다. 기존의 표면영상유속측정법에서는 표정점을 설치한 후 각 표정점마다 측량을 실시하여 좌표를 측정하였다. 이는 한국건설기술연구원 안동하천실험센터와 같이 이상적인 실험을 진행할 수 있는 환경에서는 문제가 없다. 하지만 실제 하천에서 표면유속측정 시 하천의 폭, 주변 환경 등의 영향으로 측량작업에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 Arduino와 GPS센서를 이용하여 표정점을 구성하였다. Arduino와 GPS 센서를 이용하면 각 표정점들의 좌표를 노트북에서 실시간으로 자동으로 확인할 수 있다. GPS 센서의 측정 오차에 따라 관측 오차가 다소 존재하지만, 실제 측량을 할 때와는 비교할 수 없을 정도로 신속하게 표정점의 좌표를 구할 수 있다. 이를 바탕으로 실험 하천에 대해 적용한 결과 기존의 방법에 비하여 간편하고 빠르게 표면유속측정을 수행할 수 있었으며, 표면유속측정값 또한 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.301-301
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• 2020

물은 보다 나은 삶을 살아가는데 있어 매우 중요한 자원이며, 안전하고 깨끗한 물을 공급받는 것은 국민 생활 영위에 반드시 필요한 부분이다. 국내 주요 수자원은 하천수를 통해 확보하고 있으며, 안전한 수자원 공급을 위해서는 하천관리를 통한 수질오염사고에 대비한 대책 수립이 필요하다. 국내에서는 페놀, 황산 등 독성오염물질 유출로 인한 수질오염사고가 발생한 바 있고, 그 피해액이 수백억에 달한다. 이러한 수질오염사고로 인한 피해액을 감소시키고 안전한 수자원 공급을 유지하기 위해서는 오염물질의 거동을 이해하고 예측하는 것이 매우 중요하다. 국내하천의 경우, 대부분 하폭 대비 수심비가 크기 때문에 오염물질이 2차원 혼합특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 하천 내 오염물질의 2차원적 혼합거동을 해석할 수 있는 수치모형을 개발하고자 하며, 현장에 적합한 해석기법을 검토하고 모형 개발 방향을 결정하고자 한다. 본 연구에서는 하천 내 수질오염사고 발생 시 신속하고 정확한 수질 분석 및 예측을 목표로 오염물질 혼합해석에 주로 활용되는 격자기반 모형과 입자추적 기반 모형의 프로토타입을 개발했다. 용존성 오염물질을 대상으로 격자 기반 및 입자 기반 혼합해석 모형을 개발했으며, 오염물질의 주입형태와 하천 내 유속 분포를 가정해 혼합해석을 수행했다. 격자 기반 모형의 경우, 경계조건과 분산계수의 결정이 필요하고 수렴/발산 문제로 인해 모형의 안정적 실행을 위한 조건 수립이 필요하다. 입자 기반 모형의 경우에도 입자 수에 따른 계산시간 개선이 필요하지만, 입력조건 결정이 간편하고 분산계수 입력이 필요 없어 신속한 모의조건 설정이 가능하다. 오염물질 혼합해석 모형 개발을 위한 해석기법 검토 결과, 신속한 수질 분석 및 예측 결과를 제공하기 위해서는 계산시간 개선을 전제로 모의조건 설정이 용이한 입자 기반 모형이 가장 적합한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.94-98
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• 2006

미계측 유역에 대한 정확한 수문반응을 예측하기 위해 수문반응 모의할 때 발생하는 불확실성을 예측하고 감소시킬 필요가 있다. 이러한 불확실성은 사용가능한 자료의 질과 양에 따라 달라지므로, 자료의 해상도는 수문반응 예측에서 중요한 요소가 된다. 그러므로 본 연구에서는 격자크기가 수문모형의 강우-유출응답모의에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 격자크기가 입력데이터의 정보 손실을 발생시키지 않는 경우의 모형의 불확실성을 조사하기 위하여, 2차 및 3차 하천차수와 유역면적의 증가를 고려한 4가지 가상유역을 구성 하였다. 50m, 100m, 250m, 500m, 1000m의 격자를 사용하여 강우-유출모의를 수행하고, 격자에 따른 모의결과를 비교하기 위해 유출구의 수문곡선을 작성하였다. 또한, 소유역에서 하천으로 유입되는 단위길이당 유량과 하천의 합류점 전..후 및 유출구의 하천유량에 대한 Nash 계수를 산정하고 비교하였다. 기준이 된 격자크기와의 차가 큰 격자가 사용된 경우 모의된 수문반응의 차이는 증가하였고, 대상 유역의 면적이 커질수록, 하천차수가 작을수록 그 차이는 감소하였다. 소유역에서 하천으로 유입되는 단위폭당 유량의 오차는 흐름길이가 증가할수록 감소하였다. 흐름길이가 일정한 소유역으로만 구성된 가상유역 I, II에 대한 수문모의에서 하천유량의 오차는 하천을 따라 증가한 반면, 각기 다른 흐름길이의 소유역으로 구성된 가상유역 III, IV의 경우, 오차는 하천의 흐름에 따라 일정한 경향을 갖지 않고, 하천의 합류를 통해 증가되거나 감소하였다. 이 경우, 유역 유출구의 총체적 수문반응의 오차는 1차 하천의 합류후 발생한 최대오차보다 작았다.량을 산출하여 하천환경정비를 위한 기초자료로서 활용 될 수 있도록 하였다.구에 맞는 작물 생산 및 농촌관광단지 조성을 통해 부가가치증대 및 소득증대를 꾀함으로 농촌문제 해결에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해 GIS 와 RS의 기술이 농촌분야에 더 효율적으로 적용될 것으로 기대되며, 농업기술센터를 통한 정보제공을 함으로써 대농민 서비스 및 농업기관의 위상이 제고 될 것으로 기대된다.여 전자파의 공간적인 가시화를 수행할 수 있었다. 본 전자파 시뮬레이션 기법이 실무에 이용될 경우, 일반인이 전자파의 분포에 대한 전문지식을 습득할 필요 없이, 검색하고자 하는 지역과 송전선, 전철 등 각종 전자파의 발생 공간 객체를 선택하여 실생활과 관련된 전자파 정보에 예측할 수 있어, 대민 환경정보 서비스 질의 개선측면에서 획기적인 계기를 마련할 것으로 사료된다.acid$(C_{18:3})$가 대부분을 차지하였다. 야생 돌복숭아 과육 중의 지방산 조성은 포화지방산이 16.74%, 단불포화지방산 17.51% 및 다불포화지방산이 65.73%의 함유 비율을 보였는데, 이 중 다불포화지방산인 n-6계 linoleic acid$(C_{18:2})$와 n-3계 linolenic acid$(C_{18:3})$가 지질 구성 총 지방산의 대부분을 차지하는 함유 비율을 나타내었다.했다. 하강하는 약 4일간의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.414-419
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• 2023

삼천포천은 제방을 따라 제내지에 인공구조물이 설치되어 있으며, 하상구조가 인간활동으로 교란되어 있다. 본 연구결과 부착조류와 저서성 무척추동물의 생물다양성이 여타 하천에 비해 낮은 것으로 나타났다. 따라서 생태하천 복원 시 제방의 제외지와 제내지를 동시에 친환경적으로 복원을 고려함으로써 생물다양성 증대를 도모하고 하상 복원 등을 통해 회유성 어류들이 하천생태계로 유입되어 생태계의 안정성 및 건강성을 회복해야 할 필요가 있다(Palmer et al., 2014). 이를 위해서는 생태하천 복원시 사용되는 재료는 무생물적 재료를 지양하고 과거부터 주로 서식하는 자생식물 등을 주재료로 사용하고 하도 구조는 하상의 현재 유로형상 (flow channel pattern)을 유지하도록 유도해야 한다. 유로 연장이 필요한 경우 직강화 등에 의해 축소되어서는 안되며 축소된 유로는 복원을 권장한다. 분절된 지류는 본류와 연결시키고 연력이 곤란한 웅덩이는 대상하천에 맞게 소택형 습지를 형성하도록 유도한다. 또한 생태통로(Eco-corridor) 확보 및 추이대 조성을 통해 생태환경 기능을 개선할 필요가 있으며 제내지의 폐천 부지는 하천구역으로 편입하여 생태습지 등으로 이용을 적극 고려해야 한다(Choi and Lee, 2019). 생태적 복원을 위해 주차장, 체육시설 및 공원 등은 배제해 자연성을 유지하되 주민의 활용도를 고려하는 것도 중요하다. 이를 통하여 삼천포천의 자연성 회복을 통한 생물다양성 증진 및 주민에게 다양한 문화 휴식 공간 제공 등의 생태계 서비스 능력을 향상을 기대한다(Bennett et al., 2009).

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.310-310
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• 2020

자연하천에서 식생의 성장은 유속 및 수위 변화에 중요한 영향을 미치며, 따라서 식생으로 인한 흐름저항은 흐름과 유사이송 모델링을 위한 중요 매개 변수가 된다. 즉, 수치 모델을 활용함에 있어 식생의 흐름 저항을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하며, 보다 정확한 추정을 위해 실험 혹은 현장 데이터를 활용한 보정과정이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 식생 패치를 포함한 인공 수로의 흐름 모의를 위해 실규모 실험 수로에서 측정된 유속 및 수위 데이터를 활용하여 모델보정을 수행하고자 한다. 이를 위해 공간 분포 별로 각기 다른 흐름 저항식의 적용이 가능하며, 식생 저항 공식을 포함하고 있는 Delft3D 모델을 활용하였다. 또한 실규모 수로에서의 유속 및 수위 데이터 수집을 위해 한국건설기술연구원 하천연구센터에서 실험을 수행하였다. 실험 구간의 길이는 약 120 m이고 하폭은 11 m이며, 국내 하천에서 보이는 식생패치의 유사한 형태를 재현하기 위해 하천 내 가장 많이 활착되어있는 버드나무와 유사한 형태의 인공식생을 제작하였다. 인공 식생은 지그재그로 배치되었으며, 식생의 전체 높이는 1.1 m이고, 각 패치 당 23그루의 인공 식생이 총 8개 패치에 식재되었다. 모의 조건은 상류단 유입 유량 2.805 ㎥/s, 하류단수위 98.764 m의 정류 조건을 적용하였다. 또한 식생 패치 구간에서의 흐름 저항 추정을 위해 Delft3D 모델 내에서 선택가능 한 Baptist의 비침수(Non-submerged)식을 적용하였으며, 항력계수 결정을 위해 1과 1.5를 적용하여 측정 수위와 비교하였다. Delft3D의 흐름 모의 결과, 항력계수 1.5를 적용했을 때, 측정 수위와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 항력계수 1.0을 적용했을 경우, 측정 수위에 비해 다소 낮게 모의되는 것으로 나타났다. 또한 항력계수 1.5인 경우 식생 패치 구간에서 평균 0.65 m/s의 유속이 발생하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.80-80
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• 2015

만곡부가 연속적으로 발생하는 사행하천은 만곡의 영향으로 2차류가 발생한다. 이러한 2차류의 영향은 하상변동, 제방침식 등의 문제를 발생시켜 사행수로의 흐름특성을 분석하기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 하지만, 대부분의 연구들은 실규모 하천의 유속측정의 어려움, 측정이 가능한 시설 및 경제적 제한으로 인해 주로 실내실험에서 측정된 자료를 이용하여 분석을 수행하여 흐름조건이 상이한 실제 하천에서 적용성에 한계가 있어 왔다. 본 연구에서는 상세한 3차원 유속 측정이 가능한 최신 계측기기인 초음파도플러유속계(ADCP)를 활용하여 실제하천과 유사한 흐름 상태 및 지형을 재현한 한국건설기술연구원 안동하천실험센터의 사행도 1.2, 1.5, 1.7의 실규모 사행수로에서 횡단면 측정을 수행하였다. 또한 초음파지점유속계(ADV)를 사행도 1.2의 ADCP 측정 단면과 동일한 횡단면에서 측정하여 공간평균된 ADCP 유속자료를 이용한 흐름패턴 분석의 적용성을 검증하였다. 그 결과 공간평균된 ADCP 유속분포는 시간평균한 ADV 유속분포와 다소 크기의 차이는 발생하였지만 패턴은 매우 유사하게 나타났다. 따라서, 공간평균된 ADCP 유속분포를 이용하여 2차류에 의한 흐름패턴 분석을 수행하였다. 2차류 패턴은 만곡의 위치에 따라 매우 복잡한 형태로 나타났다. 2차류에 의한 최대유속선과 최대수심선의 발생위치를 분석한 결과, 만곡의 정점부를 기준으로 만곡 전인 유입부에서는 이격되고 만곡 후인 유출부에서는 유사한 경로를 나타내고 있었다. 이때의 2차류강도(Secondary Current Intensity; SCI)는 만곡의 정점부 부근에서 최대로 증가했다가 다시 감소하는 결과를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2022

우리나라 홍수 발생은 강수량이 집중되는 여름철에 집중되어 있어 홍수피해 방지에 주의가 필요하다. 보와 제방 등 이러한 홍수 피해를 대비하기 위한 구조물에 설계를 위해서는 하천의 유량 조사가 필수적으로 요구된다. 하지만 홍수기 직접적인 유량 조사는 안전상의 이유로 거의 이루어지지지 않고 있으며, 수위를 측정하여 수위-유량 관계를 만들어 유량을 측정하고 있다. 그러나 중소 규모의 하천의 경우 하도 경사가 급해 사류가 발생하거나 하도 단면이 급변하는 경우가 있어 수위-유량 관계를 그대로 적용하기 어려운 문제가 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 하천에 진입하지 않고 유속을 측정 할 수 있는 영상유속계와 같이 흐름 영상을 사용하여 유속을 측정하는 방법들이 개발되었다. 영상유속계의 측정 방법중 Spatio Temporal Image(시공간 영상)을 사용하는 방법은 일정시간의 시간평균 유속을 산정할 수 있고 한 장의 시공간 영상을 분석하기 때문에 유속 산정에 걸리는 시간이 작은 장점이 있지만 영상 내 흐름 방향을 정확히 설정하지 못하면 오차가 생길 수 있는 문제가 있어 주 흐름 방향을 정확히 탐색할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 영상에서 시공간 체적을 만들어 주흐름 방향을 찾아내는 기법들의 장단점을 비교하고 안동 하천실험센터의 실규모 하천수로에 적용하여 결과를 비교하고 적용성을 평가하였다. 이를 위해 하천수로에 추적자를 살포하여 영상으로 녹화하였으며 녹화된 영상을 자기상관법과 시간적분법을 적용하였으며, 이를 통해 주 흐름 방향을 판별하였다. 또한 두 방법을 통해 결정된 주흐름 방향을 적용하여 시공간 영상을 제작하고 이를 이용하여 유속을 산정하여 비교하였으며, 주흐름 방향을 산정하는데 생기는 오차가 유속 계산에 얼마만큼의 영향을 끼치는지 분석하였다. 이러한 실험을 통해 하천에서 시공간 영상을 활용한 표면영상 유속계측 방법을 활용하는데 있어 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국물환경학회지
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• 제37권3호
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• pp.175-189
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• 2021

In this study, 48 streams in the Sapgyo Watershed were selected, and the Load Duration Curves (LDC) were drawn up for each stream using water quality and flow monitoring over the last three years (2018-2020), and it was evaluated whether the target water quality was achieved for each flow section. As a result of evaluating whether or not the target water quality exceeded according to the LDC, it was found that 22 rivers exceeded the target water quality. Five rivers exceeded the target water quality due to point pollutant sources, 13 rivers exceeded the target water quality due to non-point pollutant sources, and 4 rivers exceeded the target water quality due to both point and non-point pollutant sources. Among the rivers that exceeded the target water quality due to point pollutant sources, which included domestic sewage of the untreated population, there is a need to reduce the influx of polluted loads by the untreated population. The use of eco-friendly fertilizers is recommended for rivers with a relatively high farmland ratio among rivers exceeding the target water quality due to non-point pollutant sources, and installation of boiling point reduction facilities that can reduce the amount of polluted load introduced during rainfall or manage water shores. In rivers with a large number of livestock breeding heads, the livestock houses located in these rivers need to be preferentially transferred to livestock manure treatment plants. Due to the high ratio of land area because of urbanization, initial rainwater treatment facilities are required to reduce the amount of pollutant load flowing into the river through the impermeable layer during rainfall.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.143-159
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• 2024

천연골재(Natural aggregate)는 인간활동에 필수적인 자원으로 건축활동과 밀접하게 관련되어 있다. 최근 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이며 자원의 특성상 원거리에서 조달하기가 어렵다. 이 연구는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시를 대상으로 수행된 조사결과를 바탕으로 골재부존지역의 분포와 특성을 파악하였다. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다. 논산시의 지형은 동부의 산악지대와 서부의 평야지대를 형성하는 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 모든 하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서 금강 본류의 좌안으로 합류한다. 시추 결과는 고지대인 북쪽과 동쪽에서 얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를 보여 금강 본류 인근에서 최대깊이인 25m를 보인다. 계산된 육상골재의 총 부존량은 246,789,000m³이며, 개발 가능량은 172,750,000m³이다. 하천골재의 총 부존량은 5,236,000m³ 이며, 개발가능량은 3,765,000m³로 나타났다. 골재의 분포양상은 지형 및 지질, 수계의 발달 양상에 따라 다양하게 나타난다. 부존량은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의 골재자원이 분포하는 것으로 나타나지만 부존심도는 4m 이상의 깊이에서 나타난다. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.134-134
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• 2019

전 지구적 기후 변화가 진행함에 따라 극심한 강우가 증가하고 그로인해 하천의 유량과 유속이 증가하여 제방의 침식 또는 하상의 여러 변화가 일어나 문제가 되고 있다. 이를 예방하기 위한 국내 하천사업에는 호안공법과 높은 유속의 흐름에서도 유실이 되지 않는 하상재료에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있으며, 호안공법을 도입 할 때 유속과 하상재료에 따라 하상변화에 미치는 영향을 파악하고 하상재료의 유실과 직접적인 관계가 있는 허용 유속, 소류력에 대해 평가하고 설계하는 것은 하천설계기준에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트와 같이 수질오염을 유발하지 않는 친환경 신소재를 활용하여 실제 제방과 하상에 사용되고 있는 재료인 모래와 황토를 혼합하여 이용하였으며 유속 6 m/s까지 재현이 가능한 실험실 규모의 무경사고속수로와 실시간 데이터측정 장치를 이용하여 유속과 소류력의 상관성을 분석 및 흐름특성을 파악하고 하상의 재료에 대한 적용성을 검토하며 재료에 대한 유실정도를 평가하였다.