• 대한토목학회논문집
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• 제29권6B호
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• pp.503-512
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• 2009

물 순환과정을 평가하기 위한 도구로 사용되는 수문모형은 크게 분포형 모형과 집중형 모형으로 구분할 수 있다. 지형 특성 자료의 제공과 활용을 위한 시스템이 등장하고 컴퓨터 계산 능력이 발달하면서 과거 집중형 모형에서 분포형 모형을 이용한 연구와 적용이 진행되고 있다. 개념적, 경험적 의미가 큰 집중형 모형과는 달리 분포형 모형의 경우, 격자 기반의 유역 특성 및 강우 자료로부터 초기 매개변수 값(first-guess value)을 추정하기 때문에 모형 보정 시 미세한 매개변수 조정이 요구된다. 따라서 모형 내 구성된 매개변수별 특성과 민감도를 정확하게 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$모형의 매개변수별 민감도를 분석하기 위하여 중랑천 유역을 대상유역으로 선정하고 적용하였다. 이를 위하여 중랑천 수계 하천정비기본계획(경기도, 1996)을 참고하여 재현기간 100년에 지속시간 6시간 설계강우를 작성하고, 이로부터 각 매개변수 변화에 따른 유출량 변화를 모의하였다. 그 결과, 수리전도도는 유역 전체의 유출고에 영향을 주는 것으로 나타났고 지표면 조도계수는 첨두 발생시간의 변화없이 첨두유량값 즉, 수문곡선의 형태에 민감하게 반응하는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 하도 구간의 조도계수는 비슷한 유출고에 대하여 첨두유량값과 도달시간에 매우 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.992-1001
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• 2023

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

• 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.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권4호
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• pp.334-344
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• 2020

연엽산 산지계류의 저서성 대형무척추동물은 총 24과 44종 658개체가 확인되었으며, 참납작하루살이(Ecdyonurus dracon Kluge)가 13%로 우점하였다. 서식습성군으로는 붙는 무리(56%), 굴파는 무리(19%), 헤엄치는 무리(14%) 및 기는 무리(56%)의 총 4군집이 확인되었고, 1개소(UP1)를 제외한 모든 조사지점에서 붙는 무리가 우점한 것으로 나타났다. 그리고 서식특성은 서식처의 유속, 수심, 계상재료 등 수리학적 요인과 용존산소, 수온 등 수질 요인에 따라 달라지며, 유수가 정체하는 소(pool)보다는 유속이 빠른 여울(riffle, step-riffle)에서 그 차이가 나타났다. 즉, 여울에서는 수심과 관계없이 계상의 유속이 빠르고 계상재료의 중앙입경과 최대입경이 클수록 서식처에서 붙는 무리가, 유속이 느리고 계상재료의 중앙입경과 최대입경이 작은 서식처에서 굴파는 무리와 기는 무리가 우점하였다. 또한, 용존산소와 유속은 정의 상관관계(y = 0.6666x - 0.659, R² = 0.0851)에 있으며, 굴파는 무리가 기는 무리와 붙는 무리보다 더 넓은 범위에 서식하는 것으로 나타났다. 수심이 얕을수록 일사량에 대한 수온의 민감도가 크기 때문에 수심과 수온은 부의 상관관계(y = -26.397x + 283.87, R² = 0.1802)를 보였으며, pH와 수온은 정의 상관관계가 나타났다. 한편, pH와 용존산소의 관계를 상·하류로 구분하여 서식특성을 파악한 결과, 군집과 상관없이 울페도가 68%로 높았던 상류에서는 높은 용존산소값과 낮은 pH를, 울페도가 51%로 상대적으로 낮았던 하류에서는 낮은 용존산소값과 높은 pH가 나타나, 계안림에 의한 부착조류의 증식과 수온상승을 억제하는 역할을 한 것으로 판단된다. 이 연구는 산지계류에 있어서 저서성 대형무척추동물의 서식특성을 파악함으로써, 산지계류가 청정지역으로 인식되어 연구 대상으로서의 관심도가 낮았던 부분의 자료를 보완하였다. 따라서 향후 산지계류의 보호 및 관리 측면에서의 연구 방안 마련과 학술적인 가치를 높이기 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권2호
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• pp.102-107
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• 2012

본 연구는 사과 홍로 품종의 고품질 과실 생산을 위한 최적 토양환경 요인을 구명하기 위해 수행되었다. 토양환경조건들은 전국의 사과 주산지 충주, 문경, 영주, 안동, 예산, 영천 지역에서 각각 농가당 10농가를 대상으로 총 60농가에서 토양 및 과실특성을 조사하였다. 과중에 영향을 미치는 토양환경요인은 포화수리전도도가 33.3%로 가장 기여도가 높았고, 양이온이 24.6% 기여하였다. 용적밀도, 토성 및 고상역시 비교적 높았다. 토양물리성요인이 화학성 요인보다는 과중에 영향을 주었다. 과실의 당도에 미치는 토양환경요인들에서는 토성이 21.9%로 가장 높은 기여도를 나타냈다. 양이온치환용량(CEC)와 용적밀도의 기여도가 매우 낮았다. 과실의 착색은 인산함량이 20.4%로 매우 높은 기여도를 나타냈다. 반면에 포화수리전도도와 유기물함량은 낮았다. 토양물리성 보다는 화학성이 크게 기여하였다. 최종적으로 과중, 당도, 과실착색을 종합적으로 고려한 과실품질에 대한 상대적 기여도에서는 작토층깊이 25.8%, 토성 22.2%, 토양산도 21.0%로 높았다. 고상 및 용적밀도는 낮았다. 사과 홍로 품종은 토양화학성과 매우 밀접한 관련이 있으며, 따라서 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 과원의 배수관리 및 시비관리가 중요하다. 이 결과를 바탕으로 과원의 토양관리 요인들을 계량화 하여 과학적 토양관리 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제6권3호
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• pp.71-81
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• 2004

최근 증가하고 있는 집중호우로 인해 피해 규모가 대형화 되어가고 있는 추세로 수공구조물 설계 시 보다 정확한 수문분석을 요구 하고 있다. 강우의 시간분포는 정확한 수공구조물의 설계 시 첨두홍수량 산정에 가장 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 대전지역의 기상학적, 지형학적 특성에 맞는 적절한 강우분포형을 제시하고자 한다. 본 연구는 대전지역의 강우관측이 시작된 1969년부터 2002년까지 34년 중 강우가 집중되는 기간인 5월부터 10월사이의 강우자료를 바탕으로 강우분석을 실시하였다. Huff 방법에 의한 강우분포의 형태는 초기에 호우가 집중되는 1분위로 나타났고, 본 연구에 의한 방법은 Huff방법의 3분위에 속하는 53%에서 호우가 집중되는 양상으로 나타났다. 즉, Huff 방법과 본 연구에서 제안한 방법으로 호우사상의 시간분포를 결정하였는데 그 형태가 다르게 나타났다. 이는 Huff 방법이 호우사상별로 분위를 결정 하는 반면 본 연구에서는 지속시간별 강우량을 누가하고 지속시간별 분포형태를 무차원화하여 결정하였다. 강우의 시간분포 형태가 다른 두 가지 방법으로 실제 유역인 갑천유역에 적용하여 홍수량을 산정하였다. 유효우량 산정 시 토양의 특성을 고려한 SCS방법을 사용하였고, 홍수량 산정은 단위도법에 의해 추정하였다. 홍수량 추정결과 100년 빈도, 지속시간 24시간 첨두홍수량은 Huff 방법의 경우 $3421.20m^3/sec$로 나타났고, 본 연구 방법의 경우는 $3493.38m^3/sec$로 나타났다. 이처럼 첨두홍수량의 차이가 나타난 이유는 강우의 시간분포와 홍수도달시간이 서로 상이하여 다른 결과를 보였고, 본 연구 방법으로 강우를 분포시켰을 때 첨두홍수량이 Huff 방법보다 $72.18m^3/sec$ 정도 커짐을 알 수 있었다. 유효우량 산정 시 초기의 강우량이 크면 손실우량도 커지고, 강우의 시간분포 형태에 따라 첨두홍수량도 차이를 보이게 되므로 강우의 시간분포 결정시 신중을 기하여야 할 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권4호
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• pp.469-483
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• 2019

북한은 1970년대부터 이어진 산림황폐화로 인해 매년 홍수와 산지토사재해가 발생하고 있다. 북한의 산지토사재해 피해저감과 통일 이후의 국토관리를 위해서는 북한 내 산림복구와 사방사업 관련 기술 및 동향을 파악하는 것이 무엇보다 우선적이다. 이 연구에서는 북한에서 발행된 사방공학 관련 논문 146편을 분석대상으로 하였으며, 문헌학적 특성과 논문의 통계적 분석을 실시하였다. 이후 VOSviewer 프로그램을 이용하여 연구영역을 구분하였으며, 이상의 연구결과를 토대로 시간적 변화에 따라 연구동향을 파악하였다. 그 결과, 1990년대부터 관련 논문이 꾸준히 증가하였다. 관련 연구주제는 (i) 토양침식 및 유실, 산지토사재해 위험지 평가, (ii) 산림의 수리·수문학적 이해, (iii) 사방구조물의 합리적인 시공, (iv) 사방사업 효과 및 관리방안으로 구분되었다. 특히, 김일성 집권시기에는 (ii) 산림의 수리·수문학적 이해에 관한 연구영역의 점유비율이 높았으나, 김정일과 김정은 집권시기에는 (i) 토양침식 및 유실, 산지토사재해 위험지 평가에 관한 연구영역의 점유비율이 증가하였다. 이러한 결과를 통해 사방공학에 대한 북한의 관심과 필요성이 꾸준히 증가하고 있는 것을 유추할 수 있었다. 이 연구의 결과가 북한의 사방공학 분야를 올바르게 이해하는 기초자료로써 본격적인 남북 산림협력을 대비하기 위한 발판이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제32권2호
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• pp.257-270
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• 2022

본 연구에서는 제주도 전역에 대해 발생하고 있는 지하수위 저하 현상의 원인을 평가하기 위한 분석이 실시되었다. 이를 위해 지하수위, 강수, 지하수 이용량 시계열 자료 및 토지 이용에 대한 정보를 취득하고 이들 간의 상관성을 분석하여 지하수위 저하 원인을 파악하고자 하였다. 반응표면 분석법 및 민감도 분석법을 이용하여 지역별 강수 및 지하수 이용량 변화가 지하수위 변동에 미치는 영향력을 정량화하였으며, 획득된 영향력 지도 및 다양한 공간통계 자료를 비교 분석함으로써 지하수위 하강 원인을 분석하고, 이를 통해 지역별 지하수량 관리를 위한 방안을 고찰하였다. 분석 결과, 서부지역의 지하수위 하강률이 동부지역에 비하여 큰 것으로 나타났으며, 특히, 서부지역은 지하수 이용량이 지하수위 변동에 큰 영향력을 가지는 것으로 나타났다. 반면, 동부지역의 경우, 지하수위 변동에 대한 강수의 영향력이 크게 나타났으며, 지하수위 저하율은 상대적으로 작게 나타나고 있다. 하지만, 강수량 대비 지하수 이용량의 증가율이 서부지역에 비하여 빠르게 발생하고 있고, 동부지역의 넓은 기저 지하수대 형성 양상 및 해수 침투가 지속적으로 보고되고 있는 점에서 미루어 보았을 때, 지하수 이용량이 증가함에 따라 지하수의 절대량은 줄어들었음에도 염수압으로 인하여 지하수위 저하가 크지 않은 것처럼 나타났을 가능성이 있는 것으로 평가되었다. 이를 종합하였을 때, 서부지역에 대한 지하수량 관리를 위해서는 강수 및 지하수 이용량에 대한 정보가 필수적으로 고려되어야 할 것으로 판단되며, 동부지역은 이 외 광역적인 수리학적 스트레스를 가할 수 있는 요소(해수면 변동, 염수-담수 경계 위치, 등)에 대한 면밀한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 동부 및 서부지역의 지하수위의 변동 특징이 비교적 뚜렷하게 구분됨에 따라 보다 효율적 지하수량 관리를 위해 각 지역에 최적화된 관리 방안이 제시 및 적용되어야 할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.371-388
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• 2023

지층구성이 복잡하고 저투수성의 토양이 분포하는 경우 정화효율은 급격히 저하되고 실질적인 정화가 이루어지지 않거나 정화기간이 증가하는 등의 문제가 발생한다. 효율적인 정화를 위해서는 투수성이 개선되어 오염된 구간으로 정화제 주입하여 오염물질과 충분한 접촉이 이루어져야 한다. 본 연구는 균열형성과 효과적인 정화제 유도를 위해 플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출을 복합적으로 활용하는 PPV 공법의 유체 전달특성을 분석하고 기존공법과의 비교를 통해 개선효과를 평가하였다. 연구는 TPH(Total petroleum hydrocarbons)로 오염된 실제 오염부지에 대한 정화제 전달효과를 확인하기 위한 실증시험을 수행하였으며 정화제의 전달특성과 영향범위 등을 산정하기 위해 주입량과 주입시간을 모니터링하고, 정성적인 지중환경 변화요인을 확인하고자 전기비저항탐사를 수행하였다. 또한, 투수시험을 수행하여 각 공법에 대한 투수성 변화를 평가하였다. 정화제의 주입량 모니터링 결과, 주입량은 대조군 대비 실험군의 주입량이 약 4.74~7.48배 증가하였고, 단위 시간 당 주입 유량(L/min)은 약 5.00~7.54배 실험군의 전달률이 빠른 것으로 분석되었다. 전기비저항탐사 결과, 실험군의 비저항변화비는 대조군과는 달리 지표까지 영향을 주어 비저항값이 전체적으로 감소하는 경향을 보인다. 따라서 실험군은 지표 상부에 분포하는 토사층까지 과산화수소 등의 유체 확산이 이루어져 저비저항 변화비가 감소하는 것을 볼 수 있으며 주입정과 추출정 사이의 수평적 변화비는 약 1.12~2.38배 비저항값이 감소되었다. 투수성의 경우, 대조군과 실험군 모두 유사한 초기 투수성을 보였으나 과산화수소의 정화기작 영향으로 투수성이 감소하는 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 수리전도도의 변화를 정량적으로 평가하면, 대조군은 시험 종료 후 초기 수리전도도 대비 21.1%의 수리전도도를 나타내어 투수성이 급격히 저하되는 양상을 보였으나 실험군은 실험종료 후 초기치 대비 81.3%로 초기 수리전도도와 근접한 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 현장조사로 확인된 수리전도도와 정화재 주입실험을 통한 정화제 주입용량(m³/hr), 토양특성분석(함수비, 밀도)을 통한 공극률(%)의 분석을 통해 영향반경(ROI)을 산정산 결과, PPV 공법의 영향반경(ROI)은 대조군에 비해 평균 220% 개선되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 성과는 PPV 공법 적용으로 인하여 기존공법 대비 보다 넓은 범위에 걸쳐 효율적인 정화제 전달이 가능하고 정화기작에서 나타나는 투수성 저해요인을 상당부분 극복할 수 있으며, 약 2배 이상의 영향반경 증대를 통해 정화효율을 높일 수 있음을 지시하는 중요한 지표로 볼 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제8권2호
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• pp.53-64
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• 2006

최근 들어 국내에서도 생태도시를 지향하면서 도시하천을 자연형 하천으로 복원시키고 있는 사례가 증가하고 있어 B시의 상동천을 대상으로 하여 인공하천으로 조성 한 후 식생 및 어류생태계의 모니터링과 어류의 습식에 의한 조류의 제거 특성을 평가하고 하천생태계의 복원과정과 조류의 제거로 인한 수질개선방안을 연구하였다. 그 결과 기초적인 하천생태계는 조성된 후 4년이 지난 시점에서 건전하게 재생 복원되고 있었으며, 식물상 및 식생군락은 모두 관속식물 문으로 44과 73속 79종 14변종으로 총 93분류군이 관찰되었다. 어류는 총 3과 8종 354개체로 일반적으로 수질오염에 내성이 강한 참붕어, 잉어, 붕어 등이 우점 하여 출현하였으며 상대풍부도를 비교할 시 참붕어가 50.5%, 잉어 21.2%, 붕어 20.9%, 버들매치 7.1%, 미구라지 0.3% 순으로 나타났다. 실험하천 특성상 조류의 이상 증식에 따른 어류의 식이물에 대한 분석 결과 조류를 잉어(Cyprinus Carpic)는 90%이상, 붕어(Carassius Auratus)는 30% 이상 섭취하는 것으로 판명 되었다. 표본에 대한 개략적 분석에서 체장 약 34cm 개체의 잉어가 습중량 43.2g의 조류를 섭취한 것으로 조사되었는데 이는 대형개체의 잉어가 조류의 제거에 어느 정도 효과가 있는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과 실험하천의 수목과 수생식물은 조성 당시에 임의로 식재되어 하천생태계의 식생 특성과 수질정화 효과를 크게 기대 할 수 없었으며 앞으로 자연형 하천은 조성 당시부터 생태하천공학적인 수질 및 수리 모델링에 의하여 설계한 후 조성이 이루어져야 수질정화기능을 수행할 수 있으며 어류생태계는 잉어를 비롯한 대형개체의 도입으로 인하여 고차 소비자의 생체량이 증가함으로서 먹이사슬의 구조에 많은 영향을 미칠 것으로 판단되었으며 어류에 의한 조류제거는 일부 식이특성에 따라 습식하는 것으로 밝혀졌으나 큰 효과는 없는 것을 알 수 있었고 앞으로 더 많은 연구가 필요한 것으 로 판단되었다.