• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권4호
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• pp.258-266
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• 2019

이 연구는 자연에 기반을 둔 하천기술을 제방에 적용하여 그 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 친환경 신소재 바이오폴리머를 제체 표면에 적용하여 내구성과 친환경성을 증진시킴과 동시에 월류에 대응하기 위한 제방의 보강 대책을 수립하고자 하였다. 안동하천연구센터에 현장토를 사용하여 높이 1 m, 마루 폭 3 m, 사면경사 1:2, 총 길이 5 m의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일 (bio-soil)을 제방 전면에 5 cm 두께로 도포하여 월류 발생에 대한 제방의 안정성 평가 실험을 수행하였다. 영상분석 프로그램을 이용한 픽셀기반 분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하였으며 그 결과, 신소재 적용 제방의 경우 완전붕괴가 발생하는 시간은 일반 흙 제방에 비해 12배 이상 증가해서 붕괴지연효과가 상당히 높은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3B호
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• pp.239-245
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• 2009

제방은 형태 및 구성이 중력댐과 유사한 수리구조물이나, 외력조건에서 중력댐과 다른 특성을 가진다. 제방은 제외지의 수위와 흐름의 영향을 복합적으로 받는 구조물로서 하천의 흐름조건을 무시한 기존 연구와 같이 침투 안전성 해석을 시행하는 것은 바람직하지 않다. 본 연구에서는 하천제방 주변의 흐름인 사다리꼴 개수로 흐름구조와 제외지 흐름이 제방침투에 미치는 영향을 분석하기 위한 실험을 수행하였다. 사다리꼴 개수로 흐름구조는 유속분포 및 바닥면 전단응력에 있어 직사각형 개수로 흐름과 상이하였다. 또한 유속이 0.5 m/s인 경우에 침투 수두는 흐름이 없는 경우와 비교하여 10%정도 크게 나타났다. 이러한 현상은 동수두, 이차류, 난류 변동성분에 의한 인자, 그리고 다양한 물리적 영향에 기인한다. 따라서 침투해석의 외력조건은 수위뿐만 아니라, 흐름에 의한 영향을 고려할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.481-487
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• 2020

하천 제방의 경우 내진설계 제외 시설로 지정되어 있다. 하지만 지진으로 인해 하천 제방이 붕괴될 경우 경제적 손실과 인명 피해는 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 지진 시 하천 제방의 거동 변화 분석을 수치해석적으로 검토하였다. 기존 연구들과 달리 실지진파를 이용한 동해석을 수행하였으며, 지진 발생 전/후 하천 제방의 거동을 정량적으로 비교하고 분석하였다. 연구결과, 제방의 활동 안전율은 지진 발생전 대비 약 28.5% 감소되었지만, 최소 기준 안전율은 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 지진으로 인해 발생한 과잉간극수압으로 연직유효응력은 81.8% 감소하였고, 기초지반 대부분이 액상화 현상이 발생하는 것으로 나타났다. 지진으로 인한 응력-변위 거동 검토 결과, 제내지 측성토층에서 큰 침하가 발생하는 것으로 나타났으며 기초지반 대부분이 항복하는 것으로 나타나 검토 대상 하천 제방은 지진에 상당히 취약한 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 토대로 하천 제방에 대한 내진설계 기준 재정립의 필요성이 확보되었으며, 개략적인 피해영역과 지진취약구간을 예측할 수 있는 기초자료로써의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.479-486
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• 2006

본 연구에서는 하천제방 배수통문의 안정성 평가를 위하여 배수통문 설치에 따른 영향, 차수공 길이에 의한 영향, 배수통문 하부지반 투수성 저하에 따른 영향 등을 평가하고자 2차원 침투해석을 수행하였다. 해석결과 배수통문 설치에 따라 하천제방의 침투 및 사면안정성이 저하되며, 흥벽 및 선단 하부에 설치되는 차수공은 배수통문 주변의 다짐 불량 및 공동에 의해 발생되는 파이핑을 방지할 수 있으므로, 해수통문 설계 시 반드시 설치가 요구되며, 중앙부 차수공의 경우 제체 전체의 침투해석을 통하여 파이핑에 대한 안정성이 떨어지는 경우 차수벽의 개념으로 설치가 유도되어야 할 것으로 평가되었다. 한편, 하천제방 매수통문과 같은 하천구조물이 설치된 제방의 안정성 평가는 2차원 침투해석의 경우 주변 지반으로의 침투에 의한 포화영역의 소산을 고려하지 못하므로 합리적인 침투해석을 위해서는 주변 지반으로의 침투를 평가할 수 있는 3차원 침투해석에 의해 평가되어야 할 것으로 판단된다.

• 도시과학
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• 제6권2호
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• pp.17-27
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• 2017

최근, 하천의 수질오염 및 악취발생으로 민원이 증가하여 하천환경개선에 큰 관심이 모아지고 있다. 본 연구의 목적은 하수 유입부에 대해 무인항공기(UAV)를 활용하여 RGB 및 적외 열 영상을 획득하고 하천제방 정비 계획 및 하천 오염 현황의 모니터링을 위한 응용성을 검토하였다. 특히, 하천 인근 공장에서 배출되는 폐수를 적외 열 영상으로 검출하여 폐수의 전파를 모니터링하였다. 또한 하천 제방 정비대상 지역과 인근지역에 대한 RGB영상을 SfM(Structure from Motion)기반 영상 해석을 통해 고정밀 3차원 모형을 제작하고 정확성을 검토하였다. 연구결과, UAV영상을 활용, 폐수유입에 따른 하천의 온도변화를 감지하여 수질오염의 유입부 및 전파 현상을 모니터링 할 수 있었다. 또한 고정밀 3차원 모델(수치지형도, 정사영상)을 제작, 정확성을 검토하고 하천의 제방정비를 위한 정밀 3차원 정보 및 식생 피복정보를 도출할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.471-480
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• 2022

본 연구에서는 도시하천관리를 위한 다양한 분석 및 평가 모델들과 데이터 수집 모듈을 적용한 연계플랫폼을 개발하였다. 연계플랫폼에 적용된 모듈은 데이터 수집 및 제공 모듈, 홍수분석 모듈, 하천 평가 모듈 그리고 제방 붕괴 시뮬레이션 모듈로 효과적인 도시하천 관리를 위하여 선별하여 적용하였다. 연계플랫폼은 분석과 평가 모듈에 적용하기 위한 데이터를 다양한 기관으로부터 수집하여 전처리 과정을 통해 정제하여 저장한다. 저장된 데이터는 각 모듈의 입력자료로 가공하여 사용되며, 플랫폼을 통해 Open API로도 제공된다. 홍수분석 모듈은 도시 내부 및 하천에서 발생하는 홍수를 분석하여 대비할 수 있도록 제공되며, 하천 평가 모듈은 다방면으로 하천을 평가하여 하천 계획수립 및 관리에 이용된다. 제방 붕괴 시뮬레이션 모듈은 가상의 붕괴 상황에 대한 분석을 통해 제방 붕괴로 인해 발생 가능한 피해영역을 도출하여 대비책을 세우는 데 이용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.869-873
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• 2009

도시지역에서 하천제방의 붕괴로 인해 제내지 범람 홍수파가 발생하였을 경우에 적지 않은 인명 및 재산 피해가 발생할 수 있다. 피해를 줄이기 위해서는 제내지 범람 홍수파의 거동특성을 명확히 밝혀낸 후, 제방 붕괴에 의한 홍수범람에 대한 대피 체계를 설립하는 것이 바람직하다. 본 연구는 범람 홍수파가 발생하였을 경우에 제내지에서의 범람 홍수파의 영향을 3차원 수치모형인 Flow-3D를 이용하여 모의하였다. 또한 비교 검토를 위하여 구조물이 없는 평탄지형에 대해서도 수치모의를 수행하였다. 높이 0.6m의 제방이 붕괴되어 붕괴 폭 변화와 제내지의 구조물의 유무에 따른 제내지 범람 홍수파의 속도 및 수심의 변화를 분석 하였다. 모의 결과 제방 붕괴 시 붕괴 폭의 변화에 따른 홍수파 전파속도는 별 차이가 없는 걸로 나타났다. 수심의 변화는 제방붕괴지점으로부터 멀어질수록 낮아졌고, 수심 변화폭도 일정하게 유지되었다. 또한 구조물이 있는 경우가 그렇지 않는 경우에 비해 제방 붕괴부 주위에서의 수심은 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 비롯한 수치모의결과를 적절하게 활용하게 되면 제방붕괴에 의한 홍수범람에 대한 대피체계(EAP)를 수립하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.202-205
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• 2003

하천과 지하수위의 변동양상을 알아보기 위하여 갑천변에 깊이별로 관정을 설치하여 지하수위와 하천수위를 비교하여 본 결과, 하천과 지하수위는 서로 손실과 이득을 반복하면서 상호작용을 하며, 지하수위는 강수에 비하여, 하천의 수위와 보다 밀접한 상관성이 나타나는 것으로 나타났다. 대상지에서의 하천은 평상시에 이득하천이었다가 홍수위 때 순간적으로 손실하천으로 변한다. 따라서 지하수가 하천으로 지속적으로 유출되기보다는 하천과 지하수위의 변동에 치하여 그 공급원 역할이 수시로 변화하며, 제방저류지의 발달에 따른 하천의 홍수위가 어느 정도 조절되게 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.484-484
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• 2017

최근 홍수 시 제방붕괴로 인한 인명 및 재산피해가 증가되고 있어 노후화된 제방 시설물의 안전관리 체계에 대한 필요성으로 국토교통부에서는 국가하천유지보수 종합체계 시스템을 개발하였으나 아직 시범단계로 실무에 적용하여 활용하고 있지 못한 실정이다. 효율적인 국가하천시설에 대한 유지관리를 위한 자료D/B화 및 관리대장, 점검기법, 보수보기법 등을 제시하고 있으나 국가하천에 국한되어 있어 전국단위 하천시설물의 전주기에 대한 통합적인 관리는 반영되어 있지 못하다. 하천시설물 생애주기관리를 위해서는 모든 하천시설물에 대한 이력관리가 필요하나 현재는 시설물의 안전관리에 관한 특별법(시특법) 상의 1, 2종 시설물에 대해서만 시설물정보관리종합시스템(FMS)에서 이력관리를 수행하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국가하천 및 지방하천에 대한 하천시설물의 생애주기 관리방안을 도출하기 위해 기존의 시스템의 기능 및 구조를 분석하였으며 이를 통해 하천시설물 생애주기 관리방안을 제시하였다.

• 물과 미래
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• 제22권2호
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• pp.223-231
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• 1989

하천제방의 붕괴로부터 발생하는 제내지의 침수현상을 월류(overtopping), 제체의 붕괴(breaking), 파이핑(piping) 등의 세경우로 구분하고, 각 경우에 대하여 제내지로의 유입량을 예측하는 해석모형을 제시하였다. 가상수치실험을 통한 월류 및 제방제체의 붕괴에 의한 하도-제내지간의 흐름의 특징을 해석한 결과 붕괴부의 폭이 유출량에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 붕괴시간이나 유량계수 등의 영향을 작게 나타났다.