• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5716-5720
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• 2015

본 연구는 연구(I)의 교각의 기하학적 형태에 따른 수리특성을 바탕으로 배수위 영향구간을 분석하고자 2차원 모형(RMA-2)과 1차원 모형(HEC-RAS)을 적용하였다. 교각형상은 교각 설치전을 포함하여 총 6개(사각형, 마름모, 팔각형, 타원형, 원형)로 구분하였으며 배수위 영향구간 분석결과 HEC-RAS의 경우 배수위 영향구간이 약 150m~200m, RMA-2모형의 경우 모든 교각형상에서 약 50m의 배수위 영향구간을 보였다. RMA-2모형의 결과는 HEC-RAS의 결과와 직접적인 비교에는 어려움이 있었으나 타원형의 수리특성이 설치전과 유사한 결과를 보이고 있어 교각 설치시 타원형이 가장 안정적인 교각이라 판단되며, 향후 신설교량설치 및 교각형상 선정시 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1992년도 수공학연구발표회논문집
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• pp.366-374
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• 1992

1980년 금강유역에 축조된 대청 다목적댐에 의한 하류의 하상변동을 실측자료를 이용하여 조사,분석하고 미국 공병단에서 개발된 HEC-6 모형을 이용하여 장래의 하상변동을 예측하였다. 모형의 적용구간은 대청조정지댐에서 부여까지 약 78km이며, 적용 기간은 1980~1988이며, 장래의 하상변동 예측결과에 따르면, 조정지댐~마어구 수위표 구간은 하상이 저하될 것이 예상되며, 공주 수위표 하류는 하상이 상승될 것으로 예상된다. 특히 규암 수위표 상류 3~15km 구간은 하상이 1~2m 이상 상승될 것으로 나타나고 있다. 이 구간은 현재도 하상상승에 따른 취수장 취수구의 매몰 등의 문제점이 발생하고 있는 바 이에 대한 보다 자세한 조사와 분석 및 대책마련을 위한 조치들이 시행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.477-485
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• 1997

최근에 국내외적으로 발생한 교각과 교대에서의 세굴로 인한 교량의 붕괴는 보다 나은 세굴깊이 산정방법에 대한 필요성을 강조하고 있다. 본 논문에서는 미국 연방고속도로국에서 발간한 HEC-18에서 제시하는 절차를 바탕으로 1차원 모형인 WSPRO 모형과 HEC-2 모형, 그리고 2차원 모형인 TABS-MD 모형을 사용하여 남한강에 위치하고 있는 남한강교에 대한 수리분석을 비교하였다. 본 연구에서는 또한 1차원 및 2차원 모형으로부터 구한 수리량을 사용하여 산정한 세굴깊이를 비교하였다. 이와 동시에 홍수를 전후하여 음향측심기인 Fathometer(DE-719C)를 사용하여 현장실측을 수행하였다. 교량에서의 예측한 세굴깊이와 측정된 세굴깊이를 또한 비교하였다. 본 연구의 결과 실험실과 현장조건사이의 차이 때문에 산정된 세굴깊이와 실측된 세굴깊이 간에는 많은 차이를 보이고 있다. 또한 되메움현상 때문에 최대세굴깊이를 정확히 측정하기가 어렵다. 따라서 첨두 홍수시 사용할 수 있는 세굴측정장비의 개발과 국내 하천에 적합한 경험식을 개발하는 것이 시급하다고 본다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1103-1107
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• 2005

경기도 안양시 만안구 안양3동에 위치한 안양대교보는 길이 40m, 높이 1.3m의 농업용수 취수를 위한 보였으나 도심화로 인하여 원기능을 상실하였다. 수차례에 걸친 개수와 러버보를 설치하는 등 개량하였으나 효능이 약화되어 철거계획이 수립되어 있다. 본 연구에서는 준 2차원 모형인 GSTARS 3.0 모형을 안양천에 적용하여 안양대교보 철거로 인한 하상변동을 모의하여 1차원 유사이동 모형인 HEC-6 모형과 비교하였다. 단면자료는 2000년에 측정된 자료로 구성하였고, 입력자료에 사용된 하상토 자료는 2005년 안양천에서 채취된 자료를 사용하였으며, 유량자료는 2000년 6월부터 10월까지의 유량 관측치를 사용하였다. Meyer-peter와 Muller공식, Ackers 와 White 공식, 그리고 Yang공식의 세 가지 유사이송공식을 사용하여 각각의 공식을 사용하는 데 따른 계산결과를 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.740-746
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• 2009

자연 상태의 하천의 하상은 흐름에 의해 끊임없이 변하지만 기록적인 홍수 등 특별한 자연 현상이 없는 한 유사이송에 평형을 이룬 상태라 할 수 있다. 하지만 유역 토지이용의 변화와 골재 채취, 댐과 저수지의 건설 등과 같은 인위적인 요인들은 하천의 평형 상태를 파괴하고 유사이송문제 및 하상변화 등과 같은 문제점을 야기 시킨다. 따라서 홍수피해를 경감시키고 홍수조절을 목적으로 계획하는 홍수조절댐의 경우 홍수 발생 기간 외에는 상류와 하류 하천 간의 흐름 차단을 최대한 억제하고 상류로부터 유입되는 유사가 댐 상류부에 퇴적되는 것을 방지하기 위해 댐에 상시 개방되어 있는 배사관과 생태통로를 설치하도록 계획되기도 한다. 국내에서는 임진강 유역에서 홍수피해 저감을 위한 한탄강댐의 건설이 계획되었으며 유사이송문제와 생태환경 문제를 고려하여 배사관과 생태통로를 설치하도록 설계하였다. 본 연구에서는 1차원 HEC-6모형을 이용하여 대상 유역인 한탄강 홍수조절댐 상류하천에 대해 댐 건설 전과 후의 수위변화 및 하상변동 모의를 수행하였으며 지속 기간별 평수량과 연평균유량에 대한 장기하상변동을 분석하였다. 또한 과거유량수문자료를 이용하여 산출된 1년 동안의 대표 유량수문곡선을 HEC-6 모의에 적용하여 유량변화가 연속적으로 발생했을 경우의 하상변화를 1년과 100년 기간에 대해 각각 분석하였다. 그 결과 지속 기간이 길어짐에 따라 상류 7.8 km에서는 퇴적과 침식 작용이 활발히 일어남을 알 수 있었다. 하지만 댐 건설 전과 후의 하상 변화의 차이가 크지 않았다. 또한 연평균 유량 조건을 복합적으로 적용했을 때가 지속적인 연평균유량을 적용했을 때보다 하상변화가 더 크게 발생하였다.

• Spatial Information Research
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2011

최근 도시지역은 국지성 호우로 인한 범람의 빈도가 증가하고 있다. 이 연구에서는 HECRAS 모형을 이용하여 중량천 수계에 대한 홍수범람모의를 수행하였다. 분석은 1m 간격의 LiDAR 자료를 기반으로, 하천 정보를 위해 HEC-GeoRAS를 이용하여 Geometry 자료를 구축하여 활용하였다. 홍수에 대한 가상시나리오를 홍수량이 100년 빈도일 경우 200년 빈도일 경우, PMF일 경우로 작성하여 침수 취약지역을 분석하였고, 이를 구역화하고 대피소까지의 대피경로를 분석하였다. 분석 결과 인구가 밀집된 시가화 지역의 면적 비율이 범람지역의 약 70%를 차지하고 있어 홍수 시 상당한 인명 및 재산피해가 예상되었다. 범람지역에서 대피소까지의 최단거리 대피경로는 평균거리 1,000m로 대피 경보에 따라 피해를 최소화 할 수 있음을 알 수 있었다. 이 연구에서 제시한 방법은 향후 도식지역의 홍수대피 계획 수립에 많은 도움이 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1757-1761
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• 2007

이 연구는 1999년 7월 31일부터 8월 3일까지 경기도 북부지방의 임진강 전유역에 걸쳐 내린 집중호우로 발생한 연천댐 일부 유실에 따른 사고에 대해 댐파괴를 모의하였다. 댐지점의 홍수량 분석은 HEC-HMS모형을 사용하여 한탄강 유역을 15개의 소유역으로 분할하여 분석하였고 댐유출량 산정은 FLDWAV모형의 DAMBRK모듈을 사용해 모의하였다. 댐파괴 홍수량에 의해 발생되어지는 홍수파 해석은 HEC-RAS모형을 구축하여 모의하였다. HEC-RAS모형의 검증은 1999년 7월 31일부터 8월 2일 까지 한탄강수계 내 전곡수위표에서 관측된 관측수위와 비교하여 검증하였다. 연구분석은 댐이 없는 자연상태(Case1)와 댐이 있는 경우 (Case2) 그리고 댐파괴된 경우(Case3) 세가지로 구분하여 분석하였다. 연구결과 연천댐 지점의 첨두 홍수량은 Case1의 경우 $10,324m^3/sec$, Case2의 경우 $10,117m^3/sec$, Case3의 경우 $11,485m^3/sec$로 모의 되었고 이때의 관측수위는 각각 EL.43.59m, EL.43.38m, EL.44.03m였다. 댐이 있는 경우와 댐파괴된 경우를 비교 하였을때 첨두 홍수량은 $1368m^3/sec$증가하였고 수위상승은 0.65m였다. 댐이 없는 자연상태와 댐파괴된 경우를 비교 하였을땐 첨두 홍수량은 $1161m^3/sec$증가하였고 수위상승은 0.65m였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권1호
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• pp.39-44
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• 2003

최근에, GIS는 수자원 분야에서 그 적용성이 증가 되고 있다. 수문모형에서 GIS 모델링은 일반적으로 하도망, 그리고 유역의 구분, 분기점의 추출을 위해서 사용된다. 추출된 하도망 위에 지형도와 토지이용도를 overlay 시킴으로써, 수문모형에 요구되는 입력파일을 만든다. 이는 GIS가 수문해석을 하는데 있어서 설계자의 주관적인 요소를 객관적으로 발전시킬 수 있는 방안이라 해석되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 HEC-GEOHMS에서 추출된 수문지형인자와 기존의 방법을 비교하였다. 전반적으로 유사한 결과를 나타내었으나 평지지역에 대한 프로그램상의 오류가 나타났다. 향후 오류를 보완한다면 입력매개변수로서 중요 요소인 지형정보를 기존의 방법을 탈피하여 GIS기법을 이용하여 기존방법과 다른 신뢰성 있는 정보를 획득하여 실무에 적용에 있어 기본적인 자료로 활용할 수 있을것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.597-611
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• 2013

본 연구에서는 Clark 모형의 시간-면적곡선의 구성 방법과 적용성을 검토하고 모멘트 원리에 의한 도달시간, 저류상수를 합리적으로 산정하기 위한 방법론을 고찰해 보았다. 격자 기반으로 폭 함수를 구성하고 운동과정을 순수 이류현상으로 가정하여 시간-면적곡선으로 사용하였다. 또한 도달시간과 저류상수는 모멘트 법의 원리에 따라 Clark 모형 구조에 적용하여 해석적으로 산정할 수 있는 방법을 제시하였다. 적용성 검토를 위해 (1) HEC-1에서 기본적으로 제공하는 좌우 대칭형상인 무차원 시간-면적곡선을 적용하고 매개변수 산정은 관측유출수문곡선과 계산된 유출수문곡선의 오차를 최소화하는 HEC-1의 최적화 기법 사용, (2) HEC-1에 폭 함수 기반의 시간-면적곡선을 적용하고 매개변수 산정은 HEC-1의 최적화 기법 사용, (3) 폭 함수 기반의 시간-면적곡선을 이용하여 모멘트 원리에 따라 매개변수를 직접 산정하는 방법을 적용하였다. 방법별로 산정된 Clark 모형의 매개변수들을 HEC-1을 이용하여 직접유출량을 산정하고 관측 직접유출량과 비교하여 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 정량적으로 비교하기 위해 산정한 첨두유량과 첨두발생 시간의 상대오차 및 효율계수 E(Efficiency Coefficient)를 비교한 결과, 시간-면적곡선을 폭 함수로 대체하여 HEC-1으로부터 추정된 매개변수가 관측값을 잘 반영하였다. (2) Clark 모형의 올바른 적용을 위해서는 HEC-1에서 기본적으로 제공하는 좌우 대칭형상인 무차원 시간-면적곡선보다는 적용 대상유역의 배수구조가 적절하게 반영된 시간-면적곡선의 사용이 합리적일 것으로 판단된다. (3) 본 연구 방법은 첨두유량과 첨두시간의 상대오차 범위와 재현정도를 나타내는 효율계수를 비교하여 볼 때 대체로 양호하게 모의되었고, 대상유역별 유량측정성과인 하천평균유속과 비교했을 때 본 연구 방법이 다소 실제 유속에 접근하고 있음을 확인하였다. (4) 본 연구에서 모멘트 원리를 기반으로 제안한 매개변수 추정을 위한 방법은 유역의 이류현상과 저류현상을 정량적으로 계량할 수 있는 효율적인 관계식으로 사용할 수 있음을 확인하였다. (5) 본 방법에 의해 계산된 수문곡선이 대부분 관측수문곡선의 우측으로 왜곡되고 첨두유량은 과소평가 되는 것을 보이고 있다. 이것은 평균과 분산만을 고려하여 유역을 하나의 평균이송속도로 모의한 본 연구의 한계점으로 판단된다. 만약 모멘트의 왜곡도를 고려하고 유역을 지표면과 하천으로 나누어 평균이송속도를 모의한다면 물리적인 특성을 충분히 반영하여 매개변수를 추정 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1476-1481
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• 2009

최근 기상이변과 국지성 호우로 인한 홍수피해를 경감하기 위해 국가차원과 더불어 지역단위의 홍수방어대책이 많은 사업을 통해 제시되고 있다. 대표적인 예로 풍수해저감종합계획과 하천기본계획 등을 들 수 있는데 이러한 사업들은 실제 피해지역에 대한 원인과 대책을 제시함과 동시에 홍수 등의 피해가 예상되는 위험지역에 대해서도 그 원인과 대책을 제시해야한다. 따라서 피해발생이 예상되는 지역을 예측하고 그 원인을 찾는데 있어 최근 홍수범람해석에 대한 필요성이 점차적으로 증대되면서 다양한 해석모형과 프로그램들이 개발되었고 현재까지도 홍수범람분석에 관한 활발한 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 홍수범람구역을 결정하기 위한 과정은 GIS Tool에 대한 이해도 부족, 원 자료의 부족, 지형 구축을 위한 자료생성의 어려움 등과 같은 다양한 문제점들을 내포하고 있다. 특히, 홍수범람구역의 결정을 위한 전산프로 그램의 기능향상은 점차 향상되는데 비해 지형구축 등과 같은 범람해석 프로세스 내에서 상당한 수작업이 요구되는 바 작업소요시간이 많이 요구되는 단점으로 인해 실무자들에게 널리 적용되는데 있어 걸림돌이 되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실무적 관점에서 홍수범람해석의 요구빈도가 높은 중소규모 자연하천을 대상으로 두가지 해석 기법을 통하여 홍수범람해석을 수행하여 해석 과정 및 결과 등을 비교하였다. 첫 번째 기법으로 홍수범람해석을 수행하는데 있어 실용성, 신속성 등이 고려된다고 판단되는 Civil 3D를 이용하여 수치지형도 및 측량자료와 같은 원 자료로부터 3D 지형을 구축하고 Civil 3D의 Extension 프로그램인 HEC-RAS Tool과 1차원 수리모형인 HEC-RAS를 전 후처리에 연계함으로서 각 대상유역별, 빈도별 홍수위에 따른 홍수범람구역과 수심 및 범람지역을 우선적으로 분석하였다. 두 번째 기법으로서 실무에서 주로 이용되고 있는 ArcGIS를 이용하여 3D 지형을 구축하고 Hydrologic Engineering Center (HEC)와 Environmental Systems Research Institute(ESRI)의 협력개발로 개발된 HEC-GeoRAS와 HEC-RAS 모형을 전 후처리에 연계하여 홍수범람해석을 수행하였다. 이들 두 가지 기법을 통한 홍수범람해석의 과정과 결과에 대해 정량적, 정성적 비교를 수행하였으며, 두 기법간의 차이점 및 효율성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 보다 실용적이면서도 정밀한 홍수범람구역의 결정, 홍수범람 예상도 등의 재해지도 작성, 치수경제성 분석 등에 있어 도움이 될 것으로 판단된다.