• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.5
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• pp.565-577
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• 1999

The geometric patterns of a stream network in a drainage basin can be viewed as a "fractal" with fractal dimensions. Fractals provide a mathematical framework for treatment of irregular, ostensively complex shapes that show similar patterns or geometric characteristics over a range of scale. GIUH (Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph) is based on the hydrologic response of surface runoff in a catchment basin. This model incorporates geomorphologic parameters of a basin using Horton's order ratios. For an ordered drainage system, the fractal dimensions can be derived from Horton's laws of stream numbers, stream lengths and stream areas. In this paper, a fractal approach, which is leading to representation of a 2-parameter Gamma distribution type GIUH, has been carried out to incorporate the self similarity of the channel networks based on the high correlations between the Horton's order ratios. The shape and scale parameter of the GIUH-Nash model of IUH in terms of Horton's order ratios of a catchment proposed by Rosso(l984J are simplified by applying the fractal dimension of main stream length and channel network of a river basin. basin.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.274-274
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• 2018

최근 지표수-지하수 혼합대 흐름은 하천의 지형학적 및 생태학적으로 그 중요성이 인지되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 혼합대 흐름 특성에 영향을 미치는 다양한 요소들 중 하상형태 변화는 혼합대 흐름의 체류시간 및 이동경로에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 하상형태는 혼합대 흐름 특성 분석을 위한 수리학적 변수로 활용 될 수 있다. 일반적으로 다양한 지형측량 장비를 활용하여 종횡단으로 하상형태를 확인할 수 있으며, 최근 온도 센서를 활용하여 장기간 하상형태를 모니터링 하는 방법이 제시된 바 있다. 온도 센서를 이용하여 하상변화를 예측하는 방법은 하상변화 측정의 지속성 및 효율성을 고려한 적절한 측정 방법 중 하나이다. 온도 센서를 활용한 하상변화 예측 방법은 하상에 온도 분포 센서를 설치한 후 하상 온도 및 수온을 일정한 간격으로 장기간 측정하여 기존에 제시된 공식을 통해 시간에 따른 하상 변동고를 산정하는 방식이다. 이러한 온도 분포 센싱을 활용한 계측방법은 하천에서 발생하는 침식 및 퇴적의 시간적 변화를 모니터링 하는데 매우 경제적이며 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서, 온도 분포 센서를 활용하여 시간에 따른 하상형태 변화를 계측하고, 측정 결과는 하상형태에 따른 혼합대 흐름체류시간 및 이동성 분석을 할 수 있는 기초자료로 활용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 온도 센서를 활용하여 하상형태 예측 및 하상 변동고를 산정하기 위해 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 급경사수로에 온도 센서를 설치하여 하상 온도와 수온을 약 72시간 측정하였고 유량을 공급하기 전과 후에 Total Station으로 지형 측량을 수행하였다. 온도센서로부터 측정된 결과로 하상 변동고를 산정하였고 이를 Total Station으로 측량한 결과와 비교분석하였다. 또한, 하상 온도와 수온의 시간에 따른 변화 패턴을 확인하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.23 no.1
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• pp.15-29
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• 2020

Recently, the incidence of flooding in Korea has decreased by the measures by central and local governments, however the scale of damage is increasing due to the improvement of living standard. One of the causes of such flood damage is natural causes such as rainfall exceeding the planned frequency of flood control under climate change. In addition, there are artificial causes such as encroachment of river spaces and management problems in upstream basins without consideration of downstream damage potential by regional development flood. In this study, in order to reduce the inundation damage caused by flooding of river, the situation at the time of inundation damage was reproduced by the detailed topographic data and 2D numerical model. Therefore, the effect of preparing various disaster prevention measures for the lowland was simulated in advance so that quantitative evaluation could be achieved. The target area is Taehwa river basin, where flooding was caused by the flooding of river waters caused by typhoon Chaba in October 2016. As a result of rainfall-discharge and two-dimensional analysis, the simulation results agree with the observed in terms of flood depth, flood arrival time and flooded area. This study examined the applicability of hydraulic analysis on river using two-dimensional inundation model, by applying detailed topographic data and it is expected to contribute to establish of disaster prevention measures.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.37 no.6
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• pp.96-105
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• 2010

This study identified the dynamic process of sandbar and vegetation distribution of the sandbar on the Tan-cheon River. The study area is located in the lower reaches of the Tan-cheon River that has been managed as an Ecosystem Reserve Area since 2002. For the study, the geomorphological process was analyzed through mapping analysis using a satellite image followed by analysis of the vegetation distribution through an on-site survey. The major findings were as follows : First, In the fluvial geomorphic process, various kinds of sandbars were developed in 1990s, the morphologic characteristics changing continuously. Second, In the distribution of vegetation on the sandbar, the sandbar shore was covered with bare sand substrate or intermittent annual vegetation because of the periodic fluctuation of the water-level due to intensive disturbances. Third, In the relationship between the sandbar formation and vegetation, four types of sandbars were classified: channel-shore stable bar, channel-shore unstable bar, mid-channel stable bar and mid-channel unstable bar, according to the fluvial disturbance & vegetation process. The study verifies that the vegetation distribution is reciprocally related to the geomorphological process. Accordingly, it is meaningful in the selection of plant species and the planting area of the sand bar. However, it is limited to the planting guidelines on river restoration projects. More diverse on-site experimental studies should be conducted.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.2
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• pp.229-239
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• 2008

This study is to derive the fourth-order Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH), driven for only third-order basin, for the application of GIUH to various types of basin. The second, third, and fourth order GIUHs were compared for various topographical conditions. The results showed lower peak runoff and later peak time in GIUH with higher stream order. Initial state probability was estimated from a function of geomorphologic parameters such as area ratio and bifurcation ratio for the application of GIUH. However, initial state probabilities and early parts of the GIUHs have negative values for many basins due to the inherent errors in the parameters. Initial state probability was calculated by area ratio of direct drainage using ArcView GIS 3.2 model to solve the problem. GIUHs were estimated for three basins, Sanganmi, Byeongcheon, and Sangye, using the above suggested method, and the results showed that the method is free of the problem.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.444-448
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• 2008

본 연구는 댐이 하류하천에 미치는 영향권 산정을 위한 지표를 선정하고, 계층분석기법을 적용하여 선정된 평가지표의 중요도를 조사하였다. 댐의 영향권을 산정하기 위하여 수리 수문적, 지형적, 환경 생태적, 사회적 영향이라는 4개 지표와 댐계획홍수량 등 38개 평가항목을 선정하였다. 계층분석법을 적용 전문가 집단의 설문조사를 실시하여 4개 지표와 38개 항목의 중요도를 조사하였다. 평가지표는 수리 수문적 영향권이 1순위, 환경 생태적 영향권이 2순위, 지형적 영향권 및 사회적 영향권이 각각 3순위와 4순위 이었으며, 평가항목은 댐설계방류량이 1순위, 하천의 기본 및 계획홍수량이 2순위, 계획홍수량비가 3순위, 유역면적비가 4순위, 하류댐 배수위가 5순위로 조사되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.150-150
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• 2011

최근 수자원분야에서 원격탐사(RS) 및 지형정보시스템(GIS)의 비중이 높아짐에 따라 이를 이용하여 1,2 차원 수리분석 향상을 위한 활용이 증가하고 있다. 그러나 현재 사용하고 있는 일반적인 DEM은 하천부분에 대한 고도의 불일치로 인해 수리분석시 정밀한 분석을 하기에는 어려움이 따르므로 이에 대한 개선이 필요하다. 본 연구에서는 현재 사용하고 있는 USGS DEM과 낙동강 측량 자료를 이용하여 낙동강 유역 정밀 DEM 제작 방안을 제시하고자 한다. 측량자료를 이용하여 하천의 DEM을 생성한 후, 자체적으로 개발한 알고리즘을 이용하여 하천 DEM과 USGS DEM을 접합하여 낙동강 유역의 정밀 DEM을 제작한다. 이는 1,2차원 수리모델을 이용하여 분석할 때 결과를 더욱 향상시킬 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1341-1345
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• 2010

본 연구에서는 부산시 44개 지방하천을 대상으로 하여 홍수량 산정지점을 기준으로 175개의 소단위지구의 한계유출량을 산정하기 위하여 지형상관인자를 소단위지구별로 조사하였다. 한편, 한계유효강우는 한계홍수량에 해당하는 돌발홍수능(FFG, Flash Flood Guidance)을 산정하기 위한 전단계로 김홍태(2009) 등이 지형수문단위도 개발에서 제시한 KGCUH 공식을 이용하여 유역규모 $50km^2$을 기준으로 구분하여 적용하였다. 빈도별 지속시간별 한계유효강우를 산정하였으며, SCS유효우량 산정법을 이용하여 부산시 44개 지방하천 175개의 소단위지구별 및 빈도별(2, 10, 30, 50, 80, 100년) 돌발홍수능을 산정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.862-865
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• 2012

유사량은 하천의 단면을 단위시간 동안 통과하는 토사의 양을 의미하며, 하천 구조물의 설계 및 유지관리를 위한 기본자료로 활용된다. 유사량은 하천 유역의 지형적인 특성과 기상요소에 영향을 받으며, 이를 규명하기 위한 많은 연구들이 수행되어 왔다. GIS기반의 유사량 예측모델로서 국내에서는 개정범용토양유실공식과 유사운송비(Sediment Delivery Ratio)를 이용하여 유역단위 유사량을 예측하는 연구가 이루어져왔다. Gavrilovi$\acute{c}$ 모델은 유역의 총 연유사량을 예측하고 토양침식의 정도를 정량화할 수 있는 경험적 모형으로 지질 및 토양, 지형조건, 기후인자(연평균 강우량, 연평균 온도), 토지이용의 6가지 입력변수로 구성되어 있다. 본 연구는 Gavrilovi$\acute{c}$ 모델의 국내 적용성을 검토하기 위한 것으로서, 왕숙천 유역을 대상으로 Gavrilovi$\acute{c}$ 모델을 적용하여 유사량을 산정해본 결과, 실측값을 약 20% 내외로 비교적 근사하게 추정할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.432-432
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• 2023

한국건설기술연구원(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, KICT)의 안동하천연구센터(Andong River Experiment Center, REC)는 다양한 하천 관련 실규모 실험을 수행하기 위해 3개의 수로를 보유하고 있다. 본 연구의 주목적인 실증 실험 계측 결과를 기반으로 3D 게임엔진을 이용하여 물 흐름을 재현하기 위해 A1 수로를 대상구간으로 설정하였다. 실증 실험의 경우 2개의 수문 개도율 조건에서 ADV와 ADCP를 활용하여 계측된 유량 및 유속 결과들을 비교하였으며, 추가적으로 영상 데이터로 부터 표면유속(LS-PIV)을 산정하였다. 3D 게임 엔진은 렌더링 엔진, 물리 엔진, 오디오 엔진, UI 시스템, 게임플레이 프레임워크 등이 잘 융합된 소스코드들과 개발자들이 이용하기 쉬운 방식으로 변환된 툴(tool)로 제공하여 현실 세계를 가상 세계에 시각화하여 구현하는데 큰 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 흐름 재현이 가능한 수리/수문 모델링의 경우 특정한 목적으로만 이용가능하고 연산에 소용되는 시간 때문에 실시간 흐름재현이 어렵지만, 3D 게임엔진을 이용하는 경우 다양한 목적과 여러 분야와의 고려가 동시에 가능하며 연산의 단순화를 통해 실시간 흐름 재현이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 언리얼 엔진의 Niagara Fluids와 Fluid flux 툴들을 활용하여 하천실증실험 시설 일부 구간에 대해 물 흐름을 재현하였다. 먼저 하천실험실증시설을 드론과 RTK-GPS를 이용하여 촬영된 결과를 정합하여 3D 게임엔진 기반 흐름 재현을 위한 지형 기초 자료를 구축하였다. 지형 계측 결과를 기반으로 A1 수로 전체 구간을 대상구간으로 설정한 이후 수문 조절을 통해 흐름 조건을 제어할 수 있도록 제작하였으며, 실제 흐름에 대한 계측 결과를 기반으로 재현된 흐름을 대상으로 material 값의 조정(방향 X, Y값을 RGB값으로 변환한 뒤 벡터 길이 값으로 환산)을 통해 0~100 사이 값을 이용하여 유속을 표현하였다. 최근 가상공간 (i.e. 디지털트윈) 관련 시장 성장이 매우 빠르고 다양한 사업에서 해당 기술의 수요가 증가하고 있으며, 본 연구를 통해 물 흐름의 디지털 트윈화를 위한 수단으로서 3D 게임 엔진의 활용 가능성을 확인하였다. 다만 실제 하천의 적용과 하천관리를 위한 실용화를 위해서는 추가적인 연구와 분석이 이루어져야 할 것이다.