• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.21-33
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• 2015

이 연구는 국내에서 운용되고 있는 지하수 장기관측망의 자동 관측자료를 이용하여, 발생빈도가 상대적으로 높은 M3.0 내외의 소규모 지진에 의한 영향과 지진 전조현상에 의한 지하수의 변화 관측 및 구분가능성을 평가하고자 수행되었다. 사용된 지하수 관측자료는 2012년 4월~6월 기간의 1시간 단위로 김천지좌, 강진성전, 공주정안 3개 관측소의 암반관측공에서 관측된 자료이다, 지하수위, 수온 및 EC 값의 시계열 자료에서 부분적으로 급격한 이상변동이 관측되었으며, 이변동은 2012년 5월 30일 경북 영덕에서 발생한 M3.1 지진의 전조와 그 영향으로 해석된다. 그럼에도 불구하고 지진의 규모 및 발생위치와 관측공까지의 거리와 지하수 변동의 크기는 선형관계를 보이지 않으며, 이는 관측공 자체의 구조적 특성과도 연관된다. 따라서 지진관측을 고유목적으로 하는 관측공의 설치, 운용이 필요하며, 이를 통한 장기적 모니터링은 지진 재난지역에서의 비상수자원 확보와 지하공간 안전성 확보의 기반정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권3호
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• pp.359-366
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• 2011

본 연구의 목적은 숲가꾸기 사업이 소나무림의 수관연료특성에 미치는 영향에 대하여 분석하고자 하였다. 연구대상지는 숲가꾸기 사업이 실시된 경북 영주지역 소나무림(Pinus densiflora)과 천연림 상태의 봉화지역 소나무림을 대상으로 조사하였으며, 각 지역마다 10본의 표본목을 벌채하여 수관층 연료특성을 비교 분석하였다. 영주지역의 수관층 수분함량은 103.6%, 봉화지역은 104.4%로 나타났으며, 총 수관층 연료에서 수관화 확산 시 연소될 수 있는 이용 가능한 연료의 비율은 영주지역 50.3%, 봉화지역 62.0%로 나타났다. 숲가꾸기 사업이 실시된 영주지역 소나무림의 수관연료밀도는 천연림 상태의 봉화지역 소나무림에 비해 평균 $0.11kg/m^3$ 낮았으며, 지하고는 평균 1.3 m 높은 것으로 나타났다. 따라서 숲가꾸기 사업이 실시된 영주지역 소나무림이 천연림 상태인 봉화지역 소나무림에 비해 산불 발생 시 수관화로의 전이 가능성이 매우 낮은 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.451-458
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• 2023

산불이 대형화됨에 따라 산불 예방 및 진화를 위해 임도시설의 중요성이 증가하고 있다. 산불 발생 시 임도가 제 역할을 수행하기 위해서는 적정한 노선 선정과 함께 구조적인 안정성을 확보해야 한다. 그동안의 연구는 산불 발생에 따른 임도의 효과와 노선 배치에 치중되어 있으며, 임도의 안전성 확보를 위한 연구는 수행되지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구는 최근 3년간 초대형 산불 발생지 내의 임도 콘크리트 시설물을 대상으로 콘크리트 비파괴검사기법 중 하나인 반발경도법을 이용하여 산불 여부에 따라 그 강도를 비교하였다. 연구 결과, 산불 피해 콘크리트 시설물(15.4 MPa)은 미피해 콘크리트 시설물(18.0 MPa)에 비해 낮은 강도를 나타냈으며(p<0.001), 그 경향은 모든 대상 시설물에서 동일하게 나타났다. 따라서, 임도 시설의 강도 저하로 인한 임도의 2차 피해를 방지하기 위해 임도 시설물의 안전진단 기준이 마련되어야 할 것이다. 또한, 본 연구 결과에 대한 지속적인 모니터링과 실내 실험을 동반한 후속 연구가 진행되어 임도의 안정성을 제고해야 하며, 이를 통해 산불 예방과 진화를 위한 더 나은 전략을 마련할 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.333-343
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• 2012

유목은 산림유역의 생태적 환경과 인간 생활권에 막대한 영향을 미칠 수 있는 요인임에도 불구하고 우리나라에서는 유역단위 관점에서의 유목 동태와 유출 특성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 이 논문에서는 우리나라 산림유역에서 산지계류의 규모에 따른 유목 동태의 시 공간적 다양성과 유출 특성을 고찰하였다. 소규모의 상류 산지계류에서는 강풍, 산불, 병충해와 피압에 의한 고사 등의 산림동태와 산사태 등의 사면활동에 의해 유목이 생산된다. 생산된 유목은 좁은 계폭과 적은 유량에 의해 계류 내에 장기간 체류하게 된다. 그러나 산사태에 의한 토석류와 홍수시에 증가된 유량으로 인해 많은 양의 유목이 일시적으로 하류로 유출되며, 이 과정에서 유목은 토석이나 계상 및 계안과의 마찰로 인해 파쇄 된다. 이러한 현상은 대규모의 집중호우 시 이외에는 거의 발생하지 않지만, 상류 산지계류에 분포하고 있는 유목을 유출시키는 주요 원인이다. 한편, 하류 산지계류의 경우 유목은 성숙한 임분의 수변림이 형성되어 있는 범람원과 접하고 있는 계류구간에서 산림동태와 계안붕괴로 인해 주로 생산된다. 이렇게 생산된 유목은 상류 산지계류에서 유입된 유목과 함께 강우발생 시 형성되는 넓은 계폭과 깊은 수심에 의해 하류로 이동하게 되며, 이 과정에서 계안과의 마찰에 의한 파쇄작용으로 유목의 크기가 더욱 작아져 이동능력이 극대화된다. 그러나 계상경사가 완만해 지는 구간에 이르러서는 계류형상과 범람원과의 상호작용에 의해 사행 유로나 2차 유로 등의 퇴적공간이 발달하기 시작한다. 특히 계류의 규모가 크고 장기간 홍수이력이 없는 산지계류의 경우 이러한 퇴적공간이 더욱 두드러지게 발달하여 유목이 군적으로 체류하게 되며, 이는 결국 산림유역 내에 유목을 장기간 체류시켜 유목 유출량을 저감시킨다. 그러나 우리나라의 산지계류는 대부분 유로연장이 짧고 홍수발생이 잦은 편이므로 유목을 장기간 체류시킬 수 있는 체류공간이 적으며, 결국 많은 양의 유목이 하류로 유출된다. 이 연구의 결과는 산지계류의 수리학 지형학적 환경에 따른 생태학적 안정과 잠재적인 재해가능성의 저감을 위한 유역관리에 유용하게 활용될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.46-46
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• 2011

Severe sediment erosion during floods occur disaster and economic losses, but general sediment erosion is basic mechanism to move sediment from upstream to downstream river. In addition, it is important process to change river form. Check dam, which is constructed in mountain stream, play a vital role such as control of sudden debris flow, but it has negative aspects to river ecosystem. Now a day, check dam of open type is an alternative plan to recover river biological diversity and ecosystem through sediment transport while maintaining the function of disaster control. The purpose of this paper is to verify sediment erosion progress of river bottom and bank as first step for river restoration after dam slit by cross-sectional shear stress and critical shear stress. Study area is upstream reach of slit check dam in mountain stream, named Wasada, in Japan. The check dam was slit with two passages in August, 2010. The transects were surveyed for four upstream cross-sections, 7.4 m, 34 m, 86 m, and 150 m distance from dam in October 2010. Sediment size was surveyed at river bottom and bank. Sediment of cobble size was found at the wetted bottom, and small size particles of sand to medium gravel composed river bank. Discharge was $2.5\;m^3/s$ and bottom slope was 0.027 m/m. Excess shear stress (${\tau}_{ex}$) was calculated for hydraulic erosion by subtracting the values of critical shear stress (${\tau}_{c}$) from the value of shear stress (${\tau}$) at river bottom and bank (${\tau}_{ex}=\tau-{\tau}_c$). Shear stress of river bottom (${\tau}_{bottom}$) was calculated using the cross-sectional shear stress, and bank shear stress (${\tau}_{bank}$) was calculated from the method of Flintham and Carling (1988). $${\tau}_{bank}={\tau}^*SF_{bank}((B+P_{bed})/(2^*P_{bank}))$$ where $SF_{bank}=1.77(P_{bed}/p_{bank}+1.5)^{-1.4}$, B is the water surface width, $P_{bed}$ and $P_{bank}$ are wetted parameter of the bed and bank. Estimated values for ${\tau}_{bottom}$ for a flow of $2.5\;m^3/s$ were lower as 25.0 (7.5 m cross-section), 25.7 (34 m), 21.3 (86 m) and 19.8 (150 m), in N/$m^2$, than critical shear stress (${\tau}_c=62.1\;N/m^2$) with cobble of 64 mm. The values were insufficient to erode cobble sediment. In contrast, even if the values of ${\tau}_{bank}$ were lower than the values for ${\tau}_{bottom}$ as 18.7 (7.5 m), 19.3 (34 m), 16.1 (86 m) and 14.7 (150 m), in N/$m^2$, excess shear stresses were calculated at the three cross-sections of 7.5 m, 34 m, and 86 m distances compare with ${\tau}_c$ is 15.5 N/$m^2$ of 16mm gravel. Bank shear stresses were sufficient for erosion of the medium gravel to sand. Therefore there is potential to erode lateral bank than downward erosion in a flow of $2.5\;m^3/s$. Undercutting of the wetted bank can causes bank scour or collapse, therefore this channel has potential to become wider at the same time. This research is about a potential of sediment erosion, and the result could not verify with real data. Therefore it need next step for verification. In addition an erosion mechanism for river restoration is not simple because discharge distribution is variable by snow-melting or rainy season, and a function for disaster control will recover by big precipitation event. Therefore it needs to consider the relationship between continuous discharge change and sediment erosion.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.627-636
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• 2020

과거의 토석류 재해는 도시로부터 멀리 떨어진 산지지형에서 주로 발생하여 다른 자연재해 보다 비교적 피해가 적은 재해로 저평가 되었다. 하지만 도시화가 진행됨에 따라 도심속 산지지형에 많은 주거지 및 주요 시설물 등이 건설되면서 많은 환경적 변화와 기후변화에 따른 강우량의 증가로 토사재해의 발생 빈도가 꾸준히 증가 하고 있어 토석류에 대한 위험 리스크가 고조되고 있다. 특히 급경사지로 지정된 지역에서 토석류 범람 특성 및 저감대책에 관한 연구는 아직 미비하다. 따라서 우리나라 환경에 적합한 독자적인 방재 기술을 확보하기 위한 연구와 여러 방재 정보의 업데이트 및 개량이 요구되며 우리나라 지형 특성을 고려할 수 있는 독자적인 기술이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 급경사지로 지정된 지역을 대상으로 방재성능목표에 따른 토사 유출량을 산정하고 그에 따른 독자적인 모델을 개발하여 토석류 영향평가와 피해저감에 탁월한 사방댐의 기능 평가를 목적으로 한다. 사방댐 평가를 위해 개발한 2차원 토석류 모델의 신뢰성 확보를 위해 수리모형실험과의 비교 검증 결과 잘 일치하는 것으로 나타났으며 이 결과로부터 모델의 신뢰성을 확인하였다. 또한, 급경사지 주변의 지역적 특징을 고려하기 위해 평면 2차원 토석류 모델을 구축하여 직접 피해지역에 도달하는 토석류의 흐름 특성을 분석하였고, 피해저감을 위해 설치한 사방댐의 제원(높이) 및 설치장소에 따라 토석류가 하류로 전달되는 흐름 특성을 분석하였다. 특히 사방댐 설치장소가 토석류의 흐름이 발생하는 약 20° 이상의 지역에서는 사방댐의 기능이 현저히 떨어지는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.775-784
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• 2023

최근 이상기후로 수공 구조물의 설계빈도를 상회하는 극한호우의 증가 경향이 뚜렷함에 따라 과거에 설계된 농업용 저수지의 안전성 검토가 필요하다. 그러나 한국농어촌공사 관할 일정 규모 이상의 저수지를 제외한 지자체 관리 저수지는 비상시 긴급 방류가 가능 저수지는 전무하다(13,685개소). 이러한 경우 이동식 사이펀을 현장에 빠르게 투입하여 사전 방류하는 방법이 긴요하며, 본 연구에서는 사전 및 긴급방류 기능을 동시에 수행할 수 있는 직경 200 mm, 최소 수위차 6 m, 420(m²/h), 10,000(m²/day)의 이동식 사이펀을 경주시 유금저수지를 대상으로 적용 가능성을 평가하였다. 테스트베드인 유금 저수지는 1945년 준공되어 공용기간이 78년 정도 경과한 시설물로 수문학적 안정성 분석 결과 현재 댐마루 구간의 최저높이는 27.15(EL.m)로 검토 홍수위 27.44(EL.m) 보다 0.29 m 낮아 제방을 통한 월류 가능성이 있고 여유고도 1.72 m 부족한 것으로 나타나 수문학 안전성을 확보하지 못하는 것으로 검토되었다. 유금저수지는 수위-유량 계측이 주기적으로 이루어진지 얼마 되지 않아 저수지의 수위-유량 관계 곡선식을 명확하게 확립하기 어려워 수위-용적 곡선을 임의로 도출하였으며 도출된 곡선을 기반으로 중소규모 노후저수지 운영 알고리즘을 통해 사전방류시간, 여수로 방류량을 고려하고 빈도별 홍수량에 따른 저수지 월류시간을 예측함으로써 사전에 대피 시간을 확보하고 붕괴위험을 저감할 수 있는 기술을 확보하였다. 직경 200 mm 이동식사이펀 1열 기준, 30년 빈도 홍수량 유입 시 상한수위 기준 80% 수준(약 30,000 m²)을 유지하면서 주민대피 시간(약 1시간)을 확보할 수 있는 최적 사전방류시간은 12시간 이전으로 분석되었다. 중소규모 노후저수지를 대상으로 사이펀 활용 사전방류기술 및 저수지 운영 알고리즘에 따라 이상기후 대비 사전에 방류를 시행하고 관리자의 의사결정을 돕는다면, 저수지 붕괴 위험지역 내의 주민들의 안전을 확보하고 주민대피 지원체계 구축을 통해 주민들의 불안감 해소, 저수지 위험상황 시 위험회피 수단 제공으로 위험요소 감소가 충분히 가능하다.

• 지질공학
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• 제26권4호
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• pp.531-549
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• 2016

화강암, 화강편마암, 변성퇴적암류와 같이 다양한 지질환경에서 지하수내 자연방사성물질인 우라늄과 Rn-222의 산출특성에 대한 지하수의 수리화학적 영향, 지질과의 상관성, 단층대의 영향 등에 대해서 알아보고자 하였다. 이 연구를 위하여 영동지역을 대상으로 2차례에 걸쳐 지하수 49점, 지표수 4점을 채취하였다. 지하수내 우라늄과 지표 암석과의 상관성을 알아보기 위해 감마스펙트로메트리를 이용하여 40지점에서 지표방사능을 측정하였다. 지하수 화학적 유형 $Ca-HCO_3$, $Na-HCO_3$, $Ca-HCO_3(SO_4+NO_3)$등 3가지 유형을 보인다. 환경부 권고치인 우라늄 $30{\mu}g/L$를 초과하는 지하수는 총 49지점 중 2점이며, Rn-222의 경우 미국 EPA 기준치인 148 Bq/L를 초과하는 지하수는 총 40지점중 11점이다. 초과하는 지하수는 주로 화강편마암과 흑운모편마암 지질과 지질경계부에 분포한다. 지표방사능 세기와 지하수내 우라늄함량과는 뚜렷한 상관관계를 보여지 않는다. 아울러 $N45^{\circ}E$ 방향의 주향이동단층인 영동단층은 $82^{\circ}$의 고경도로 상반에 해당되는 화강암 및 화강편마암지역에서 고함량의 우라늄과 Rn-222가 산출되며, 하반에 해당되는 퇴적암지역에는 고함량의 지하수가 확인되지 않는데, 이와 같은 뚜렷한 차이는 지질의 영향과 더불어 단층대가 방사성물질의 이동 및 확산을 차단시키는 역할에도 원인이 있을 것으로 추정된다.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.261-276
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• 2016

본 연구에서는 용인지역 ○○마을 지하수내 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 이와 관련된 수리지화학 특성 및 지질과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 지하수 19점, 지표수 5점을 2회에 걸쳐 채취하였다. 연구결과 지하수의 pH는 5.81~7.79의 범위를 보이며, 지하수의 화학적 유형은 Ca(Na)-HCO₃에서 Ca(Na)-NO₃(Cl)-HCO₃ 유형에 걸쳐 분포한다. 우라늄과 라돈-222의 함량은 각각 0.06~411 μg/L의 범위와 5.56~903 Bq/L의 범위를 보인다. 마을 공용음용수로 사용되었던 암반지하수 2점은 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고치를 초과하였으며, 마을 내 생활용수로 사용하는 지하수중 우라늄과 라돈-222가 각각 3점과 12점에서 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 초과한 지하수의 분포지역 지질은 중생대 쥬라기의 편마암상 각섬석-흑운모화강암이다. 우라늄과 라돈의 고함량 산출의 상관성을 보인 지하수는 마을 음용수로 사용되어온 심부지하수 2점에 국한되며, 다른 지하수에서는 특별한 상관성을 보이지 않는다. 지하수내 고함량 우라늄의 영향 범위는 지하수공 주변 수십 m 이내로 한정되는 것으로 보이며, 불활성 기체인 라돈의 고함량 범위는 보다 넓은 범위이므로 우라늄과 기원이 서로 상이하거나, 만약 동일한 기원이라면 암반의 단열대 등을 통한 확산이 비교적 넓게 진행된 것으로 보아야 할 것이다. 지표방사능 세기와 우라늄의 산출의 상관성도 대체로 일치함을 보여, 주변 최대 200 m 정도까지 고함량 우라늄의 영향범위로 추정된다. 암석 내 우라늄과 토륨은 토라이트와 모나자이트 광물에서 높은 검출을 보인다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.104-115
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• 2022

연구목적: 최근 시설물 점검 및 진단과 관련된 기술이 빠르게 발전하고 있다. 따라서 진단장비의 신뢰성 확보가 중요한 과제가 되고 있으며, 본 논문에서는 시설물 진단장비에 대한 검사 및 인증 제도의 도입 및 발전방안에 대하여 연구한다. 연구방법: 기존의 시설물진단장비에 대한 인증연구 내용을 종합하여, 복수의 인증제도안을 마련하고 전문가를 통해서 도입방안을 검토한다. 또한 인증제도의 도입을 위한 법률개정사항을 검토하고, 세부적인 운영규정을 마련하는 한편 운영시나리오에 기반 한 인증제도의 단계적 발전방안을 검토한다. 연구결과: 사용 중에 있는 시설물 점검 및 진단 장비, 첨단기술이 활용된 신규 진단 장비를 모두 고려할 수 있도록 4가지 루트를 통한 검사 및 인증 방안을 구성하였다. 또한 단기적으로는 단순 검사제도에서 장기적으로는 정식 인증제도로 전환하여 새로운 인증제도 도입에 따른 시장의 혼란을 최소화하고 신뢰성을 확보 할 수 있도록 하였다. 그리고 제도 도입에 따른 법률개정 사항 검토하고 세부운영규정을 개발하였다. 또한, 인력, 시설, 규격 등을 고려한 장기적인 발전 시나리오에 따른 단계적 발전방안을 제시하였다. 결론: 시설물은 종류가 다양하고 규모가 점점 대형화하고 있어서 국가 차원의 시설물 안전관리 강화를 위해 4차 산업기술을 이용한 진단장비의 보급과 인증을 통한 신뢰성 확보가 중요하다. 또한, 전체적인 시설물 안전관리 강화를 위해서는 점검 및 진단 체계 강화와 함께, 신기술 활용 인력을 양성해야 한다. 또한 장기적으로는 정기적인 점검이 아닌 IoT기술을 접목한 상시적인 시설물 점검체계를 도입하고 이를 적극적으로 수용하는 기관에게 적극적인 인센티브를 부여하여 도입을 촉진할 필요가 있다.