• 한국수자원학회논문집
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• 제49권1호
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• pp.73-81
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• 2016

본 연구에서는 식생에 의한 하도 변화와 하상토 분급특성을 파악하였다. 유사의 유출 특성은 불규칙하며, 식생 밀도가 증가함에 따라 유출되는 유사량은 감소하였다. 하상고는 불규칙하게 변하며, 하상토 표층에서 유사 입경은 작아졌다. 식생 밀도가 증가함에 따라 하상 표층에서 무차원 중 앙입경의 비는 감소하였다. 식생대에서 유사가 포착되거나, 식생대와 주흐름 사이에 경계층 흐름이 발생하여 유사가 퇴적되며, 식생대에서 흐름의 방향이 변화되어 표층에서 하상토 입도는 불규칙하게 분포하였다. 무차원 하상토 입경이 감소함에 따라, 차폐효과는 일정하게 감소하였다. 식생밀도가 증가함에 따라 하상 표층에서 차폐효과가 증가하며, 이것은 실험 수로 하류단에서 유사 유출량이 감소하는 것과 일치한다. 식생 밀도가 $0.5stems/cm^2$에서 저수로 이동은 감소하고 안정적인 특성을 보여주었으나, $0.7stems/cm^2$에서 저수로 이동은 증가하였다. 이것은 식생 밀도가 증가하면서 저수로 사행도가 증가하고, 식생대에서 유사가 퇴적되어 새로운 저수로가 형성되었기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2018

Prediction on initial motion of sediment is crucial to evaluate sediment transport and channel stability. The condition of incipient movement of sediment is characterized by bed shear stress, which is generated from force of moving water against the bed of the channel, and by critical shear stress, which depends on force resisting motion of sediment due to the submerged weight of the grains. When the bed shear stress exceeds the critical shear stress, sediment particles begin rolling and sliding at isolated and random locations. In Mountain River, debris flow frequently occurs due to heavy rainfall and can lead some natural stones from mountain slope into the bed river. This phenomenon could add additional forces to sediment transport system in the bed of river and also affect or change direction and magnitude of sediment movement. In this paper, evaluations on incipient motion of uniform coarse gravel under falling spheres impacts using small scale flume channel were conducted. The drag force of falling spheres due to water flow and length movement of falling spheres were investigated. The experiments were carried out in flume channel made by glass wall and steel floor with 12 m long, 0.6 m wide, and 0.6 m deep. The bed slopes were selected with the range from 0.7% to 1.5%. The thickness of granular layer was at least 3 times of diameter of granular particle to meet grain placement condition. The sphere diameters were chosen to be 4cm, 6 cm, 8 cm, 10 cm. The spheres were fallen in to the bed channel for critical condition and under critical condition of motion particle. Based on the experimental results, the Shields curve of particles Reynold number and dimensionless critical shear stress were plotted. The relationship between with drag force and the length movement of spheres were plotted. The pathways of the bed material Under the impact of spheres falling were analyzed.

• 한국물환경학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-9
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• 2021

The depletion of dissolved oxygen (DO) in urban streams has a profound effect on the aquatic ecosystem; however, the change in DO by resuspension of sediments and the cause have not been sufficiently investigated. In this study, the physicochemical properties (particle size, and the content of organic and heavy metals) of the sediments of an urban stream (Anyang Stream) and the characteristics of water quality changes (DO, dissolved organic carbon (DOC), dissolved nitrogen (DN), sediment oxygen demand (SOD), and adenosine triphosphate (ATP)) by sediment resuspension were investigated. The sediment content of fine particles (< 0.2 mm) increased from 36.7% to 52.7% from the upstream to the downstream, and the contents of heavy metals and organic matter of the sediment were also higher towards the downstream. The depletion of DO by resuspension was observed in the sediment at the downstream sites (P8, P9), where the fine particle content was high, and biological SOD (BSOD) was more than 88% compared to the total SOD. The increase in BSOD coincided with the increase in ATP. It was also confirmed that the depletion of DO could increase the amount of heavy metals (such as Fe, Mn, and Pb) released from the sediment. Based on the above results, it can be concluded that resuspension of sediments induces rapid water quality changes and may cause accidents, such as fish mortality, during rainfall, and such a water quality effect can be more pronounced in sediments with a high content of fine particles and organic matter and high biological activity.

• 한국물환경학회지
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• 제37권4호
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• pp.286-295
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• 2021

The removal efficiency of road-deposited sediment (SDR) by road sweeping was analyzed by performing particle size analysis before and after road sweeping at four highways during May to December 2019. The SDR accounted for the largest proportion in the range of 250 to 850 ㎛ and the degree of its proportion had an effect on the particle size distribution curve. The particle size distribution of the collected sediments showed a similar distribution at all sites. Below 75 ㎛, the removal efficiency of SDR showed a constant value around 40%, but above 75 ㎛, it increased as the particle size increased. The removal efficiency was 82-90% (average 86%) for gravel, 66-93% (average 79%) for coarse sand, 35-92% (average 64%) for fine sand, 29-69% (average 44%) for very fine sand, 19-58% (average 40%) for silt loading, 10-59% (average 40%) for TSP, 13-57% (average 40%) for PM10, and 15-61% (average 38%) for PM2.5. SDR removal efficiency showed an average of 69% for the four highways. It was found that if the amount of SDR was less than 100 g/m², it was affected by the road surface condition and had a large regional deviation. As such, the amount of SDR and the removal efficiency increased. The fine particles, which have relatively low removal efficiency, contained a large amount of pollutants, which is an important factor in water and air pollution. Therefore, various measures to improve the removal efficiency of fine particles in SDR by road sweeping are needed.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권2호
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• pp.93-98
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• 2013

In this paper, we reported the verification of numerical simulation approach for sedimentation of the multi-size particles in a container. The comparison between experimentally measured values and numerically evaluated values on settle down process of fully mixed mixture is carried out. In an attempt to represent the natural particle size distribution, various diameters of single particles are simulated and the results are compared with the outcome of the multi-size computation. When the empirical formula for mean particle size estimation is adopted to define the sediment diameter, computation and comparison are conducted.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.841-849
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• 2005

유사 입자가 포함된 흐름이나 공기 방울이 포함된 흐름과 같은 이상류 (two-phase flow) 는 유체의 속도와 입자의 속도와 같은 두 가지 서로 다른 속도 분포가 존재한다. 이러한 이상류의 속도장 분석을 위해서는 두 가지 속도 분포를 별도로 측정할 수 있는 기법을 이용해야 한다. 공기 방울이 포함된 흐름에 대해서는 입자영상 유속계(PIV)나 입자추적유속계(PTV)를 이용하여 비교적 타당한 정도로 유속 분포를 측정하여 왔다. 그러나 자연 모래를 포함한 흐름 영상의 속도 분포 해석에서는 PIV나 PTV가 그다지 성공적이지 못했는데, 그것은 흐름 중에 있는 유사 입자가 영상을 해석하기 어렵게 만들기 때문이다. 유사 흐름의 속도 분석을 위해 다양한 영상 분석 기법을 결합한 방법을 제시하였다. 입자 추출 알고리듬으로 역치값, 경계 추출 알고리듬, 세선화 알고리듬을 조합한 새로운 방법을 제안하였다. 또한 입자의 이동 변위 계산을 위해서 PIV와 PTV를 조합한 새로운 방법을 개발하였다. 이 새로운 알고리듬은 다음과 같은 기능을 가지고 있다. (1) 새알고리듬은 유사 입자, 특히 자연 모래와 같이 불규칙한 형태를 갖는 입자의 경계를 정확히 찾아낼 수 있다. (2) 필요한 정보를 잃어버리지 않고, 반사광이나 난반사에 의한 영상을 효율적으로 제거할 수 있다. (3) 추적 입자가 유사입자 가까이에 있어 유사의 난반사 영역이 들어 있어도 이를 분리해 낼 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권4호
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• pp.67-82
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• 2003

해양, 하천, 호수 등에서 퇴적물 수송과정을 모의할 수 있는 2차원 모형을 수립하였으며, 홍수시 대청호로 유입되는 입자성 오염물질의 이동경로를 파악하기 위하여 부유퇴적물 이동-확산 모델링을 시도하였다. 또한, 복잡한 지형을 가진 대청호의 흐름특성을 파악하고, 퇴적물 수송모형의 입력자조로 이용하기 위하여 2차원 흐름모델링을 수행하였다 홍수시 모의된 수위변화는 관측결과와 일치하는 양호한 계산결과를 보였다. 평상시는 유속이 5 cm/sec이하였으나, 최대유량이 3,852 CMS에 달하는 홍수시 대청호 유입수로에서 최강유속은 최대 약120 cm/sec까지 증가하였다 대청호로 유입되는 세립질 부유사는 홍수시는 대청댐까지 강한 유속에 의해 도달하나 유속이 약한 평상시에는 대청댐까지 도달하지 못하고 대부분 유입수로에 침전하였다 모의결과는 대청호 수질관리대책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1213-1225
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• 2014

본 연구에서는 혼합사로 구성된 망상하천에서 사주의 변화와 하상토 분급현상을 실내실험을 통하여 파악하였다. 하상경사가 급한 하도에서 유사 유출량은 시간의 변화에 따라 매우 불규칙하지만, 경사가 완만한 하도에서 유사 유출량은 규칙적이고, 일정한 주기를 나타내었다. 또한 2중 퓨리에 해석을 통하여 지배적인 사주의 특성과 진폭을 분석하였다. 하상고가 상승하면 무차원 하상토 입경은 작아졌지만, 하상고가 저하되면 무차원 하상토 입경은 커졌다. 기층에서 무차원 한계소류력과 표층에서 무차원 한계 소류력의 비가 증가하면, 표층에서 평균입경과 무차원 하상토 중앙입경이 작아졌다. 또한 국부적으로 하상경사가 증가하면서, 유사의 선택적 이동에 의하여 하상토가 분급되고, 평면적으로 입경이 불균일하게 분포하는 분급 특성이 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.405-411
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• 2013

점착성 표사의 유동 특성을 다루기 위하여 점착력을 고려한 표사유동 수치계산 모델이 제안되었다. 제안된 계산 모델에서는, 각각의 모래 입자는 점토의 얇은 층으로 둘러싸여 있는 상태를 가정했다. 모래 입자에 작용하는 점착력을 적용하기 위해 한계 Shields수와 소류사량을 결정하는 항이 수정되었다. 제안된 표사모델은 3차원 유체 구조 지형변화 연성 수치계산 모델에 적용하여, 인공여울의 지형변화특성을 파악하였다. 수치계산 결과, 각각의 점토 함유율, 단위면적당 작용하는 점착 저항력, 함수비의 증가는 한계 Shields수를 증가 시키고, 반대로 소류사량을 감소시킴으로써 지형변화 경향에는 영향을 미치지 않은 채 여울의 지형변화를 억제하는 것으로 나타났다. 점토를 모래 입자와 혼합함으로써 여울의 지형변화를 감소시킬 수 있는 것을 암시한다.

• 한국해양학회지
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• 제30권4호
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• pp.288-301
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• 1995

적도 태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대 사이의 한국심해 연구(KODOS)지역에서 채 취된 3개의 퇴적물 코아에 우라늄계열 비평형 기법을 적용하여 퇴적율과 입자교란율이 추정되었다. 과잉 토륨-230 방사능과 과잉 토륨-230/토륨-232 방사능비의 수직분포로 부터 추정된 퇴적율은 연구지역의 남동부 지역에서 천년 동안 수 밀리미터로 추정되었 으며, 북서부에서는 천년당 일 밀리미터 이하로 추정되었다. 퇴적물 시료의 방수에서 과잉 토륨-230 방사능과 과잉 토륨-230/토륨-232 방사능비가 일정한 수직분포를 보이 며 이는 저서생물등에 의한 입자 교란작용의 영향인 것으로 사료된다. 과잉 납-210의 수직농도 분포를 근거로 퇴적물 상부층과 하부층의 입자교란 속도를 추정하기 위하여 "2상자" 이류-확산 입자혼합 모델을 이용하였다. 입자혼합계수는 상부층에서는 수 10$cm^2$/y이며 하부층에서는 일 내지 수 $cm^2$/y로 추정되었다./y로 추정되었다.