• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권6호
• /
• pp.561-572
• /
• 2014

상대적으로 홍수량의 규모가 작은 지류 하천에서는 합류부 배수영향으로 제내지 침수 및 제방 범람에 의한 홍수피해의 위험이 가중되고 있다. 특히 지류 합류부에서는 본류와 지류의 홍수유하 조건에 따라 수위가 급격히 증가하므로 인명피해의 가능성 또한 높다. 따라서 본 연구에서는 비구조적 홍수피해저감대책의 일환으로 지류 합류부의 실시간 홍수위 예측기술을 개발하고자 한다. 이를 위하여 지류 합류부 수위의 주요 영향인자를 검토하였고, 잘 구축된 수리학적 모형으로부터 계산된 본류 및 지류의 유량과 합류부 수위자료를 이용하여 홍수위 예측을 위한 경험식을 개발하였다. 개발된 식에 의한 예측결과는 최대 1.0m의 수위오차를 포함하고 있었으나, 평균 0.2~0.3m의 절대오차를 나타내었고, 발생시각은 0~5 hr 앞서 예측 가능한 것으로 나타났다. 본 연구결과로부터 홍수예측 시스템이 구축되지 않은 지류 합류부에서도 쉽게 실시간 홍수예측이 가능하며, 구축된 시스템은 지류의 홍수범람 및 침수피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권7호
• /
• pp.509-522
• /
• 2021

우리나라를 포함한 여러 나라에서 도시화와 이상기후로 인해 홍수 예측이 어려워지고 있다. 이러한 점에서 유역의 토지이용, 인간의 활동, 수문 시스템의 상호작용을 고려한 사회수문학 연구가 제안되고 있다. 그러나 현재 사회-수문 시스템의 동적 상호작용과 관련한 피드백에 대한 이해는 전반적으로 부족한 상황이다. 본 연구에서는 시스템 동역학적 모형을 이용하여 제내지에서 인간의 활동, 제내지에서 거주지 확장 및 쇠퇴 등 사회수문학적 관점에서 인문 시스템과 수문 시스템 사이 상호작용을 검토하였다. 즉, 동적 변화에 미치는 영향을 고려한 홍수 측면에서 개념화 모형을 제시하고자 한다. 양재천을 대상으로 제방에 투자되는 비용에 따라 세 가지 시나리오를 고려하여 홍수위험도와 사회수문학적 시스템의 상호작용을 모의하였다. 사회수문학적 상호작용을 통해 양재천 변화양상을 모의해본 결과 과거의 변화양상을 효과적으로 모의할 수 있었다. 기후변화 등 미래의 발생 가능한 수문기상학적 변동성과 사회시스템과의 상호작용을 전망하고 의사결정의 보조 수단으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3D호
• /
• pp.407-415
• /
• 2008

본 연구에서는 도시하천의 수체적 계산에 이용되는 지형측량자료의 정확도 향상을 위해 영상정보를 연계하는 기법을 제시하였다. 먼저, 사주와 초지에 대한 지형을 구축하기 위해 횡단측량자료로부터 IDW와 크리깅과 같은 GIS 공간추정기법을 적용하였으며 생성된 지형의 정확도를 평가하기 위해 검정점 측량자료와 비교하였다. 비교결과, 사주에서는 2차 제곱의 IDW가 초지영역에서는 크리깅 구형모델이 하천내 지형구축에 효과적이었으나, 보간법간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 하천에 분포하고 있는 사주와 초지에 대한 영역을 효과적으로 고려하기 위해 최소거리법을 적용하여 영상을 분류하여 Water Level Point의 수위값을 적용하였다. 사주와 초지영역을 영상정보로부터 추출하여 생성한 지형자료로부터 분석한 하천내 수체적은 영상정보를 활용하지 않은 기존의 지형에 비해 사주는 20%, 초지는 13%의 정확도 개선효과를 나타내었다. 따라서, 영상정보를 연계한 하천지형분석기법은 홍수시 댐하류에 분포하는 사주와 초지영역에 대한 모니터링 및 하천내 수체적 계산에 유용하게 활용될 수 있으리라 판단된다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.175-194
• /
• 2014

본 연구는 낙동강 수계 내 청수성 부착조류(Achnanthes convergens)의 분포 특성을 기반으로 이들의 서식에 영향을 미치는 환경 및 서식 수변 요인 등을 규명함으로 실제적인 보전, 복원에 대한 기준 또는 준거 등의 정보를 제시하고자 하였다. 이를 위하여 환경부 국립환경과학원에서 수행하고 있는 '수생태계 건강성 조사 및 평가(V)' 사업 자료 중 낙동강 대권역의 총 250개 지점을 대상으로 2012년 4월(1차)과 9월(2차)에 구축된 부착조류 및 이화학적 요인, 서식 수변환경 등의 결과들을 활용하였다. 또한, 각 환경요인들의 결과들을 연계시켜 Kriging, Hotspot, LISA 등의 공간분석을 실시하였으며, 특히 조사구간별 Achnanthes convergens의 출현이 10% 이상인 지점을 청정수역으로 구분하여 그 외 지역(비청정수역)과의 공간 특성들을 비교 분석하였다. 연구 결과, 낙동강 대권역 250개 구간 중 청수성 부착조류인 Achnanthes convergens가 10% 이상 우점종으로 출현한 구간은 1차 조사에서는 총 56개 지점으로 나타났으며, 2차 조사에서는 다소 적은 지점인 41개 지점으로 나타났다. 청정수역에 대한 물리 화학적 특성들을 분석한 결과, 모든 지표들이 청정수역에 비해 비청정수역에서 더 악화된 수질 특성을 가지는 것으로 나타났으며, 전기전도도(청정수역: 평균 $101.83{\mu}s/cm$, 비청정수역: 평균 $598.48{\mu}s/cm$)와 탁도(청정수역: 평균 1.95NTU, 비청정수역: 5.58NTU) 등은 최대 5배 이상 악화된 수질 특성을 보이는 것으로 나타났다. 낙동강 대권역 내 청정수역의 서식 수변 환경 특성을 분석한 결과, 자연적 종횡사주, 유속 다양성, 저질상태, 제방하안재료, 제외지 토지이용 등이 지표생물인 청수성 부착조류 Achnanthes convergens에 주요한 영향을 미치는 요인으로 분석되었다. Hotspot 및 LISA 분석을 통해 Achnanthes convergens 높은 출현을 보여 청정수역으로 구분된 안동댐 상류, 임하댐 상류, 위천, 밀양강, 남강, 황강 등의 유역들은 Coldspot 및 LL 등급으로, 낙동강 본류 및 하류, 안동댐 하류, 금호강 유역 등은 Hotspot 및 HH 등급으로 분류되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권2호
• /
• pp.145-156
• /
• 2011

본 연구에서는 자연하천의 흐름에서 흔히 발생하는 천이류, 불연속류, 마른하도로의 파의 전파 등을 포함하는 복잡한 흐름을 해석하기 위한 고정확도 2차원 수치모형을 개발하였다. 하상경사항을 효율적으로 처리하기 위해 quasi-steady wave propagation 기법을 적용하여 해당 격자에 대한 생성항의 영향을 효율적으로 반영함으로써 쌍곡선형 적분 보존형의 2차원 천수방정식을 해석하였다. Fractional Step Method를 적용한 유한체적기법의 사용을 위해 HLL Riemann 해법을 이용하여 흐름률을 계산하였고, 시간 및 공간에 대한 2차 정확도를 만족하기 위해 MUSCL 기법을 적용하였다. 2차 정확도의 사용으로 불연속지점에서 발생하는 수치진동은 TVD 기법 적용을통해 제어하였다. 개발된모형은 2차원 제방 붕괴 및 댐하류부에 구조물이 존재하는 경우의댐 붕괴 모의를 통해실측치와의 검증을 실시하였다. 또한 하류부에 역경사가 존재하는 경우의 댐 붕괴 모의를 통해 실측치와 비교함으로써 생성항의 영향에 대한 모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권10호
• /
• pp.24-35
• /
• 2017

본 논문은 하천 제방의 침투방지공법으로 일본 미쓰야마 하천 국도 사무소에서 제시한 월륜 공법에 대한 효용성을 연구한 것으로, Hydraulic well의 현장 적용성과 시공성 개선, 침투압 분포 특성을 파악하기 위하여 대형 제방실험과 침투 해석을 수행하였다. 대형제방실험의 방법은 제외지 수위를 재현하여 제방을 포화시킨 후 제방의 간극수압계 변화를 감지, hydraulic well의 내부 수위를 0.1 m ~ 0.7m로 변화하고 이때 간극수압계를 통해 측정된 간극수압을 비교하여 침투압의 변화를 확인하였다. 대형 제방실험은 hydraulic well의 설치 지점에 따라 두 가지 방법으로 수행하였다. 대형 제방실험결과, hydraulic well의 내부 수위 변화에 따라 최대 37%의 침투압 저감 현상이 발생하는 것으로 평가되었다. 대형 제방실험과 침투 해석의 간극수압을 비교한 결과 거의 유사한 경향이 나타났다. hydraulic well의 내부 수위 변화와 산정된 간극수압의 변화도 비슷한 양상을 보였으나, 심도가 깊어짐에 따라 대형 제방실험결과보다 침투 해석의 간극수압이 더 크게 산정되었다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2014

고수압 시공 조건에서는 시설물 자체의 건설로 인하여 발생하는 주변지반의 이완 및 손상의 발생 그리고 시설물내로의 해수의 유입을 방지하기 위한 차수 및 지수설계 및 시공이 중요한 관건이다. 그라우팅 공사는 현재 지하철건설, 고속 철도건설, 각종 산악터널건설, 하천 저수지 재방 신설 및 보수공사 등에 년간 수조원 대의 시장규모를 형성하고 있지만, 설계 및 시공관리에 대한 관리기준이 정밀하지 못하여 경험적인 판단에 의존하는 부분이 너무 많아 경제적 손실도 매우 클 것이라고 쉽게 단정할 수 있다. 그라우팅 기술은 국가적 차원의 대규모 중요 건설공사 현장에서 필수적인 기술로 사용되고 있지만 기술에 대한 인식이 빈약하고 정립된 관리기준이 부재하여 신뢰성의 낙후가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구는 고수압 조건에서 지반재해 저감을 위한 최신 그라우팅 시공관리기술에 대한 기초 연구를 제공함이 그 목적이다.

• Spatial Information Research
• /
• 제23권2호
• /
• pp.39-48
• /
• 2015

본 연구에서는 2차원 범람해석을 통해 도출된 침수해석정보에 현실적인 위험도를 고려한 산정식을 적용하여 홍수위험도를 평가하였고, 이를 표준화된 정보체계로 제공하는 방안을 제시하였다. 일반적으로 침수심과 침수구역을 기반으로 하는 현재의 홍수위험도 평가방법은 홍수발생시 사람에게 미치는 실질적인 위험도를 충분히 반영하지 못 할 것으로 판단되어 침수심, 유속, Debris Factor와 Flood Hazard Rating 관계식을 이용하여 외수범람이 사람에게 미치는 홍수위험도를 평가하고 4개로 등급화하였다. 이를 위해 2차원 외수범람해석 모형인 Flumen을 이용하여 대구의 금호강유역 대하여 500년 빈도 홍수로 인한 월류와 200년 빈도 홍수로 인한 파제 시나리오에 따라 외수범람을 모의하였다. 이러한 연구결과를 통해 외수범람시 침수가 예상되는 지역에 위치한 사람들에게 더 현실적인 위험도정보를 제공하고, 표준화된 정보체계 기반에서 위험도정보 제공이 가능해짐으로써 재해관련분야의 정보분석, 평가, 계획수립 등 다양한 분야에서 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제41권6호
• /
• pp.645-653
• /
• 2021

바이오폴리머는 살아있는 유기체에 의해 생성되는 고분자 화합물의 통칭이다. 이 중 미생물의 부산물로 만들어지는 유기성 고분자 화합물인 잔탄, 베타글루칸 등은 물질의 점성을 높이는데 사용되는데 이를 물에 희석하여 모래나 진흙과 혼합하면 압축강도와 전단강도를 높일 수 있다. 본 연구에서는 특수하게 흙의 강도를 높이기 위한 목적으로 개발된 잔탄 및 베타글루칸 계열의 바이오폴리머와 흙을 혼합하여 제조한 배합토를 하천 제방 호안에 도포하고 겨울을 지낸 후의 변화를 3차원 지상 LiDAR를 활용하여 모니터링 하였다. 동절기 전후 지상 LiDAR 측량을 통하여 취득한 3차원 점군자료를 이용하여 테스트베드 주요 구간의 변화를 분석한 결과 바이오폴리머 배합토를 도포한 두 구간에서는 눈으로는 확인하기 어려울 정도로 변화가 없었던 반면 바이오폴리머 배합토를 사용하지 않은 자연제방 구간에서는 세류침식(Rill erosion)으로 인한 토양손실이 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.220-220
• /
• 2021

2020년 장마는 6월 중순부터 8월 중순까지 전국적으로 평균 687 mm의 강수가 내려, 1973년 이후 역대 2위 강수량을 기록하였으며, 연이은 태풍으로 큰 인명 및 재산 피해가 발생하였다. 특히, 섬진강 및 한탄천 등에서 계획홍수위를 초과하는 홍수로 인해 상당수의 제방이 월류로 인해 붕괴된 것으로 나타났다. 따라서, 향후 기후변화에 따른 연평균 강수량이 증가할 것으로 전망되는 가운데 집중호우로 인한 제방 붕괴 피해를 최소화하기 위한 고도화된 기술 개발을 통한 선제적 재발 방지대책이 필요한 시점이다. 한국건설기술연구원은 바이오폴리머라는 새로운 친환경 신소재를 이용하여 제방의 안정성 평가 기술 개발 연구를 수행하고 있다. 이에 안동하천연구센터에서는 실규모에 준하는 제방모형(높이 3 m, 사면경사 1:2, 길이 10 m 이상)을 제작하고, 제방 표면에 바이오폴리머 신소재를 처리하여 전방 월류 흐름 유도에 따른 실규모 제방붕괴실험을 수행하였다. 또한, 신소재 보강 및 무보강 조건에 따른 영상분석 기반 붕괴지연효과를 정량적으로 분석하여 신소재의 성능을 평가하였다. 하지만, 기존에 수행된 실험은 댐 붕괴 흐름과 같이 홍수파가 발생하여 제내지로 퍼져 나가는 형태로 진행되어, 보강공법의 검증에 있어 실제 하천에서 발생하는 횡월류 흐름을 재현하지 못한다는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 횡월류 흐름(0.6 m³/s 이상)을 발생시켜 수리실험에 따른 축척효과(scale effect)를 최소화하고, 현장에 대한 충분한 자연성을 재현하는 것을 목표로 하여 실험을 수행하였다. 실험 조건은 1) 신소재가 처리된 식생 제방, 2) 신소재가 처리되지 않은 식생 제방으로 각각의 조건에 따른 횡월류 흐름 및 제방 붕괴를 유도하여 영상분석 기법(이미지 픽셀분석 및 3D 포인트 클라우드 모델링)을 통한 침식 저항에 관한 분석결과를 제시하였다.