• 한국해양공학회지
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• 제36권5호
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• pp.326-339
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• 2022

Recently, not only Korea but also the world has been suffering from problems related to coastal erosion. The hard defense method has been primarily used as a countermeasure against erosion. However, this method is expensive and has environmental implications. Hence, interest in other alternative methods, such as the eco-friendly vegetation method, is increasing. In this study, we aim to analyze the hydraulic characteristic of submerged rigid vegetation according to the cross-sectional change through a hydraulic experiment and numerical simulation. From the hydraulic experiment, the reflection coefficient, transmission coefficient, and energy dissipation coefficient were analyzed according to the density, width, and multi-row arrangement of the vegetation zone. From numerical simulations, the flow field, vorticity distribution, turbulence distribution, and wave distribution around the vegetation zone were analyzed according to the crest depth, width, density, and multi-row arrangement distance of the vegetation zone. The hydraulic experiment results suggest that the transmission coefficient decreased as the density and width of the vegetation zone increased, and the multi-row arrangement condition did not affect the hydraulic characteristics significantly. Moreover, the numerical simulations showed that as the crest depth decreased, the width and density of vegetation increased along with vorticity and turbulence intensity, resulting in increased wave height attenuation performance. Additionally, there was no significant difference in vorticity, turbulence intensity, and wave height attenuation performance based on the multi-row arrangement distance. Overall, in the case of submerged rigid vegetation, the wave energy attenuation performance increased as the density and width of the vegetation zone increased and crest depth decreased. However, the multi-row arrangement condition did not affect the wave energy attenuation performance significantly.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권1호
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• pp.57-65
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• 2019

This study assessed the contribution of emergent vegetation (Phragmites australis, Typha latifolia, and Nelumbo nucifera) to the submerged surface area, the amount of biofilms attached to the submerged portions of the plants, and the treatment performance of a free water surface (FWS) constructed wetland. Results showed that a 1% increase ($31m^2$) in the vegetative area resulted in an increase of $220m^2$ of submerged surface area, and 0.48 kg Volatile Suspended Solids (VSS) of attached biofilm. As the vegetation coverage increased, effluent organic matter and total Kjeldahl nitrogen decreased. Conversely, a higher nitrate concentration was found in the effluent as a result of increased nitrification and incomplete denitrification, which was limited by the availability of a carbon source. In addition, a larger vegetation coverage resulted in a higher phosphorus in the effluent, most likely released from senescent biofilms and sediments, which resulted from the partial suppression of algal growth. Based on the results, it was recommended that constructed wetlands should be operated with a vegetation coverage of just under 50% to maximize pollutant removal.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.417-427
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• 2011

침수식생 개수로 흐름은구조적으로상부영역과식생영역으로구분되는데, 상부영역은 일반 개수로의 흐름특성을 보이며 식생영역은 줄기에 의해 난류가 억제되어 정수식생 조건의 흐름과 유사하게 단순한 흐름특성을 보인다. 본 논문은 침수식생 개수로 흐름의 난류 및 유사이동 특성에 관한 실험연구이다. 이를 위해 폭 0.5m, 길이 12m인 개수로 실험장치를 이용하여수리실험을 실시하였다. 다양한 유량에 대하여 수심비 2～3인 흐름을 구현하였고, 나무원형 실린더를 이용하여 식생을 재현하였다. 평형상태에서 부유사 농도 분포를 측정하기 위해서중앙입경이 75 ${\mu}M$인 모래를 한계조건에 도달하기까지 지속적으로 투입하였다. 유속 성분의 계측을 위하여 레이저 도플러 유속계를 사용하였고, 튜브를 이용한 사이포닝 방식으로 시료를 직접 채취하여 부유사 농도를 측정하였다. 측정된 자료를 이용하여 실험조건에 따른 평균흐름과 난류량의 특성을 살펴보았고, Rouse 수에 따른 부유사 농도 분포를 제시하였다.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.52-61
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• 2012

하천 상류에 위치한 농업용 소형 저수지인 금풍지에서 침수식물의 분포와 수도의 공간적 시간적 변이를 파악하기 위하여, 양날갈퀴법과 음파탐지법을 이용하여 침수식물의 분포, 풍부도 및 생물량을 측정하였다. 침수식물의 출현종수와 식생구조는 연안대의 지형 경사도와 수심에 영향을 받았다. 침수식물 식물상의 종풍부도는 완만한 연안대에서 높았다. DCA (detrended correspondence analysis)에 의한 식생분석 결과에 의하면 침수식물의 식생구조는 수심에 의하여 영향을 받았다. 금풍저수지에서 침수식물은 최대 수심 2.8 m까지 분포하였다. 침수식물 분포지는 수변부 경사가 급하고 연간 수위변동폭이 3.5 m에 달하여 총수면적의 6%에 불과하였다. 침수식물의 생물량은 수위변동과 홍수기 탁수 유입으로 인하여 제한되었다. 결론적으로 하천 상류에 조성된 농업용 저수지인 금풍지에서 침수식물의 식생구조는 수심과 연안대 경사에 의하여 영향을 받았고, 연안대 경사가 급하고 연수위변동이 커서 침수식물의 분포와 생물량이 제한되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권4호
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• pp.365-370
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• 2009

The aim of this study was to investigate the vegetation types of Minarimot, in Jeju Islands. The vegetation types were classified by the Z-M school method and cluster analysis. The vegetation in Minarimot was classified into 6 communities and 2 subcommunities: Persicaria thunbergii-Isachne globosa community (vegetation type: A), Scirpus tribangulatus-Eleocharis manillata var. cyclocarpa community (B) (Aneilema keisak subcommunity (B-1) and Caldesia parnassifolia-Potamogeton distinctus subcommunity (B-2)), Eleocharis kuroguwai community (C), Phragmites communis community (D), Scirpus tabernaemontani community(E) and Typha orientalis community (F). These communities were grouped into three main categories according to cluster analysis. The community (A) established at the edge of the wetland which has the driest condition was distinguished as Group I, while the community (B) emerged in the submerged zone was distinguished as Group III. The Group II was designated as the communities (C, D, E, F) between Group I and III, whose communities were occasionally submerged. The result of principal coordinate analysis (PCoA) appeared that the different vegetation established along the wetland were depending on water environment such as water depth and the period submerged.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권9호
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• pp.823-833
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• 2010

침수식생 개수로 흐름은 식생영역과 상부영역에 서로 다른 흐름구조를 보인다. 즉, 식생영역에서 전단으로 인해 생성되는 난류는 억제되며 비교적 균일한 유속 분포를 보이며 상부영역에서는 일반 개수로 흐름과 유사한 흐름구조를 보인다. 이와 같이 두 상이한흐름구조가 결합된 복잡한 흐름특성으로 인해 침수식생 개수로흐름은 공학적인 관심의 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 침수식생 개수로 흐름의 층적분 모형의 비교 분석을 수행하였다. 일반적으로 식생흐름의 층적분 모형은 층의 수에 따라 2층 및 3층모형으로 구분한다. 즉, 전체 수심을 식생영역과 상부영역으로 구분하는 2층모형과 식생영역을 바닥 조도의 영향 유무에 따라 내부 및 외부 식생영역으로 구분하는 3층모형으로 분류된다. 본 연구에서는 2층모형과 3층모형을 비교하였다. 다양한 실험조건에 적용한 결과, 3층모형이 식생영역에서 유속의 변화를 고려할 수 있으나 결과는 레이놀즈응력 분포에 민감하며, 적분된 유속은 2층모형에 의한 예측 결과가 더욱 정확한 것으로 나타났다. 3층모형에서 내부 식생영역의 결과가 전체 흐름구조에 미치는 영향이 무시할 수 있으므로 이 점을 착안하여 식생영역에서 유속 변화가 고려되는 수정 2층모형을 제시하였다. 수정 2층모형에서 가정하는 레이놀즈응력 분포는 상부영역에서는 선형, 식생영역에서는 멱함수 형으로 변화한다. 다양한 조건에 적용한 결과, 수정 2층모형이 대체로 기존의 모형과 비슷한 정도의 예측을 수행하나 식생밀도가 매우 작은 흐름의 경우 예측 결과가 불량한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6B호
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• pp.345-354
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• 2012

본 연구의 목적은 국내 대표 수변 식생에 대한 조도 실험을 수행하여 n-VR 방법에 기초하여 각 식생에 대한 조도계수 산정식을 개발하고, 이를 하천설계시 조도계수 선정을 위한 가이드라인으로 활용하는 것이다. 실험 대상으로는 달뿌리풀, 물억새, 갈대를 선정하여 완전침수조건과 부분침수조건을 구현하여 실험을 수행하였으며, 실험결과 분석을 통해서 각 식생에 대한 n-VR 관계를 제시하였다. 달뿌리풀, 물억새 및 갈대 등은 유사한 조도계수를 가지는 식생군으로 묶어서 분류하는 것은 가능하나 식생 강성의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 갈대의 실험 결과 비교를 통해서 식생의 성장 시기에 따라 조도계수의 특성이 변화하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(1)
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• pp.293-296
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• 2003

• Water Engineering Research
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• 제6권3호
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• pp.123-130
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• 2005

A good understanding of the interaction between flow, vegetation, and sediment is required for successful river restoration and sustainable flood management. The purpose of this paper is to provide a summary of available methods to determine flow resistance of natural rivers with vegetation, and discuss the influence of vegetation on erosion and sedimentation processes. Recently, significant advances have been made, but the effects of vegetation on flow and sediment dynamics are still not fully understood. Possible solutions to close the gaps in the current knowledge are suggested, with special focus directed to the determination of the interactive width between main channel and vegetated floodplains, the flow resistance of flexible vegetation with and without leaves, and the flow over submerged vegetation with low water depth.

• 한국환경과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1457-1464
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• 2011

In this study, the method of estimating hydrologic information (water depth, submerged period etc.) on the proper selection of construction point and scale as well as vegetation type suggested for the design of natural riparian rehabilitation structure. Long-term comprehensive watershed model SWAT-K(Korea) was applied to this purpose. Flow duration analysis was conducted to analyze the hydrologic characteristics of Pyungchang watershed at which the 'bangtul' construction method was tested. For this purpose 20 years (1989-2008) rainfall runoff analysis was carried out. Based on the simulated daily streamflow data, flow duration curve was made to analyze the flow characteristics, and the water depth hydrograph was made to analyze the water depth distribution at the cross section. Finally, the information for the selection of proper vegetation according to the submerged period is suggested.