• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.6
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• pp.949-960
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• 2003

The resolution issue of wetness index with relaxation of the steady state assumption is explored on the platform of Digital Elevation Model (DEM). The variabilities of the quasi-dynamic wetness index and the dynamic wetness index are discussed on the base of the spatial and statistical aspects depending upon resolutions of DEM and the drainage time. The organization patterns of the wetness index can be observed upon various drainage times and pixel size. The transient behaviour of wetness patterns of the Sulmachun watershed are shown in the relatively short drainage time. The statistical analysis of the quasi-dynamic and dynamic wetness analysis provide the convergence of analysis results to the steady state characteristics later than 10,000 hours drainage time. The probability density functions of the quasi-dynamic and the dynamic wetness index shows the existence of the threshold pixel size of DEM which provide stability and consistency in the computation result of these two wetness index.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2006.04a
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• pp.379-382
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• 2006

본 연구에서는 다양한 토지이용의 불교란 토양칼럼 시료를 대상으로 토양 물리화학 특성 및 자연강우에 대한 토양배수 양상을 분석하였다. 공극률은 토양컬럼에서의 유효공극률과 투수계수 및 자연강우에 대한 배수율과 대체로 정의 상관관계를 보인다. 미국 통일분류법에 따라 토양을 분류하였을 때 소성성이 낮은 실트질 토양과 점토질 토양은 유효공극률이 낮으면서 배수율도 낮고, 소성성이 없는 실트질이 섞인 자갈(유구-논)과 실트질 모래는 유효공극률이 비교적 높으면서 배수율이 다소 높았다. 불교란 토양컬럼을 완전 포화상태에서 자연배수할 때 대부분의 토양은 50시간 전후로 거의 다. 배수되며 $150{\sim}200$시간 경과되면 거의 모든 토양에서 완전배수가 되었다. 일부 500여시간이 경과되어도 지속적으로 배수되는 토양이 있는데 이는 토양수분보유특성에 기인하는 것으로 사료된다. 배수량으로 가정한 함양량 실측실험에서는 오송(전의)임야 > 무주-밭, 무주-논 > 유구-임야 > 김해-밭 > 유구-논, 유구-밭 순으로 높았으며 이들 시료들의 함양률은 50% 이상이었다. 토성에 따른 자연강우 배수상태를 보면, 소성성이 낮은 실트질 토양의 배수율이 낮고, 실트질 모래는 다양한 배수상태를 보이나 대체로 배수율이 높다. 그리고 1차, 2차 실험에서 선행 강우 5mm 미만은 토양배수에 영향을 미치지 않았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.413-417
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• 2007

노면배수 시설의 설계를 위하여 부등류 해석을 기반으로 한 설계모형을 수립하고 등류 해석을 기반으로 한 설계결과와 비교하였다. 노면배수시설을 설계하기 위해서는 지속시간을 가정하여 설계강우를 결정하고 설계변수인 유출구 간격을 가정하여, 호우에 응답하여 발생하는 홍수의 도달시간이 가정된 지속시간과 유사할 때까지 계산을 반복하여 유출구 간격을 결정한다. 부등류 해석에 의한 수로 흐름 해석은 수로 양단에 유출구를 갖는 수로의 분수계의 위치를 결정하는 과정과 발생하는 최대수심이 허용수심을 초과하지 않도록 수로길이를 산정하는 과정을 포함하므로 등류 해석에 비해 계산과정이 복잡하게 된다. 가상의 노면배수 체계를 설정하고 다양한 수로경사에 대해 노면배수 설계모형을 적용한 결과, 등류해석의 경우 유출구 간격은 수로경사가 증가할수록 증가하였지만, 부등류 해석의 경우 수로경사가 증가할수록 감소하였다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 수로경사가 작은 경우 등류 해석보다 부등류 해석을 기반으로 노면배수 시설을 설계하는 것이 합리적인 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.1
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• pp.35-45
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• 2001

Bergado에 의해 비교 분석된 많은 연구자들의 배수재의 소요통수능에 대한 제안값을 보면 0.32~50cc/s로 그 차이가 너무 크기 때문에 실무에 적용하기가 어렵다. 본 연구에서는 배수재의 통수능변화를 고려할 수 있는 압밀해석방법을 개발하고, 흙의 압밀계수, 압축지수, 배수재 타설심도 및 타설후 시간경과에 따른 배수재의 통수능 감소 등의 현장여건을 고려한 압밀해석을 통하여 압밀지연을 일으키지 않는 배수재의 소요통수능에 대한 기준을 제시하였다. 압밀해석결과 어느값 이상의 통수능에서는 압밀지연이 없으므로 이 값 이상의 통수능을 갖는 배수재를 선택하는 것이 중요하며, 압밀지연시간 5% 이내인 배수재의 소요통수능은 압밀계수($c_{v}$ ), 배수재의 길이(L) 및 압축지수($C_{c}$)와 비례관계로서 안전율 1.5를 고려하여 $q_{wa}$ =8$\times$($c_{v}$ $\times$L$\times$$C_{c}$)(cc/s) 이상이면 되는 상관식을 얻었다. 이 값 이상의 배수재를 선택하는 경우는 연직배수공법의 압밀해석에서 배수재의 통수능을 고려하지 않아도 된다는 결론을 얻었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.368-368
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• 2023

도심지에 위치하는 저지대의 경우 강우 발생 시 우수의 집중으로 인한 침수발생으로 매년 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이를 개선하기 위해 현재 시행하고 있는 사업은 크게 두 가지로 구분할 수 있는데 이는 배수시설의 개선과 우수유출저감시설 설치사업이다. 첫 번째 배수시설의 개선은 배수유역의 우수를 하류하천 방류부까지 우수관거와 방수로, 대심도 터널 등을 통해 자연배수하거나 배수펌프를 통해 강제배수하여 내수배제가 원활하게 하는 방법이며, 우수유출저감시설은 저류시설을 설치하여 우수가 집중되는 시간을 지체시켜 첨두유출량을 저감하거나 침투시설을 설치하여 유출총량을 저감하여 우수유출량을 조절하는 방법이다. 다만 이 두 가지 방법은 토지이용이 고도화된 도심지에서는 기존 건축물 및 지하구조물 등으로 인해 부지의 확보가 어렵고 시공의 난이도가 높아 사업에 대한 시간과 비용이 크게 소요되는 어려움이 있다. 본 연구에서는 상류에서 하류로 갈수록 단계적으로 크게 설치되어 있는 기존의 우수관거를 상류 우수관거의 관경을 하류보다 크게 설계하여 배수유역 상류부 관거의 개선만으로 도시침수를 방지할 수 있는 방법을 연구하였으며 이를 통해 기존 시설물과 토지이용의 변경을 최소화할 수 있도록 하였다. 도시침수가 발생하는 연구대상 배수유역에 도시유출 해석모형인 SWMM을 이용하여 내림차순식 우수관망 배치의 침수방지 효과를 검토한 결과 배수유역 상류관거의 확장으로 유속의 저감과 우수관거 내 저류효과를 통해 하류부의 우수 집중시간을 지체시켜 하류부의 침수발생을 저감할 수 있을 것으로 검토되었다. 이를 통해 토지이용이 고도화되어 저류시설이나 자연 및 강제 배수시설의 설치가 어려운 하천변 저지대 도심지 지역의 침수피해 방지대책이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.514-514
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• 2022

쌀 공급과잉이 사회적 문제가 되면서 논에 타작물 재배를 위한 논의 다각적 활용 시스템 구축이 매우 중요해지고 있다. 정부는 이러한 논의 다각적 활용을 위해 2020년에 우리나라 최초의 농지범용화 시범사업 지구를 선정하였다. 전북 김제시 옥성지구는 농지범용화 시범사업 지구로 선정되어 용·배수로 정비가 실시되었다. 따라서 본 연구에서는 전북 김제시 옥성지구 용배수로 정비의 효과를 살펴보기 위해 시범사업 전후의 주요 영농여건 변화 실태를 살펴보았다. 이를 위해 본 연구에서는 농업경영체 DB, 흙토람 등을 이용해 옥성지구 일대 수혜 필지와 비수혜 필지를 추출하고, 각 필지별 실제 경작자 명단을 작성 후 1:1 면담 조사를 실시하였다. 옥성지구 농지범용화 시범사업 면적은 총 50.4ha인데, 169개 필지로 구성되었다. 이 중에서 129개 필지의 총 69명의 경작자 명단이 작성되었다. 그리고 본 연구의 조사에 총 30명이 참여했고, 이 가운데 수혜구역과 비수혜구역의 논을 동시에 경작하고 있는 9농가를 대상으로 논의 다각적 활용을 위한 용·배수 정비 전후의 성과를 조사하여 분석하였다. 첫째, 9농가는 모두 논콩을 재배하고 있다. 이들의 평균 논콩 재배면적은 2020년 1.76ha에서 2021년에는 2.22ha로 증가했다. 그리고 논콩 10a 당 생산량을 살펴보면, 2020년 355.8kg/10a에서 2021년에는 567.2kg/10a로 사업 전후 논콩 단수가 211.4kg/10a 증가했다. 평균 우리나라 전국 콩의 생산량이 203kg/10a, 전북 248kg/10a(2021년 기준)인데 반해 농지범용화 시범사업 지구의 논콩 생산성은 전국 평균보다 높은 것을 알 수 있다. 따라서 논의 다각적 활용을 위한 용배수로 정비를 통해 평균 단수는 211.4kg/10a 증가하기 때문에, 용배수로 정비는 논타작물 생산성 향상에 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 둘째, 논의 다각적 활용을 위한 용배수로 정비 이전에 평균 침수 시간은 24시간 이내였다. 이러한 침수로 인해 논콩 재배농가들은 대부분 논타작물 재배의 어려움을 겪었다. 하지만 용배수로 정비 후 평균 침수 시간은 3시간 이내로 단축되었다. 이러한 침수시간 단축은 논콩 생산비 절감으로 이어져 용배수로 정비 후 시범사업 수혜 농가들의 논콩 직접생산비는 10a당 210,200원으로 전년 대비 34,250원/10a 감소하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.251-251
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• 2018

도로설계기준(2012)에 따르면 노면 배수시설은 측구, 집수정, 배수관, 배수구(빗물받이, 맨홀) 등으로 구성되며 중앙분리대 배수에서 구조가 방호벽일 경우 원칙적으로 집수정과 종배수관, 횡배수관을 설치하여 노면수를 배수한다. 최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우로 교량 배수시설의 배수능력 부족으로 교량의 노후화, 노면의 체수와 수막현상을 야기한다. 교량 설계 시, 교량의 외관은 점배수에 의한 배수불량으로 막힘부에서의 식물생육, 부식, 배수구의 오염 등으로 심미성에 악영향을 미치고 있다. 따라서 국토교통부 도로 배수시설 설계 및 관리지침에서는 기존의 집수정으로 유도하여 배수하는 점배수 형태에서 우수의 지체시간을 저감하기 위해 배수구로 즉시 배수되어 배수 효율을 증가시켜주는 선배수시설을 권장하고 있다. 그러나 선배수 구조의 일반적인 내용만을 기술하고 있으므로 보다 상세한 설계기준이 필요하다. 또한 국내에서는 교면 배수를 위한 횡배수구의 배수능력에 관한 설계 개념은 미국의 빗물받이 설계 개념을 그대로 적용하고 있어서 교량 배수시설의 배수능력 증대를 위한 수치 및 수리실험에 관한 기술적인 자료가 부족한 실정이다. 따라서 도로의 흐름해석 및 선배수를 위한 측구 횡배수관의 흐름개선에 관한 구체적인 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 배수로 전반의 유향 분석 및 횡유입관 유입부에서의 상세한 흐름해석과 통수능력을 분석하기 위해서는 수리실험을 통한 연구가 필요한 실정이다. 그러나 최적 횡배수관의 형상 및 간격 설정에 대한 수리실험의 물리적 및 시간적 한계를 극복하기 위해 Fluent 모형(Ansys Workbench 13.0)을 활용한 수치모의를 수행하여 모형의 적용성을 검토하였다. 다상유동 해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 standard ${\kappa}-{\varepsilon}$모형을 적용했다. 도로 형상에 따른 우수유출량을 비교 분석하기 위하여 횡경사는 2%로 고정하고 종경사를 2%로 선정하여 수치모의를 통한 배수능력을 분석하고 설계에 직접적인 적용성을 검토하였다. 횡배수관의 간격변화 및 배수공의 위치 변화 등에 따른 차집량을 분석하였으며, 개략적인 수리실험 결과와 수치모의의 차집율을 비교 및 분석하여 Fluent 모형의 적용성을 확인하였다. 또한, 횡배수관의 유입부에서의 유속 변화 및 유출부에서의 유속이 모의가 가능하므로 배수시설에서 보다 정확한 흐름 해석이 가능하여 보다 적정한 배수능력 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.12
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• pp.1043-1050
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• 2014

An air-core vortex is generated during draining after stirring a rotating cylindrical tank or after filling it with water. The formation of the air-core vortex and the time of its formation are dependent on drain conditions such as the dimensions of the tank, the initial rotation or stirring speed, and the shape of the drain port. In this study, a draining process using a two-stage drain port was numerically investigated. The length and radius of the first drain stage located in the lower part of the drain port were kept constant, whereas the radius of the second drain stage was varied for simulating the draining process. The simulation was conducted by considering an axisymmetric swirling flow for all cases. The declining water level was monitored by an interface capturing method. Further, the effects of the radius of the second drain stage on the time of formation of the air-core vortex and the internal flow structure were investigated.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.5
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• pp.109-122
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• 1993

ln this paper, a finite element analysis procedure is proposed for the incremental multi-step excavations in a fluid-saturated porous medium such as saturated soil ground. As the basis of derivation, Biot's equation was used. The proposed procedure was applied to some one- and two-dimensional problems under incremental excavations. Unsaturated cases as well as saturated cases were considered for comparison. Through numerical tests, the effects of permeability and excavation speed on the deformation history was investigated. Results showed that pore pressure built up during incremental excavation has a significant effect on the deformation and stresses of solid skeleton and validated the use of the present procedure for the analysis of multi-step excavations in fluid-saturated media such as in saturated shallow ground.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.345-350
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• 2005

본 연구는 하천연안에 위치한 소지류 하구부의 제방파괴로 인하여 외수위의 영향을 받는 제내지가 본류하도의 배수(back water)영향과 내수유입으로 침수역이 발생하게 되며, 이때에 홍수범람역의 범위와 배수시간을 분석$\cdot$검토하여 침수피해를 저감시키는 방법을 모색하고자 하였다. 소하천유역의 침수상태해석을 위해 제내지측 침수역을 지류하도로 취급하여 두 개의 하천이 합류하는 조건으로 분석을 실시하였다. 이때 HEC-RAS를 이용하여 침수구역의 부정류 해석을 실시하였으며, 제내지의 침수 및 배수특성을 파악하기 위하여 본류하도의 홍수규모 즉, 홍수량(위)에 따른 제내지 침수역의 배수영향 범위를 추정하였고 파제부의 내수배제 시간을 해석하여 침수피해를 경감시킬 수 있는 파제부의 구조적인 개선방안을 분석$\cdot$검토하였다. 그 결과 파제로 인하여 제내지가 본류하도의 외수위에 영향을 받으면서 제내지에 침수가 발생하는 소하천유역에서는 파제부의 범위에 따라 내수배제 능력과 배수영향을 동시에 분석하여 제내지에서 효과적인 내수배제능력을 가지면서 배수영향을 최소화하는 최적의 조건을 얻을 수 있었다.