• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.237-237
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• 2023

하천에 흐르는 유량을 활용하기 위한 인간의 요구는 끊임없이 증대되고 있으며, 댐 건설과 같은 대형 구조물의 건설은 인간의 수자원 이용에 대한 편의성을 증가시켜주었으나 본래 자연하천이 갖는 생태적 기능을 상실하게 만들고 다양한 생태 및 환경적 문제점을 초래하였다. 특히 유황의 변화는 수생태계의 구조와 기능에 커다란 변화를 야기하였다. 따라서 본 연구에서는 하천의 이·치수적 기능을 유지하면서 인간과 자연이 더불어 살 수 있는 친환경적인 하천 조성을 위해 적정량의 생태유량 산정 방안에 대해 분석하였다. 연구 대상유역은 댐 건설로 인해 유황변화가 발생하며, 하천유지유량이 고시된 낙동강 지류하천인 감천유역을 대상으로 하였다. 감천의 생태계에 필요한 생태유량 확보 방안 마련을 위해서 1) 생태계 필요유량의 산정, 2) 유역 물수지모형 구축, 3) 적정 생태유량의 공급 및 확보방안 시나리오 마련의 순서로 연구를 진행하였다. 첫 번째, 생태유량 산정을 위해 수문학적 방법과 서식처 모의 방법을 활용하였다. 수문학적 방법은 Tennant, Aquatic Base Flow (ABF) 및 Smakthin 방법으로 생태유량을 산정하였고, 서식처 모의 방법으로는 서식처 모의 모델 중 2차원 수리해석이 가능한 River 2D를 활용하여 대상어종의 생태유량을 산정하였다. 두 번째, 유역 물수지 분석을 위해 K-WEAP 모델을 활용하여 감천유역의 물수지 모형을 구축하였으며, 김천부항댐의 방류량과 감천유역 하류에 위치한 구미시(선주교)의 유량과 비교를 통해 물수지 모델 결과를 검증하였다. 마지막으로 여덟 가지 생태유량 공급 시나리오를 감천유역의 물수지 모형에 적용하여 생태유량의 확보 방안을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 하천 생태계의 건강성 유지를 위해서 필요한 생태유량을 다양한 학술적 방법으로 산정하여 연구 대상하천에 적용 가능성을 평가하였으며, 향후 생태유량을 보다 정량적으로 평가할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 산정된 생태유량을 확보하기 위한 물수지모델의 적용방안을 제시함으로써 하천 및 유역의 수자원관리에 방향을 제시하고자 하였다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.3 no.2
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• pp.51-59
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• 1996

In case waste disposal site is to be constructed close to the underground facilities such as LPG storage cavern which is completely maintained by groundwater pressure, it is generally requested that the possibility on leachate contamination of cavern area be reviewed and the countermeasure, if it is estimated cavern area is severely affected by leachate, be taken into consideration. Prediction was performed and leachate control plan was made using by analytical and the numerical analysis on the leachate migration which is likely to happen at the area between the proposed waste disposal site and the underground LPG storage cavern located at the U petrochemical complex. Analytical solutions were obtained by the conservative mass advection-diffusion equation and the effect of advection and dispersion factor on the leachate migration was reviewed through peclet number calculation and the functional relationship between the factors and leachate transport velocity was established, which leads to enable us to predict the leachate transport velocity without difficulties when different parameters (factors) are used for analytical solution. Numerical solutions were obtained by FEM using AQUA2D which is for the simulation of groundwater flow and contaminant transport. 3-D discrete fracture models were simulated and fracture flow analysis was performed and feasibility study on the water-curtain system was conducted through the fracture connectivity analysis in rock mass. As results of those analyses, it was interpreted that the leachate would trespass on the LPG storage cavern area in 30 years from the proposed wate disposal site and the vertical water-curtain system was effective mathod for the prevention of leachate's migration further into the cavern area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.332-332
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• 2016

수공구조물 설계시 hardware와 software의 발달로 수리계산과 수치해석의 오차율이 감소함에 따라 수치해석을 이용하는 빈도가 높아지고, 신뢰도가 향상되고 있는 추세에 있다. 그러나 댐 설계에 있어 수위별 방유량 관계 검토시 수치해석값은 각 수위에 해당하는 몇 개의 유량값을 대응시켜 경향만 비교하고 수리계산 결과를 설계에 반영해 왔다. 이러한 방법은 여수로 주변에 인접구조물이 없고, 여수로 각 수문별 균등한 유량이 방류될 경우 문제가 되지 않지만, 여수로 직상류 지형에 만곡부나 지형적 특성이 여수로 방류에 영향을 미치거나, 취수탑 등 여수로에 인접한 수리구조물이 설치되어 접근수로에서 복잡한 유동을 형성하는 경우 각 문비마다 방류량의 분배율은 달라질 수밖에 없고, 수리계산 결과를 일괄 반영하기에는 오차가 증가할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 댐 운영시 중요한 인자 중 하나인 수위-방류량 관계에 대하여 수치모형을 이용한 정밀한 분석을 통하여 댐 여수로 운영시 오차율을 저감시키고, 적용성을 향상시키는 방안을 검토하였다. 첫째, 수위별 방류량 관계 검토시 여수로 상류에서 일정한 시간에 따라 선형적으로 수위가 증가하도록 경계조건을 설정한 후 3차원 수치해석 모형의 Output data를 단위시간에 따라 수위와 방류량이 산정되도록 하고, 기존 검토 방식대로 각 수위별 모형을 steady 상태로 수행하여 비교분석하였다. 수리계산과 기존 방식, 본 연구에서 제시한 방법에 대한 오차율 검토 결과 오차는 3 % 이내로 검토되었다. 둘째, 수치해석을 이용하여 수위별 방류량 산정시 접근유속에 대한 영향을 받게 되므로 수리계산시 에너지 경사를 이용하여 수위값을 반영하지만, 수치해석을 이용하여 수위별 방류량 산정시 경계조건을 부여한 수위값을 반영하거나, 임의의 지점에서의 수위값을 반영하는 경우 등 일괄적이지 않은 수위값을 반영하여 오차율이 증가하는 경향이 있다. 따라서, 본 연구에서는 여수로 지점별 전수두를 측정하여 방류량 값을 산정하여 비교하였다.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.17 no.5
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• pp.120-129
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• 2016

The user cost is an important analysis item which should be considered together with life-cycle of facility, administrator cost and discount rate in LCCA for efficient asset management of SOC facilities. Especially, a significant delay cost occurs often for users in the road field due to a work zone for cleaning and maintenance, and in such case, the administrator should consider the administrator cost as well as the user cost for more rational decision making. However, the user cost has not been considered in most decision making steps until recently and relevant studies also have not been carried out actively. In this study, the methodology to estimate the user cost and delay cost required in the decision making step using the traffic flow model and the direct benefit estimation model in the traffic facility investment evaluation guideline is suggested. And, the traffic flow model was estimated on 4 national highway sections where maintenance was actually carried out in 2014 using VISSIM and, the user cost and the delay cost were estimated based on the suggested methodology. The analysis result showed that the average user cost of $17,569,000KRW/km{\times}day$ occurred on Section A with approximately 30,000 AADT before a work zone occurred, and in case the first lane was blocked for maintenance, the delay cost of $10,193,000KRW/km{\times}day$ (158%) on average occurred additionally. The delay cost of $1,507,000KRW/km{\times}day$ (115%) and $1,985,000KRW/km{\times}day$ (119%) occurred on Sections B and D with approximately 20,000 AADT respectively and the delay cost of $262,000KRW/km{\times}day$ (105%) occurred on Section C with approximately 10,000 AADT. This result of this study was estimated based on the simulation of traffic flow model so that there is a limitation in its actual application. A study ot develop a highly appropriate model using actual observation data and improve the possibility to apply it through the verification using the simulation will be necessary in future.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.27 no.4
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• pp.445-460
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• 2011

The objective of this study was to construct and assess the applicability of the EFDC model for Saemangeum Reservoir as a 3D hydrodynamic and water quality modeling tool that is necessary for the effective management of water quality and establishment of conservation measures. The model grids for both reservoir system only and reservoir-ocean system were created using the most recent survey data to compare the effects of different downstream boundary conditions. The model was applied for the simulations of temperature, salinity, water quality variables including chemical oxygen demand (COD), chlorophyll-a (Chl-a), phosphorus and nitrogen species and algal biomass, and validated using the field data obtained in 2008. Although the model reasonably represented the temporal and spatial variations of the state variables in the reservoir with limited boundary forcing data, the salinity level was underestimated in the middle and upstream of the reservoir when the flow data were used at downstream boundaries; Sinsi and Garyuk Gates. In turn, the error caused to increase the bias of water quality simulations, and inaccurate simulation of density flow regime of river inflow during flood events. It is likely because of the loss of momentum of sea water intrusion at downstream boundaries. In contrast to flow boundary conditions, the mixing between sea water and freshwater was well reproduced when open water boundary condition was applied. Thus, it is required to improve the downstream boundary conditions that can accommodate the real operations of the sluice gates.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.spc2
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• pp.811-822
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• 2019

Environmental flows in the downstream sections of Yongdam Dam, Wonju Stream Dam, and Hongcheon River were estimated with selected target fish species such as Nigra for the site of Yongdam Dam, Splendidus for the site of Wonju Stream Dam, and Signifer for the site of Hongcheon River by considering endangered and domestic species. Physical habitat analysis was performed to estimate environmental flows for the study sites by applying the Physical Habitat Simulation (PHABSIM) and RIVER2D which combined hydraulic and habitat models. Based on the monitored data for ecological environment, the Habitat Suitability Index (HSI) for the target species was estimated by applying the Instream Flow and Aquatic Systems Group (IFASG). In particular, based on the result of fish monitoring, the HSI for each stage of the growth for target species was analyzed. As a result, the Weighted Usable Area (WUA) was maximized at $4.9m^3/s$ of flow discharge during spawning, $5.8m^3/s$ during the period of juvenile, and $8.9m^3/s$ during the adult fish season at the downstream section of Yongdam Dam. The result of the Wonju Stream Dam showed an optimal environmental flow of $0.4m^3/s$, $1.0m^3/s$, and $1.5m^3/s$ during the period of spawning, juvenile, and adult. The habitat analysis for the site of Hongcheon River, which is a non-regulated stream, produced an optimum environmental flow of $5m^3/s$ in the spawning period, $4m^3/s$ in the juvenile stage and $6m^3/s$ in the adult stage.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.16 no.3
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• pp.26-34
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• 2018

In the present study, an experimental assessment has been made of the drag reducing efficiency of the outer-layer vertical blades, which were first devised by Hutchins(1). A detailed flow field measurements have been performed using 2-D time resolved PIV with a view to enabling the identification of drag reduction mechanism. In addition, an experimental investigation has been made of the applicability of outer-layer vertical blades to real ship model. The arrays of outer-layer vertical blades have been installed onto the flat side and flat bottom of a 300k KVLCC model. A series of towing tank test has been carried out to investigate resistance (CTM) reduction efficiency with various geometric parameters and installed places of blades. The installation of vertical blades led to the CTM reduction of 1.44~3.17% near the service speed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.5
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• pp.1463-1476
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• 2014

In order to understand hydrodynamic and morphodynamic characteristics under wave-current interactions in an estuary, a coupled model for two-way analysis between existing 3-d numerical wave tank and newly-developed 3-d morphodynamic model has been suggested. Comparing to existing experimental results it is revealed that computed results of the newly-suggested model are in good agreement with each laboratory test result for wave height distribution, vertical flow profile and topographical change around ocean floor pipeline in wave-current coexisting field. Also the numerical result for suspended sediment concentration is verified in comparison with experimental result in solitary wave field. Finally, it is shown that the 3-D coupled Hydro-Morphodynamic model suggested in this study is applicable to morphological change under wave-current interaction in an estuary.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.10 no.4
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• pp.275-284
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• 2007

For precise interpretation of magnetotelluric (MT) data distorted by irregular surface terrain, topography effects are investigated by computing apparent resistivities, phases, tippers and induction vectors for a three-dimensional (3D) hill-and-valley model. To compute MT responses for the 3D surface topography model, we use a 3D MT modeling algorithm based on an edge finite-element method which is free from vector parasites. Distortions on the apparent resistivity and phase are mainly caused by distorted currents that flow along surface topography. The distribution of tipper amplitudes over both hill and valley are the same, while the tipper points toward the center of hill and the base of the valley. The real part of induction vector also points in the same direction as that of tipper, while the imaginary part in the opposite direction.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.101-101
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• 2011

현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.