• 한국환경복원기술학회지
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• 제17권2호
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• pp.61-71
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• 2014

A river fishway is a hydraulic structure enabling fish to overcome stream obstructions such as dams and weirs. The main aim of this paper is to investigate the collectibility of upstream-migrating fishes and hydraulic problems in pool-and-weir type fishway which has been established for upstream-migration at Namgang weir in the downstream of Namgang dam, and to grope for improvement measures which pool-and-weir type fishway can be switched to pool-and-partial weir type fishway through hydraulic field experiment. Exsisting fishway had problems which upstream-migrating fishes can not take a rest due to the seiche and vortex phenomena in pools and migrate to upstream because of height difference in entrance pool. In order to prevent hydraulically the seiche and vortex phenomena and establish rest area for fishes in each pool, we carried out hydraulic field experiments. In the fishway, it was to improve pool-and-weir into pool-and-partil weir, to decrease the height difference in entrance pool, and to reduce oriffice velocity of each pool. Also, we investigated fishes collectibility of after improving fishway for 6 days in September 2013. To resolve chronic problems(seiche-vortex phenomena and rest area for fishes), as weirs were remodeled into partial weir only which central part of weirs was part of non-overflow weir, we confirmed results that pool-and-weir type fishway could be switched to efficient pool-and-partial weir type fishway with relatively simple construction and low cost. Type-B which has the closed oriffices and the parts of non-overflow has the ideal conditions, but this conditions are limited to fishway of Namgang weir used in this study. Representative Ice-habor type fishway is pool-and-partial weir type fishway which has together parts of overflow and oriffices, and has excellent ability of upstream-migration. To switch from pool-and-weir type fishway to pool-and-partial weir type fishway, the size of oriffice has to be regulated by the discharge of fishway and the dimension on parts of non-overflow and overflow in weirs. Entrance pool is important facility which upstream-migrating fishes have to not only be collect but also charge with energy. In this study, entrance-pool is temporary and roughly-built, but fishes gather together more than the case of no entrance-pool. In the case of fishway which was protruded to downstream, as entrance of fishway turns toward or parallels to weir, the collectibility of fishway was excellent by attraction water.

• 물과 미래
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• 제29권6호
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• pp.225-235
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• 1996

본 연구에서는 계단식어도의 격벽 형상에 따른 수리학적 특성과 어류의 상류이동에 미치는 효과를 다루고 있으며, 상류이동이 용이하도록 격벽의 적정 형태를 제시하는 것으로 하였다. 격벽 형상에 따른 수리학적 특성을 조사하고 적정 형태를 결정하기 위해 수리실험을 실시하였다. 실험결과 zig-zag 형태로 설치된 작은 notch를 가진 직사각형 격벽이 notch가 없는 단순 직사각형 격벽이나 사다리꼴 형태의 격벽보다 좋은 것이며이 밝혀졌는데, 이는 수위 저하시에도 어류의 상류이동이 가능하고 더우기 상류이동을 용이하게 하는 notch를 통한 낙하 흐름을 형성하기 때문인 것으로 판단되었다. Notch는 월류 최대유속이 어류의 유영한계유속을 넘지 않는 범위 내에서 표면류를 지속하도록, 즉 무차원유량 값이 0.27과 0.41 범위 내에 들도록 설계하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.149-157
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• 2013

기존까지 건설된 보는 대부분 보의 상단으로 월류하는 월류형 보가 주종을 이루고 있다. 월류형 보의 경우 수자원의 관리의 효과와 지금까지의 많은 연구로 인한 설계, 시공 및 유지관리 방법 등이 용이 하다는 장점이 있다. 하지만 월류형 보의 특성상 보 상단부를 통해 물이 월류되는 방식이기 때문에 상류부로부터 유입된 유사가 보 하류로 배출되지 못하고, 하상이 높아지면서 저수용량이 감소되어 점차 보의 기능을 상실하게 된다. 이와 같은 토사 퇴적 및 보의 유지관리 문제를 해결하기 위해 수문을 가진 하단방류형 보가 건설되기 시작하였다. 하지만 최근 건설된 하단방류형 보의 설계상의 문제점으로 인하여 보 하류부의 하상이 세굴되고, 세굴된 하상 때문에 구조적인 문제점이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보의 효과적인 설계 및 운영방법을 위해 월류형 보와 하단방류형 보의 흐름의 특성, 하류부 수위 변화에 따른 도수길이분석, 보 형태에 따라 단위거리당 발생되는 비에너지 손실량을 비교 및 분석하였다. 실험분석 결과 하단방류형 보와 월류형보의 상류 조건을 동일하게 유지 시 하단방류형 보에서 도수의 길이가 Fr 값(Froude number) 3.5에서 최대 2배 길게 나타났으며, 하류 수위가 증가 할수록 도수의 길이는 점차 감소하게 되었다. 단위 거리당 발생되는 비에너지 손실량 비교 분석 결과 단위 거리당 에너지 손실량이 하단방류형 보에 비해 월류형 보가 약 2배 높게 나타나는 것으로 판단되었다. 따라서 하단방류형 시설의 경우 수공 구조물의 안전을 위해 별도의 에너지 감세시설을 별도로 검토하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.41-49
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• 2010

본 연구의 계단형 보는 자연형 횡단 구조물의 한 형태로 제안되고 있다. 계단형 보 하류에서의 흐름은 기존 보(Round Crest Weir)에서 발생하는 도수와 달리 WTF(Wave Type Flow)라는 독특한 흐름이 발생한다. WTF는 계단형 보 하류에서 단차로 인해 발생되는 재순환영역(recirculation area)이 일정조건에서 발달하여 수면을 상승시키는 현상이다. WTF 조건에서의 파고는 하류수위(tailwater level) 보다 높아지고 WTF 구간에서의 최대유속발생이 수면에 가까운 곳에서 발생한다. 이와 같은 결과는 WTF 현상이 설계 시 접합부에 영향을 줄 수 있는 중요 인자임을 나타내는 것이다. 본 연구는 수리실험을 통해 WTF이 발생되는 수리조건과 WTF의 규모를 파악하였고 계단형 하류흐름조건에 따른 유속분포를 분석하였다. 본 연구의 결과는 계단형 보 설계 시 고려되지 못한 부분으로서 차후에 계단형 구조물 또는 계단식 변형 구조물 설계 시 주요 자료로 활용 될 것이다.

• Coupled systems mechanics
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• 제10권6호
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• pp.491-507
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• 2021

The aim of this paper is to conduct a hydrodynamic analysis of fluid flow over different weir types using the analytical solution, the physical model taken from another article, and numericalsimulations through the Smoothed particle hydrodynamic method (SPH) using the compiled DualSPHysics source code. The paper covers the field of real fluid dynamics that includes a description of different proposed types of weirs in various flow regimes and the optimal solution for the most efficiency structure shape. A detailed presentation of the method, the structure and it's characteristics are included. Apart from the single stepped weir, two other weir types are proposed: a Divided type and a Downstream slopped type. All of them are modeled using the SPH method.

• 한국해양학회지
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• 제30권4호
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• pp.262-270
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• 1995

금강 하구언 갑문의 폐쇄에 따른 금강하구의 물리, 퇴적학적 특성변화를 살펴 보 았다. 갑문쇄 이후 최대조류 유속은 갑문개방 시기에 비하여 약 30-40% 감소하였다. 또한 금강하구의 수괴유동이 둔화되어, 염분 및 수괴투명도의 수직적 성충(vertical stratification)이 형성되었다. 이에 따라 금강하구는 갑문개방기의 완전혼합형 (wellmixed type) 하구로부터 갑문쇄 이후에는 부분혼합형(partially-mixed type) 또 는 염쇄기형(salt-wedge type)하구로 변이하였다. 갑문이후 부유물함량은 표층에서 1 0∼100 mg/l의 범위로 측정되어, 갑문개방기에 비하여 약 1/4∼1/3의 수준으로 뚜렷하 게 감소하였다. 이와 같은 부유물함량의 감소경향은 첫째 조류유속이 감소하여 해저퇴 적물의 저층재부유 현상이 감소하였고, 둘째 수괴의 수직적성층이 형성되어 저층 혼탁 수의 상부확산이 둔화되었기 때문으로 변이하였고, 세립질 부유퇴적물의 퇴적작용이 보다 활발하게 나타날 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.381-390
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• 2001

본 연구는 어도 생태수리실험에 의하여 계단식 어도에서 회유성 어류의 소상능력을 평가하기 위한 것으로서 은어와 송어를 대상으로 실험하였으며, 기존 계단식 어도 설치 하천의 회유성 어류 이동생태환경을 분석하였다. 계단식 어도에서 은어의 소상능력은 낙차가 16.0cm미만으로 작을 때는 송어보다 크고, 20.0cm이상으로 낙차가 클 때는 송어의 소상능력이 은어보다 크다. 은어는 송어보다 도약을 선호하며 도약 후의 지구력은 송어가 은어에 비하여 크다. 수계별 기존 설치된 계단식 어도의 낙차가 매우 크기 때문에 은어와 송어의 이동에 관한 생태환경이 매우 불량하다. 본 연구 결과를 통하여 볼 때 고전적인 계단식 어도의 설치는 하천에 서식하는 회유성 어종의 다양성 측면을 고려하여야 하며 설계시 어도내 상류와 하류 웅덩이간 낙차는 20cm 미만으로 하여야 할 것이다.

• 한국농공학회지
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• 제20권1호
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• pp.4592-4598
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• 1978

The purpose of this research is to find out mathemetically an economical intake water depth in the design of head works through the derivation of some formulas. For the performance of the purpose the following formulas were found out for the design intake water depth in each flow type of intake sluice, such as overflow type and orifice type. (1) The conditional equations of !he economical intake water depth in .case that weir body is placed on permeable soil layer ; (a) in the overflow type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }+ { 1} over {2 } { Cp}_{3 }L(0.67 SQRT { q} -0.61) { ( { d}_{0 }+ { h}_{1 }+ { h}_{0 } )}^{- { 1} over {2 } }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{5 } { h}_{1 } }^{- { 5} over {2 } } } over { { 2m}_{1 }(1-s) SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+ { 4C TIMES { 0.61}^{2 } } over {3(r-1) }+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } ) RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L+ { dcp}_{3 }L+ { nkp}_{5 }+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ] =0}}}} (b) in the orifice type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }+ { 1} over {2 } C { p}_{3 }L(0.67 SQRT { q} -0.61)}}}} {{{{ { ({d }_{0 }+ { h}_{1 }+ { h}_{0 } )}^{ - { 1} over {2 } }- { { 3Q}_{1 } { p}_{ 6} { { h}_{1 } }^{- { 5} over {2 } } } over { { 2m}_{ 2}m' SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+ { 4C TIMES { 0.61}^{2 } } over {3(r-1) }+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } ) RIGHT } { p}_{1 }L }}}} {{{{+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 } L+dC { p}_{4 }L+(2 { z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 }]=0 }}}} where, z=outer slope of weir body (value of cotangent), h1=intake water depth (m), L=total length of weir (m), C=Bligh's creep ratio, q=flood discharge overflowing weir crest per unit length of weir (m3/sec/m), d0=average height to intake sill elevation in weir (m), h0=freeboard of weir (m), Q1=design irrigation requirements (m3/sec), m1=coefficient of head loss (0.9∼0.95) s=(h1-h2)/h1, h2=flow water depth outside intake sluice gate (m), b=width of weir crest (m), r=specific weight of weir materials, d=depth of cutting along seepage length under the weir (m), n=number of side contraction, k=coefficient of side contraction loss (0.02∼0.04), m2=coefficient of discharge (0.7∼0.9) m'=h0/h1, h0=open height of gate (m), p1 and p4=unit price of weir body and of excavation of weir site, respectively (won/㎥), p2 and p3=unit price of construction form and of revetment for protection of downstream riverbed, respectively (won/㎡), p5 and p6=average cost per unit width of intake sluice including cost of intake canal having the same one as width of the sluice in case of overflow type and orifice type respectively (won/m), zo : inner slope of section area in intake canal from its beginning point to its changing point to ordinary flow section, m: coefficient concerning the mean width of intak canal site,a : freeboard of intake canal. (2) The conditional equations of the economical intake water depth in case that weir body is built on the foundation of rock bed ; (a) in the overflow type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{5 } { h}_{1 } }^{- {5 } over {2 } } } over { { 2m}_{1 }(1-s) SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } )RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L+ { nkp}_{5 }}}}} {{{{+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ]=0 }}}} (b) in the orifice type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{6 } { h}_{1 } }^{- {5 } over {2 } } } over { { 2m}_{2 }m' SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } )RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L}}}} {{{{+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ]=0}}}} The construction cost of weir cut-off and revetment on outside slope of leeve, and the damages suffered from inundation in upstream area were not included in the process of deriving the above conditional equations, but it is true that magnitude of intake water depth influences somewhat on the cost and damages. Therefore, in applying the above equations the fact that should not be over looked is that the design value of intake water depth to be adopted should not be more largely determined than the value of h1 satisfying the above formulas.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.191-194
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• 2008

Labyrinth weir is a hydraulic structure that can maintain constant water depth and increase overflow rate by increasing overflow width of weir through complicated displacement of its cross section. The labyrinth weir can be widely applied to various hydraulic facilities such as dam spillway, irrigation facilities, and canal structures. To date, however, few labyrinth weirs were applied to hydraulic facilities in Korea. Hence, in-depth research on labyrinth weir is highly required to efficiently apply the labyrinth weir to hydraulic facilities. This study was performed to analyze the hydraulic characteristics according to triangle labyrinth weir using hydraulic model experiments. The hydraulic characteristics provided in this study, which make it feasible to increase the overflow rate, and are expected to be widely applied to design of hydraulic facilities such as dam spillway and irrigation system.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.294-301
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• 2016

금강의 지류인 치성천의 홍수범람이 빈번하게 발생하는 구간을 대상으로 하단배출형 가동보를 다단으로 배치하여 가동보 관리수위별 홍수조절 및 저류 효과를 기존 고정보의 설치 경우와 비교 분석하였다. 하단배출형 가동보 설치 지점에서의 첨두유량이 최대 97%가 감소하였고, 하류단 홍수위가 최대 82%가 감소하였다. 또한 하단배출형 가동보의 다단 배치로 구조물 상류구간에 저류와 분배 기능으로 저류량이 최대 463%가 증가하였다. 이러한 저류량과 하류단 첨두 홍수위, 유량의 관계를 통해 대상구간의 목표 저류량과 홍수 저감 수위를 위한 각 가동보의 관리수위 제안이 가능하다.