• 한국수자원학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.141-154
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• 2001

본 연구는 하천제방의 마루폭, 비탈 경사가 월류에 의한 제방의 붕괴에 미치는 영향을 분석하기 위한 수리모형 실험으로부터 하천수의 제방월류에 따른 붕괴과정을 4단계로 구분하여 제시하였으며, 마루폭 및 비탈경사의 변화에 따른 붕괴폭, 깊이, 붕괴지속시간, 월류량 및 붕괴부 바닥세굴형태 등을 분석하였다. 전반적으로 제방마루폭이 넓고 비탈경사가 완만할수록 첨두월류량을 감소시키며, 붕괴 지속시간이 길어지는 결과를 보였다. 또한 마루폭이 넓거나 비탈경사가 급한경우에서 제방의 붕괴 폭은 좁고 붕괴깊이는 깊었으며 제방마루폭이 좁거나 경사가 완만할수록 바닥 세굴심이 질고 세굴웅덩이의 비탈경사가 컸다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.104-115
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• 2014

제방(Levee)은 하천을 따라 축조한 공작물로서, 홍수 등 자연 재해로부터 제내지를 보호하는 역할을 한다. 본 논문에서는 낙동강 지역을 촬영한 항공 라이다 자료(airborne topographic LiDAR data)와 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공하는 제방현황 자료를 활용하여 제방 GIS 데이터베이스 구축에 관한 연구를 진행한다. 우선, 미국 공병단에서 제공하는 제방 데이터베이스와 국가 수자원 관리 종합 정보시스템에서 제공하는 우리나라 제방현황 테이블을 비교 및 분석한다. LiDAR 자료로부터 제방 정보를 추출하기 위해서, 보간법을 이용하여 LiDAR 점군 자료들로부터 디지털 표면 모델을 생성한 후, 디지털 표면 모델에서 인접한 픽셀간의 최대 고도값 차이를 계산하여 경사 지도를 만든다. 그리고, 경사도 분류 방법을 이용하여 제방의 주요 구성 요소인 둑마루 및 비탈 경사를 나타내는 폴리곤을 각각 추출한다. 그리고, 둑마루 및 비탈 경사 폴리곤들로부터 추출한 속성정보와 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공하는 제방현황 자료를 병합하여 제방 GIS 데이터베이스를 구축한다. 마지막으로, 본 연구에서는 라이다 자료만을 활용하여 제방 GIS 데이터베이스를 구축하였을 때의 장점 및 한계에 관해서 토론하고, 이를 보완하기 위한 차후 연구에 관한 방향을 제시한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권4호
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• pp.258-266
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• 2019

이 연구는 자연에 기반을 둔 하천기술을 제방에 적용하여 그 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 친환경 신소재 바이오폴리머를 제체 표면에 적용하여 내구성과 친환경성을 증진시킴과 동시에 월류에 대응하기 위한 제방의 보강 대책을 수립하고자 하였다. 안동하천연구센터에 현장토를 사용하여 높이 1 m, 마루 폭 3 m, 사면경사 1:2, 총 길이 5 m의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일 (bio-soil)을 제방 전면에 5 cm 두께로 도포하여 월류 발생에 대한 제방의 안정성 평가 실험을 수행하였다. 영상분석 프로그램을 이용한 픽셀기반 분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하였으며 그 결과, 신소재 적용 제방의 경우 완전붕괴가 발생하는 시간은 일반 흙 제방에 비해 12배 이상 증가해서 붕괴지연효과가 상당히 높은 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.120-127
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• 2019

본 연구에서는 광섬유 온도 분포 센싱을 통한 제체의 침투 및 붕괴와 같은 물리적 변화 현상을 모니터링하기 위해 중규모 제방 수리실험을 수행하였다. 본 실험의 중규모 실험 제방은 바이오폴리머 흙을 제방 전면에 도포하여 강도를 증진시킨 것으로 월류에 의한 침투 및 붕괴 현상이 일반 제방과는 다르게 나타날 수 있으며, 이러한 현상은 광섬유 온도 분포 센싱을 통해 획득한 온도 변화 정보를 통해 분석할 수 있었다. 제체의 위치별 시간에 따른 온도 변화 자료를 통해 제체 내부의 물리적 변화 및 침투가 발생하는 위치와 시간을 판단할 수 있었다. 본 실험에서는 급격한 온도 변화 시점이 제외지 사면보다 제내지 사면에서 먼저 발생하였으며, 이는 실험에서 제내지 사면이 붕괴된 후에 제외지 사면이 붕괴된 순서와 일치하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.119-123
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• 2010

Causes of the levee collapse are directly or indirectly associated with geotechnical engineering as well as hydraulics. In this paper, literature survey and analysis were conducted to present the alternatives in geotechnical engineering issues for rational levee design. The alternatives include the reasonable river-bed soil utilization and precautions of numerical analysis and slope stability analysis, disruption type and improvement method of drainage facility.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제2권4호
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• pp.200-208
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• 2012

Surge overflow may cause damage on earthen levees. Levee strengthened on the levee crest and landward-side slope can provide protection against the erosion damage induced by surge overflow. In this paper, surge overflow of a roller compacted concrete RCC strengthened levee was studied in a purely Lagrangian and meshless approach, the smoothed particle hydrodynamics (SPH) method. After verifying the developed model with analytical solution and comparing the results with full-scale experimental data, the roughness and erosion parameters were calibrated. The water thickness, flow velocity, and erosion depth at crest, landward-side slope and toe were calculated. The characteristics of flow hydraulics and erosion on the RCC strengthened levee are given. The results indicate that the RCC strengthened levee can resist erosion damage for a long period.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_3호
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• pp.1425-1434
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• 2021

하천 시설물의 효율적인 유지관리를 위해서는 대상물에 대해 지속적이고, 주기적인 데이터 취득이 선행되어야 한다. 하천 시설물은 일반 시설물과 달리 넓고 긴 지역을 따라 분포하고 있으므로 지상레이저스캐너, 토탈스테이션 및 GNSS를 활용하는 기존의 하천 측량 방법으로는 공간정보를 취득하는 데에 비용·인력·시간적 한계가 존재한다. 이에 반해, 모바일매핑시스템(Mobile Mapping System, 이하 MMS)은 플랫폼의 이동과 동시에 3차원 공간정보를 취득하므로 하천 시설물의 데이터 취득에 효율적이다. 따라서 본 연구진은 MMS를 활용하여 안양천 4 km 제방에 대해 20분동안 184,646,099개의 포인트를 취득했으며, 이를 10 m 간격의 종 방향으로 분할하여 378개의 횡단면을 추출하였다. 제방 횡단면 포인트 클라우드에서 제외지의 경사면 정보만 따로 분리하여 최대 및 평균 비탈 경사를 자동으로 계산하였으며, 이를 동일 제방에 대해 수동으로 계산한 값과 비교했을 때 RMSE 기준 최대 경사 1.124°, 평균 경사 1.659°의 정확도를 확인할 수 있었다. Reference 경사는 제방의 포인트 클라우드를 plot하고 경사 계산 시 위치정보를 사용하는 두 점을 직접 선택하여 수동으로 계산하였다. 또한 자동 추출한 경사를 하천기본계획 상의 비탈 경사면 설계 기준과 비교하여 MMS를 활용한 하천 시설물 검사의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.19-30
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• 2022

하천제방의 취약도 곡선을 구하기 위해서는 수위에 따른 파괴확률을 각 파괴모드 별로 구해야 한다. 확률론적 해석은 지반공학적 확률변수의 변동성을 고려하기 위하여 반복적인 해석을 필요로 하므로 취약도 곡선을 구하는 작업은 많은 반복 계산을 필연적으로 수반한다. 실제 제방의 취약도 곡선 작성에서는 계산량을 줄이기 위하여 단순화된 확률론적 해석기법을 적용하고 있으나 그 정확성에 대한 명확한 평가는 없는 형편이다. 본 연구에서는 실제 하천제방을 대상으로 확률론적인 방법에 의해 사면안정과 파이핑에 대한 파괴확률을 계산하여 제방의 안전도를 평가하고 수위에 따른 제방의 취약도 곡선을 구하였다. 이때 간략법인 FOSM과 PEM의 결과를 MCS의 결과와 비교하여 사면안정과 파이핑 파괴모드의 취약도 곡선 작성에 대한 적용성을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.712-721
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• 2017

본 최근 전 세계적으로 홍수의 강도와 빈도가 증가하고 있어 홍수재해가 큰 문제로 대두되고 있다. 이 중 가장 큰 비중을 차지하는 홍수재해는 태풍 및 집중호우와 동반되는 홍수라고 할 수 있다. 이로 인해 하천의 수위가 제방의 둑마루까지 상승하여 월류하는 피해가 발생하고 있으며 이러한 피해는 시설물 자체의 피해뿐만 아니라 제내지의 인명 및 재산피해도 함께 유발시킨다는 점에서 대책 마련이 시급하다. 제방이 월류하였을 때 제방이 붕괴되는 것과 붕괴하지 않고 단순 월류하는 경우의 피해정도는 매우 다르며 제방 자체의 피해는 발생하더라도 붕괴되지 않으면 제내지로 유입되는 유량을 현저히 감소시켜 홍수피해를 감소시킬 수 있다. 따라서 제방의 붕괴가 발달하기 시작하는 뒷비탈의 보호는 중요한 홍수방어방법의 하나다. 본 연구에서는 제방뒷비탈 월류보호공의 형상과 유공율에 따라 수리학적으로 유리한 보호공을 제안하고 각 보호공의 안정성 검토를 위하여 수리실험을 수행하였다. 수리실험을 통해 제방뒷비탈 보호공의 안정성은 보호공의 단위면적당 중량과 높은 상관성이 있음을 규명하고, 보호공이 이탈되는 순간의 유속인 한계유속과 단위면적당 중량과의 관계식을 도출하였다. 본 연구결과를 통하여 국내에서는 아직 도입되지 않은 자연친화적 월류보호공이 현장에 적용됨으로써 홍수시 월류에 의해 발생하는 인명 및 재산피해를 경감시키고, 더 나아가서는 자연친화적인 하천공간이 조성될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제1권1호
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• pp.1-13
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• 2015

Post-Katrina investigations revealed that most earthen levee damage occurred on the levee crest and landward-side slope as a result of either wave overtopping, storm surge overflow, or a combination of both. In this paper, combined wave overtopping and storm surge overflow of a levee embankment strengthened with high performance turf reinforcement mat (HPTRM) system was studied in a purely Lagrangian and meshless approach, two-dimensional smoothed particle hydrodynamics (SPH) model. After the SPH model is calibrated with full-scale overtopping test results, the overtopping discharge, flow thickness, flow velocity, average overtopping velocity, shear stress, and soil erosion rate are calculated. New equations are developed for average overtopping discharge. The shear stresses on landward-side slope are calculated and the characteristics of soil loss are given. Equations are also provided to estimate soil loss rate. The range of the application of these equations is discussed.