• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.348-354
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• 2011

다양한 환경에서 작업을 수행하고 있는 아동 로봇이 작업을 수행하며 목표지점으로 정확하게 이동하가 위해서는 정밀한 위치 측정 시스템이 필요하다. 본 논문에서 특정 위치에서 이동로봇의 정밀한 위치 측정을 위한 새로운 고정밀 도킹센서를 제안하였다. 제안된 도킹 센서는 Linear CCD와 2개의 초음파 센서로 구성되어 있다. 도킹 센서는 단순한 마크가 있는 평면과 센서 사이의 횡방향 위치 (x)와 종방향 위치 (y), 각도(${\theta}$)를 측정한다. 2개의 초음파 센서는 각센서의 거리정보를 이용하여 종방향 위치와 각도를 측정하고, Linear CCD는 횡방향 위치틀 측정한다. 전방향 이동로봇에 적용하여 제안된 센서의 성능을 확인하였다. 실험 결과로부터 종횡 lmm 이내, 각도 $0.2^{\circ}$ 이내의 반복정밀도를 갖는 고정밀의 도킹 센서 성능을 확인할 수 있었다. 제안된 도킹 센서는 이동로봇의 정밀한 도킹에 활용될 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.685-686
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• 2012

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.193-193
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• 2015

오염원과 취수원이 인접한 위치에 존재하는 국내 하천 같은 경우 취수 시설의 안전한 관리를 위하여 오염물의 2차원 혼합 거동에 대한 연구가 필요하다. 하천에서의 오염물 혼합 거동을 분석하기 위하여 일반적으로 농도와 분산 정보 수집을 위한 추적자 실험을 수행해왔다. 기존에 수행된 추적자 실험들은 형광염료, 방사선 물질, 고형 물질 등과 같은 추적자를 인위적으로 주입하여 사용하였다. 그러나 수온, 전기전도도(electrical conductivity), 이온화 물질 등과 같은 자연 추적자(natural tracers)를 이용하는 추적자 실험은 인공추적자 물질을 대체할 수 있는 방안으로서, 기존 추적자 실험과 비교하여 경제적, 환경적인 효과와 하폭이 넓은 중규모 이상의 하천에서도 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 진천천과 금호강이 합류하는 낙동강 중류 구간에서 횡혼합 연구를 위하여 전기 전도도 추적 실험을 수행하였다. 강정고령보 직하류에서 낙동강 좌안쪽에서 합류하는 금호강과 진천천의 경우 인근 공업단지와 하폐수처리장으로부터 많은 비점오염원과 점오염원이 유입된다. 두곳의 지류에서 모두 높게 측정되었던 전기전도도를 자연 추적자로 선택하였다. 지류의 경우 전기전도도를 측정할 수 있는 센서를 측정 지점에 설치하여 측정하였으며, 본류인 낙동강의 경우 정해진 측선을 따라 센서가 고정된 보트를 이동하며 데이터를 취득하였다. 지류인 금호강과 진천천의 경우, 합류 전 전기전도도의 농도의 횡분포는 균일한 분포를 나타냈으며 농도의 평균값은 합류 전 낙동강 본류의 기저농도 보다 더 높은 값을 나타내었다. 지류 합류 이후의 낙동강 본류에서는 지류로부터 유입된 오염물질로 인하여 횡방향으로 불균등한 전기전도도 농도 분포를 나타내었으며 오염물질이 점점 하류 쪽으로 이동하면서, 횡방향 농도경사의 크기가 줄어들었다. 유관모멘트법을 농도곡선에 적용하여 횡방향 분산계수를 산정하였다. 산정된 횡분산계수의 값은 Rutherford (1994)가 제안한 분산계수의 범위에 포함되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.267-267
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• 2022

댐 운영에 있어서 필요한 수문자료는 강수량, 수위, 유량, 저수량 자료 등이 있다. 이중 저수량은 주로 댐수위-저수용량 곡선식을 이용하여 계산한다. 댐수위-저수용량 곡선식은 댐 부근에서 계측 되는 한 개의 수위자료를 이용하여 저수용량을 산정하며, 이는 큰 저수지 면적과 저수지 수면이 일정하지 않다는 것을 고려할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 음향 도플러 유속계 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 이용하여 보성강댐 저수지 수면경사를 실측하고, 동시에 실시간 이동측위시스템인 RTK-GPS(Real Time Kinematic)를 이용하여 이를 검증하였다. ADCP는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 수중에 발사된 음파의 도플러 효과를 이용하여 유속, 유량 및 측량이 가능한 장비이며, RTK-GPS의 경우 정밀한 위치정보를 가지고 있는 기준국의 위상에 대한 보정치를 실시간으로 이용하여 오차가 ±0.03m 이하인 것으로 알려졌다. 보성강댐의 하류에서 ADCP와 RTK-GPS를 장착한 보트를 저수지 종방향으로 처음부터 끝까지 이동하여 약 7.5km 종단측량을 실시하였고 저수지 지형적 특성을 고려하여 약 700m마다 횡단측량을 실시하여 종방향뿐만 아니라 횡방향 수면차도 조사하였다. 그 결과 보성강댐의 상류로 갈수록 수면경사가 전체적으로 상승하는 경향을 보였지만 일부구간에서 수위가 하강하는 경우도 발생하였다. 이는 미약하지만 저수지 내에 흐름이 발생하고 이 흐름에 따른 통제가 변화되는 것과 중간에 유입되는 지류의 영향 등으로 구간별로 수면경사 차이가 발생하는 것으로 추정된다. 횡방향 수면차는 지류가 유입되는 일부구간에서 다소 차이를 보였지만 큰 영향을 없는 것으로 판단된다. 보성강댐 저수지 수면을 종방향 및 횡방향으로 실측한 결과 구간별로 차이를 보였으며 최대 EL. 126.60m, 최소 EL. 126.33m 나타났다. 댐 상류 부근의 수면높이 EL. 126.50m와 비교하면 +0.10m, -0.17m 차이를 보였으며 이는 저수량 산정에 큰 오차를 발생시킨다. 효과적인 댐 운영을 위해서는 유입량 및 유출량을 정확하게 산정하는 것도 필요하지만 저수량을 정확하게 파악하는 것 역시 필요하다. 저수량을 정확하게 산정하려면 수킬로미터가 넘는 저수지 크기를 고려하여 수면경사를 실시간으로 계측하는 등의 노력이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.487-487
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• 2022

하천의 측방 이동은 충적 하도가 횡방향으로 이동하는 것으로 홍수에 의한 강턱 및 고수부지 침식 및 만곡사주 퇴적을 동반하는 지형형성작용이나 국내에서는 관련 연구가 적은 실정이다. 본 연구에서는 수 년간 인간의 교란이 없는 상태로 유지된 하천 구간인 내성천 고평 지점을 대상으로 항공사진, 드론 영상 및 DEM 자료를 이용하여 2015-2021년 사이에 발생한 하천의 측방 이동에 대한 계량적 분석을 실시하였다. 고평 지점의 내성천 하도는 시간에 따라 저수로 하폭이 증가하면서 공격사면이 횡방향 및 하류 방향으로 이동하였으며, 이 과정에서 사행도는 1.07에서 1.12로 소폭 증가하였다. 10개 단면에서 측방 이동은 2018년 5월과 11월 사이, 2020년 5월과 9월 사이에 발생하였으며, 공격사면 쪽으로 최대 60 m 이상 이동하였다. 동일한 두 시기에 측방 이동에 따른 홍수터의 침식 면적은 각각 5,572 m², 6,571 m²였으며, 2015-2021년 전체로는 16,000 m²에 달하였다. 이는 대상 구간의 2015년 기준 전체 저수로 면적의 약 20%에 해당한다. 단면에서의 변화는 측방 이동과 함께 저수시 하상의 저하가 함께 관찰되어 6년간 0.5-1.0m 저하되었다. 대상 구역 내에서의 침식량은 30,636 m³이며, 퇴적량은 14,904 m³으로 순침식량은 15,831 m³으로 나타났으며, 이는 2015년 기준 저수로 면적이 평균 51.7 cm 하강한 정도에 해당한다. 본 연구의 결과는 국내 충적 하천에서 홍수에 의해 하도의 측방 이동이 활발하게 발생하였음을 보여주며, 하천 관리 및 유사 분석에 있어서 측방 이동에 대한 고려가 필요함을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1737-1741
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• 2007

강우분포형과 유역형상의 변화에 따라서 이동강우가 유출에 미치는 영향을 운동파이론을 적용하여 분석하였으며, 이동강우 분포형은 균등분포형, 전진형, 지연형, 중앙집중형을 사용하였으며, 유역형상은 신장형, 정4각형 및 장방형유역에 대하여 분석하였다. 이와 같은 형상의 유역에 대하여 다양한 이동속도를 가진 강우가 유역내 하천의 상류방향, 하류방향, 횡방향을 이동할때 유출수문곡선을 모의하여 그 특성을 비교분석하였다. 또한 총유출량을 동일하게 하기 이하여 강우강도를 변화한 경우와 강우길이를 변화한 경우의 수문곡선을 비교하였다. 강우강도를 변화시킨 경우, 모든 강우분포형에서 그리고 모든 유역형상에서 첨두유량은 강우이동속도에 따라 점차 커지고 첨두시간이 일찍 발생하여, 기저시간은 짧아 진다. 첨두시간은 상류방향과 하류방향에서는 신장형유역의 경우가 가장 길고 장방형유역이 가장 짧으며, 횡방향에서는 반대현상으로 장방형이 가장 길고 신장형이 가장 짧다. 강우길이를 변화시킨 경우, 상류방향과 하류방향에서는 신장형의 수문곡선의 변화가 가장 크고 장방향의 변화가 가장 작으나, 횡방향의 경우는 반대현상이 생기며, 모든 경우 정사각형의 이동속도에 따르는 수문곡선의 변화는 그 중간임을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.883-888
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• 2007

일반적인 하천의 흐름방향으로 발생하는 주흐름(primary flow)에 중첩하여 주흐름 방향의 수직단면에 이차류(secondary flow)가 발생하게 되며 이러한 이차류의 발달은 투입된 오염물질의 횡혼합을 증대시킨다. 오염물질의 혼합은 이송(advection)과 확산(diffusion) 또는 분산(dispersion)의 과정으로 설명되며 본 연구에서는 수로전체의 혼합과정을 설명하기 위해서 이송 확산 방정식을 적용하였다. 본 연구에서는 실험수조를 $150^{\circ}$의 중심각을 갖는 S자 형태의 만곡수로를 제작하여 유량조건은 15, 30, $60\;{\ell}l/sec$의 세 가지 경우로, 수심은 15, 20, 30, 40 cm의 경우로 총 12 케이스의 실험을 수행하였다. 유속장의 측정은 Sontek사의 3차원 micro-ADV(Acoustic Doppler Velocimeter)를 이용하였다. 오염물질 확산실험은 소금물 용액에 주변수와의 밀도차를 없애기 위해서 메탄올 용액을 첨가하여 추적자로 이용하여 농도장의 분석을 일본 KENEK사의 전기전도도계(conductivity meter)와 Gartner사의 DAS(data acquisition system)를 이용하여 횡방향 유속장의 분포와 오염운의 거동을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다. 주 흐름은 직선구간에서는 중앙에서 최대 유속을 나타내며, 좌우대칭적인 유속분포의 모습을 보이고, 만곡부에서는 수로안쪽을 따라 최대유속이 발생하였다. 수로의 직선구간에서는 최대유속이 발생하는 즉, 중앙에서의 오염물질의 분산이 가장 활발하게 이뤄졌으며 농도의 퍼짐형상인 오염운 역시 만곡부에서는 수로만곡부의 안쪽을 따라 확산 이동함을 알 수 있었다. 만곡부 외측에서는 오염물질의 정체현상이 일시적으로 발생하며, 유속구조의 횡방향 비대칭구조로 인한 종 횡방향의 분리현상이 발생하고, 오염운의 중첩현상이 종방향으로 연속되게 나타난다. 향후 수심방향 거동을 포함한 3차원적 분석이 요구되며 이 연구결과는 2차원적 수치해석의 적용 및 분석 자료로써 이용이 가능하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.123-123
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• 2016

만곡부, 합류부 등의 복잡한 지형을 갖는 자연하천에서의 오염물의 혼합 거동에 대한 이해는 수자원의 관리에 있어서 매우 중요하다. 특히 하폐수처리장과 같은 처리시설의 방류수와 같이 연속적으로 유입되는 오염물의 경우 하천 생태계에 지속적인 영향을 끼치며, 이러한 방류수는 대부분 지류를 통해 본류로 유입되게 된다. 이러한 오염물질이 지류로부터 본류로 합류되는 초기구간(near-field)의 경우, 횡방향 및 연직방향의 혼합 거동에 대한 상세한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 금호강과 진천천이 좌안으로부터 합류되는 낙동강 중류 구간에서의 초기 혼합 구간의 연구를 위하여 전기전도도(electrical conductivity: EC)를 이용한 농도 추적 실험을 수행하였다. 수온, 전기전도도, 이온화 물질 등과 같은 자연 추적자(natural tracers)를 이용하는 농도 추적 실험은 인공추적자 물질을 이용한 실험을 대체할 수 있는 방안으로서, 기존 추적자 실험과 비교하여 경제적, 환경적인 효과와 하폭이 넓은 중규모 이상의 하천에서도 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 실험 구간에서 합류되는 2개의 지류 모두 인근 하폐수처리장으로부터 방류수가 연속적으로 유입된다. 본류에서 정해진 측선을 따라 센서가 설치된 보트를 이용하여 실시간으로 농도, 수리량 데이터를 GPS 위치 데이터와 함께 취득하였다. 실험 수행 결과, 지류인 금호강과 진천천의 EC 농도가 합류 전 낙동강 본류의 EC 기저농도보다 더 높은 값을 나타내었다. 이후 지류가 합류된 직후의 측선에서 측정한 EC 농도분포를 분석한 결과, 연직방향의 편차가 크게 나타나는 것으로 나타났으며 특히 유량이 낮을수록 연직 방향 편차가 커지는 경향을 보였다. 전반적으로 수심이 깊은 구간의 저층부로 갈수록 전기전도도의 값이 증가하는 경향을 나타났으며 흐름방향으로 진행됨에 따라 연직 편차가 줄어드는 경향을 보였다. 횡방향 혼합의 경우 지류의 유입으로 인하여 본류 좌안 쪽에서 전기전도도의 값의 상승을 확인할 수 있었으며 하류로 이동할수록 불균등했던 전기전도도의 분포가 횡방향 혼합을 통하여 균등한 분포로 전환되는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.244-252
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• 2014

후정해수욕장의 모래 이동을 분석하기 위해 경험고유함수(Empirical Orthogonal Function; EOF) 분석법을 적용하였다. EOF 분석을 위해 2009년 6월부터 2010년 5월까지 13개 기선에 대해서 총 5회 실시된 후정해수욕장의 단면 관측값이 사용되었다. 13개 단면 분석결과 사이의 시간적, 물리적 일관성을 확보하기 위해 13개 기선 모두를 하나로 통합하고 이를 사용해 EOF 분석을 수행하였다. 분석결과 첫 번째 고유함수는 평균해빈 지형을 나타내었으며 두 번째와 세 번째 고유함수의 경우 해빈의 자연변동성과 파랑에 의해 발생된 횡방향 모래이동을 각각 나타내었다. 네 번째와 다섯 번째 고유함수의 경우 특별한 연관성을 발견할 수 없었다. 결론적으로 후정해수욕장의 모래 이동에 영향을 미치는 요인은 크기 순으로 자연변동성과 파랑에 의한 횡방향 모래이동으로 분석 되었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.125-130
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• 2008