• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.2032-2037
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• 2010

충청남도 서해안은 생태환경의 보고로서 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역이다. 그러나 다른 지역에 비해 대규모 간척 및 매립으로 인한 해양생태계 피해에 현저히 노출되어 있으며, 서해안 지역은 최근 산업화 및 관광권화가 진행되며 무분별하게 설치된 호안구조물은 그 기능을 상실하여 상당수가 설치전보다 오히려 서해안의 독특한 환경성과 관광성을 악화시키고 있어 서해안 특성을 고려한 대책이 요구된다. 본 연구에서는 서해안의 특성을 고려한 환경친화적 연안 호안구조물 리모델링을 위해 서해안의 침식특성에 대하여 분석하고자 한다. 분석 방법은 충청남도 서해안의 4개 시 군 29개 지점을 대상으로 1년여에 걸쳐 수행된 현장조사 결과를 바탕으로 서해안의 침식 현황을 파악하고, 기 조사된 서해안 지역의 침식에 대한 자료를 바탕으로 침식원인을 유형화하였다. 조사 분석결과 서해안의 대표적인 침식유형은 직립 급경사 호안구조물의 반사파로 인한 해빈침식(자갈화), 사구 토사포락, 직립 급경사 호안구조물 저면 세굴에 의한 호안구조물 붕괴, 방파제 설치에 의한 침식 등 대표적인 4가지 유형으로 분류할 수 있으며, 침식 유형별 발생지점 수는 총 29개 지점 중 각각 19개 지점, 13개 지점, 5개 지점, 4개 지점에서 나타났다. 이는 호안구조물이 미설치된 곳은 사구 토사포락에 의한 침식 발생빈도가 높았고, 반면에 호안구조물이 설치된 곳에서는 호안구조물의 기능 상실로 인한 해빈침식의 발생빈도가 높은 것으로 나타났다. 또한 조사지점으로 선정하였던 29개 모든 지점에서 토사유실로 인한 자갈화가 진행되어 서해안의 갯벌, 사구, 해안습지 등이 유실되고 있는 것으로 나타났으며, 이는 최근 기후변화에 따른 해수면 상승과 서해안 특성을 고려하지 않은 정형화된 직립 급경사 호안구조물의 역효과로 피해가 발생된 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1931-1935
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• 2010

최근 기후변화에 의한 강우량 및 집중호우의 증가로 인하여 설계규모를 초과하는 홍수발생 가능성이 커지고, 이에 따라 제방월류 위험성이 증대되고 있다. 특히, 하천을 횡단하는 보 또는 낙차공이 있는 경우, 구조물 영향에 의해 국부적으로 유속이 증가하여 연결호안을 유실시킴으로서 제방붕괴에 의해 홍수피해가 가중될 수 있다. 과거 피해사례를 보면 횡단구조물과 제방과의 연결부가 세굴되어 파괴되는 사례가 많이 발생하고 있으며, 이는 하천횡단구조물 주위에 설치되는 연결호안에 대한 정량적인 설계기법이 정립되어야 할 필요성을 보여 준다. 경험적인 요소만으로 연결호안의 안정성을 판단함으로써, 과소설계에 의한 홍수피해가 발생하거나, 과대설계에 의한 비용손실을 초래하게 된다. 본 연구에서는 기존에 제시되어 있는 호안설계식을 연결부에서의 국부유속증가특성을 고려하여 적용한 결과를 비교하였다. 비교 결과, 연결부에서의 호안 크기가 증가될 필요가 있으며, 이에 대한 실험 실증적 연구가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.28-31
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• 2010

충청남도 서해안은 생태환경의 보고로서 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역이다. 그러나 다른 지역에 비해 대규모 간척 및 매립으로 인한 해양생태계 피해에 현저히 노출되어 있고, 최근 산업화 및 관광권화가 진행되고 있으며 해안선 침식 방지를 위한 연안정비사업으로 각종 연안 방호구조물이 건설되었다. 이 중 가장 많이 건설된 연안 호안구조물은 배후지역의 안정성 확보, 해안도로의 건설 등 다양한 목적으로 축조되었다. 그러나 성장위주의 경제정책으로 연안 호안구조물이 무분별하게 설치되어 파도와 호안 구조물의 접촉 시 호안구조물이 파랑을 견디지 못해 사면피복재가 산란되어 외관상 주변 환경을 해칠 뿐만아니라 2차 피해까지 야기 시킬 우려가 있다. 본 연구에서는 호안구조물의 리모델링을 통해 안정성을 증대시키기 위해 서해 연안지역의 4개 시 군 29개 지점을 대상으로 호안구조물 현황에 대해 조사하고 호안구조물의 리모델링을 통해 붕괴된 지역을 대상으로 파랑에 대해 안정한 사석재 소요질량을 호안구조물의 경사 별로 산정하여 비교하였다. 피복재 소요질량 산정을 위한 설계파고는 유의파고를 적용하였으며, 산정공식은 허드슨공식(Hudson, 1959)을 사용하였다. 추가적으로 사석 층의 두께와 단위면적당 수용해야할 사석재의 개수를 산정하여 호안구조물 설계 시 사석재의 배치를 용이하게 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 산정된 값들은 초기설계로서 파랑에 안정한 호안구조물의 설계 조건 중 일부분으로 호안구조물의 최종 설계 시 조파실험을 통하여 안정성을 검증 해야 할 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.335-343
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• 2019

본 연구에서는 수리모형실험을 통해 낮은 마운드 높이에 높은 상치구조물을 갖는 경사식 호안(LMHW 호안)의 월파량에 관해 검토하였다. 상치구조물의 형식은 직립식, Flare 식 및 Bullnose 식을 적용하였으며, 호안 전면사면의 소파공은 테트라포드(2층적)와 아크로포드(1층적)를 적용하였다. 수리모형실험 결과는 EurOtop에서 제시하는 경사식 및 직립식 호안의 월파량 산정식과 비교하였다. LMHW 호안에 대해 경사식 호안의 월파량 산정식을 적용할 때 전면 소파공에 따른 조도영향계수(γ_f)로 EurOtop Manual에서 제시하는 계수를 적용할 경우 월파량이 과소평가 되었으나, 상치구조물 대비 마루높이 영향계수(γ_AR)를 곱한 수정조도계수를 적용한 경우에는 실험결과와 비교적 일치하였다. Flare 및 Bullnose 상치의 효과를 검토하기 위해 EurOtop Manual에서 제시하는 직립구조물 상부에 설치된 반파공의 효과(Kortenhaus et al., 2003; Pearson et al., 2004a)와 매끄러운 사면에 설치된 반파공의 효과(Van Doorslaer et al., 2015)를 적용하였다. 검토 결과 매끄러운 사면에 설치된 반파공의 효과가 낮은 마운드 높이에 높은 상치구조물을 갖는 경사식 호안에 보다 타당한 결과를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.329-329
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• 2011

제방은 하천의 범람으로부터 제내지의 인명, 가옥, 재산, 각종 시설 등을 보호하고 유수의 원활한 소통을 유지하기 위해 하천을 따라 축조한 구조물로서 침식 피해를 방지하기 위해 호안을 설치하도록 규정하고 있다. 호안은 만곡부, 하천 급경사, 지형의 간섭효과 등에 의한 유수의 침입으로부터 제방 및 하안을 직접 보호하기 위해 제방 앞비탈에 설치되는 구조물을 의미한다. 따라서 호안의 안정은 곧 제체의 안정과 직결되는 요소라 할 수 있다. 호안의 안정성은 역학적인 측면에서 외력과 저항력의 크기에 따라 평가할 수 있다. 국내 실무에서 적용되고 있는 호안설계 방법은 하천설계기준 해설(2009)에 제시되어 있으며, 경험과 이론의 양면을 고려하여 설계를 수행하도록 하고 있다. 이로 인해 호안 안정성에 대한 역학적인 검토 방법의 한계 때문에 과대 또는 과소 설계의 우려가 있다. 따라서 호안설계시 유속 및 소류력의 크기에 따른 정량적 평가기법이 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 호안의 정량적인 설계기법 개발을 위하여 수리실험을 통해 유속증가로 인한 호안재료의 이탈현상을 재현하였다. 실험수로는 폭 2 m, 길이 25 m, 수로경사 1/300의 직선수로 형태이며 우안의 1:2 경사면에 다양한 크기의 사석과 블록을 차례로 설치하여 실험을 수행하였다. 수리실험은 다른 하상변동 요인이 제한된 고정상으로 수행되었으며 정상류 흐름조건에서 유량을 변화시키며 유속변화 등 흐름현상에 의한 호안재료 이탈을 관찰하였다. 실험결과를 바탕으로 호안설계시 1차원 접근유속을 대표유속으로 적용하는 방법의 특성을 파악하고, 호안재료의 이탈유속과 흐름특성간의 상관관계를 분석하였다. 또한, 호안설계시 입력자료로 사용될 수 있는 단면평균유속과 2차원적 국부유속과의 상관관계를 파악하여 호안의 정량적 설계기법에 활용될 제원결정 경험식을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1108-1114
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• 2007

최근 우리나라의 많은 하천에서 자연 친화적 하천정비가 이루어지고 있으며, 이를 위한 하천정비기법들 역시 다양하게 소개되고 있다. 다양한 기법들은 대상하천이 가지고 있는 특성을 충분히 고려하여 자연 친화적 하천정비를 추진하자는 데 그 근거를 두고 있다. 이에 따라 하천을 구성하고 있는 지형학적 요소와 그 구조 안에서 흐름이 갖는 수리학적 특성, 그리고 하천에서 서식하는 생태학적 조건과 현상들에 대한 분석을 통한 연구가 친자연적인 하천을 조성하기 위한 토대로서 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 제방 또는 하안을 유수에 의한 파괴와 침식으로부터 보호하는 역할을 하는 호안에 대한 평가기법을 수리학적, 생태학적 관점에서 연구하였다. 호안은 제방 및 하안의 수리적 안정성을 담보하기 위해 시공되는 하천구조물이며, 그로 인해 자연 생태계와의 조화로부터 이탈될 수 있는 가능성이 높은 구조물이다. 그러므로 자연 친화적 하천정비를 위한 호안의 평가는 반드시 생태적 요소들을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구는 자연 친화적 하천정비를 위한 호안의 평가지표 및 기법의 개발에 대한 선행연구로서 현장조사지점 선정과 선정된 조사지점의 세부조사항목들을 활용한 평가방법을 모색하였다. 이는 향후 하천의 호안설계 및 시공을 위한 가이드라인 제시를 위한 초석으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.606-606
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• 2012

최근 지구 환경변화에 따른 기후변화의 영향으로 이상홍수 발생의 위험성이 증가하고, 상습적으로 홍수피해가 반복되고 있다. 홍수피해의 원인 중 하나인 하천제방의 붕괴는 월류, 침식, 제체불안정, 구조물에 의한 파괴 등으로 구분되고 이 중 월류 및 침식은 제방 파괴의 주된 원인으로 최근 통계자료에 보고되고 있다. 제방붕괴의 주된 원인 중 하나인 침식파괴로부터 제방을 보호하기 위해 제내지 사면에 호안공을 설치하며, 하천설계기준 해설(2009)에서는 제방 또는 하안을 유수에 의한 파괴와 침식으로부터 직접 보호하기 위해 제방 앞비탈에 설치하는 구조물로 정의하고 있다. 특히 사행하천의 만곡부에서는 제방파괴의 위험성이 높을 뿐만 아니라 국부적으로 집중되는 유속분포는 제방의 안정성을 위협한다. 또한 원심력, 2차류(secondary flow) 등에 의한 수위상승 등에 의해 제방이 파괴되고 월류되어 홍수피해가 발생할 가능성이 큰 취약지점이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 만곡부 흐름 특성을 분석하고 수리실험을 통해 측정된 유속 및 수위분포 결과와 비교하여 분석하였다. 또한 수리실험에서 도출된 호안 붕괴 시의 흐름을 구현하여 호안 붕괴 시 국부유속 및 전단응력을 계산하고 만곡부 호안의 안정성을 위한 설계인자를 분석하였다. 연구결과로 제시된 만곡부 안정성을 위한 설계인자는 국외 호안공 설계식과 비교하여 국부유속 및 전단응력의 설계인자의 적합성을 검토하고 국내 만곡부 호안의 안정성 설계기법개발에 도움이 될 수 있는 설계인자를 제시하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2016

수리실험을 통해 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 원호 호안 및 경사 호안 모형에 대한 월파량을 계측하고 반파 구조물에 의한 월파량 저감 예측식과 비교하였다. 월파량이 비교적 많은 경우($q/{\sqrt{gH^3_s}}>10^{-3}$)에는 예측식과 실험 결과가 대체로 잘 일치하였으나, 월파량이 이보다 적은 경우에는 예측식과 실험의 편차가 크게 나타났다. 이러한 점을 고려하여 반파 구조물에 의한 월파 저감 효과를 보다 잘 예측할 수 있는 산정식을 개발할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.428-428
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• 2016

하천에서의 취수나 수위 또는 하상의 유지를 위해 설치되는 하천횡단구조물 주변에는 3차원의 복잡한 흐름이 발생하여 국부적으로 유속이 증가하므로 연결부의 호안의 설계는 일반호안과는 다른 기준으로 설계해야 한다. 또한 연결호안의 유실은 하천횡단구조물 본체의 안전성에도 영향을 준다는데 더 중요성이 크다. 그러나 현재 연결호안에 대한 설계기준이 명확하지 않아 연결호안의 적용길이와 호안의 규모를 정확히 결정하기 어렵다. 본 연구에서는 연결호안의 설치구간을 결정하기 위해 사용되는 흐름 안정화 길이(Stability length)를 3차원 수치모의를 통해 결정하는 방법에 대해 제안하였다. 호안 주변 유속의 변화를 분석하여 하천횡단구조물로 부터의 흐름안정화 길이를 산정하였으며 기 수행된 실험의 결과와 비교를 통해 검증하였다. 본 연구의 결과를 통해 하천횡단 구조물에 의한 연결호안의 영향범위를 보다 정확하게 결정하여 과대 또는 과소 설계될 우려를 감소시킬 수 있다고 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권9호
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• pp.212-219
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• 2007

본 연구에서는 자연 친화형의 해안을 보호하고 침식을 방지할 수 있는 해수유통 호안블록을 개발하였다. 개발한 호안블록 구조물은 반사율과 안정성 및 월파량에 대한 기존 구조물과 수리모형 비교실험을 통해 안정성과 우수성을 입증하였다. 또한 이를 현장에 시공하여 구조물서의 현장 적용성과 기능을 검토하기 위해 침식해안의 일부 구간에 본 구조물을 설치하고 해안 표사의 변화를 조사관찰한 결과, 많은 양의 모래가 퇴적되는 것을 확인함으로써 해안침식 방지용 호안 구조물로서의 기능과 적용성을 확보하였다.