권호 표지

대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research) (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)

  • 격월간
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of the Korean Society of Civil Engineers (KSCE) is a bimonthly journal, founded in December 1981, for the publication of peer-reviewed papers devoted to research and development for a wide range of civil engineering fields. A list of topics considered to be in the scope of the journal are structural, nuclear, hydro, coastal and harbor, environmental, geo-technical and tunnel, transportation and highway, surveying and geospatial information, and railroad engineering. Also included in the journal are construction management, urban planning, and information technology. State-of-the-art papers are welcome and original work of multidisciplinary aspects on analysis, experiment and design will be considered for publication. For both readers and authors, all the submitted papers will be considered for accelerated review and publication.

https://journal.ksce.or.kr/ KSCI KCI

제26권1B호

  1. 한수영;홍성훈;박남식 1
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.001 PDF
    낙동강, 섬진강, 영산강, 그리고 금강 권역의 충적 대수층에서 해안선을 통하여 바다로 유출되는 지하수 해안유출량이 평가되었다. 증반산, 하천 유출과 같은 수문학적 주요 인자와 양적으로 비교하면 지하수 해안유출량은 상대적으로 많은 양이 아니다. 하지만 수문순환 과정에서 최하류라는 특징에 의하여 지하수 해안 유출의 개발은 환경적인 영향을 상대적으로 적게 받으며, 현재 물 부족으로 어려움을 겪고 있는 많은 해안지역에서 유용하게 사용될 수 있는 중요한 수자원이다. 유출량 평가를 위하여 기 조사된 지하수위 조사 자료와 Darcy의 법칙에 기반을 둔 평가방법을 이용하였다. 주요 변수의 산정에는 해안선의 복잡성과 해수쐐기의 영향을 고려할 수 있는 기술을 적용하였다. 연구결과 조사 대상 4개 하천 권역의 지하수 해안 유출량은 연간 18억$m^3$에 달하는 것으로 나타났다. 이는 권역별 강수총량의 2.3%에 이르는 수치이다. 지하수 개발 측면에서 는 낙동강 권역이 가장 유리한 것으로 나타났다.
  2. 김진극;안상진 7
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.007 PDF
    영춘 지점의 유출량이 1,000CMS에서 9,000CMS로 나타난 강우사상을 이용하여 레이더 관계식을 산정하였다. 레이더 강우량의 정확성을 높이기 위하여 소유역별 보정계수를 산정하였다. 레이더 관계식, Thiessen, 등우선, 역거리법을 이용하여 유역의 강우량을 비교하였다. 유역의 하천망을 형성 할 수 있는 HEC-GeoHMS 모형을 구축하고, 유출모형인 HEC-HMS 모형의 입력 인자로 이용하였다. 레이더 관계식으로 산정된 강우량을 적용한 유출모의가 가장 좋은 결과를 보였다. 기후 변화로 인한 집중 호우시 레이더관계식을 이용한 유출량 예측시 신속하고 정확한 것으로 판단된다. 레이더 관계식을 이용하여 충주댐 유역의 강우량 산정할 수 있을 것이다.
  3. 한건연;전민우;김지성 15
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.015 PDF
    유역형상의 변화에 따라서 이동강우가 유출에 미치는 영향을 운동파이론을 적용하여 분석하였으며, 유역형상은 신장형유역과 정사각형유역 및 장방형유역에 대하여 분석하였고, 이동강우 분포형은 균등분포형, 전진형, 지연형, 중앙집중형을 사용하였다. 이와 같은 형상의 유역에 대하여 다양한 이동속도를 가진 강우가 유역내 하천의 상류방향, 하류방향, 횡방향으로 이동할 때 강우분포형에 따르는 유출수문곡선을 모의하여 그 특성을 비교분석하였다. 유출수문곡선의 모양과 첨두시간, 첨두유량은 시간적, 공간적으로 변화하는 강우와 유역형상에 의하여 크게 영향을 받는다. 횡방향의 이동강우에서는 상류방향과 하류방향의 경우보다 더 큰 첨두유량이 발생하며, 하류방향 이동강우의 첨두유량은 상류방향의 첨두유량보다 더 크게 나타났다. 신장형유역의 경우 하류방향 이동강우의 첨두시간은 상류방향과 횡방향의 경우보다 더 지체되며, 수문곡선의 총유출량과 기저시간은 강우속도가 증가함에 따라 감소하였다.
  4. 송재현;김형수;홍일표;김상욱 27
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.027 PDF
    현재 국내의 홍수예보시스템의 예측 모형으로 저류함수모형을 사용하고 있다. 저류함수모형은 계산절차가 간편하고 홍수유출의 비선형성을 고려할 수 있는 방법이므로 선형모형보다 합리적이라고 알려져 있다. 그러나 저류함수모형을 실제 홍수사상에 적용하는데 있어 매개변수를 결정하는 것이 매우 어렵다. 저류함수모형의 매개변수 보정을 모형 운영자의 주관적인 판단아래 시행착오에 의한 수동보정 방법을 사용하여 왔다. 본 논문에서는 홍수통제소에서 사용하고 있는 저류함수 모형의 대표(평균) 매개변수와 시행착오법(Trial & Error Method) 그리고 최적화기법(Optimization Technique)에 의해 보정된 매개변수를 비교 분석하였다. 또한 모의효율을 평가하기 위하여 목적함수별, 보정방법별로 평가지표들을 산정하고 비교 분석하였다. 분석 결과, 최적화기법의 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)이 목적함수에 따른 변동성이 가장 적었으며, 목적함수로는 SSR(Sum of Squared of Residual)이 가장 적합한 것으로 판단하였다.
  5. 김범준;송재현;김형수;홍일표 39
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.039 PDF
    홍수를 예측하기 위해서 국내 5대강 유역의 홍수통제소는 저류함수모형을 사용하고 있으며 현재까지 홍수예측에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 홍수통제소에서 사용되고 있는 저류함수모형과 과거의 강우-수위 관계를 이용한 회귀분석(regression analysis), 그리고 인공신경망(artificial neural network)을 이용하여 홍수를 예측하고 이를 비교, 분석하고자 하였다. 저류함수모형의 경우는 홍수통제소의 대표매개변수와 보정된 최적(평균)매개변수를 적용하였다. 그리고 회귀분석과 인공신경망은 1995~2001년까지의 홍수사상 중 4개의 홍수사상을 선택하여 회귀계수를 구하고 역전파(backpropagation) 알고리즘을 사용하여 학습을 시켰다. 그 결과 저류함수모형의 경우 최적 매개변수를 이용하였을 때 기존의 홍수통제소에서 사용하고 있는 대표매개변수보다 예측이 개선되었으며, 회귀분석의 방법인 다중회귀분석, Robust 회귀분석, Stepwise 회귀분석을 이용한 홍수예측은 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 역전파 알고리즘을 사용한 인공신경망의 경우도 회귀분석을 이용한 홍수예측보다는 다소 못하였지만 정확한 결과를 얻을 수 있었다.
  6. 고진석;이승윤;허창환;지홍기 51
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.051 PDF
    산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.
  7. 김용구;진영훈;박성천 61
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.061 PDF
    강한 비선형성의 경향을 보이고 있는 강우-유출간의 관계를 모형화하기 위한 연구는 다양한 방법론으로 적용되어 활발히 연구되고 있다. 그 중에서 인공신경망을 이용하여 강우-유출간의 관계를 모형화하기 위한 대부분의 연구들은 역전파 학습 알고리즘(back propagation algorithm: BPA), Levenberg Marquardt(LV), radial basis function(RBF)을 이용하였으며, 이들은 강한 비선형성을 나타내는 입 출력간의 관계를 나타내는데 탁월한 성능을 보이고 있는 것으로 알려져 있고, 자료들의 급격한 변화나 현저한 변화에 대한 뛰어난 적응성을 보여주고 있다. 이러한 인공신경망 이론은 예측뿐만이 아니라 대상자료들의 양상을 분류하여 그 특성을 분석하는 데에도 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강우-유출과정의 양상에 따른 분류와 그에 따른 분석을 위해 Kohonen 네트워크 이론에 의한 자기조직화 방법(self-organizing map; SOM)을 적용하였다. 본 연구에서 제시한 방법을 이용한 결과, 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우양상을 분류 할 수 있었으며, 강우-유출간의 특성을 분석한 결과 강한 비선현성을 가지고 있는 강우-유출관계가 SOM에 의해 7개의 패턴으로 구분되었다.
  8. 김보경;김상단;이재수;김형수 69
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.069 PDF
    제반 수문학적 문제 해결을 위하여 강우사상에 대해 최대평균우량깊이-유역면적-지속기간 관계곡선을 작성하고 있다. 본 연구에서는 상기 관계곡선의 항목 중 최대평균우량깊이를 가뭄심도의 항으로 대체한 가뭄심도-영향면적-지속기간 관계 곡선의 작성방법을 제시하고자 한다. 우리나라 전역의 기상청 월 강수량 자료로부터 산정된 SPI 가뭄지수는 EOF 기법을 이용하여 핵심적인 공간정보로 축약되며, 이를 다시 Kriging 기법을 이용하여 우리나라 전역에 대해 $6km{\times}6km$의 해상도를 가진 SPI 값으로 할당하였다. 격자기반의 가뭄지수 자료의 시간적 분포특성과 공간특성이 고려된 주요 가뭄사상을 식별한 후, 이를 분석하여 최종적으로 영향면적별 지속시간별 가뭄지수가 산정된다. 이에 따라 가뭄심도-가뭄면적-가뭄지속기간 관계곡선이 도시된다. 우리나라 전역에 대한 곡선 작성 결과, 지속기간이 짧고 영향면적이 작을수록 가뭄심도가 깊어지며 영향면적이 증가할수록 가뭄심도가 낮아진다는 면에서는 강우분석시와 비슷한 모양을 보여준다고 할 수 있으나, 가뭄심도의 면적에 따른 감소율은 가뭄분석시의 강우깊이의 면적에 따른 감소율보다 훨씬 작은 것으로 나타났다.
  9. 장수형;윤재영;윤용남;김원석 79
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.079 PDF
    본 연구에서는 제내지와 하도를 연계한 하천유역의 홍수유출해석기법을 개발하였다. 하천변 저지대를 저류지역(Storage Area)으로 구성하고 자연배수시설과 배수펌프장을 모의할 수 있는 기능에 의해 하도와 연결한 후 부정류해석을 수행하였다. 그 결과 유역에서 저지대로 유입한 홍수량과 저지대에서 하천으로 배제되는 홍수량의 차이를 산정하여 내수침수를 유발하는 저류량과 침수위을 결정하였다. 또한, 모형의 하도와 저류지간에 측방구조물을 설치하고 그 상단부에 위어를 설치하여 하도의 홍수위가 제방고 보다 높을 경우 발생하는 외수월류를 모의하며, 여기에 제방파괴(Levee Breach) 기능을 추가하여 파제 상황에서의 외수범람 영향을 분석할 수 있도록 하였다. 이렇게 결정된 시간대별 침수위를 저지대의 표고와 비교함으로써 침수지역을 식별하고 침수심별로 상이한 형태의 시각정보로 변환하여 시간대별, 침수심별 예상침수지도를 작성하였다. 본 모형의 적용 결과 시간대별로 하천의 홍수위와 유역에서 하도로 유입하는 홍수량 및 외수월류와 제방파괴에 의해 제내지로 역류하는 홍수량, 그리고 하천변 저지대의 침수심과 침수면적 및 침수량 등을 산출할 수 있게 되어 치수계획 수립에 필수적인 다양한 정보를 획득할 수 있었다. 아울러 본 모형을 삽교천 유역에 적용한 결과 실제 발생한 홍수사상의 특성을 잘 재현하여 상기한 정보들이 충분한 활용가치가 있는 것으로 평가되었다.
  10. 장수형;윤재영;윤용남;김원석 89
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.089 PDF
    본 연구에서는 제내지와 하도를 연계한 하천유역의 홍수유출해석기법을 적용하여 홍수방어를 위한 치수측면에서 삽교호의 수리특성을 서해안 조위 및 유역의 유출상황과 연계하여 검토하였다. 특히, 삽교호 배수갑문의 운영조건을 모형 내에서 모의되도록 하여 다양한 형태로 하도내로 유입되는 유입수문량과 배수갑문을 연계한 해석을 시행하였다. 하도 및 제내지의 수리 특성 변화는 여러 경계조건에 비해 조위의 영향을 지배적으로 받는 것으로 분석되었으며, 이는 배수갑문의 실제와 같은 역할을 모형에 추가함으로써 다양한 대안별 수리특성 검토가 가능하였다. 지금까지 이와 같은 기능을 수행할 모형이나 방안이 없어 적용이 힘들었으나, 본 연구에서 개발한 기법을 적용함으로써 가능하게 되었고 이는 홍수방어를 위한 치수계획수립에 있어서 충분한 활용가치가 있을 것으로 기대되었다.
  11. 강주환;문승록;박선중 99
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.099 PDF
    지구온난화에 의한 전지구적 해수면 상승과 더불어 하구언/방조제와 같은 해안구조물 건설이후 군산 및 목포해역에서의 고극조위는 지속적인 증가추세를 보이고 있다. 본 연구에서는 선형회귀분석방법을 이용하여 장기적 변화에 의한 고극조위 상승량과 건설에 의한 고극조위 상승량을 정량적으로 분리한 후, 이들 해역에서 발생하고 있는 고극조위 상승원인을 분석하였다. 목포해역을 대상으로 $M_2$ 분조에 대한 수치실험 결과 하구언과 방조제 건설로 인한 조석확폭현상은 주로 목포구의 TCE 기능의 소멸로 인해 발생한 것으로 확인되었다. 조석확폭은 조간대효과에 따라 극조일수록 더욱 크게 나타나 목포해역의 해일 위험성이 매우 높아진 상태가 되었다. 또한 하구언 및 방조제 건설에 따라 조석환경에 변화가 야기되어 건설시기 전후로 조위자료의 동질성이 결여된 곳에 효율적으로 적용할 수 있는 빈도분석 방법을 적용하여 빈도별 고극조위를 산정하였다.
  12. 조봉연 107
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.107 PDF
    2종류의 제철 반응조에 있어서, 각종의 반응조건 하에 생성한 산화철을 x-ray회절과 M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy실험으로 철산화 물질을 동정한 결과, 여재 표면에 부착한 철 산화물의 결정은 pH 조건에 관계없이 Ferrihydrite($Fe_5HO_8{\cdot}4H_2O$)이었으며, Batch(회분) 실험에서 생긴 철 산화 물질은 가수분해에 의해 생긴 것으로, Microcrystalline Goethite 이었다.
  13. 김운중;김성홍;김희준 113
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.113 PDF
    간헐포기방식의 슬러지 소화 기술에 대한 비용을 분석하였다. 포기비율은 간헐포기소화의 가장 중요한 설계인자이며, 포기 비율에 따라 시설비와 동력비가 달라진다. 목표 SS 제거율을 35%로 설정하고, 철근콘크리트형식의 SBR 간헐포기소화조를 설계하였으며, 이로부터 시설비와 동력비를 산출하였다. 비용 평가는 할인율과 경제성장율을 고려하는 현재가치로 환산하는 방법을 사용하였다. 포기비율이 낮은 경우는 시설비가 높지만 동력비는 적게 소요되며, 포기비율이 높으면 반대로 시설비는 낮지만 동력비는 증가한다. 초기시설비는 호기성 소화가 간헐포기소화보다 더 저렴하다. 그러나, 총비용면에서 내용연수 약 10년 이상의 운전에서는 간헐포기소화가 호기성 소화보다 더 유리하다. 특히, 내용연수가 길수록 최적 포기비율은 낮아지며, 내용연수가 45년 정도일 때 최적포기비율은 0.3 정도이고, 이 경우 총비용은 호기성소화의 64% 수준이다.
  14. 최창규;이광호 119
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.119 PDF
    본 연구의 목적은 간헐포기공정(IABR)과 막결합 간헐포기공정(IAMBR)의 오염물질 제거능력과 영양염류 제거 mechanism을 비교 검토하여 막침적의 타당성을 확보하고 질산화율 및 탈질율을 산정하였으며, 질소물질수지를 수립하고자 하였다. 그 결과로서 IAMBR과 IABR의 경우 유기물 제거에 있어서는 큰 차이를 보이지 않았으나 영양염류 제거능력은 IAMBR이 IABR에 비해 높게 나타났다. 또한, 무산소 상태에서 반응조 내의 질산성 질소 농도가 IAMBR이 낮게 유지되는 것으로 보아 높은 탈질화 반응이 일어난 것으로 판단되며, 질소물질수지의 결과에서도 IAMBR에서 탈질된 질소성분이 40.9%로 IABR의 10.7%보다 4배 이상 높은 탈질능력을 보였다. 따라서, 높은 MLSS 농도의 유지와 간헐적 유입 유출 방식의 적용이 가능한 장점을 지니고 있는 막이 월등한 질소제거능력의 차를 보임으로써 간헐포기공정에 대한 막결합의 타당성이 충분한 것으로 사료된다.
  15. 김건하;정우혁;최승희 125
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2006.26.1B.125 PDF
    본 연구에서는 호소 바닥의 저니에서 용출된 인이 수질에 악영향을 미치는 것을 제어하기 위하여 모래를 재료로 하는 캡핑을 저니 위에 포설할 때 기대할 수 있는 효과에 대하여 연구하였다. 실험실에서 제작된 칼럼을 외부 공기의 유출입이 없도록 폐쇄하고, 인의 농도가 높은 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인농도 변화와 모래로 이루어진 캡핑으로 격리 처리된 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인 농도 변화를 비교 분석하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼과 40 mm, 80 mm 캡핑 두께의 3가지 칼럼으로 시험을 수행하였고, DO, ORP, TP, $PO_4$-P를 측정하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼이 80 mm의 모래 캡핑을 한 칼럼보다 4배 이상의 TP농도 증가가 있은 반면 $PO_4$-P의 경우는 큰 차이가 나지 않았다. 본 실험조건에서 모래로 캡핑한 저니의 경우 캡핑이 되지 않은 저니 보다 인의 용출로 인한 상등수의 인의 농도를 저감할 수 있음이 확인되었다.