• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.8
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• pp.607-616
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• 2021

The purpose of this study is to simulate the transport of nonuniform sediment considering the hiding-exposure effect numerically. In order to calculate the transport of multi-disperse suspended sediment mixtures, the set of advection-diffusion equations for each particle class is solved. The applicability of the numerical model is examined by comparing the simulation results with experimental data. In this study, we calculate the vertical distribution of total concentration of sediment particles using two approaches: (1) by considering the mixture as represented by a single size; and (2) by combining the concentration of the sediment corresponding to several particle size classes; From the simulation results, it is shown that both approaches calculate reasonable results due to the narrow range of size distribution. Under the condition of nonuniform sediment, the critical shear stress of the sediment particle is influenced by the size-selective entrainment, i.e., hiding-exposure effect. It is shown in this study that the effect of hiding-exposure effect on the erosion rates of fine sand is negligibly small.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1670-1676
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• 2007

본 연구는 임진강 유역을 대상유역으로 대표지점을 선정하고 각 지점의 하상변동 예측, 저수지 퇴사량 추정, 유사 유출량 추정, 하상 상승 및 유수소통단면 축소에 따른 홍수범람규모의 증대, 저수지 용량 감소 및 상수원 취수구 매몰 등의 원인인 유사퇴적에 대한 신뢰성 있는 자료를 실측하여 제시하고자 한다. 실측된 유사량의 특성을 알아보고자 각 대표지점 별로 동일한 유량 시 유사량을 비교하여 유사량과 각 지형 인자들과의 상관관계를 분석함으로써 임진강 유역의 특성이 반영된 유사량 산정에 관한 기초이용 자료로 활용 제시하여 수자원 개발 및 관리에 보다 효율적으로 적용하는데 목적이 있다. 임진강 유역의 대표지점으로는 적성, 군남, 전곡지점을 선정하였고, 임진강 유역 대표지점의 특성으로는 적성지점(유역면적:$6,800.2km^2$, 유로연장:224.5km), 군남지점(유역면적:$4,228.5km^2$, 유로연장:204.9km), 전곡지점(유역면적:$2,152.9km^2$, 유로연장:133.0km)이다. 총유사량의 산정은 부유사와 소류사의 양을 더하여 산정하는 것이 가장 이상적이나 소류사의 채취가 어렵고 정확도가 떨어지기 때문에 채취한 부유사량에 수정 아인쉬타인 방법 등을 이용하여 구한 소류사를 더해 총유사량을 추정하는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 임진강 유역에서는 실측한 부유사량에 수정 아인쉬타인 방법으로 추정한 소류사량을 더한 총유사량을 구하여 분석하였고, 기타 다른 유사량산정 공식들과 비교 분석하여 보았다. 부유사 농도분석 방법으로는 저농도(10,000ppm)인 시료에 적합한 여과법을 이용하여 분석하였으며, 유사 입경분포 분석방법으로는 BW관 방법을 이용하여 분석하였다. 현재까지 국내 외적으로 하천 유사량 산정과 관련된 많은 경험식들이 제시되고 있다. 하지만, 외국의 충적하천에 기초하여 개발되어진 유사량 공식들을 우리나라 하천에 무분별하게 적용하는 것은 위험스러우며, 유사량 산정 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 무엇보다 우리나라 하천의 지형, 수리, 수문학적 요소들이 유사 특성에 미치는 영향을 알아야 한다. 그러므로, 본 연구에서는 실측을 통한 유사량 값을 하천의 지형, 수리, 수문학적 요소들과 비교 분석하여우리나라 하천에 맞는 유사특성을 알아보고, 기타 총유사량산정 공식을 이용하여 실측한 유사량과 비교 분석하고자 한다.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.36 no.4
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• pp.474-482
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• 2001

The purpose of this study is to investigate the formation and development processes of beach resort by fabric construction in a island environment. The results are as follows. (1) The research area(Tong-ri beach, Bokil-myon, Chollanam-do)has been transformed to belch by sedimentary environmental change since latter half of 1800's. (2) The mean slope of beach face is 0.96°, and the difference of attitude between beach and mud flat face is 75cm. (3) The mean particle size of beach surface sediment is 3.53$\Phi$. This value is very finer than that of any other beach in Korea peninsula. But its value is coarser than that of mud flat surface sediment. (4) The particle size distribution of core sediment is become changed to fine particle in 70cm depth. This value is corresponded to difference of altitude between beach face and mud flat face. (5) The analysis of aerial photographs after 1970 indicates that sedimentation process was not brisked since 1970's. Consequently, the research ares has been developed by sedimentary environmental change for sea-level rise effect and wave height energy rise effect.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.8
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• pp.619-629
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• 2009

The objective of this study is to estimate bed-resistance in gravel-bed rivers using the equivalent roughness height($k_s$). We calculated the friction factor(f) with the measured data from 8 domestic gravel-bed rivers and investigated the size distributions of the bed materials. The averaged $k_s$ in each cross-section, which is determined under the hypothesis that the vertical velocity distribution follows the logarithmic law, is compared with the reach $k_s$ which is calculated with the cumulative grain diameter distribution curve of bed materials. Moreover, the applicability of existing formulae, such as Strickler type equations, is examined by comparing with Manning's n value converted from the $k_s$. According to the results, the reach $k_s$ proves to be a good indicator of representative characteristic of bed materials in a reach, and the Manning's n based on the reach $k_s$ is appropriate for practical estimation of the bed-resistance, for RMS errors between calculated and measured Manning's n is less than 0.003. The correlation between the $k_s$ and specified bed-material size($D_i$) is very low, so it is difficult to select a proper one among the existing empirical equations.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.4
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• pp.256-262
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• 2009

The use of hydrodynamic separator is becoming increasingly popular for suspended solids reduction in urban storm runoff. This study is a laboratory investigation of the use of Vortex Screen to reduce the solids concentration of synthesized storm runoff. The synthesized storm runoff was made with water and addition of particles; manhole sediment, road sediment, fly ash, and ployvinyl chloride powder. Vortex Screen was made of acryl resin with 250 mm of diameter and height of 700 mm. To determine the removal efficiency for various influent concentrations of suspended solids (SS) and chemical oxygen demand (COD), tests were performed with different operational conditions. The samples were taken simultaneously at the influent storage tank and effluent tank, and measured SS and COD concentrations. The ranges of surface loading rate were 110 to 1,550 $m^3/m^2$/day, and influent SS concentrations were varied from 141 to 1,986 mg/L. This paper was intended to evaluate the effect of inlet baffle and the ratio of underflow to overflow ($Q_U/Q_O$) on particle separation efficiency for various particle size using Vortex Screen. It was found that when increase of $Q_U/Q_O$ from 10% to 20%, SS removal efficiency was increased about 6%. The range of SS and COD removal efficiencies of road sediment particle size 125<$d_p$<300 ${\mu}m$ were 68.0~81.0%, 53.1~71.9%, respectively. Results showed that SS removal efficiency with inlet baffle improved by about 10~20% compared without inlet baffle.

• Clean Technology
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• v.27 no.1
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• pp.24-32
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• 2021

Unburned carbon (UC) was successfully separated from fly ash by up to 85.8% in weight via froth flotation using soybean oil as a collector. An 18 wt% yield of microceramics (CM) could be achieved by employing a hydro cyclone separator located immediately after the flotation equipment. UC and CM were tested as alternatives to weight-adding material and polymer (especially polypropylene in this study) filler, respectively. Large particles of UC were broken down into smaller ones via ball milling to have an average particle diameter of 10.2 ㎛. When crushed UC was used as an alternative to clay as a rubber weight-adding material, a somewhat lower tensile strength and elongation rate than the allowed values were unfortunately obtained. In order to satisfy the standard limits, further treatment of UC is required to enhance surface energy for more intimate bonding with rubber. CM was observed in spherical forms with an average diameter of 5 ㎛. The surface of the CM particles was modified with phenol, polyol, stearic acid, and oleic acid so that the surface modified CM could be used as a polypropylene-filling agent. The flowability was good, but due to the lack of coupling forces with polypropylene, successful impact strength and flexural strength could not be obtained. However, when mixing the surface-modified CM with 1% silane by weight, a drastic increase in both the impact strength and flexural strength were obtained.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.454-454
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• 2021

하천 환경에 대한 최근의 사회적 관심은 하천횡단구조물에 대한 평가를 기존의 이□치수적 관점에서 환경□생태학적 관점으로 변화시키고 있다. 이는 자연하천(특히 충적하천)이 수공구조물에 가로막히면 일반적으로 유사, 식생 등의 하천 제반 환경에 부정적인 영향을 준다는 전제에서 댐에 대한 평가가 시작되는 것으로, 국내에서는 이러한 인식의 변화가 2010년대 이후 널리 퍼지면서 현재는 더 이상 신규 댐을 건설할 수 없게 되었다. 댐에 의한 수리 특성과 기후 변화 등으로 댐 하류하천의 유사, 식생, 생태변화는 최근 급격하게 진행되었지만, 정량적인 변화량 및 지표 도출에 대한 연구는 대부분 최근의 data를 반영하지 못하고 있어 관련 원인과 대책 제시에 다소 한계가 있다고 생각된다. 이에 본 연구에서는 낙동강 주요 지류 중 하나이며, 충적하천인 황강을 대상으로 가용한 data를 활용하여, 합천댐 건설 전□후의 유사, 식생변화로 대표되는 하천 환경변화를 정량적으로 분석하고, 변화 원인을 파악하고자 하였다. 유사환경의 변화 분석은 댐 건설 전부터 최근까지의 문헌들에서 조사□제시된 data를 이용하였다. 연도별 최심 및 평균하상고는 댐 건설 전과 비교해 1.0 m가량 감소하였는데, 댐에 의한 세류사 공급차단보다는 골재 채취 및 하도 정비 등이 지배적인 원인인 것으로 파악되었다. 유사 입경의 변화는 댐 건설 전 대비 조립화가 진행되어 모래비율이 감소하고 유사 입경(댐 직하류 약 2배)이 증가하였다. 이는 골재 채취 및 댐에 의한 세류사 차단에 기인한 것으로, 준설된 지역의 하상이 모래 대신 자갈로 대체되고 있기 때문인 것으로 판단된다. 유사량의 경우 몇 번의 조사 과정이 있었으나, 기준이 명확하지 않아 정량적인 변화는 파악하기 어려웠다. 제외지의 식생 분포는 본 연구에서 개발한 이미지 처리 기법을 동원하여 분석하였으며, 대상은 합천댐 하류 중 모래 사주의 비율이 큰 곳을 선택(3지점)하였다. 분석 결과 2008~2011년 이전까지 큰 폭으로 사주가 식생 서식처로 변화(약 20%)되었으며, 이후 큰 변화 없이 안정화 된 경향을 보였다. 이는 2009~2011년 동안 식생이 활착되는 봄~초여름의 강우량 감소, 댐의 홍수조절 및 하상 조립화로 인한 다년생 식생의 활착되고 성장할 시간이 확보되면서 홍수 등 외부 변화에 대한 식생의 대응 능력이 증가했기 때문인 것으로 생각된다. 합천댐이 황강 환경변화에 주는 영향은 분명하지만, 현재 상황은 기후 변화와 인위적인 골재채취도 주요 원인으로 판단되는 바, 향후 하천 환경 개선 계획 수립 시 이러한 변화 원인이 고려된 대책이 수립되어야 할 것이다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.4 no.3
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• pp.144-152
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• 1997

In this study the experiment on water retention cure was conducted by using a volumetric pressure plate extractor for two different soils (SUS and KUS). When the volumetric pressure plate extractor is used, the volume of water removed from the soil sample at each increasing pressure step can be accurately measured and retained. When pressure values are subsequently reduced, the volume of water that returns to the soil can then also be accurately measured. The hysteresis effect of water retention curve was considered in the experiment. Parameters of water retention function were estimated by fitting experimental data with three proposed equations. Results of estimation showed that parameters of Gardner, Brooks-Corey and van Genuchten equations were found to be associated with air-entry value and width of size distribution. Consequently van Genuchten equation was proved to be best fined through the measured data points.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.8 no.1
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• pp.1-11
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• 1988

Some promising design criteria for the construction of artificial beaches are presented. Based on the result of visitor's enquete and field observations, the degree of satisfaction for some parameters such as wave height, water and air temperature and quality of sediments are obtained. Correlations between these parameters and the degree of satisfaction are also derived and discussed. From the study, the desirable design conditions for artificial beaches with the degree of satisfaction over 70% are proposed as; the minimum comfortable utilization area per capita is found to be approximately $10m^2$, maximum mean wave height 0.7m, the lowest water temperature $22^{\circ}C$, average diameter of sands 0.5mm approximately with identical grain size and roundness, and the foreshore slope less than 1 : 20.