• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.129-135
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• 2008

본 연구에서 미국 환경청에서 개발한 SWMM5 모형에 배수갑문 모의기능을 추가하여 수정한 USWMM 모형을 개발했다. 개발된 USWMM의 적용성을 검증하기 위해 안성천 유역을 81개의 소유역으로 분할하고 실제 강우사상을 적용하여 배수위 해석을 수행하고 동연수위표와 평택수위표 및 배수갑문 지점의 관측수위를 대상으로 검 보증을 시도하였다. 그 결과 관측치와 매우 근사했으며, HEC-HMS와 HEC-RAS로 모의한 결과보다 우수한 것으로 나타났다. 그 이유는 USWMM은 HEC-RAS에서 누락된 불완전수중오리피스 흐름과 배수갑문의 관리수위를 설정할 수 있어 실제 배수갑문 운영 현장상황을 동일하게 모의할 수있기 때문으로 보인다. 따라서, 배수갑문과 연계된 하천 배수위 해석에서 USWMM을 범용적인 도구로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.315-324
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• 2017

2014년 8월 25일 집중호우시 효암천 상류지역의 도심과 농경지 등에 큰 침수피해가 발생하였다. 이 지역은 고리원전 부지조성을 위해 하구부의 하천이설과 주변지역에 대한 성토 등 대규모 개발사업이 이루어진 곳이다. 본 연구에서는 이러한 개발이 홍수시 침수피해의 원인이 되었는지를 알아보기 위해 HEC-GeoRAS 모형을 이용하여 개발사업 전 후에 대한 효암천 유역의 침수심과 침수면적의 변화를 조사하였다. 분석결과, HEC-GeoRAS 모형은 농경지 등 지형변화 및 표고차가 작은 하천유역에 대해서도 홍수시 침수심과 침수면적의 변화를 비교적 정확하게 산정할 수 있는 것으로 확인되었다. 침수심은 개발사업의 영향으로 2014년 8월 집중호우시 0.99 m가 상승하였고, 100년빈도 홍수시에는 0.39 m가 상승하는 것으로 나타났다. 침수면적은 100년빈도 훙수시 침수심 1.5 m 이하에서는 감소하였으나 침수심 4.5 m 이상에서는 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 하천이설과 개발사업으로 인해 하구부의 농경지와 저지대의 자연저유기능이 상실된 것이 2014년 8월 집중호우시 홍수발생의 주된 원인이 되었으며, 하천이설에 따라 신설된 하천단면의 총 하폭은 크게 증가하였으나 실질적인 유효하폭은 오히려 축소되어 통수단면적이 감소되었던 것이 침수피해를 가중시킨 것으로 나타났다. 추후 하천이설이나 주변지역에 대한 성토 등 개발행위시에는 기존의 저유기능이 충분히 고려된 하천개수계획이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.117-125
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• 2011

하상의 변동은 저수지와 취수용 보 등 저류용도의 구조물의 저류능력을 감소시키고 제방과 교각의 안전도를 저하시키거나 하천시설물의 사용에 문제를 발생시킨다. 따라서 하상의 변동양상을 파악하는 것은 이수, 치수 및 하천환경면에서 모두 중요하다. 본 연구에서는 충청남도 부여군 은산면 회곡리에 위치한 지천교 부근의 지천 하류부를 대상구간으로 선정하였다. 2003년 11월 7일에 총길이 1,320m의 구간에서 14개의 지점을 종 횡단 측량하였고, 2004년 6월 24일과 2004년 9월 24일에 같은 구간을 다시 측량하여 약 1년 동안 실제하상의 변화를 분석하였다. 이 결과를 1차원 HEC-6 모형과 준2차원 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 비교 분석하였다. 계산을 위한 지형자료는 2003년 11월 7일의 하천 측량 자료를 이용하여 구성하였으며, 상류단 유입유량과 하류단 수위-유량자료는 지천교의 구룡수위표 자료를 이용하였다. 모형의 적용결과 유사량 산정공식은 Toffaleti공식이 다른 유사량 공식에 비해 지천하류부의 최심하상 변동을 잘 모의하고 있는 것으로 나타났다. GSTARS 3.0 모형의 경우, 전반적으로 유관 1개를 사용하여 계산한 결과가 유관 3개, 5개를 사용한 결과보다 실측치에 근접하였으며, 지천과 같이 흐름폭이 넓지 않은 하천에서의 GSTARS 3.0 모형은 유관 개수가 여러 개일 때 적용성이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 지천하류부의 대상구간에 HEC-6와 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 1년간 하상변동에 따른 측량성과의 비교 결과, 실측 최심하상과 큰 차이를 나타내지는 않는 것으로 분석되어, 지천하류부의 하상변동 예측에 적용성이 있다고 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.498-504
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• 2013

최근 기후변화에 의한 영향으로 태풍의 발생빈도가 증가하고 있으며 그 결과 산지하천의 경우 상류부의 유량증가와 하류부에 빈번한 수위상승을 가져오고 있다. 본 연구에서는 2012년 9월 17일~18일에 우리나라에 직접적인 영향을 준 태풍 산바의 영향으로 발생한 집중호우가 산지하천 하류부 수위 변동에 어떤 영향을 주는가를 분석하였다. 삼척 오십천 유역을 대상유역으로 선정하고 HEC-RAS모형을 적용하고 홍수위 분석을 실시하였다. 그 결과 2012년 측정된 관측수위와 HEC-RAS모형에 의해 모의된 수위가 유사한 결과를 나타냈으며 최대 홍수위는 5.32m, 평균유속은 2.33m/sec, 최대수로수심은 7.51m로 모의 되어 태풍산바에 의해 내린 집중호우가 오십천의 수위상승에 영향을 미친 것으로 판단되며, 향후 구축된 자료는 하천정비기본계획 수립시 수공구조물 설계에 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.106-111
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• 2003

본 연구에서는 수위-유량곡선식의 정도를 개선하는 방안으로 수위를 추정하는 과정에서 수면경사법을 이용하여 계산한 수위와 HEC-RAS 3.1.1 의 부정류 계산을 하여 얻어진 수위를 이용하여 유량을 계산한 값을 비교하였다. 그 결과 관측된 유량과 계산된 유량의 상대편차는 5.37%로 양호한 결과를 얻을 수 있었으며. 수면경사법을 이용하여 수위를 계산하여 수위-유량곡선식을 유도하는 것보다 HEC-RAS 3.1.1 부정류 모형을 이용한 수위자료를 이용하여 수위-유량곡선식을 유도하는 것이 정도를 높일 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.279-283
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• 2018

하천의 조도계수는 흐름에 대한 하도의 저항 정도를 표시하는 지표로서, 하천의 다양한 수리 계산을 실시할 때 가장 중요한 기본 자료 중 하나이다. 이러한 조도계수는 하도의 형상, 하상 재료, 유량의 크기 등에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 하천의 유량 규모에 따른 조도계수의 변화 정도를 수리 실험과 수치 모의를 통해 간접적으로 검토하였다. 유량 조건별 수리 실험은 한국건설기술연구원의 하천실험센터 내 직선 수로에서 수행하였고, 수치 모의는 HEC-RAS를 이용하였다. 유량 조건은 하천실험센터의 펌프 가동의 정도를 고려하여 5개로 구분하였고, 각각의 유량 조건에 대하여 유량을 실측하였다. 실측에 따른 유량의 규모는 $0.23{\sim}1.91m^3/s$로 나타났다. 각각의 유량 조건에 대하여 수치 모의의 검증을 위해 6개 지점에서 수위표와 초음파 수위계를 이용하여 수위를 계측하였고, 이 가운데 최하류 지점의 수위는 HEC-RAS 모형의 하류단 경계조건으로 이용하였다. 실험 하도 구간의 총 연장은 372 m 이고, 횡단구조물이 없는 지점을 제외하면 대부분 20 m 간격으로 총 21개의 하천 단면을 입력하여 HEC-RAS를 구성하였다. 각각의 유량 조건에 대한 수치 모의 모형은 5개 수위 계측 지점의 수위 오차가 최소화되도록 조도계수를 변화시켜 보정되었다. 그 결과, 각각의 유량 조건에 대한 수치 모의 결과의 평균 오차는 0.01~0.02 m로 계산치와 관측치가 매우 근사하였다. 결정된 조도계수는 0.041~0.075의 범위를 가지는 것으로 분석되었고, 유량의 증가에 따라 큰 폭으로 감소하다가 특정한 값에 수렴하는 것으로 검토되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.157-163
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• 1993

미공병단에서 개발된 하상변동계산모형인 HEC-6를 대청댐 하류의 금강에 적용하여 대청댐 축조에 따른 하류 하상의 변화를 살펴보았다. 대청댐은 금강의 중류에 위치하고 있으며, 댐 하류는 하상이 대부분 세사(細砂)와 중사(中砂)로 이루어져 있는 전형적인 충적하천으로 댐축조에 따른 하상변동이 예상되는 구간이다. 분석결과 댐 직하류 15km 구간은 대청댐 축조에 의해 하상이 2~3m 정도 현저하게 저하되었으며, 이 구간의 현재의 하상은 자갈과 호박돌 등에 의한 장갑화 현상에 의해 더 이상의 심각한 하상저하는 없을 것으로 예상된다. 또한, 연구대상구간내에는 대규모 골재채취로 인하여 국부적으로는 2m 이상이나 하상이 저하된 곳도 있다. 반대로, 대상구간의 하류부인 규암 수위표 상류 20km 인근의 하상은 0.5~1m 정도 상승하였다. 이 구간의 하상변동을 모의하기 위해 HEC-6 모형을 적용한 결과, 이 모형이 장기간의 하상변동을 비교적 적합하게 모의할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 추후 40년간의 하상변화를 모의한 결과, 이 구간은 장래에는 하상변동이 별로 없는 안정된 상태를 보이고 있다. 다만 중상류 일부 구간은 1~2m 내외의 하상저하, 하류구간은 0.5m 정도의 국지적 하상상승이 발생할 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.411-411
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• 2021

최근 들어 이상기후에 따른 집중호우의 영향과 하천 유역 내에서의 토지이용의 증가로 하천의 하류부에서의 홍수피해는 점점 증가하고 있다. 이에 대비하기 위해 하천 시설물 설치를 계획하거나 이수, 치수 계획을 세우기 위해서는 하상이 어떻게 변화할 것인지 파악하는 것이 중요하다. 연구 대상 지역 세종특별자치시 금남면 영대리 유천천은 최근 10년간 홍수로 인한 피해액이 연평균 약 2.4억 원으로 나타났으며 매년 피해가 지속되고 있다. 유천천은 인위적 하도의 변경과 토지이용 상황의 변화 및 하천 골재채취, 댐 및 저수지 건설, 자연적인 홍수 등으로 하상이 변동되고 있으며, 그로 인해 생긴 유로의 변화로 발생할 수 있는 피해 예측이나 하천 시설물 설치를 위해서는 변동 결과의 예측이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대상 유역의 하상변동을 분석하기 위하여 HEC-RAS Sediment Transport Analysis(STA) 모형을 적용하였다. 적용한 데이터를 바탕으로 장래 하상변동 결과를 예측하였고 GIS 기법을 이용하여 유역의 특성 및 유출 특성에 관한 인자들을 도출하였다. 장래 1년, 5년, 10년 단위로 하상변동의 예측이 가능한 HEC-RAS STA 모형 분석 결과, 하상경사가 급한 각 하천상류 구간과 횡단시설물의 상류층에서는 하상저하가 발생하고, 하상경사가 완만한 하류 구간 부근에서는 일부 하상 상승이 발생하는 것으로 나타났다. 수위상승에 대비하여 지속적인 관찰과 상승구간에 대한 주기적인 하천 정비를 통하여 홍수기에 수위상승을 억제할 필요가 있을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 하도 안정성과 이수와 치수안정성 확보, 하천의 효율적인 이용과 보전, 유지관리 시 기본해석으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권1호
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• pp.107-118
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• 2003

본 연구는 경안천 유역($558.2km^2$)을 대상으로 WMS의 HEC-1 모형을 이용하여 1980년~2000년 동안 토지피복변화에 따른 수문변화 분석을 수행하였다. 토지피복변화를 분석하기 위하여 다시기의 Landsat MSS(1980/2/15) 및 TM 위성영상(1986/4/15, 1990/4/26, 1996/4/26, 2000/5/17)을 이용하여 최대우도법을 실시하였다. 총 유역면적에 대하여 도시지역의 면적은 약 5.6% 증가하였으나, 산림지역은 6.1% 감소하였으며 SCS CN은 9.8 증가하였다. 모형의 매개변수 결정을 위하여 5개의 홍수사상(1998/5/2, 1998/8/23, 1998/9/30, 1999/5/3, 2000/7/29)을 대상으로 검 보정을 실시하였는바, 유출고에 있어 9~36%의 상대오차를 보였다. 30년 빈도의 일 최대강우 254mm를 적용하여 경년 수문변화를 분석한 결과 1986년~2000년 동안 첨두유출시간은 약 4시간 감소하였으며, 첨두유량은 $455m^3/sec$가 증가하였다.