• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.308-320
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• 2021

해안침식의 근본적 대책으로서 감소한 공급 토사량 회복을 포함한 종합 토사관리 대책이 유효하지만, 계획에 있어서는 하천에서 바다로 유출된 토사 가운데 어느 정도의 양이 어느 정도의 속도로 해안에 다시 공급되는 토사량의 평가와 이를 위해서는 하천과 바다의 결절점인 하구지역에서 발생하는 토사의 이동 메커니즘 분석이 매우 중요하다. 하지만 지금까지 홍수 시의 하구사주 붕괴(flushing) 과정을 해석하는 수치모델에 관한 연구는 진행되고 있지만 하구사주의 형성 및 발달 과정을 해석하는 수치모델은 아직 확립되어 있지 않은 것이 현재의 연구 진행상태이다. 본 연구에서는 종합토사관리를 위해 유출된 토사가 회복되는 토사량의 평가를 위해 파랑변형, 유황계산 및 지형변화 모델을 구축하여 하구사주의 생성과정을 수치해석을 통한 재현을 목적으로 한다. 하구사주의 생성과정을 모의하였으며 에너지 파랑 및 작용 시간의 개념을 도입하여 장기간 표사이동의 예측을 실시하였다. 계산에 필요한 외력조건은 하구사주가 지배적으로 발달하는 동계시 작용하는 파랑조건과 하천의 유량을 고려하였으며 초기지형은 홍수시 마읍천의 하구사주가 붕괴(flushing)된 직후의 지형정보를 초기조건으로 설정하였다. 그 결과 입사파향에 따라 해빈류에 의해 하구사주의 발달과 생성과정을 재현하였으며 초기지형으로부터 약 66시간 경과 후 맹방하구 사주의 형태로 발달되는 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권8호
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• pp.809-820
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• 2005

The fluvial sequence developed along the channel margin of meander bends in the midstream of the Yeongsan River consists of channel deposits at the bottom and overbank deposits at the top, and shows a fining-upward trend. The fluvial deposits consist of 7 sedimentary facies, and facies association forms 7 architectural elements. The channel deposits formed as channel bar or point bar. The channel bar deposits consisted of architectural element of gravel bedform were formed by channel lag deposits within the channel; whereas, the channel bar deposits consisted of architectural elements of downcurrent-dipping inclined strata sets, cross-stratified and horizontally stratified sets, and horizontally stratified sets were formed by downstream migration of sand wave or downstream transport of sand by traction current in the upper flow regime conditions within the channel. The point bar deposits consist of architectural elements of down current-dipping inclined strata sets, horizontally stratified sets, cross-stratified and horizontally stratified sets, and laterally inclined and horizontally stratified sets. These architectural elements are thought to have been formed by the combined effects of the migration of sand dunes and the formation of horizontal lamination in the upper flow regime plane bed conditions. The overbank deposits consist of the architectural elements of overbank fine and sand sheet and lens. The overbank fines were formed by settling of mud from slackwater during flooding over floodplain whereas the sand sheet and lens were formed by traction of sands introduced episodically fiom channel to the overbank during flooding.

• 한국지형학회지
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• 제19권1호
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• pp.29-40
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• 2012

두만강 하류의 사구는 주로 북서계절풍의 영향을 받아 겨울철 풍향과 일치하는 방향성을 나타내고 있다. 사구가 발달한 지역의 인근 두만강 하상에는 사질성의 사주와 하중도가 형성되어 있다. 단면기술과 입도특성분석으로 볼 때 연구지역 사구의 형성과정은 퇴적환경에 따라 두 종류로 나눌 수 있다. 첫째, 회룡봉, 경신-원정 및 두만강변 사구는 두만강이 운반해온 충적물이 하상에 퇴적되고, 다시 바람에 의해 인근의 사주단, 단구면과 보다 고도가 높은 침식 구릉지 등에서 퇴적된 것이다. 둘째, 방천-노동자지역에서의 이동사구는 첫 번째 유형과 유사하게 형성되었지만, 정착 사구는 수중환경에서 퇴적된 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.446-457
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• 2020

호형 사주는 동해안에서 흔히 분포하는 지형특징으로 고파랑시를 제외하고 리드미컬한 형상을 지속적으로 유지한다. 하지만, 2019년 9, 10월에 동해안에 직 간접적 영향을 미친 연속적인 4개의 태풍으로 인해 해안선과 평행한 연안사주가 형성되었고 해안선 부근에 침식과 퇴적이 반복되는 패턴을 보였지만 전반적인 해안선 후퇴가 발생하였다(약 2 m). 이와 같은 연속적인 폭풍파랑으로 인한 지형변화와 각 폭풍(NE-E 입사파) 이벤트의 영향을 모의하기 위해 폭풍 사상시 해빈의 침식 모의에 널리 사용되는 XBeach를 사용하였다. 개선된 XBeach 수치모의를 위해 최신 계수보정 연구 동향에 따라 계수보정이 실시되었으며, 이로부터 도출된 최적의 계수 값을 수치 모의에 적용하였다. 모델의 입력값으로 사용된 파랑, 조석 및 폭풍 사상 전후 수심 자료와 최적의 계수 값을 활용한 결과, 해안선 부근의 침식 및 퇴적 반복패턴(BSS = 0.77(침식 단면), 0.87(퇴적단면))과 해안선과 평행한 연안 사주의 형성을 성공적으로 모의하였다. 각 태풍의 최대 입사파고 도달 시 수치 모의된 전체 퇴적물 이동 벡터 및 지형변화 분석결과, 입사 파향이 호형 사주의 거동에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 유의파고 크기뿐만 아니라 고파랑의 지속시간 또한 퇴적물 이동량의 중요한 요인으로 판단 된다. 하지만 모델링 결과, 내측 쇄파대(inner surfzone)의 지형변화 및 연안 사주의 마루의 정확한 위치 예측을 위해서는 추가적인 보정과정이 필요함을 시사한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.96-102
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• 2014

하구역의 지형변화를 예측하기 위해 3차원 해빈 변형 모델을 통한 계산이 수행되었다. 본 모델은 수심적분을 기초로 한 준 3차원 연안흐름 모듈로 구성되며, 해안선의 변화, 부유사의 이송-확산 효과를 고려할 수 있다. 우선 모델의 성능을 확인하기 위해 3차원 해빈 변화 모델이 하구역 사주 형성에 적용되었다. 다음으로 동해에 인접한 Ara 강 하구에 모델이 적용되었다. Ara 강의 사주의 동계 변화가 재현되었으며 계산결과는 현장 관측 결과와 좋은 일치를 나타냈다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.127-136
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• 2012

하천은 다양한 환경조건에 따라 변화될 수 있는 공간으로 하천복원을 설계하기 위해서는 현재 하도의 안정성 여부를 파악할 수 있는 하도 평가가 필요하다. 하도 평가는 대상하천의 지형 및 수리 수문 등 다양한 정보가 요구되지만 국내여건상 과거자료 미비로 인해 시 공간적으로 변화된 하천의 지형학적 정보를 파악하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구는 만경강의 과거에서 현재까지의 하도지형 변화를 평가하기 위한 방안으로 영상분석기법을 이용하여 구하도 형성, 하도 종 횡단 변화, 하도 내 미지형 변화 등을 분석하였다. 만경강의 경우1920, 30년대 직강화 공사로 하도길이가 약15 km가 줄었으며, 하도가 절단되는 과정에서 6개소의 구하도 구간이 형성되었다. 이후 만경강은 하도경사 조정과 물이용을 위해 지속적인 보의 설치가 증가되었다. 보의 설치는 저수로 폭, 최심선 길이, 식생사주, 모래사주, 전체 사주 및 수역면적 등 변화의 주요원인이 되었다. 만경강 하도는 현재 하류구간에서 안정하도를 유지하는 것으로 판단되나 중류와 상류 구간 하도는 안정하도에 도달하지 못한 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제37권6호
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• pp.96-105
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• 2010

본 연구는 하천 경관요소 중에서 비교적 단시간에 걸쳐 변화하는 사주 지형과 식생 분포의 역동적 형성과정을 밝히기 위해 수행되었으며, 연구 대상 하천은 2002년 이후 생태계보전지역으로 관리되고 있는 탄천 하류부 구간이다. 이를 위해서 사주지형의 변화는 항공사진과 경관사진을 통해 그 형성과정을 파악하고 현재 사주 지형 위에 형성된 식생의 분포를 현장조사를 통해 분석하였다. 분석한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 1980년대 후반에 직강화 되었던 하도 내에서 1990년대에 들어 사주의 발달이 현저하여 다양한 형태의 사주가 형성되었고 이는 지속적으로 변화하였다. 초기에 사주가 형성되고 시간이 경과함에 따라, 하도 내 흐름 특성에 따라 사주의 면적과 높이가 변하였다. 둘째, 식생의 분포에 있어서는 물과 접촉 빈도가 높은 하안부는 교란의 정도가 심하기 때문에 무식생 상태이거나, 간헐적인 식생이 분포하여 피도가 낮게 나타났으며, 고수부지 쪽으로 형성된 사주에는 목본류나 정수식물군락이 활착되면서 식생 피도가 높게 나타나 안정식생역을 형성하였다. 셋째, 사주와 식생형성과정의 관계는 사주의 형태와 식생의 안정성 여부에 따라 저수로변 사주, 불안정 식생 저수로변사주, 안정식생 하중주 그리고 불안정식생 하중주 4가지 유형으로 나타났다. 본 연구를 통해 밝힌 하도 내 사주와 하천식생의 형성과정에 있어서의 상호관계는 모래하상의 하천부지에서 식물종이나 식재위치 선정에 유용할 것이나, 하천생태계 복원을 위한 실행사업의 식재 지침으로 활용되기 위해서는 다양한 특성을 지닌 하천에 대한 보다 폭 넓은 사례연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-11
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• 2008

오일샌드는 비재래형(unconventional) 석유자원의 하나로서 비투멘(bitumen), 물, 점토, 모래의 혼합물이다. 오일샌드 비투멘은 API 비중이 $8-14^{\circ}$이고 점도가 10,000 cP 이상인, 매우 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원으로서 일반적으로 지표나 천부퇴적층에서 유동성을 갖지 않는다. 오일샌드 비투멘은 주로 캐나다 앨버타주와 사스캐추완주에 분포하고 있으며, 캐나다에만 원시부존량이 1조 7천억 배럴, 확인매장량이 1천 7백억 배럴에 달한다. 대부분은 앨버타주 포트 멕머레이(Fort McMurray) 인근의 아사바스카(Athabasca), 콜드레이크(Cold Lake), 피스리버(Peace River) 지역에 매장되어 있다. 캐나다 오일샌드 저류지층은 아사바스카 지역의 멕머레이층(McMurray Fm)과 클리어워터층(Clearwater Fm), 콜드레이크 지역의 멕머레이층(McMurray Fm), 클리어워터층(Clearwater Fm), 그랜드래피드층(Grand Rapid Fm), 피스리버 지역의 블루스카이층(Bluesky Fm)과 게팅층(Gething Fm)이다. 이들 지층은 하부 백악기 지층으로서 중생대 초-중기에 발생한 북미판과 태평양판의 충돌과 그로 인한 대륙전면분지(foreland basin)의 형성과정에서 퇴적되었다. 분지의 기반암은 복잡한 지형을 갖는 고생대 탄산염암이며, 그 위에 북미대륙 북쪽의 보레알해(Boreal Sea)로부터 현재의 북미대륙 서부를 남북으로 관통하는 전기백악기내해로(Early Cretaceous Interior Seaway)를 따라 해침이 발생하면서 오일샌드 저류지층이 형성되었다. 세 개의 주요 오일샌드 분포지역 가운데 80% 이상의 오일샌드를 매장하고 있는 아사바스카 지역의 저류지층인 멕머레이층과 크리어워터층의 최하부층원인 와비스코 층원(Wabiskaw Mbr)은 전기 백악기 시기의 해침층서를 잘 반영하고 있다. 멕머레이층 하부에는 하성기원의 퇴적층이 발달하고, 상부로 가면서 점차로 조석기원의 천해 퇴적층이 우세해지며, 와비스코 층원에 와서는 의해 세립질 퇴적층이 광역적으로 분포한다. 이러한 해침기원의 상향 세립화 경향은 아사바스카 오일샌드 부존지역에서 일반적으로 관찰된다. 오일샌드 부존지층은 일반적으로 불균질 저류층이며, 주요 저류층은 하성퇴적층이나 에스츄어리(estuary) 기원의 퇴적층에 발달한 하도-포인트 바 복합체(channel-pont bar complex)이다. 이러한 하도-포인트바 복합체는 범람원 및 조수평원 세립질 퇴적층이나 만-충진(bay-fill) 퇴적층과 함께 멕머레이층을 형성한다. 멕머레이층 상부에 오는 와비스코 층원은 주로 외해 세립질 퇴적층으로 이루어져 있으나, 멕머레이층을 대규모로 침식하는 하도사암층이 지역적으로 발달하기도 한다. 캐나다에서 오일샌드는 주로 노천채굴(surface mining)과 심부열회수(in-situ thermal recovery) 방식으로 생산한다. 50 m 미만의 심도에 묻혀있는 오일샌드는 노천채굴 방식으로 회수하여 비투멘 추출(extraction)과 개질(upgrading)과정을 거쳐 합성원유(synthetic crude oil)로 생산된다. 반면에 150-450 m 심도에 묻혀있는 오일샌드는 주로 심부열회수 방식으로 비투멘을 회수하여 비교적 간단한 비투멘 블렌딩(blending)과정을 통해 유동성을 증가시켜 정유시설로 운반한다. 심부열회수 방식으로 오일샌드를 개발할 경우 주로 스팀주입중력법(SAGD: Steam Assisted Gravity Drainage)이나 주기적스팀강화법(CSS: Cyclic Steam Stimulation)이 사용된다. 이러한 방법들은 저류층에 스팀을 주입하여 저류층 내의 온도를 상승시킴으로써 비투멘의 유동성을 증가시켜 회수하는 기술을 사용한다. 따라서 오일샌드 저류층 내부의 스팀전파효율을 결정하는 저류지층의 주요 지질특성에 대한 이해가 선행되어야 효과적인 생산설계와 효율적인 생산을 수행할 수 있다. 오일샌드 생산에 영향을 미치는 저류층의 주요 지질특성에는 (1)비투멘 샌드층의 두께(pay) 및 연결성(connectivity), (2) 비투멘 함량, (3) 저류지역 지질구조, (4) 이질배플(mud baffle)이나 이질프러그(mud plug)의 분포, (5) 비투멘 샌드층에 협재하는 이질퇴적층의 두께 및 수평연장성(lateral continuity), (6) 수포화층(water-saturated sand)의 분포, (7) 가스포화층(gas-saturated sand)의 분포, (8) 포인트바의 성장방향성, (9) 속성층(diagenetic layer)의 분포, (10) 비투멘 샌드층의 조직특성 변화 등이 있다. 이러한 지질특성에 대한 고해상의 분석을 통해 보다 효과적인 오일샌드 개발이 달성될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제46권2호
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• pp.215-224
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• 2013

강원도 인제군에 위치한 방태천의 하중주에 성립된 식생과 하상물질을 지도화한 후 양자를 비교하여 식생의 성립 배경을 밝혔다. 전체적인 식피율은 하중주의 내부에서 높고 가장자리에서 낮은 경향이었다. 선단부(상류 방향)와 후미(하류 방향)를 비교하면, 전자보다 후자에서 식피율이 높은 경향이었다. 교목은 유수에 의한 교란의 영향이 적은 하중주의 후미에 제한적으로 분포하였고, 아교목 역시 교란의 영향이 적은 하중주의 중앙 이하에 분포하였다. 관목은 하중주의 종단면에 따른 차이는 적었지만 횡단상으로는 차이를 보여 부수로가 흐르는 하중주의 우측(좌안)보다 주수로가 흐르는 좌측(우안)에 주로 분포하였다. 초본류의 경우는 하중주의 위치에 따른 차이 없이 전체적으로 고르게 분포하였다. 수고분포는 하류부근에서 높이가 높고 상류로 갈수록 낮아지는 경향이었다. 이러한 식생과 하상물질의 분포로 보아 하중주는 상류방향으로 새로 형성되는 것으로 평가되었다. 하중주에서 수집된 식생자료에 기초하여 식분을 서열화한 결과, 식분의 배열은 I축 상의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동함에 따라 1년생 초본식생, 다년생초본, 관목 그리고 교목의 순서로 나타나 식생의 발달단계에 따라 분포하는 경향이었다. 식물군락 별 종 순위-우점도 곡선에서 종 풍부도는 소나무 군락, 달뿌리풀군락, 갯버들군락, 물푸레나무군락, 1년생 식물 우점군락 및 귀룽나무군락 순으로 높게 나타났다. 이상의 결과에서 보여지듯이 방태천은 하천의 상류에 해당하여 저질의 입자가 컸다. 따라서 그들은 굴러서 이동하므로 하중주는 주로 상류 방향으로 새로 형성되었다. 하중주의 후미에서 선단부를 향해 교목림지, 관목림지 및 초지의 순서로 배열된 식생의 공간배열이 하중주의 형성과정을 반영하였다. 그러나 하중주는 역동적인 공간으로서 유수에 의한 교란은 물론 부유사에 의한 교란도 빈번하게 받고 있다. 그러한 교란이 서식처 다양성을 이끌어내고, 궁극적으로 높은 생물다양성을 가져왔다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.101-109
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• 2008

현재까지 제안된 해빈 종단면 변형 모델은 공통적으로 폭풍으로 인한 해빈침식과 연안 사주의 형성에 대해서는 비교적 잘 모의 할 수 있었으나 폭풍 후 퇴적작용에 의한 정상 해빈으로의 복구 과정은 잘 모의하지 못하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 한계를 극복하고자 쇄파에 의해 부유된 모래를 천수 Dean상수를 이용해 재분배하는 메카니즘을 적용한 새로운 수치모델을 제안하였다. 수치모의 결과를 미육군공병단과 일본 중앙전력연구소에서 실시한 LWT (Large Wave Tank) 실험과 비교하여 정확성을 검증하였다.