• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.162-166
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• 2011

하천제방은 가장 치수효과가 높은 홍수방어시설로서 홍수 시 유수를 원활하게 소통시키고 제내지를 보호하기 위해 하천을 따라 축조한 시설이다. 누수에 의한 제방파괴는 제내지 제체에 드러난 포화표면이 결정적인 요인이 되므로 침윤선을 낮추어 제체하부에 위치하도록 해야 하며 누수가 발생한 제방에 대해서는 적절한 보강기법을 적용해야 한다. 본 연구에서는 하천제방 축조 또는 보강 시 누수에 의한 파괴를 방지하기 위한 방법으로 미국 공병단과 일본 국토기술연구센터에서 사용하는 기법 중 하나인 배수공을 두어 침윤선을 조절하는 방법을 적용하였다. 구체적으로 공병단과 일본 국토기술연구센터에서 제시하는 배수공을 가지는 경우의 제방 실험 및 수치 모형 보정 결과를 비교하였다. 침투 수치 모의는 SEEP/W 프로그램으로 검토하였다. 실험에 적용한 제방의 규격은 제방폭 2.6 m, 둑마루폭 0.4 m, 사면경사 1:2, 제방 높이 0.55 m, 수위 0.5 m이다. 배수공이 없는 제방은 사면에서 누수가 발생하였으며, 배수공 바닥폭이 0.4 m인 공병단과 일본 국토기술연구센터에서 제시하는 배수공을 설치하였을 때는 누수가 발생하지 않았다. 같은 배수공 바닥폭을 가지는 공병단과 일본 국토기술연구센터식 배수공을 설치한 제방의 실험을 비교한 결과, 일본국토기술연구센터식 배수공을 설치한 제방의 침윤선이 공병단식 배수공을 설치한 제방보다 낮았다. 즉, 일본 국토기술연구센터식 사각형 배수공이 다소 안정한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.5-15
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• 2013

노후화된 터널에서 배수공의 막힘현상은 중요한 문제점으로 대두되며, 장기적으로는 배수시스템에 폐색현상을 일으킨다. 배수시스템에서의 침전물 방지를 위한 요소기술 검증을 위해 본 연구에서는 도로터널의 토사층 및 라이닝을 모사하여 배수공의 유출수에서의 침전현상을 살펴보았다. 또한 기존의 배수공들은 대부분$5^{\circ}$ 이하로 설치되었기 때문에 배수공의 기울기를 변화시켜가며 시험하였다. 배수공의 기울기를 $2^{\circ}$로 한 경우에는 퀀텀스틱은 스케일의 생성을 방지하는 데 효과가 있었으나 자화장치는 효과가 없는 것으로 나타났다. 배수공의 기울기를 $5^{\circ}$로 한 경우에는 퀀텀스틱과 자화장치 모두 배수공내 스케일의 생성을 방지하는 데 효과가 있었으나, 특히 퀀텀스틱이 자화장치보다 더욱 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권8호
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• pp.5-11
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• 2024

우리나라 국토 특성 상 국토 면적에 산지가 차지하는 비율이 높고 연간 호우 발생이 하절기에 집중됨에 따라 강우로 인한 비탈면 안정성 저하가 우려된다. 이에 대비하고자 비탈면에 배수시설을 설치하여 지반 침투수에 의한 지하수위 상승을 낮춰 비탈면 안정성을 증대시킬 수 있다. 하지만 배수시설 중 수평배수공은 부대시설로 분류되어 설치 기준과 관련 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 상용지반해석 프로그램인 Plaxis-2D를 이용하여 수평배수공의 배수성능에 영향을 미치는 요소들을 검토하여 수평배수공의 길이, 설치 각도 등의 경계조건에 따른 수평배수공의 배수성능을 수치해석적으로 분석하였다. 수평배수공을 미설치한 지반보다 수평배수공을 설치한 지반에서 안전율이 높음을 확인하였으며, 수평배수공이 위치한 지반의 투수계수를 높여 수평배수공을 모사한 경우와 기존 모사방식인 Drain 기능을 활용한 경우에서의 안전율을 비교하였다. 지반투수계수를 6배 높였을 때의 안전율이 Drain 기능을 활용한 경우와 일치하여, 지반 투수계수를 6배 높여 수평배수공을 모사한 경우를 Drain 기능의 대안으로 판단하고 투수성능을 확인하였다. 비교 결과, 수평배수공의 배수성능에 있어서 설치각도보다 설치길이가 더 원활한 배수성능을 보임을 확인하여 설치 길이가 더 주요한 요인이라고 판단하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.59-64
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• 2011

배수공의 막힘 현상은 노후화된 터널의 가장 큰 문제점으로 보수 대책 공법이 시급한 실정이다. 현재는 Water Jet Cleaning과 배수공내 초고압수를 분사하는 방식 등으로 배수공내 생성된 스케일을 제거하고 있다. 하지만 이러한 공법은 비용이 비싸고 주기적으로 관리가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 영구적으로 배수공내 침전물 생성을 방지하기 위하여 자화장치와 퀀텀스틱 신기술을 적용하여 배수공내 스케일의 주성분인 탄산칼슘($CaCO_{3}$) 침전물을 SEM분석과 XRD분석을 통하여 관찰하였다. SEM분석과 XRD분석 결과, 자화장치를 적용하였을 경우 탄산칼슘($CaCO_{3}$)의 생성입자가 Calcite에서 Aragonite로 변화하는 것을 볼 수 있었으며, 퀀텀스틱의 경우에도 육안으로 관찰하였을 경우 스케일의 생성량이 확연히 줄어들었음을 볼 수 있었다. 전반적으로, 자화장치와 퀀텀스틱을 이용하여 배수공 내 침전물 생성을 방지하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.89-102
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• 1996

지오텍스타일에 의한 압력배수 특성을 연구하기 위하여 성토하중의 증가에 따른 기초지반의 초기압밀 촉진을 유도하기 위한 수직수평 배수공의 모형을 구상하여 실험을 수행하였다. 배수재로 사용된 지오텍스타일의 압축응력이 증가함에 따라 배수공의 누적배수량은 대수함수의 형태로 증가하였다. 수두상승에 따른 각 응력단계별 배수공의 배수량은 직선적으로 증가하였으며 그 증가율은 압축응력이 클수록 작게 나타나는 경향을 보였으며 배수공의 배수량은 포설 겹 수가 많을수록, 지반재료가 세립일수록 크게 나타났다. 지오텍스타일의 전수성과 배수공의 배수량의 관계는 정의 상관관계를 나타내었으며 그 증가율은 지반재료와 수두에 관계없이 거의 동일한 것으로 나타났는바 배수공의 배수능력은 지오텍스타일의 전수성으로 결정됨이 입증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2011

영산강 수계인 함평지역의 면적이 13.69ha인 논 유역에 건설기술연구원에서 개발된 수문모형인 CAT 모형을 적용하였다. 이 유역에서는 배수를 위해 플라스틱 파이프로 된 배수공을 쓰고 있으며, 배수공은 기존의 Weir Type의 물꼬와는 상이하게 Orifice 형식의 수리적 특성을 갖는다. 이러한 조건에 맞는 수문분석을 위해서 CAT 모형에 배수공을 위한 모듈이 추가되었으며, 현장 계측 자료를 이용한 적용성 평가가 요구되고 있다. 본 연구에서는 2008년부터 2010년까지 대상지역 논에서 모니터링 한 강우-유출 자료를 이용하여 논에서의 물수지 분석을 위한 CAT 모형의 적용성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.832-836
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• 2009

공유수면을 간척 또는 매립하여 국토를 확장하여 산업화 도시화에 따른 토지수요 용도변경에 대처하여 국가발전의 균형을 유지하는 목적으로 수행하는 간척사업 시설중 중요한 시설인 배수갑문은 외수(해수)의 차단 및 내수배제를 통한 침수피해 경감의 역할을 수행하고 있다. '02년 태풍 "루사" 등 수공구조물의 설계빈도를 초과하는 폭우 발생으로 인한 홍수피해가 발생하고 배수갑문 설계시보다 유입홍수량이 증가하여 홍수시 수위가 계획홍수위 이상으로 형성되는 경우가 많아 이를 해결하기 위하여 배수갑문의 확장사업이 실시되고 있다. 그 첫 번째 사업으로 아산만방조제 배수갑문의 확장을 실시하였다. 아산만방조재 신설 배수갑문의 위치가 연약지반으로 형성되어 있어 신설 배수갑문을 통한 방류시 고속의 수류로 인한 바다측 물받이공 하류부의 세굴이 발생할 가능성이 크며, 이로 인한 배수갑문의 붕괴 우려가 있다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 배수갑문 하류에 정수지형 물받이공을 설치하여 고속으로 방류되는 방류수의 유속을 저감시켜 세굴의 발생이 최소화하여 안정성이 확보되도록 하였다. 정수지형 물받이공의 효과 및 안정성을 검증하기 위하여 3차원 수치해석 FLOW-3D모형을 적용하여 수평물받이공과 정수지형 물받이공의 유속차이를 비교분석하였다. 분석한 결과 정수지 말단부에서 정수지 시점부와 비교하여 유속감소는 최대 약 49%, 평균 약 39%의 유속 감세효과를 나타내는 것으로 나타나 정수지형 물받이공을 통한 세굴 감소효과로 아산만방조제 배수갑문의 세굴에 의한 안정성은 확보되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2023

강우에 의한 비탈면 재해를 방지하기 위해서는 신속히 강우를 배제하는 것이 매우 중요하다. 국내에서는 지하수위를 낮추기 위한 방법으로 경제성과 시공성이 뛰어나고, 배수 성능이 좋은 수평배수공을 보편적으로 적용하고 있다. 그러나 현장에서 시공되는 수평배수공의 경우 다른 용수의 유무나 지반의 조건과 관계없이 획일적으로 시공되는 경우가 많으며, 유지관리가 원활하게 이루어지지 않고 있어 수평배수공의 배수 성능을 기대하기 힘든 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 모형토조를 이용해 인공지반을 조성하여 수평배수공 실험을 수행하였다. 수평배수공 배수 면적을 일정량 통제해 통제면적 0%, 25%, 50%, 75% 상태의 수평배수공 유출량을 측정하였으며, 측정값과 설계 도서 등을 바탕으로 수평배수공을 정량적으로 평가할 수 있는 평가표(안)를 제안하여 현장적용이 가능한 기초자료로서 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.569-581
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• 2012

하천 제방은 홍수 시 유수를 원활하게 소통시키고 제내지를 보호하기 위해 하천을 따라 축조한 시설이다. 하지만 이러한 제방도 침투로 인해 제내지측 사면에 포화표면이 지속적으로 발생하게 되면, 제방은 파괴될 수 있다. 제체 침투에 의해 발생되는 침윤선은 적절한 배수 체계를 이용하여 강하될 수 있다. 본 연구의 목적은 제내지 비탈 끝에 설치되는 배수공을 통한 침투조절의 효과를 제시하고, 각기 다른 형상을 하고 있는 미국의 공병단과 일본의 국토개발기술연구센터에서 제시한 배수공의 효과를 비교, 검토하는데 있다. 이를 위해 배수공의 포함 여부에 따른 제방 침투에 관한 모형실험을 수행하였다. 축조된 제방 모형의 규격은 둑마루폭 0.5m, 하부폭 2.6m, 사면경사 1 : 2, 제방 높이 0.55m이고, 제외지측 수위는 0.5m이다. 미 공병단의 배수공은 삼각형이고 일본의 국토개발기술연구센터의 배수공은 사각형이며, 각각의 배수공 폭은 0.4m로 설치하였다. 배수공을 포함하지 않은 제방 모형에서는 침투에 의해 제내지측 사면에 포화표면이 발생하였으나, 미 공병단과 일본의 국토개발기술연구센터에서 제시한 배수공을 포함한 제방에서는 모두 포화표면이 발생하지 않았다. 이러한 모형실험의 결과는 SEEP/W를 통한 수치모의 모형의 보정과 검증에 활용되었다. 그리고 배수공의 폭을 5 cm씩 줄여가며 수치모의를 수행해 본 결과, 일본의 국토개발기술연구센터식 배수공이 미국의 공병단식 배수공에 비해 다소 안정한 것으로 분석되었다. 또한, 일본의 국토개발기술연구센터식 배수공은 시공이 쉬운 장점이 있다. 본 연구의 결과는 향후 배수공을 이용한 제방의 침투조절 계획에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권9호
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• pp.45-51
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• 2012

터널 내로 유입되는 지하수에 의해 시멘트 수화물인 수산화칼슘$(Ca(OH)_2)$이 토중의 미생물 반응, 유기물의 산화 등에 의해 발생되는 이산화탄소$(CO_2)$와 차량의 배기가스$(SO_3)$ 등과 반응하여 그 반응물이 터널 상부에 설치된 배수공 내에 침전됨으로 인하여 배수공 클로깅 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상으로 인하여 터널 배수 시스템의 수리기능저하가 발생하게 되면 간극수압이 증가 하여 누수를 가속화 시키며, 라이닝의 열화를 초래하게 된다. 본 연구는 배수공 클로깅 현상을 방지하기 위하여 퀀텀스틱과 자화장치를 개발하였으며 서울 남산 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 터널과 지하철 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 공구에서의 현장실험을 통하여 위 기술의 현장 적용성을 규명하는데 그 목적이 있다. 배수공에 요소기술을 적용한 배수관을 삽입한 후 주기적으로 육안관측을 수행하였고 최종적으로 발생된 스케일의 SEM 및 XRD 분석을 수행하였다. 그 결과 요소기술을 적용하였을 경우 스케일 생성량이 현저히 줄었으며, 특히 퀀텀스틱이 자화장 치에 비하여 그 효과가 우수하였다. 따라서 기존의 노후터널 배수공에 퀀텀스틱 또는 자화장치를 배수공에 적용하였을 경우, 배수공 의 클로깅 현상을 어느 정도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.