• 한국지리정보학회지
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• 제12권3호
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• pp.128-142
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• 2009

현재까지 개발되고 있는 대부분의 유한체적모형은 가상하도 및 실험하도와 같은 단순하도에 적용하여 흐름율과 생성항의 균형문제를 해결하기 위한 여러 가지 노력들이 있어 왔다. 하지만, 실제 자연하천에서의 적용에서는 단순하도에서의 적용에서 나타나지 않았던 여러 가지 문제점들이 발생하며, 이러한 문제점들을 수치적으로 해결하여야 비로소 자연하천에서의 적용이 가능하다. 본 연구에서는 자연하천에 적용가능한 2차원 유한체적모형을 개발하여 2차원 부분적 댐 붕괴에 적용하여 개발모형의 정확성을 검증하고, 한강의 측량단면을 GIS를 이용하여 2차원 격자에 정확하게 반영할 수 있는 간단하고 효율적인 2차원 격자생성기법을 제안하였다. 그리고 제안된 기법으로 생성된 2차원 격자로 한강에 대한 흐름모의를 수행하고 계산수위와 실측수위를 비교하여 자연하천에 대한 개발모형의 정확성 및 적용성을 입증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.431-431
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• 2011

Rio Narcea 는 스페인 북부에 위치한 Astuias 지역을 흐르는 Nalon River 의 한 지류로서 총연장 102km 유역 면적 1,135 m이며. 사행천으로 홍수 시 범람하기 쉬운 곡류천의 특성상 잦은 홍수피해를 받고 있는 지역이다. 특히 2010년 6월에는 일주일 사이에 홍수 피해가 두 번씩이나 발생함에 따라 수많은 인명피해가 발생하였고 사회 SOC 시설이 큰 타격을 입는 등 상당한 피해를 야기하였다. 이에 1D 및 2D 수리 모델링 프로그램을 이용하여 사행천에 수리특성을 분석하고, 그에 따른 홍수범람도를 작성하여 1D와 2D 모델링을 비교분석하였고 이를 이용하여 홍수 피해 방지 대책을 마련하는데 도움이 되고자 한다. 1D 모델링은 HEC-GeoRAS 및 HEC-RAS를 이용하였으며, 2D 모델링에는 IBER를 이용하였다. Arc-GIS 툴을 이용한 HEC-GeoRAS 기능을 사용하여 강의 단면을 구성하고 HEC-RAS를 이용하여 1차원 모델링을 수행하였으며, 2D 모델링에는 스페인의 CIMNE에서 개발한 2차원 수리해석 프로그램인 IBER를 사용하였는데, 이 프로그램은 부정류 해석과 난류 해석, 유사이동 및 Dam-break 등의 해석이 가능하다. 1D 및 2D 모델링의 결과 값으로 얻어진 수심 및 유속을 토대로 1D는 Arc-GIS를 이용, 2D는 IBER 프로그램 내에 기능을 이용하여 바르셀로나에서 주로 사용되는 Catalan Water Agency 기준에 의한 홍수범람도를 작성하였다. 각각의 1D 와 2D 모델링으로 작성한 홍수범람도를 비교분석해 본 결과 거의 유사하게 표현됨을 알 수 있었으며, 두 모델링 기법 모두 홈수범람도를 표현함에 있어서 유용하게 사용될 수 있을 것이라 생각된다. 대상지역의 관련 자료의 유무에 따라 구분하여 1D 혹은 2D 모델링 기법을 선택 사용할 수 있으며. 유역의 홍수발생시 인명과 재산 피해에 대비한 홍수범람 지도 및 홍수재해지도 제작에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.229-239
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• 2019

산사태의 시간에 따른 전파를 모의하기 위해서 천수방정식을 사용하여 산사태 수치모형을 개발하였다. 하천 및 해양에서의 산사태에 모두 해석이 가능하도록 (b, s) 좌표로 표현된 천수방정식을 개발하였다. 산사태에서 발생하는 수치적인 불연속성을 극복하기 위해서 HLL approximate Riemann solver와 total variation diminishing (TVD) limiter를 사용한 유한체적법을 사용하였다. 댐파괴 흐름와 토석류의 각 경우에 수치해석을 수행한 결과를 해석해와 실험자료와 비교를 하였다. 그 결과 서로 유사함을 확인되었다. 본 모형을 사용하여 해상 산사태와 해저 산사태를 성공적으로 모의하였다. 해저 산사태에 비해 해상 산사태의 전파속도가 더 빠르고, 바닥경사가 급할수록 또는 거칠기가 작을수록 산사태 전파속도가 더 빨라짐을 확인하였다.

• 한국해양학회지
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• 제27권4호
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• pp.277-289
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• 1992

서해 경기만은 대조차 환경으로 해안선을 따라 넓조간대 퇴적층이 발달하여 있다. 이 환경에 분포하는 표층퇴적물의 특성과 그 공간적 분포를 연구하기 위하여 총 400개 가량의 퇴적물 시료가 채취, 분석 및 연구되었다. 경기만의 표층퇴적물 분포는 전반적 인 해안선방향 세립화의 특징을 나타내며, 이러한 분포경향은 조간대 상에서 다시 나 타나 결과적으로 조간대와 조하대를 주부하는 간조선 부근에서 입도분포의 불연속성이 나타난다. 조간대 퇴적물과 조하대 퇴적물은 평균입도와 왜도 등 조직특성이 차이를 보이며, 이는 두 환경 사이에 나타나는 유속 및 지형의 차이에 기인한 현상으로 해석 되었다. 퇴적물의 광물 및 화학성분은 퇴적환경에 따른 차이보다 일차적으로 입소에 의해 조절되는 경향을 나타내었다. 점토광물 조성에서는 스멕타이트가 거의 나타나지 않는 특징을 보였으며, 코발트와 구리 및 니켈 등 일부 금속원소의 경우에서는 반월지 역 조간대 퇴적층에서 특히 농도가 높아 인근 공업 단지로부터 유입된 오염물질의 축 적이 진행됨을 시사하였다. 한편 조간대 환경은 인위적인 해안지형의 변화에 비교적 민감하게 대응하여 퇴적상이 빠르게 변화하며 앞으로 방조제의 축조나 조간대 간첩사 업등을 계획함에 있어 이러한 영향의 고려가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권10호
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• pp.819-830
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• 2011

T. Buffard and S. Clain은 자료의 선형 재구축에서 계산 격자의 각 변에서 보존변수의 경사가 설정되는 다중 경사 MUSCL을 제안하였다. 이 연구에서는 천수방정식에 대한 수치모형의 개발을 위해 비구조 격자에서 공간에 대한 2차 정확도를 얻을 수 있는 다중 경사 MUSCL을 적용하였으며, 흐름률의 계산을 위해 근사 Riemann 해법 중에서 HLLL 기법을 이용하였다. 모형의 적용성 검토를 위해 유럽의 IMPACT 사업의 일환으로 실시된 '고립된 건물 시험'과 '모형 도시 홍수 실험'과 비교하였다. 건물의 전면에서 저항에 의한 갑작스런 수심 상승과 건물 사이 특정 위치에서 수심의 예측에는 한계가 있었으나, 이것은 같은 실험에 대한 여러 모형들의 적용 결과에서도 나타나는 문제인 것으로 확인되었다. 보다 세분된 계산 격자에서 '모형 도시 홍수 실험'에 대한 모의 결과가 측정값에 잘 부합되는 것으로 나타났다. 개발된 모형으로 댐 붕괴나 돌발 홍수에 의한 도시 침수와 같은 복잡한 현상을 잘 모의할 수 있음이 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권10호
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• pp.833-840
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• 2007

본 연구에서는 장애물이 없는 평탄지형의 제내지에서 제방붕괴에 의한 범람홍수파 선단의 전파 특성을 규명하기 위하여 제내지와 하도로 이루어진 실험수조에서 실험을 수행하여 전파 거리를 산정하였다. 실험에 의해 측정된 전파 거리를 시간에 대한 상관식으로 나타내기 위하여 댐붕괴에 의한 수로에서의 홍수파의 1차원 흐름 해석해인 Hitler의 해를 검토하고, 제내지 범람홍수파의 특성을 표현할 수 있도록 확장하여 실험식의 일반형을 제시하였다. 범람홍수파의 전파속도는 댐붕괴에 의한 흐름과 마찬가지로 초기수위가 지배적인 영향을 준다는 사실을 실험을 통해 밝혔으며, 실험결과를 무차원 시간 T와 무차원 전파거리 L로 나타내어 실험식을 도출하였다. 무차원 전파거리 L을 산정하기 위한 상수로서 k와 m이 도입되었는데, Hitter의 해에서는 k가 2이고, m이 0인 반면에 본 실험에서는 k와 m이 무차원 시간 T의 구간에 따라 달라지는 상수임을 알 수 있었다. 이는 전파속도가 제내지에서의 범람홍수심에 영향을 받기 때문이며, 전파거리와 최대수심의 포락선의 기울기가 변하는 L값이 일치한다는 사실로 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1327-1331
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• 2007

최근 전 세계적으로 기후 이상으로 인한 여러 가지 문제점들이 대두되고 있다. 특히 지구 온난화의 결과로 발생되는 하계 집중호우와 대형 태풍의 빈발은 막대한 인명과 재산의 손실이라는 결과를 초래하고 있다. 국내에서도 이러한 기후 변동의 여파로 2002년 태풍 루사, 2004년 태풍 매미, 2006년 강원도 지역의 집중호우 등이 발생하였으며, 이를 통해 제방붕괴 및 댐 저수지 붕괴라는 결과를 초래하였다. 국내에서 그 동안 발생한 피해를 들면 일산제 붕괴(1990년), 임진강유역 홍수(1996년), 연천댐붕괴(1996년), 장현 동막저수지 붕괴(2002년), 강원지역의 집중호우로 인한 범람 피해(2006년) 등을 들 수가 있다. 이러한 피해들은 그 규모가 기하급수적으로 증가하고 있으며, 피해 뿐 아니라 복구로 인한 경제적 손실 또한 막대하다. 그러므로 이러한 분야의 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 위에서 언급한 바 있는 댐 붕괴나 하천의 범람에 관한 그 간의 연구는 수문학적인 방법을 통해 수행되어 왔다. 그러나 이러한 수문학적 방법은 하천에서의 흐름 특히 홍수시 발생할 수 있는 하천 부정류 흐름의 특성을 규명하기에는 미흡한 점이 있으며, 또한 광범위한 수리 수문학적 홍수추적 기법들을 특정한 문제에 대해 적용하는 기준은 명백하게 제시되어 있지 않다. 그러나 특정 사고과정과 일반적인 지침들은 홍수추적 기법의 선정에 대한 폭을 좁힐 수 있게 하여 최종적으로 적절한 기법의 선정을 가능케 하여 준다. 본 연구에서는 수리학적 홍수추적 기법들을 적용하여 하천에서의 흐름 양상을 규명하였으며, 각 추적기법들의 적용성을 파악하고 실제 적용시 수반되는 문제점들을 제시하였다. 또한 각 기법들의 문제점과 효용성을 검토하여 최적의 적용방안의 제시하였다.결과를 가시화하기 위해서 챠트 기능을 추가하였으며 매개변수를 자동으로 산정할 수 있도록 시스템을 구축하였다. HyGIS-RAS는 국내 하천유역에 대해서 기구축 되어있는 하천관리지리정보시스템(RIMGIS)자료를 직접 활용하도록 구성되어있고 자료를 활용하여 제내지와 제외지를 통합하여 TIN분석을 실시하여 범람 홍수해석에 활용할 수 있도록 하였다. 하천수리해석의 기능을 보강하기 위해 역산조도계수 산정모형, 상류-사류 천이류 구간에 대한 부등류 해석모형, 범람 홍수류에 대한 홍수위 산정모형, 하천수리계산시의 불확실도 해석모형 등의 새로운 기능을 추가하여 제시하였다. 모든 입출력자료는 프로젝트 단위별로 운영되어 data의 관리가 손쉽도록 하였으며 결과를 DB에 저장하여 다른 모형에서도 적용할 수 있도록 하였다. 그리고 HyGIS-HMS 및 HyGIS-RAS 모형에서 강우-유출-하도 수리해석-범람해석 등이 일괄되게 하나의 시스템 내에서 구현될 수 있도록 하였다. 따라서 HyGIS와 통합된 수리, 수문모형은 국내 하천 및 유역에 적합한 시스템으로서 향후 HydroInformatics 구현을 염두에 둔 특화된 국내 수자원 분야 소프트웨어의 개발에 기본 토대를 제공할 것으로 판단된다.았다. 또한 저자들의 임상병리학적 연구결과가 다른 문헌에서 보고된 소아 신증후군의 연구결과와 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다. 자극에 차이가 있지 않나 추측되며 이에 관한 추후 연구가 요망된다. 총대장통과시간의 단축은 결장 분절 모두에서 줄어들어 나타났으나 좌측결장 통과시간의 감소 및 이로 인한 이 부위의 통과시간 비율의 저하가 가장 주요하였다. 이러한 결과는 차가운 생수 섭취가 주로 결장 근위부를 자극하는 효과를 발휘하는 것이 아닌가 해석된다. 이와 같은 연구결과를 통해 생

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.575-589
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• 2008

본 연구는 지진해일단파(tsunami bore) 혹은 조석단파(tidal bore)와 같은 단파의 동수역학적인 거동특성을 검토할 목적으로, 댐파괴류에서 단파의 형성과 동일한 방법, 즉 수조의 한쪽 끝단에 있는 고수위의 저수조(貯水槽) 게이트를 순간적으로 제거하는 방법으로 단파를 발생시킨다. 이러한 단파의 형성과 전파에 관한 수치시뮬레이션에 이상유(二相流)모델에 기초한 Navier-Stokes식을 적용하며, 이 때 비압축성 및 비혼합성의 액체와 기체흐름을 각각 고려한다. 기체와 액체의 접면을 VOF법으로 추적하고, Navier-Stokes방정식을 수치적으로 풀기 위하여 MCIP법을 적용한다. 1차원인 CIP법을 분할스텝기법을 사용하여 고차원으로 확장한 MCIP법은 수치확산이 매우 작고, 또한 안정된 스킴으로 알려져 있다. 게다가, 난류를 시뮬레이션하기 위하여 그의 유용성이 잘 알려져 있는 LES모델을 사용한다. 단파의 형성과 전파에 관한 수치해석결과를 검증하기 위하여 수리실험을 수행하였으며, 시간경과에 따른 수위변동과 평균유속변동에 대한 수치해석결과 및 실험결과를 비교하여 매우 양호한 상호대응관계를 확인할 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.85-94
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• 2009

용담댐 저수지에 설치된 대류식 순환장치에 대한 현장 조사 결과에 의하면 수평방향의 직접영향권은 성층 강도에 큰 영향 없이 반지름 $7{\sim}10m$에 이르는 것으로 조사 되었으며 수직방향으로는 성층강도에 따라 또는 가동기간에 따라 조금씩 달라지는 것으로 나타났다. 즉 가동시간이 길어짐에 따라 하층에서 올라온 수온이 낮은 수체는 보다 깊게 먼 곳까지 이동하는 것으로 나타났으나 성층을 깨지는 못하는 것으로 나타났다. 2008년 현장에서 실측 조사한 결과와 CFD모사 결과에 의하면 이런 조건에서 한 달을 가동하면 하층에서 올라온 수체가 대류식 장치 주변으로 수심 8 m, 지름 120 m의 수층을 이루게 되며 50일을 가동하면 수심 10 m, 지름 130m의 수층을 이루는 것으로 평가되었다. 대류식 순환장치가 설치된 지역에 대한 CFD모사를 하기 전에 이 지역의 흐름특성을 평가하였다. 대상 지역의 흐름은 연중 크게 3가지로 구분되었으며 각각의 경우 유량은 다르지만 저수지 수체의 흐름 속도는 모두 $0.05{\sim}1.5cm\;sec^{-1}$로 나타나 CFD모사시에 저수지 흐름을 고려하지 않아도 될 것으로 평가되었다. CFD를 이용한 수체거동 모사결과 순환장치로부터 3m지점에서의 유속은 $0.25m\;sec^{-1}$를 나타냈고, 5m지점에서는 $0.2m\;sec^{-1}$를 나타냈다. 현장 실측 결과와 비교시 유속은 모사 결과가 조금 크게 산정되는 것으로 나타났으나 향후 보다 많은 자료를 확보하여 비교해 보아야 할 것으로 판단되었다. 반면 영향범위는 반경방향으로 10 m지점까지는 직접영향을 받고, 그 보다 먼 지점은 간접영향권임을 나타내고 있어 이는 모사결과와 실측치 간에 일치하는 것으로 나타났다. 수면에서의 온도분포는 순환장치로부터 분출된 저온의 물이 반지름 약 10 m지점까지는 수온변화에 영향을 미치는 직접영향권인 것을 알 수 있다. 이상과 같이 모사 결과는 현장에서 실측한 것과 유사한 결과를 나타내므로 결과의 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

• 농업과학연구
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• 제6권2호
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• pp.166-184
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• 1979

Dam에 저수(貯水)한 물이 흙수로(水路)에 의(依)해서 도수(導水)되는 과정(過程)에서 많은 손실(損失)을 보게 된다. 특(特)히 이들 용수로(用水路)가 사력층(砂礫層)과 같은 투수성지반(透水性地盤)을 통과(通過)할 때 용수로(用水路)의 누수방지(漏水防止)를 위(爲)해서 Lining을 실시(實施)하여 왔다. 이들 용수로(用水路)의 누수방지(漏水防止)를 위(爲)한 Lining 방법(方法)은 많은 연구(硏究)가 계속(繼續)되어 왔고 최근(最近)에는 plastic film 혹은 polyethylene film 등(等)으로 Lining 하는 방법(方法)이 고안(考案)되어 연구(硏究)하고 있다. 그러나 이들 재료(材料)는 강도(强度)가 약(弱)하여 파손(破損)될 위험성(危險性)이 있고 또 모래나 자갈 입자(粒子)와 접촉(接觸)하면 pin-hole이 생겨서 누수(漏水)하게 된다. 본(本)연구(硏究)에서는 이와 같은 흠점(欠點)을 보완(補完)하기 위(爲)하여 polypropylene mat에 vinyl을 coating해서 매설(埋設) Lining하는 방법(方法)을 시험(試驗)하였다. Polypropylene mat 매설(埋設) 혹은 노출(露出)에 따르는 내구성(耐久性)의 변화(變化), Asphalt 부착부(附着部)의 내구성(耐久性) 및 동해(凍害) 등(等)은 장기간(長期間)의 시험(試驗)이 필요(必要)하므로 아직도 미비(未備)된 점(點)이 있으나 본시험(本試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수로(水路)의 저면(底面)과 양측사면(兩側斜面)의 연결부(連結部)는 곡선(曲線)으로 설치(設置)하는 것이 사면(斜面)의 안정도(安定度)가 크고 공사비(工事費)가 절약(節約)된다. 곡급부(曲級部)의 곡율변화(曲率變化)와 polypropylene mat의 감소량(減少量) 및 절토(切土)의 감소량(減少量)과의 관계(關係)를 사면(斜面)의 경사(傾斜)로 유도(誘導)해서 그림 7~그림 9에 표시(表示)하였다. 2. Polypropylene mat의 보호(保護)를 위(爲)해서 피복재료(被覆材料)를 덮어야 하고 이 두께는 수심(水深), 사면(斜面)의 안정(安定), 수로내((水路內) 침전물(沈澱物)의 제거작업(除去作業), 통행(通行), 비관개기(非灌漑期)의 back pressure 등(等)을 고려(考慮)해서 30cm 이상(以上)으로 함이 바람직하다. 3. 피복재료(被覆材料)는 사면침식(斜面侵蝕)을 방지(防止)하기 위(爲)해서 모래질(質)흙은 속에 넣고 표면(表面)은 조립질(粗粒質)의 자갈을 덮는 것이 수로사면(水路斜面)의 안정(安定)을 위(爲)해서도 좋을 것이다. 4. 용수로(用水路)의 사면안정검토(斜面安定檢討)는 수로저면(水路底面)의 수동부(受動部)를 고려(考慮)함이 타당(妥當)하고 사면안정(斜面安定), 허용유속(許容流速) 및 소유력(掃流力)을 고려(考慮)해서 1 : 2정도(程度)의 경사(傾斜)로 설치(設置)함이 바람직하다. 5. Earth Lining의 공사비(工事費)와 비재(比載)할 때 Vinyl로 coating 한 polypropylene mat의 Linging은 흙의 운반거리(運搬距離) 500m 일 때는 28%, 700m 일 때는 37%의 공사비(工事費)를 절약(節約)할 수 있다. 6. Vinyl로 coating 한 'polypropylene mat로 Lining 하면 거의 완벽(完壁)할 정도(程度)로 누수(漏水)를 방지(防止)할 수 있으나 Asphalt로 접합(接合)시켰을 때 polypropylene mat의 강도(强度)에 변화(變化)가 오는 것이 예상(豫想)되므로 경과시간(經過時間)에 따르는 강도변화(强度變化)는 계속(繼續)해서 연구(硏究)해야 할 것으로 생각된다.