• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.329-337
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• 2006

삼천포 화력발전소에서 냉각수로 이용되고 방류되는 해수를 이용한 소수력 발전소가 삼천포 해역에 건설되고 있다. 본 연구에서는 소수력 발전소가 건설되는 지점, 즉 방류수로 및 방류해역의 흐름을 관측하고 흐름특성을 분석하였다. 방류수로의 흐름은 냉각수 방류량에 의한 영향이 지배적이며, 공간적으로는 냉각수가 합류되는 Weir 상류구간, 합류된 냉각수가 방류수로를 통하여 배출되는 Weir 하류구간, 방류해역으로 구분할 수 있다. Weir 상류 지점은 측면에서 유입되는 냉각수로 인하여 유량이 점차 증가하나, 수로의 폭이 증가하기 때문에 수위 변화가 미미한 지역이며, Weir 하류지점은 월류된 냉각수가 사류(super-critical flow)구간을 거쳐서 수리학적 도약으로 인한 강한 연직방향의 요동을 보이며 방류해역으로 이동하는 구간이다. 한편, 방류수에 의한 영향으로 외해방향으로의 해수흐름이 형성되나 유속은 조위의 승강운동에 크게 영향을 받는 것으로 파악되었다. 또한, 방류해역의 조위는 통영 검조소에 비하여 평균조차는 약 10% 크게 나타나고 있으며, 파랑전파에 의한 영향은 미미한 정도로 파악되었다.

• 분석과학
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• 제25권6호
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• pp.421-428
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• 2012

본 연구는 국내에서 배출되는 금속과 플라스틱 및 폐수처리시설 폐기물 중 유기오염물질류인 PCDD/PCDFs, PAHs, PCBs의 배출 특성을 파악하고자 수행하였다. PCDD/PCDFs의 농도는 비산재가 7.37~432.20 ng-TEQ/kg, 소각재는 0.51~855.01 ng-TEQ/kg, 분진의 0.37~385.81 ng-TEQ/kg 범위로 나타났으며 외국의 분석결과에 비해 다이옥신의 함량농도가 낮은 것으로 조사되었다. PAHs의 농도는 공정오니의 평균 함량농도가 0.0075~2.9225 mg/kg, 폐수처리오니는 0.0035~1.6716 mg/kg 범위로 나타나 해양환경관리법의 규제기준을 모두 만족하였으며, 공정오니 및 폐수슬러지의 PAHs 농도는 외국의 경우와 비교하여 다소 낮은 것으로 조사되었다. 또한, 해양환경보전법에서 관리하고 있는 PCBs 7 종을 분석한 결과(제 1기준 0.15 mg/kg 비교) 검출농도는 0.0~0.65 mg/kg으로 나타났으며, 일부 기계유 및 작동유에서 PCB-52, PCB-101, PCB-138, PCB-153 및 PCB-180 개별이성체가 초과되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권4호
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• pp.83-95
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• 2001

본 연구에서는 광주 본촌분지를 대상으로 지하수의 오염현황을 분석하고, 수문지질구조와 수두의 분포 그리고 지하수의 수화학적 조성으로부터 오염기구를 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 분지의 수두분포는 대체적으로 지형면을 반영하고 있으나, 과잉양수에 의한 지하수 유동계의 변형이 나타나고 있다. 농경지와 주거지가 혼재된 분지 북부에서는 Cl와 EC, Na, $NO_3$농도가 비교적 높았으며, 공업단지가 입지한 분지 남쪽에서는 $HCO_3$과 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, Zn이 상대적으로 높은 농도를 나타냈다. Cl-과 N $O_3$농도에 의한 오염은 생활.공장폐수에 의한 것으로 추정된다. 그리고, Cl의 경우에는 특정 오염원을 기점으로 하천수계를 따라 오염물질이 확산되는 양상을 보이고 있으며, 오염원의 분포와 농도분포를 고려할 때 오염물질의 수평 분산보다는 공단지역의 과잉양수에 의한 지하수위의 저하로 수직이동이 더 크게 작용하고 있다고 볼 수 있다. 이상으로부터 공단지역에서의 지하수 과잉양수가 지속될 경우, 지형면을 따라 형성된 유동계가 더욱 왜곡되고, 지하수위의 급격한 저하는 분지 북부지역에 까지 미치게 될 것이다. 더욱이 분지 북부의 생활 공장폐수에 의한 염수화 현상 또는 질소오염은 분지 전역으로 확산될 것은 자명하다.현상 또는 질소오염은 분지 전역으로 확산될 것은 자명하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제36권4호
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• pp.379-393
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• 2017

This study analyzed the relationship between self-directedness of science-gifted elementary students and their expression of scientific creativity in science-gifted class. A science-gifted program on the topic of Hydraulic Machine was implemented to 34 fifth-graders in the Science-Gifted Education Center of an education office in Seoul, Korea for four weeks. The self-directedness of the gifted students was divided into three types of 'General, Scientific, and Topic-Related Self-Directedness'. The products of the students' activities were assessed by using a scientific creativity assessment formula. Qualitative research, such as analysis of observations and interviews, was also conducted in order to identify characteristics that were not apparently revealed by quantitative data. The main results of this study are as follows: First, science-gifted elementary students' general self-directedness and their scientific creativity were significantly correlated (r=.373). Second, the students' scientific self-directedness and scientific creativity did not have a significant correlation (r=.294). Third, there was a positive correlation between the students' topic-related self-directedness and their expression of scientific creativity. Their self-rated scores (r=.420) for the topic-related self-directedness and the number of activity types associated with the topic had a positive correlation (r=.350). Fourth, the students were categorized into four groups according to the levels of their self-directedness and scientific creativity, and the result showed that Type HH (high self-directedness and high scientific creativity) was the most common type (15 students, 38.5%), followed by Type LL (low self-directedness and low scientific creativity) (11 students, 28.2%). Eight (20.5%) and five students (12.8 %) belonged to Type LH (low self-directedness and high scientific creativity) and Type HL (high self-directedness and low scientific creativity) respectively. Fifth, the classroom observation of the students in groups revealed that groups with more number of Type HH demonstrated better cooperation and performance. Sixth, the analysis results of the observation were almost matched to the results of the self-directedness and scientific creativity tests. The students with higher self-directedness demonstrated active class participation and good cooperative skills. The students with higher scientific creativity had a tendency to generate creative ideas more frequently in given situations. Seventh, dynamic activities were perceived as enjoyable and exciting by 76.9% of the students, but static activities that require creativity were regarded as interesting only by 23.1% of the students. Among the students who were satisfied with both the creative and static activities, Type HH accounted for the largest proportion (55.6%). In conclusion, factors such as students' interests, initiatives, and attitudes displayed through voluntary participations originated from their own daily life can predict the degree of scientific creativity associated with the topic. Also, when students were categorized into four types according to the level of self-directedness and scientific creativity, there was a tendency of active behavior in class, cooperative skill, and activity satisfaction. This suggested that we should consider self-directedness and scientific creativity in selecting the gifted, grouping them in class, and designing and executing programs for science-gifted elementary students.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.491-499
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• 2008

점점 더 강화되는 수질기준, 연료 및 에너지비용 증가 등으로 경제성, 소요부지의 최소화, 운전의 용이성, 슬러지 발생의 최소화, 높은 처리효율을 지니는 폐수처리시스템의 개발은 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 난분해성물질을 함유한 오 폐수에 대해 대기노출형 백색부후균 생물막을 이용하여 생물막의 침지형태, 체류시간, 재순환비, 모듈회전수에 따른 유기물 처리 특성을 연구하였다. HBC 링 여재에 부착된 백색부후균 생물막을 대기중에 완전히 노출하여 운전시 침지형 포기조건과 거의 비슷한 제거율을 나타냈다. 대기노출형의 최적조건은 HRT 3$\sim$4 hr, 재순환비 6$\sim$10 Q, 모듈회전수 0.5$\sim$2회/min이며, 이때 유기물 제거율은 COD$_{Cr}$ 65.0$\sim$69.9%, NBDCOD 70.4$\sim$72.7%, BOD$_5$ 88.8$\sim$90.1%, SS 84.2$\sim$90.4%를 나타냈다. 또한 본 연구에서 BOD$_5$의 유출수 평균농도는 8.9 mg/L로 중수도 수질기준 BOD$_5$ 10 mg/L이하를 만족하였으나, NBDCOD의 경우 평균농도가 29.6 mg/L로 중수도 수질기준 20 mg/L보다 높은 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.285-293
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• 2016

The high velocity oxygen fuel(HVOF) thermal spray is a kind of surface modification techniques to produce the sprayed coating layer. This process is to form the coating layer after spraying the powder to molten or semi-molten state by the ultra-high speed at the high-temperature heat source and conflicting with a substrate. The efficiency of thermal spraying is dropped, however, because the semi-molten powder in a spray process become a factor that degrades the mechanical property by the formed pore within the coating layer. Therefore, it is necessary to melt completely the thermal spray powder in order to produce the coating layer with an optimal adhesive force. In this study, to improve the wear resistance, corrosion resistance and heat resistance, the plungers of high-speed and ultra-high pressure reciprocating hydraulic pumps used in ironworks are manufactured with STS $420J_2$ and are coated by the powders of WC-Co-Cr and WC-Cr-Ni including the WC of high hardness using a HVOF thermal sprayer developed in this laboratory. These are called by the surface-modified plungers. The surface roughness, hardness, and surface and cross-sectional microstructure of these two surface-modified and conventional ceramic plungers are measured and compared before operation with after operation for 100 days. It is found that the values of centerline average surface roughness and maximum height for conventional ceramic plunger are 9.5 to 10.8 and 5.2 to 5.7 times higher than those of surface-modified ones coated by WC-Co-Cr and WC-Cr-Ni because the fine tops and bottoms on surface roughness curve of conventional ceramic plunger are approximately 100 times higher than those of surface-modified ones. In addition, the pores and scratches in the surface microstructure are considerably formed in the order of conventional ceramic, WC-Cr-Ni and WC-Co-Cr surface-modified plungers. The greater the WC content of high hardness powder is less the change in the plunger surface.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.116-120
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• 2010

국내 집단에너지 사업의 대표적인 지역난방시스템은 전체 배관망이 약 3,000 km에 이르고 있다. 이러한 장거리 배관망을 통한 열수송에서는 마찰 저항으로 인해 많은 펌프동력이 필요하게 된다. 효율적인 장거리 열수송을 위한 연구로서 대표적인 방법 중 하나가 마찰저감제를 투입하는 것이다. 이러한 마찰저감제는 파이프내 표면의 마찰저항을 감소시킴으로써 유체의 유동을 향상시키게 되는 것이다. 본 연구에서는 친환경 계면활성제인 Amine Oxide $C_{18}$을 이용하여 $80{\sim}110^{\circ}C$의 온도범위에서 단기간 동안에 마찰저감 특성을 비교하고, 장기간 동안 퇴화현상을 비교 평가함으로써 향후 지역난방 시스템에서 적용 가능성을 평가하기 위하여 지역 난방시스템을 축소하여 실험장치를 제작하였다. 마찰저감제를 첨가하지 않은 파이프내의 차압과 마찰저감제를 첨가하였을때의 차압을 비교하여 마찰저감율을 측정하였다. 단기성능 실험결과 마찰저감제는 온도의 영향을 받아 유체의 온도가 높아질수록 마찰저감율이 낮게 나타났다. $80^{\circ}C$의 실험에서 최대 30%의 마찰저감율이 나타났으며, $100^{\circ}C$ 이상에서는 마찰저감율이 감소하여 약 15%의 마찰저감율을 보였다. 장기성능 실험결과 $80^{\circ}C$의 실험에서는 1000 ppm 0.8 m/s의 유속에서 마찰저감율의 지속시간이 155시간동안 유지되었으며 온도가 높아질수록 지속시간이 감소하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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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.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.213-213
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• 2011

근래 이상기후에 의한 강우량 증대와 도시화에 따른 첨두유출량의 증대 및 도달시간의 단축은 기존의 유수지만으로 도시홍수를 대처하는데 그 한계점에 다다르게 되었다. 1990년대에 들어 각종 우수유출 저감시설의 활용으로 이상의 문제를 해결하고자 하는 노력들이 시작되었으며, 현재 신규개발지에 저류지와 같은 우수유출저감시설 설치를 법제도적으로 의무화 하고 있어, 전국적으로 천여개소의 저류지가 시설되어 있거나 계획 중에 있다. 저류지는 개발로 인해 증가된 첨두유출량을 개발전의 상태로 저감시키기 위하여 임시 또는 상시 저류하거나 저류능력 이상의 유출량에 대해서는 암거방류시설을 통해 하류부의 하천 또는 하도로 방류시키는 역할을 수행하는 수공구조물로서 일반적으로 저류지 계획 및 설계는 첨두유출량 증가분에 대해 초점을 맞추고 있을 뿐 방류시설에 대한 구체적인 설계는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 현재 국내에는 저류지 방류시설로 주로 사용되는 암거에 관한 설계규정이나 기법은 미미한 상태로, 한국도로공사(1991)에서 발표한 "도로배수계획"을 이용하고 있으며, 이는 미국 연방도로국(FHWA, 1985)에서 발표한 설계기법을 그대로 인용하고 있다. 즉, 지형 또는 현장 여건에 따라 암거 흐름의 8형식 중 하나의 형식으로 결정하고, 그 형식에 따라 관련도표를 이용한 시산법 또는 도식해법을 적용하여 유입부 상류수위를 산정함으로써 암거설계가 이루어진다. 하지만 이러한 암거설계 방식은 도로 배수암거에 적합한 것으로 저류지 배수암거에 적용하기에는 무리가 있다고 본다. 따라서, 본 연구에서는 저류지의 일반적인 특성상 암거흐름 8형식 중 Class-II군의 암거 상류부 수위가 잠수된 조건 즉, 평상시 저류지가 일정수위 이상의 저류량을 유지하고 있는 상태에서 저류지 암거방류시설의 대표적인 설계인자인 암거직경, 암거경사, 암거경사, 하류단 수위조건의 변화에 따른 상류부 수위변화를 유량별로 분석해 보았다. 방류 암거의 개수를 고려하기 위하여 암거상류부 수위와 암거직경의 관계해석 시 암거단면적을 이용하여 분석하였으며, 각각의 유량별로 상류부 수위와 암거단면적의 관계를 회귀식으로 제시하였다. 암거상류부 수위와 암거경사의 관계를 분석한 결과 암거경사가 5~20%로 변화할 때 암거상류부 수위의 변화는 2~5%정도의 매우 작은 변화를 보임을 확인할 수 있었으며, 암거길이의 경우는 해석 조건의 특성상 상류부 수위에 영향이 전혀 나타나지 않았다. 암거상류부 수위와 암거하류단 수위의 관계에서 암거상류부 수위는 암거하류단 수위가 암거직경과 퇴사위 높이의 합보다 암거하류단의 수위가 높아지는 시점부터 암거하류단 수위에 비례해서 증가되는 결과를 알 수 있었다.