• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1273-1284
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• 2018

본 연구에서는 4대강 살리기 사업 후 퇴적현상이 지배적으로 발생하는 남한강과 섬강 합류부 구간을 대상으로 2차원 수치모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 하천의 흐름 및 하상변동에 대한 해석을 수행하였다. 대상지점 합류부는 남한강 본류의 만곡부에 지류 섬강이 유입되는 특성을 갖는다. CCHE2D 모형은 비평형 유사이송을 해석하며 소류사와 부유사 조정거리가 중요한 입력변수로 대상지점에서는 소류사 조정거리가 하상변동에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 수치모의 결과 유량비($Q_r$) 변화가 남한강과 섬강 합류부 지점에서 흐름 및 하상변동에 영향을 미쳤으며, $Q_r{\leq}2.5$인 경우에는 합류전 본류의 유속이 증가하여 흐름박리구역을 감소시켰으며 이로 인해 합류부 내측의 퇴적이 감소하였다. $Q_r$>2.5이면 합류부 구간에 퇴적이 증가하여 사주가 형성될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 수치모의를 통해 2013년에 발생한 유량비 변화에 의해 합류부에 고정사주가 형성된 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(I)
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• pp.3-16
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• 2002

This article describes some of the recent and on-going research developments of the author at Colorado State University. Advances in the field of sedimentation and river mechanics include basic research and computer modeling on several topics. Only a few selected topics are considered here: (1) analytical determination of velocity profiles, shear stress and sediment concentration profiles in smooth open channels; (2) experiments on bedload particle velocity in smooth and rough channels; (3) field measurements of sediment transport by size fractions in curved flumes. In terms of computer modeling, significant advances have been achieved in: (1) flashflood simulation with raster-based GIOS and radar precipitation data; and (2) physically-based computer modeling of sediment transport at the watershed scale with CASC2D-SED. Field applications, measurements and analysis of hydraulic geometry and sediment transport has been applied to: (1) gravel-bed transport measurements in a cobble-bed stream at Little Granite Creek, Wyoming; (2) sand and gravel transport by size fraction in the sharp meander bends of Fall River, Colorado; (3) changes in sand dune geometry and resistance to flow during major floods of the Rhine River in the Netherlands; (4) changes in hydraulic geometry of the Rio Grande downstream of Cochiti Dam, New Mexico; and (5) analysis of the influence of water temperature and the Coriolis force on flow velocity and sediment transport of the Lower Mississippi River in Louisiana. Recent developments also include two textbooks on "Erosion and Sedimentation" and "River Mechanics" by the author and state-of-the-art papers in the ASCE Journal of Hydraulic Engineering.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.49-58
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• 2021

The resistance of soil to the tractive force of flowing water is one of the essential parameters for the stability of the soil when directly exposed to the movement of water such as in rivers and ocean beds. Biopolymers, which are new to sustainable geotechnical engineering practices, are known to enhance the mechanical properties of soil. This study addresses the surface erosion resistance of river-sand treated with several biopolymers that originated from micro-organisms, plants, and dairy products. We used a state-of-the-art erosion function apparatus with P-wave reflection monitoring. Experimental results have shown that biopolymers significantly improve the erosion resistance of soil surfaces. Specifically, the critical shear stress (i.e., the minimum shear stress needed to detach individual soil grains) of biopolymer-treated soils increased by 2 to 500 times. The erodibility coefficient (i.e., the rate of increase in erodibility as the shear stress increases) decreased following biopolymer treatment from 1 × 10-2 to 1 × 10-6 times compared to that of untreated river-sands. The scour prediction calculated using the SRICOS-EFA program has shown that a height of 14 m of an untreated surface is eroded during the ten years flow of the Nakdong River, while biopolymer treatment reduced this height to less than 2.5 m. The result of this study has demonstrated the possibility of cross-linked biopolymers for river-bed stabilization agents.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.455-469
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• 2010

낙동강 상류에 위치한 안동, 임하 댐 하류 하천에서 두 댐에 의한 충적하천의 변화와 식생이입 현상을 정성적, 정량적으로 조사, 분석하였다. 하천형태 및 하상재료 분석 결과, 댐 하류는 전반적으로 저하되었고 일부 구간은 최대 3m 이상 세굴 되었다. 하상재료도 전반적으로 임하댐 건설 전 평균 1.5mm에서 건설 후 2.5mm로 조립화되었다. 댐 건설로 인한 하상소류력의 감소는 사주에 식생 활착을 촉진시켰으며, 그 결과 사주의 식생이입률은 1971년 자연 상태에서 8% 수준에서 안동댐 건설 후 1988년에 25%로 증가하였다. 임하댐이 완공된 1992년 이후 사주 상 식생이입은 가속화되어 겨우 3년이 지난 1995년에 사주 식생이입률은 43%가 되고, 그 후 10년이 지난 2005년에는 74%까지 증가하였다. 세부조사구간 중 하나인 윗절에서 항공사진에 의한 식생천이 현상을 분석한 결과 모래와 자갈이 노출된 '맨' 사주에서 시작하여 큰개여뀌, 달뿌리풀, 버드나무류 유식물 등 개척 단계를 지나, 일부 달뿌리풀은 유지되고 버드나무 관목이 등장하고 나중에는 선버들이나 왕버들 같은 교목림으로 정착되는 것으로 나타났다. 하회마을 앞과 강 건너 점 사주의 경우 타 논문에서 기제시된 여건 등으로 2005년 항공사진에서 식생이입은 억제되는 것으로 보였지만, 2009년에 촬영한 사진에 상당 부분 확대되는 것으로 나타나 이에 대한 대책이 필요하다. 사주 상 식생이입의 가속화는 구담습지 등 자연 상태의 모래하천에서 찾아보기 어려운 독특한 배후습지를 창출하여 환경적으로 종의 다양성이 커져서 서식처로서 가치 자체는 높아질 수 있다. 마지막으로, 댐에 의한 홍수량 감소와 그에 따른 하상소류력 감소가 사주 상 식생이입 및 활착을 가속화시켰다는 가설은 대표 단면에서 무차원 하상전단응력의 검토 결과 확인되었다.

• 한국조경학회지
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• 제30권3호
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• pp.73-85
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• 2002

The purpose of this study was to develop prediction models for plant species abundance by stream restoration. Generally the stream plant is affected by stream gemophology. So in this study, the relationship between the vegetation abundance and stream gemophology was developed by multiple regression analysis. The stream characteristics utilized in this study were longitudinal slope, transectional slope, micro-landforms through the longitudinal direction, riparian width and geometric mean diameter and biggest diameter of bed material, and cumulated coarse and fine sand weight portion. The Pyungchang River with mountainous watershed and the Kyungan stream and the Bokha stream in the agricultural region were selected and vegetation species abundance and stream characteristics were documented from the site at 2~3km intervals from the upper stream to the lower. The Models for predicting the vegetation abundance were developed by multiple regression analysis using SPSS statistics package. The linear relationship between the dependant(species abundance) and independant(stream characteristics) variables was tested by a graphical method. Longitudinal and transectional slope had a nonlinear relationship with species abundance. In the next step, the independance between the independant variables was tested and the correlation between independant and dependant variables was tested by the Pearson bivariate correlation test. The selected independant variables were transectional slope, riparian width, and cumulated fine sand weight portion. From the multiple regression analysis, the $R^2$for the Pyungchang river, Kyungan stream, Bokga stream were 0.651, 0.512 and 0.240 respectively. The natural stream configuration in the Pyungchang river had the best result and the lower $R^2$for Kyunan and Bokha stream were due to human impact which disturbed the natural ecosystem. The lowest $R^2$for the Bokha stream was due to the shifting sandy bed. If the stream bed is fugitive, the prediction model may not be valid. Using the multiple regression models, the vegetation abundance could be predicted with stream characteristics such as, transection slope, riaparian width, cumulated fine sand weigth portion, after stream restoration.

• 한국초지조사료학회지
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• 제27권4호
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• pp.229-234
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• 2007

버즈풋 트레포일의 줄기에서 뿌리를 유도함에 있어, 최적의 유도조건을 확립하고자 배양토 종류별, 복합희토 처리 농도별, IBA 처리 농도별로 뿌리 유도율을 조사하였다. 원예농상토, 마사토, 강모래 등 3종류의 배양토에서 뿌리 유도율을 조사한 결과, 마사토(77.8%), 강모래(70.0%), 원예용 상토(41.1%) 순으로 높게 나타났다. 마사토와 강모래에서 복합희토 용액을 농도별로 처리하여 뿌리 유도율을 조사한 결과, 마사토에서는 복합희토 용액 60 ppm 처리에서 90.0%로 높게 나타났고, 강모래에서는 복합희토 용액 20 ppm 처리에서 80.0%로 높게 나타났다. 마사토와 강모래에서 IBA 용액을 농도별로 처리하여 뿌리 유도율을 조사한 결과, 마사토와 강모래를 사용한 두 처리 모두 40 ppm에서 뿌리 유도율이 96.7%로 동일하게 최고로 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 포장에서 재배하고 있는 버즈풋 트레포일의 영양체증식을 하기 위해서는 버즈풋 트레포일 줄기를 절단하여 강모래나 마사토에 삽지 후 IBA 용액을 40 ppm 농도로 처리하여 30일 이상 배양하는 방법이 가장 효율적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.35-50
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• 2002

This study aims to understand wetland distribution and type-specific classification features with a focus on Tumen River downstream in China by adjusting and improving the classification system used in Korea with a reference to international wetland classification systems and their criteria & methods. In this study, wetland types were determined based on hydrology, vegetation, and soil conditions, which are the most basic elements of wetlands. Also, topography analytical map, vegetation analytical map, and soil analytical map for wetland classification were developed and used based on currently available topography map, vegetation map, and soil map. In addition, codes were defined based on topography, location, hydrology, and vegetation. The result shows that, in the Tumen River downstream, wetlands are often found near natural revetment and terrace land & river-bed lakes. In the discovered wetlands, riverine, lacustrine, and inland wetlands were mostly found at system level. Riparian and human-made wetlands were also identified. At a sub-system level, perennial and seasonal wetlands were found to a similar degree. At a class level, perennial open water, herbal plants, and shrubs were mostly found and sandy plain, hydrophytes, and forest tree types were also observed. An overall detailed classification shows that a total of 17 wetland types were found and a large distribution of sand dunes and river-bed lakes, which are scarce in Northeast Asia, indicates that other rare wetland types such as palustrine seasonal sand plain wetland and lacustrine seasonal sand plain wetland may be discovered.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.315-321
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• 2008

최근 해안환경적 측면 뿐 만 아니라 사용자의 측면에서 도류제나 방파제와 같은 연안구조물에 의하지 않고 연안에서의 해빈을 보존하기 위한 대책이 요구되고 있다. 연안에서의 표사문제의 대책을 수립하기 위해서는 연안에서의 표사 뿐만 아니라 배후지의 하천으로부터 유출되는 유사량을 포함한 종합적인 토사관리의 필요성이 증가하고 있다. 이같은 관점에서 본 연구에서는 연안해역으로 유출되는 하천 유사와 이송, 하구에서의 사주발생과 발달 그리고 하구폐색과 연안으로 유출된 유사의 효율적인 저류문제와 홍수시 외해로 유출되는 유사의 특성에 대해 검토하였다. 최근 강릉 남대천 하구에는 하구폐색과 하구사주의 발생에 따른 대책으로 2005년에 총연장 260 m의 도류제를 건설하였다. 이에따라 본 연구에서는 도류제 건설에 따른 남대천하구에서의 토사이동특성 및 해저지형 변동과 표사이동을 해석하기 위한 다양한 수치실험을 수행하였다. 이를 위해 먼저 남대천 하구역에서 유출되는 유사량을 혼합입경의 관점을 가정하여 1차원 수치해석을 통하여 해석하였다. 또한 하천에서 유출된 유사의 이동특성과 하구현상을 파악하기 위해 하천류의 유동특성과 바람장에 의한 취송류를 검토하였다. 그리고 파동장, 해빈류 및 해저지형변동을 수립하여 본 남대천 하구인근에서의 표사이동 특성을 해석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.379-388
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• 2010

본 연구에서는 안동댐 하류 하천을 대상으로 댐 건설에 의해 하천의 변화에 미치는 영향을 파악하고, 모래사주의 복원 및 재현 방안을 검토 하였다. 안동댐과 임하댐의 영향으로 댐 하류 하천에서 하상이 저하되고 하상토의 평균 입경이 굵어지는 특성을 보여주고 있으며, 저수로의 수가 증가하였다. 안동댐 건설 후에는 식생의 면적이 약간 증가하고 있으나, 임하댐이 건설되면서부터 식생의 면적이 급격하게 증가되고 있다. 댐 건설에 의해 치수안전도는 재현기간을 비교하여 5에서 10배정도 증가되고, 댐 건설 전과 후의 강턱유량은 2,857 $m^3/s$에서 580 $m^3/s$로 감소되었다. 또한 평균 하도 폭 및 경사를 이용한 등류조건에서는 댐 건설 전과 후의 강턱유량에 대한 중규모 하상형태의 영역구분은 단열사주와 복렬사주의 중간 영역으로부터 완전한 복렬사주 영역으로 변화하였다. 하상변동 계산에서는 댐 건설 전에 명확한 사주 및 유로가 형성되었고, 댐 건설 후에는 망상유로가 형성되었으며, 댐 건설로 인한 유량의 변화에 의해 사주형상이 변화되는 것을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.115-121
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• 2009

섬진강 하류의 하상변동 특성 분석 및 하상변동을 예측함으로서, 하도 및 유역관리에 효과적으로 이용하도록 하였다. 하상변동 특성 분석에 필요한 자료(단면, 하상구성물질, 기점수위, 조도계수 등)는 섬진강하천정비기본계획에서 실측 및 분석한 것을 활용하였다. 또한 하상변동 예측은 HEC-6 모형으로 수행하였다. 본 연구의 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 섬진강 하류 하상변동의 주요인은 수문인자의 변화에 따른 것이라기보다는 과도한 하상골재 채취 때문으로 판단된다. 마찰속도와 대표 입경의 관계와 무차원소류력과 대표입경의 관계를 토대로 하도안정성을 정성적으로 분석한 결과 섬진강 하류 하상은 대부분의 구간에서 상승하는 경향을 나타내고 있다. 섬진강 하도의 대부분의 지점에서 2003년의 하상구성물질은 1989년에 비해 자갈의 구성비가 높아지고 모래의 구성비가 작아졌다. 하상변동을 예측한 결과 섬진강 하류의 하상은 하구에서 약 9 km 지점까지 1.5 m 내외로 상승하고, $9{\sim}21\;km$ 구간은 1 m 내외로 상승과 저하가 반복되며, $22{\sim}25\;km$ 구간은 0.5 m 내외로 하강할 것으로 예상된다. 이러한 결과로 볼 때 섬진강 하류 구간의 하상은 대체로 점점 상승할 것으로 판단된다. 다만, 본 연구의 하상변동 예측은 인위적인 골재채취가 없다는 가정 하에 수행된 것이므로, 과거와 같이 하상에서 대규모 골재채취가 진행되면 본 연구의 예측 결과와는 상이하게 하상이 저하되는 결과를 초래할 것이다.