• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.26 no.6
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• pp.47-53
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• 2022

As the limit state design method is applied as a method of designing concrete structures, the ultimate state is considered in the analysis or design. In fact, when the reinforced concrete member bears tensile force, the force is transmitted from the rebar to the concrete, and the structure bears the tensile force to the ultimate state even after yield. Therefore, the accurate evaluation of behavior after yield, it is necessary to study the tension stiffening effect after yield of the flexural member. In this study, a 4-point bending test was conducted on the RC simple beam having a rectangular cross section of the double reinforcement, and the behavior of the member was analyzed in detail using the image analysis method. Using the analysis results, the estimation formula for the tension stiffening effect after yield was proposed, and the applicability of this was verified through the experimental results of existing study. The difference between the ultimate strain and the yield strain representing the ductile behavior of the member is similar to the experimental results. The prediction of the proposed formula is relatively accurate.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.408-408
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• 2022

환경부 홍수통제소의 경우는 전국단위의 강수량(지상, 레이더), 하천수위, 유사량 관측과 국부적으로 증발산량과 토양수분 관측이 이루어지고 있는 상황이며, 기상청 및 다른 공공기관도 각 목적에 맞게 수문기상관측이 이루어지나 유역(또는 지역) 단위의 물순환 과정(강우량, 유출량, 증발산량, 지하수함양량, 토양수분량 등 포함)을 규명하는 조사·연구는 매우 미비한 실정이다. 개별적인 물순환 성분별 수문조사에서 벗어난 전체적인 관점을 고려한 유역단위의 물순환 과정을 규명하는 것은 매우 중요하다. 즉 물순환 성분별 명확한 수문량 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 물순환 성분별 명확한 분석을 위해서는 중·소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중·소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 차탄천 유역(보막교 수위관측소 기준, 유역면적 88.17km², 유로연장 18.69km, 유로경사 1.62%, 경기도 연천군 소재)의 2021년 수문관측자료를 이용하여 지표수 물순환 성분인 강우량, 하천유출량, 증발산량의 자료를 산정하였다. 기본 관측자료인 강우량은 각 지점강우량의 관측자료의 비교·검토 등 품질관리를 통해 자료를 확정하고 유역평균강우량을 산정하였다. 하천수위는 기준수위표와의 검토를 통해 자료를 확정하였으며, 하천유출량은 기존 유량측정성과와 단면검토를 통해 수위-유량관계곡선식을 개발하고, 확정된 수위자료를 적용하여 산정하였다. 그리고 증발산량은 유역내의 기상관측자료와 유역인근 3개 관측소(동두천, 파주, 철원)의 기상자료를 이용하여 잠재증발산량을 산정하여 추정한 값이다. 각 물순환 성분별로 생성된 2021년의 차탄천 유역(보막교 수위관측소 기준)의 총강우량은 1,149.8mm이며, 하천유출량은 701.2mm(총강우량 대비 61.0%), 실제증발산량(잠재증발산량 추정값)은 381.3mm(33.2%)이며, 그 외는 유역 손실량이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.261-261
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• 2020

물관리의 기본이 되는 연속적인 유량 자료 확보를 위해서는 정확도 높은 수위-유량 관계 곡선식 개발이 필수적이다. 수위-유량 관계곡선식은 모든 수문시설 설계의 기초가 되며 홍수, 가뭄 등 물재해 대응을 위해서도 중요한 의미를 가지고 있다. 그러나 일반적으로 유량 측정은 많은 비용과 시간이 들고, 식생성장, 단면변화 등의 통제특성(control)이 변함에 따라 구간분리, 기간분리와 같은 비선형적인 양상이 나타나 자료 해석에 어려움이 존재한다. 특히, 국내 하천의 경우 자연적 및 인위적인 환경 변화가 다양하여 지점 및 기간에 따라 세밀한 분석이 요구된다. 머신러닝(Machine Learning)이란 데이터를 통해 컴퓨터가 스스로 학습하여 모델을 구축하고 성능을 향상시키는 일련의 과정을 뜻한다. 기존의 수위-유량 관계곡선식은 개발자의 판단에 의해 데이터의 종류와 기간 등을 설정하여 회귀식의 파라미터를 산출한다면, 머신러닝은 유효한 전체 데이터를 이용해 스스로 학습하여 자료 간 상관성을 찾아내 모델을 구축하고 성능을 지속적으로 향상 시킬 수 있다. 머신러닝은 충분한 수문자료가 확보되었다는 전제 하에 복잡하고 가변적인 수자원 환경을 반영하여 유량 추정의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 본 연구는 머신러닝의 대표적인 알고리즘들을 활용하여 유량을 추정하는 모델을 구축하고 성능을 비교·분석하였다. 대상지역은 안정적인 수량을 확보하고 있는 한강수계의 거운교 지점이며, 사용자료는 2010~2018년의 시간, 수위, 유량, 수면폭 등 이다. 프로그램은 파이썬을 기반으로 한 머신러닝 라이브러리인 사이킷런(sklearn)을 사용하였고 알고리즘은 랜덤포레스트 회귀, 의사결정트리, KNN(K-Nearest Neighbor), rgboost을 적용하였다. 학습(train) 데이터는 입력자료 종류별로 조합하여 6개의 세트로 구분하여 모델을 구축하였고, 이를 적용해 검증(test) 데이터를 RMSE(Roog Mean Square Error)로 평가하였다. 그 결과 모델 및 입력 자료의 조합에 따라 3.67~171.46로 다소 넓은 범위의 값이 도출되었다. 그 중 가장 우수한 유형은 수위, 연도, 수면폭 3개의 입력자료를 조합하여 랜덤포레스트 회귀 모델에 적용한 경우이다. 비교를 위해 동일한 검증 데이터를 한국수문조사연보(2018년) 내거운교 지점의 수위별 수위-유량 곡선식을 이용해 유량을 추정한 결과 RMSE가 3.76이 산출되어, 머신러닝이 세분화된 수위-유량 곡선식과 비슷한 수준까지 성능을 내는 것으로 확인되었다. 본 연구는 양질의 유량자료 생산을 위해 기 구축된 수문자료를 기반으로 머신러닝 기법의 적용 가능성을 검토한 기초 연구로써, 국내 효율적인 수문자료 측정 및 수위-유량 곡선 산출에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 향후 수자원 환경 및 통제특성에 영향을 미치는 다양한 영향변수를 파악하기 위해 기상자료, 취수량 등의 입력 자료를 적용할 필요가 있으며, 머신러닝 내 비지도학습인 딥러닝과 같은 보다 정교한 모델에 대한 추가적인 연구도 수행되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.273-273
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• 2020

환경부 홍수통제소의 경우는 전국단위의 강수량(지상, 레이더), 하천수위, 유사량 관측과 국부적으로 증발산량과 토양수분 관측이 이루어지고 있는 상황이며, 기상청 및 다른 공공기관도 각 목적에 맞게 수문기상관측이 이루어지나 유역(또는 지역) 단위의 물순환 과정(강우량, 유출량, 증발산량, 지하수함양량, 토양수분량 등 포함)을 규명하는 조사·연구는 매우 미비한 실정이다. 개별적인 물순환 성분별 수문조사에서 벗어난 전체적인 관점을 고려한 유역단위의 물순환 과정을 규명하는 것은 매우 중요하다. 즉 물순환 성분별 명확한 수문량 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 물순환 성분별 명확한 분석을 위해서는 중·소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중·소규모 유역단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 차탄천 유역(유역면적 190.64㎢, 유로경사 0.96%, 경기도 연천군 소재)의 신뢰성 높은 2019년 관측자료를 이용하여 물순환 성분인 강우량, 하천유출량, 증발산량의 자료를 산정하였으며, 물순환 성분별 균형을 이루는 자료를 생성하였다. 기본 관측자료인 강우량은 각 지점강우량의 관측자료의 비교·검토 등 품질관리를 통해 자료를 확정하고 유역평균강우량을 산정하였다. 하천수위는 기준수위표와의 검토, 상·하류 검토를 통해 자료를 확정하였으며, 하천유출량은 유량측정성과와 단면검토를 통해 수위-유량관계곡선식을 개발하고, 확정된 수위자료를 적용하여 산정하였다. 그리고 증발산량은 유역내의 기상관측자료를 활용하여 잠재증발산량을 산정하였다. 각 물순환 성분별로 산정된 자료는 과거년 자료와 비교·평가를 통해 균형성을 판단하였다. 각 성분별 최대치와 최소범위, 평균값을 고려하고, 강우일수, 강우의 강우강도와 지속기간, 기상자료(기온, 일조시간, 습도, 풍속 등)를 충분히 고려하였다. 각 물순환 성분별로 생성된 2019년의 차탄천 유역의 총강우량은 975.9mm이며, 하천유출량은 507.9mm(총강우량 대비 52.0%), 실제증발산량은 366.4mm(37.5%), 지하수함양량은 101.6mm(10.4%)이다. 여기서, 실제증발산량은 유역내 1개 지점의 잠재증발산량을 산정하여 추정한 값이며, 지하수 함양량을 산정을 위한 지하수위 관측정이 부재한 상황이나 물순환의 폐합 조건을 고려하여 산정하였다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.24 no.8
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• pp.5-11
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• 2023

Due to frequent occurrences of concentrated heavy rainfall caused by abnormal climate conditions in recent years, collapses of steep slopes have been occurring frequently due to surface erosion and increased pore water pressure. Various methods are being applied to prevent slope collapses, such as increasing the resistance to movement and reducing pore water pressure. Research on these methods has been consistently conducted as they provide an efficient response to slope collapses by satisfying both the conditions of resistance to movement and pore water pressure simultaneously. Therefore, in this study, we propose an upward slope reinforcement method by burying drainage materials with an upward slope inclination, instead of the conventional horizontal application. This approach aims to satisfy both slope reinforcement and drainage functions effectively, offering a comprehensive solution for slope stabilization. Furthermore, to determine the optimal burial angle that exhibits the most effective reinforcement and drainage effects of the proposed method, we investigated the reinforcement and drainage effects under conditions where the horizontal drainage materials were set at angles ranging from 0° to 60° in increments of 10° on a representative cross-section. Additionally, indoor model experiments were conducted under the conditions of 40°, which showed the most outstanding drainage effect, and 20°, which exhibited the highest safety factor, to validate the numerical analysis results. The results showed that the burial angle of 40° exhibits a relatively higher drainage effect as with the numerical analysis results, while the angle of 20° results in inadequate drainage and observed slope collapse.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.1A
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• pp.183-190
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• 2006

Minimizing the self weight of long-span deck slabs is one of the key factors for the practical and economic design of a composite two-girder bridge. In this paper, the minimum design thickness and rebar details of prestressed concrete deck slabs for composite two-girder bridges with girder span length from 4 m to 12 m are studied based on the safety and serviceability. The bridge deck slab with minimum thickness is designed as a one-way slab considering orthotropic behavior. Then fatigue safety of the deck slab is examined. Serviceability requirements for the deck slab such as deflection and crack width limits are also examined. The result shows that rebars with diameter less than 16 mm is recommended for the improved fatigue behavior, and, for the deck slab with span length longer than 8 m, the deflection limit governs the minimum design thickness. The result also shows that, for the deck slab with span length longer than 4 m, the distribution rebar requirement in the current Korea Highway Bridge Design Code is not sufficient to maintain the structural continuity in bridge axis as expected from the deck slab with span length shorter than 3 m.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.6
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• pp.472-477
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• 2009

This study was conducted to reclassify Bugog series based on the second edition of Soil Taxonomy : A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Surveys. Morphological properties of typifying pedon of Bugog series were investigated and physico-chemical properties were analyzed according to Soil Survey Laboratory Methods Manual. The typifying pedon of Bugog series has strong brown (7.5YR 4/6) loam Ap horizon (0~22 cm), brown (7.5YR 4/4) clay loam BAt horizon (22~41 cm), strong brown (7.5YR 4/6) silty clay loam Bt1 horizon (41~59 cm), strong brown (7.5YR 4/6) silty clay loam Bt2 horizon (59~78 cm), brown (7.5YR 4/4) silty clay loam Btx1 horizon(78~90 cm), and brown (7.5YR 4/4) Btx2 horizon(90~160 cm). That occurs on swale foot slope in area of mainly granite gneiss, granite, and schist rock materials. The typifying pedon has an argillic horizon from a depth of 22 to more than 160 cm and a base saturation (sum of cations) of less than 35% at 75 cm below the upper boundary of the fragipan. That can be classified as Ultisol, not as Alfisol. The pedon has udic soil moisture regime, and can be classified as Udult. That has a fragipan with an upper boundary within 100 cm of the mineral soil surface, and keys out as Fragiudult. Also that meets the requirements of Typic Fragiudult. That has 18% to 35% clay at the particle-size control section, and has mesic soil temperature regime. Bugog series can be classified as fine silty, mixed, mesic family of Typic Fragiudults, not as fine loamy, mixed, mesic family of Typic Fragiudalfs.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.6
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• pp.478-485
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• 2009

This study was conducted to reclassify Yongheung series based on the second edition of Soil Taxonomy and to discuss the formation of Yongheung series in Jeju Island. Morphological properties of typifying pedon of Yongheung series were investigated and physico-chemical properties were analyzed according to Soil Survey Laboratory Methods Manual. The typifying pedon contains 3.2~3.4% oxalate extractable (Al + 1/2 Fe), less than 85% phosphate retention, and higher bulk density than $0.90Mg\;m^{-3}$. That can not be classified as Andisol. But it has an argillic horizon from a depth of 15 to 150 cm and a base saturation (sum of cations) of less than 35% at 125 cm below the upper boundary of the argillic horizon. That can be classified as Ultisol, not as Andisol or Alfisol. The typifying pedon has 0.9 % or more organic carbon in the upper 15 cm of the argillic horizon and accordingly, can be classified as Humult. It has a clay distribution in which the percentage of clay does not decrese from its maximum amount by 20% or more within a depth of 150 cm from the mineral soil surface, and keys out as Palehumult. Also that meets the requirements of Typic Palehumult. That has 35 % or more clay at the particle-size control section and has mesic soil temperature regime. Yongheung series can be classified as fine, mixed, thermic family of Typic Palehumults, not as fine, mixed, thermic family of Typic Hapludalfs. Most soils distributed in the southern coastal areas in Jeju island which have a humid climate are developed as Andisols. But Yongheung series distributed in this areas and derived from mainly trachyte, trachytic andesite, and volcanic ash are developed as Ultisols.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.29 no.1
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• pp.20-26
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• 2010

This study was conducted to reclassify Donggui series based on the second edition of Soil Taxonomy and to discuss the formation of Donggui series in Jeju Island. Morphological properties of typifying pedon of Donggui series were investigated and physico-chemical properties were analyzed according to Soil survey laboratory methods manual. The typifying pedon has very dark grayish brown (10YR 3/2) silt loam A horizon (0~17 cm), gravelly very dark grayish brown (10YR 3/2) silt loam BA horizon (17~42 cm), gravelly very dark grayish brown (10YR 3/2) silty clay loam Bt1 horizon (43~80 cm), brown (7.5YR 4/6) silty clay Bt2 horizon (80~105 cm), and brown (10YR 5/4) silty clay Bt3 horizon (105~150 cm). It is developed in lava plain and are derived from basalt and pyroclastic materials. The typifying pedon contains 1.3~2.1% oxalate extractable (Al + 1/2 Fe), less than 85% phosphate retention, and higher bulk density than 0.90 $Mg/m^3$. That can not be classified as Andisol. But it has an argillic horizon from a depth of 22 to 150 cm and a base saturation (sum of cations) of less than 35% at 125 cm below the upper boundary of the argillic horizon. That can be classified as Ultisol, not as Andisol and Inceptisol. It has udic soil moisture regime, and can be classified as Udalf. Also that meets the requirements of Typic Hapludalf. It has 18-35% clay at the particle-size control section, and have thermic soil temperature regime. Therefore Donggui series can be classified as fine loamy, mixed, thermic family of Typic Hapludalfs, not as fine silty, mixed, thermic family of Dystric Eutrudepts.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.43 no.2
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• pp.224-229
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• 2010

This study was conducted to reclassify Cheongpung series based on the second edition of Soil Taxonomy, and to dicuss the formation of Cheongpung series distributed on the diluvial terrace. Morphological properties of typifying pedon of Cheongpung series were investigated, and physico-chemical properties were analyzed according to Soil survey laboratory methods manual. The typifying pedon of Cheongpung series has red (2.5YR 4/6) silty clay loam Ap horizon (0-18 cm), red (2.5YR 4/8) clay BAt horizon (18-35 cm), red (2.5YR 4/2) cobbly clay Bt1 horizon (35-65 cm), and red (2.5YR4/6) cobbly clay Bt2 horizon (more than 65 cm). The typifying pedon has an argillic horizon from adepth of 18 to more than 65 cm, and a base saturation (sum of cations) of less than 35% at 125 cm below the upper boundary of the argillic horizon. It can be classified as Ultisol, not as Alfisol. It has udic soil moisture regime, and can be classified as Udult. Also that meets the requirements of Typic Hapludults. It has 35% or more clay at the particle-size control section, and have mesic soil temperature regime. Therefore Cheongpung series can be classified as fine, mesic family of Typic Hapludults, not as fine, mesic family of Ultic Hapludalfs. Cheongpung series occur on moderately elevated diluvial terrace which have relatively stable geomorphic surface. They are developed as Ultisols with clay mineral weathering, translocation of clays to accumulate in an argillic horizon, and leaching of base-forming cations from the profile for relatively long periods under humid, and temperate climates in Korea.