• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.530-541
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• 2019

To improve our current understanding of tsunami-like solitary waves interacting with a row of vertical slotted piles on a sloping beach, a 3D numerical wave tank based on the CFD tool $OpenFOAM^{(R)}$ was developed in this study. The Navier-Stokes equations were employed to solve the two-phase incompressible flow, combining with an improved VOF method to track the free surface and a LES model to resolve the turbulence. The numerical model was firstly validated by our laboratory measurements of wave, flow and dynamic pressure around both a row of piles and a single pile on a slope subjected to solitary waves. Subsequently, a series of numerical experiments were conducted to analyze the breaking wave force in view of varying incident wave heights, offshore water depths, spaces between adjacent piles and beach slopes. Finally, a slamming coefficient was discussed to account for the breaking wave force impacting on the piles.

• 한국해양학회지:바다
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• 제15권2호
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• pp.51-61
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• 2010

북동 멕시코 만에서 particulate organic carbon(POC)의 시/공간적 변화를 조사하기 위하여, 1997년 11월부터 2000년 8월까지 총 9번의 관측이 이루어 졌으며, 같은 기간 동안 위성자료(해색, 표층수온, 해면고도이상, 표층바람)와 주요 강들 의 유출량이 조사되었다. POC 농도는 내 대륙붕과 미시시피 하구 역에서 높은 값을 (>100 $mg/m^3$) 나타내고 대륙붕과 대륙사면으로 가면서 감소된다. POC의 경년 변화는 상대적으로 1997과 1998년(El $Ni\tilde{n}o$)이 1999과 2000년(La $Ni\tilde{n}a$) 보다 상대적으로 증가되어 나타난다. 이런 현상은 미시시피강 및 다른 주요 강들에 영향을 주는 강우량 변화에 따른 담수 유 입의 변화와 직접적으로 연관되어 있으며, 강우량 변화는 ENSO 현상과 같은 세계 기후변화와 관련이 있는 것으로 사료 된다. 북동 멕시코 만 연안으로 유입되는 주요 강들의 방류량은 초봄에 증가되어 여름과 가을에 감소되지만, 공간적으로 확장된 높은 농도의 POC 분포는 여름 조사기간에서 관측되고, 낮은 농도 및 제한된 확산은 가을과 초 봄 관측에서 나타 난다. 여름철 동안 상대적인 강의 유출량은 봄에 비하여 현저하게 감소하지만, 증가된 표층수온은 수층을 강하게 성층화 시키고 표층에서 부력을 증가시킨다. 이런 조건에서 고농도의 POC를 함유하는 저염수는 상부 대륙사면까지 확장되고 이 는 Loop Current와 Loop Current Eddies의해서 조절된다. 봄과 가을 동안 유출량은 보통이거나 이상을 보이지만, 증가된 바람과 낮은 표층수온으로 인하여 수직적 혼합을 유발하고 이는 높은 농도의 POC를 내 대륙붕에 제한 시키는 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권1호
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• pp.95-104
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• 2011

본 연구는 최상위 포식자로 멸종위기종인 황새의 서식처 복원지역에 필요한 소택지 조성을 위해 선행연구의 적지선정모형과 습지평가기준을 근거해 소택지 적지선정 평가항목을 설정하고 이를 적용하여 적지선정을 수행하였다. 연구대상지는 황새공원이 포함되는 예산군 대리의 입구로부터 수치표고모델(DEM)을 이용한 유역분석을 실시하여 $5,884,800m^2$의 범위를 설정하였다. 수체, 토양, 경사, 토지이용, 인간간섭, 야생동물통로, 수자원종류 등 평가항목별로 GIS 프로그램을 이용하여 주제도를 작성하였다. 작성된 7항목의 주제도를 중첩하여 평가결과가 높게 나타난 지점을 중심으로 복원적지를 선정하였다. 도면중첩을 실시한 결과 21점 만점에 19~20점 지역은 면적이 작아 조성적지를 18점 이상의 지점으로 확대하여 총 8개 조성적지를 선정하였다. 선정된 대상지는 대부분 점토질로 이루어져 표토를 활용 할 수 있을 것으로 판단되며, 지표수와 연결성 또한 높게 평가되어 용수 공급의 문제는 없을 것으로 판단하였다. 양호한 토지이용과 완만한 경사를 보여 조성이 용이할 것으로 판단되며, 주위 생태계와의 연결성 또한 양호하여 야생동물의 이동이 용이 할 것으로 사료된다. 습지의 이용 가능한 수원을 파악하고 개선방안을 도출하고자 수질분석을 실시한 결과 살목지 및 보강지로 유입되어 흘러가는 수체의 수질환경이 대체로 양호하지만, 지하수 용출 후 체류된 수체의 수질이 좋지 않아 향후 습지의 수문이 정체되지 않도록 인근 지표수의 연결이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구의 한계로는 연구대상지의 물리환경을 중심으로 분석한 결과를 가지고 소택지의 조성 적지를 선정한 것으로, 향후 생물환경의 조사를 추가하여 생물다양성의 증진효과를 규명할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국지형학회지
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• 제28권3호
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• pp.13-26
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• 2021

In mountain gully, channelized debris flow is an important phenomenon in the process of topographical change. Social infrastructure as roads may be damaged by channelized debris flows, but there has been little information about their occurrence and movement to prepare for the risk of the debris flow. Most of the channelized debris flows occur during heavy rains in mountainous valleys that are difficult to access, so there are not many field data. In this study, the topographical characteristics of the catchment, the rainfall and runoff related to the debris flow, the sedimentary pattern and the cross-sectional change of the channel bed, and the underflow velocity of the gravel bed have been investigated and analyzed in the Singi gully where the channelized debris flows occurred. In the catchment, there was almost no sediment runoff because the vegetation combine with the debris landforms and covered the surface. Therefore, the obvious cause of the channelized debris flows is the collapse of the slope and bed of the gully. Even if the gravel, cobbles, and boulders of the channel bed were lost by debris flow, the thalweg change due to debris flow may not be significant because they are supplied from the gully side slope normally. After the gabion structures were installed, the debris flow increased the thalweg change, bed erosion and side slope of the gully. Various sedimentary structures in the gully were classified according to the factors supporting the sedimentation. The hypsometric curve of the gully reflects the debris landforms and vegetation characteristics of the watershed and the sediment runoff due to debris flow, etc. The relationship between the flow velocity and the hydraulic gradient was non-linear under the condition that the porous medium with gully bed gravels is saturated with water. These results may be used as basic data for channelized debris flow research.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.160-174
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• 2014

본 연구의 목적은 광역의 일단위 수문순환을 모의할 수 있는 격자기반의 분포형 모델을 구축한 후, 이를 미래 기후변화에 따른 광역적 수문영향을 평가하는데 있다. 격자별로 지표 유출층, 지표하 불포화 및 포화 토양층의 3단으로 구성하여 일별 물수지를 계산하며, 증발산량은 Penman-Monteith방법을 사용하였고, 지표 및 지표하유출은 지체계수(lag coefficient)와 감수곡선 계수(recession curve slope)를 적용하였다. 모델의 검보정을 위하여 한강유역의 충주댐과 소양강댐을 대상으로 9개년(2001-2009)의 댐유입량 자료를 이용하여 모델의 6개 주요매개변수를 보정하였으며, Nash-Sutcliffe 모델효율 (NSE)은 각각 0.57, 0.71의 값을 보였으며, 결정계수($R^2$)는 각각 0.65, 0.72의 값을 보였다. 5개의 IPCC SRES A1B 기후변화 시나리오자료(CSIRO MK3, GFDL CM2_1, CONS ECHO-G, MRI CGCM2_3_2, UKMO HADGEMI)를 적용한 결과, 미래 유출량의 변화는 강수량과 비슷한 경향을 보이면서 전체적으로 7.0%~27.1% 증가하였고, 증발산량도 미래 기온의 증가경향으로 일부 경우를 제외하고 증가하는 경향을 나타내었으며, 이들의 공간적 변화를 제시하였다.

• 보존과학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-52
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• 2012

일본 오이타현에 위치한 우스키 마애불상군은 12~14세기에 걸쳐 조성된 것으로 알려져 있으며 총 60여개의 석불군으로 이루어진 일본의 대표적인 석조문화재이다. 이 불상군을 이루는 기반암은 아소-4 화산쇄설암 층군에 포함되는 암회색 응회암이다. 이 석불군의 호키 I군과 후루조노를 대상으로 훼손지도를 작성한 결과, 호키 I군에서는 균열 약 121개, 염풍화로 인한 박락 19%, 흑색변색 5%, 생물학적 훼손 51%로 나타났고, 후루조노는 균열 약 48개, 염풍화로 인한 박락 24%, 생물학적 훼손 41%로 산출되었다. 암반에 균열이 집중적으로 분포하는 호키 I군에서는 사면안정성 평가를 통해 전체적으로 평면, 전도 및 쐐기파괴의 가능성이 확인되었다. 또한 초음파속도 측정을 수행한 결과, 애염명왕(기반암)은 1,520~2,794(평균 2,298)m/s를 보였으며, 동종암석으로 교체된 아미타여래좌상의 대좌(신부재)는 3,242~4,141(평균 3,813)m/s로 측정되어, 이들은 약 1,600m/s의 물성차이를 보였다. 따라서 적용 가능한 범위 내에서 균열, 공동, 탈락, 마모 및 박리박락 부분에 대한 보존처리 및 보강이 우선적으로 시행되어야 할 것이다.

• 한국환경생태학회:학술대회논문집
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• 한국환경생태학회 2003년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.105-126
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• 2003

In Korea most of annual rainfall is concentrated in several episodic heavy rains during the season of summer monsoon and typhoon. Because of uneven rainfall distribution many dams have been constructed in order to secure water supply in dry seasons. The Han River system has the most dams among Korean rivers, and the river is a series of dams now. Reservoirs need different strategy of water quality control from river water. Autochthonous organic matter and phosphorus should be the major target to be controlled in lakes. In this Paper some problems are discussed that makes efforts of water quality improvement ineffective in lakes of Korea, even after the substantial investment to wastewater treatment facilities.1) Phosphorus is the key factor controlling eutrophication of lakes and the reduction ofphosphors should be the major target of water treatment. However, water quality management strategy in Korea is still stream-oriented, and focused on BOD removal from sewage. Phosphorus removal efficiency remains as low as 10-30%, because biological treatment is adopted for both secondary treatment and advanced treatment. The standard for TP concentration of the sewage treatment plant effluent is 6 mgP/l in most of regions, and 2 mg/l in enforced region near metropolitan water intake point. TP in the effluents of sewage treatment plants are usually 1-2 mg/1, and most of plants meet the effluent regulation without a further phosphorus removal process. The generous TP standard for effluents discourages further efforts to improve phosphorus removal efficiency of sewage treatment. Considering that TP standard for the effluent is below 0.1 mg/l in some countries, it should be amended to below 0.1 mg/l in Korea, especially in the watershed of large lakes.2) Urban runoff and combined sewer overflow are not treated, even though their total loading into lakes can be comparable to municipal sewage discharges on dry days. Chemical coagulation and rapid settling might be the solution to urban runoff in regard of intermittent operation on only rainy days.3) Aggregated precipitation in Korea that is concentrated on several episodic heavyrains per year causes a large amount of nonpoint source pollution loading into lakes. It makes the treatment of nonpoint source discharge by methods of other countries of even rain pattern, such as retention pond or artificial wetland, impractical in Korea.4) The application rate of fertilizers in Korea is ten times as high as the average ofOECD countries. The total manure discharge from animal farming is thought to be over the capacity of soil treatment in Korea. Even though large portion of manure is composted for organic fertilizer, a lot of nutrients and organic matter emanates from organic compost. The reduction of application rate and discharge rate of phosphorus from agricultural fields should be encouraged by incentives and regulations.5) There is a lot of vegetable fields with high slopes in the upstream region of the HanRiver. Soil erosion is severe due to high slopes, and fertilizer is discharged in the form of adsorbed phosphorus on clay surface. The reduction of soil erosion in the upland area should be the major preventive policy for eutrophication. Uplands of high slope must be recovered to forest, and eroded gullies should be reformed into grass-buffered natural streams which are wider and resistant to bank erosion.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.57-65
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• 2007

국내의 사면붕괴는 대부분 우기 또는 해빙기에 집중적으로 되고 있는 실정이며, 이에 따라 최근의 강우시 토사사면의 설계기준은 보수적인 관점에서 지표면에 지하수를 위치시켜 놓고 사면안정성을 평가하고 있어 설계자의 관점에서 볼 때 지나치게 보수적인 경향이 있다. 그러나 강우시 토사사면을 합리적으로 설계하기 위해서는 강우조건 및 토사사면의 불포화 특성을 고려하여야 하며 이를 위해서는 토사사면의 불포화 특성을 파악하기 위한 실내시험 및 강우조건에 따른 침투류 해석 등이 수행되어야 하는 어려움이 있어 보수적인 관점에서 기존의 설계기준에 따라 토사사면의 설계가 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 별도의 침투류 해석 없이 강우시 토사사면의 불포화 특성을 고려한 간편 설계법을 제안하고자 하며, 이에 대한 검증으로 실제 붕괴된 토사사면을 대상으로 현행 설계기준에 의한 설계방법과 침투류 해석에 의한 설계방법에 대한 비교연구를 수행하였다. 비교검증 결과 현행 설계방법은 지나치게 보수적인 설계방법임을 확인하였으며, 본 연구의 간편 설계법이 강우시 토사사면의 안정성을 평가하는데 있어서 현행 설계방법에 비해 합리적인 것을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.110-121
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• 2021

산업화에 의해 소실된 갯벌의 중요성이 근래에 주목을 받으며 인공 갯벌의 조성 및 자연 갯벌의 유지 관리에 관심을 기울이고 있다. 하지만, 갯벌을 조성하는 실트, 진흙, 모래 등과 같은 저질에 의한 거동특성에 관해서는 충분한 이해가 부족하다. 갯벌과 같이 혼합토사의 이동특성에 관한 연구가 현지조사와 수리실험을 통해 이루어지고 있으나 이러한 연구결과에 기초한 수치모델의 개발은 미진한 실정이다. 본 연구에서는 갯벌을 구성하는 저질의 동적 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 혼합토사 모델의 구축을 목적으로 한다. 혼합토사에 대한 표사이동 수치모델을 구축함에 있어서 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 재현 및 이동에 따른 수치적 안정성이 우선 검토되어야 하므로 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 체적관계를 토사의 기하학적 구조를 나타내는 시상도를 바탕으로 제안하였다. 혼합토사의 건조체적밀도를 고려하기 위해 진흙이 물을 함유하는 함수비를 도입하여 진흙의 건조체적밀도를 고려할 수 있게 하였다. 또한, 제안된 혼합토사의 수치해석 모델을 혼합토사의 사면 붕괴에 적용하여 사면 붕괴에 따른 진흙과 모래의 이동계산이 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.99-109
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• 2022

본 연구는 산지하천에 설치된 기존의 콘크리트 계단식 어도의 문제점에 착안하여 전통적인 돌보의 개념을 응용한 계단식 전석 어도의 적용성을 제시하고자 하였다. 이러한 목적을 달성하기 위해 선정된 대표어종의 소상능력을 고려하여 계단식 전석 돌보를 설계, 시공하였다. 현장측정을 통하여 주어진 유량조건 하에서 어도의 수리특성을 조사하고 대표어종의 소상능력과 비교, 분석하였다. 어도의 길이가 짧고 급경사인 구조이지만, 각 배플 사이의 평균낙차가 0.15~0.29 m 범위였으며, 이 범위는 대표어종이 소상할 수 있는 낙차의 한계조건인 약 0.40 m를 만족시킬 수 있었다. 각 배플과 풀의 평균유속은 0.82~0.87 m/sec와 0.13~0.24 m/sec 이었다. 이 결과는 대표어종이 소상 가능한 돌진속도(체장의 10~30 배)와 휴식처 평균유속(돌진속도의 7~25%)의 조건을 충족시켰다. 전석으로 형성된 풀의 바닥면이 완만한 역경사면으로 되어 회전류가 발생하지 않기 때문에 어도의 효율을 증가시킬 수 있고, 또한 토사퇴적을 차단하여 어도의 유지관리 문제점을 해소할 수 있을 것이다.