• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.271-271
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• 2020

GIS-Based Disaster Prevention Engineering Tools(이하 GDP Tools)는 수자원·방재 관련 설계 편의를 위해 개발된 도구로 직관적인 사용자 편의 인터페이스(GUI)를 바탕으로 한 독립실행형 응용프로그램이다. GDP Tools의 기능은 다음과 같이 세 가지로 구분할 수 있다. 1) GIS 관련 기능: 지오코드, 지도 관리, 래스터/벡터 파일 관리 등 2) 재해 발생가능성 분석 기능: 하천·내수·사면·토사·바람·가뭄·대설재해 등 자연재해저감종합계획에서 다루는 재해유형별 전지역단위 분석, 지형분석 3) 기타 기능: 현장조사표 작성, 저감대책의 개략사업비 산정, 각종 파일 관리, 기초통계 및 수문분석 등 GDP Tools는 실무에서 자주 사용되는 GIS 기능은 물론 각종 재해유형별 자연재해 발생가능성 분석, 지형분석 등 각종 편의 기능을 제공하고 있어서 수자원·방재 과업을 일괄적으로 진행할 수 있다. 여러 수치모형을 종합적으로 사용하는 기존 방법과 달리 별도로 자료 전·후처리 과정이 필요 없으며, 과업에 필요한 기본 자료가 전국 단위로 구축·준비되어 있어 사용자가 따로 준비해야할 사항을 최소화한다는 장점이 있다. 본 논문에서는 GDP Tools의 개발 내용과 세부 기능, 적용사례를 소개하고자 한다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권6호
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• pp.1-8
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• 2002

서울근교에 존재하는 소나무림은 낙엽활엽수림으로 바뀌고 있다. 그러므로 서울근교의 산림에 대한 조사는 자연 식생형 산림 특히 소나무 복원에 그 시사점을 줄 수 있다. 본 연구에서는 서울근교에 존재하는 8개 산의 15개 지소를 선정하여 그곳에 존재하는 식생형을 파악하고, 토양의 물리적 특성을 조사하여 산림 복원 시 고려할 토양 특성을 확인하고자 하였다. 8개 산에서 선정된 15개 조사지소는 소나무군락, 소나무-낙엽활엽수군락, 낙엽활엽수군락으로 나누어 물리적 토양 특성을 조사하였다. 소나무의 평균 중요치는 소나무군락에서 137이었으며 소나무-낙엽활엽수군락에서는 8이었다. 평균 바위분포 면적-토양 깊이-경사는 소나무군락에서 26-22-31, 소나무-낙엽활엽수군락에서 7-53-32, 낙엽활엽수군락에서 14%-34cm-$28^{\circ}$로 나타났다. 소나무군락, 소나무-낙엽활엽수군락, 낙엽활엽수군락의 임상 및 토양에 존재하는 총 유기물량은 각각 2490, 1757, and $2107g/m^2$로 조사되었다. L층에서의 유기물량은 모든 군락 유형에서 비슷하였으나, F층과 H층에서는 매우 다르게 나타났다 : F층은 소나무군락에서 가장 발달하였고 H층은 낙엽활엽수군락에서 가장 발달하였다. 통계처리 결과는 바위분포 면적, 고도, 경사, 사면은 군락의 유형과 유의한 관련성을 보여주지 않았으나, 토양의 깊이, 자갈의 함량, 세사와 미사의 함량은 군락의 유형에 따라 다름을 보여주었다. 본 연구는 소나무군락의 토양이 자갈과 세사의 높은 함량과 관련이 있으며, 이에 따라 H층의 발달이 미약하게 나타남을 보여 주었다. 그러므로 2-10mm의 자갈이 40% 이상되는 장소에는 분해가 덜된 유기물과 소나무를 사용할 때 복원의 성공가능성이 높으며, 자갈의 함량이 30% 이하이며 모래의 함량이 50% 이상인 장소에는 분해된 유기물의 함량을 높이고 낙엽활엽수를 이용하는 것이 복원성공 가능성이 높음을 시사한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.95-109
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• 2018

최근 보강토 공법은 구조적으로 안정성이 우수하고 경제성이 뛰어나 콘크리트 옹벽을 대체하는 공법으로 많이 사용되고 있으며, 옹벽뿐만 아니라 기초, 사면, 도로 등에 그 적용 범위가 다양하다. 그러나, 우수와 같은 침투수로 인해 전면 벽에서 충분한 안정성을 확보하지 못하여 붕괴, 배부름 현상 등의 피해가 발생할 수 있고, 특히 곡선부에서는 응력집중 현상에 의해 전면 벽의 균열 등의 문제가 추가적으로 일어날 수 있다. 이는 보강토 옹벽 곡선부에 대한 정확한 설계 기준이 미흡하고 부실시공을 하는데 원인이 있다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보강토 옹벽의 피해사례를 통해 문제점을 파악하고 유한요소 수치해석을 통해 보강토 옹벽 설계를 위한 기초 연구로서, 옹벽의 형상(볼록형, 오목형)에 따른 직선부와 곡선부의 거동을 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.195-205
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• 2000

도달시간 산정에 있어 고려되어야 할 요소에는 유역형상과 흐름상태, 유출특성 등이 있다. 한편 Singh(1976)은 지표면흐름을 Kinematic Wave 이론으로 해석하였으며 유역형상을 평면형상과 수렴형상, 발산형상으로 분류하여 유역형상에 따른 도달시간 산정식을 제시하였다. 본 논문에서는 Singh이 제시한 평면형상에서의 도달시간 산정식에 기초하여 불투수 지표면 유출에서의 도달시간 산정을 다루었다. 이를 위한 이론식 유도는 흐름을 개수로 흐름(층류, 완난류, 전난류)으로 파악하여 수행하였고 각 개수로 흐름상태에 대한 이론식을 제시하였다. 또한 강우강도를 주요 인자로 고려하여 재현기간별 강우강도를 포함한 근사식 즉 복합형 도달시간 산정식을 개발하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.159-163
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• 2009

CAT(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool)은 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여, 도시유역 개발 전 후의 장 단기적인 물순환 변화 특성을 정량적으로 평가하고 물순환개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. CAT은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있으며, 개발 공간 단위별로 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 Link-Node 형식으로 개발되었다. 모형의 UI(User Interface)는 사용자가 손쉽게 모형을 적용 관리하고, 여러 시나리오를 동시에 효과적으로 모의하여 분석할 수 있도록 설계되었다. 또한 모든 입력 출력 자료를 Excel이나 텍스트 형식과 연동되도록 하여 프로젝트별 매개변수 관리가 용이하도록 개발하였다. CAT의 수문해석모듈로 증발산, 침투, 유역 유출, 지하수 유거, 하도추적 등의 모듈을 개발하였다. 증발산은 기준 증발산을 외부에서 직접 입력하거나, Penman-Monteith 방법을 선택할 수 있으며, 침투는 토양의 수리전도도에 따른 연직방향 침투 및 사면방향 복귀류를 고려할 수 있다. 노드의 지하수 유거를 고려하여 기존 노드-링크 방식 모형의 장기 유출 해석시 제한점을 보완하였으며, 하도추적을 위해 Muskingum, Muskingum-Cunge, Kinematic wave 방법 등의 해석법을 제공하였다. CAT의 수문모듈을 이용하여 설마천 유역을 단일노드 및 멀티노드로 개념화하여 모의하였으며, 모의결과를 관측유량과 비교한 결과, 두 경우 적절한 범위내의 결과임을 확인할 수 있었다. CAT의 안정적인 수문해석 기능을 바탕으로 향후 물순환개선시설 모듈과의 결합을 통해 장기 물순환 해석에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권1호
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• pp.11-18
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• 2011

암초형 월류 파력발전 시스템은 암초형 구조물에 입사 되는 파랑 에너지를 낙차로 전환하고 이를 전기 에너지로 변환 시키는 파력 발전 방식이다. 기존 연구에서 월파제의 사면 경사, 천단고, 가이드 베인 형상에 따른 월류 성능이 연구 되었다. 본 연구에서는 이러한 기존 연구를 통해 설계된 1/7 축소 모형을 제작하고 수차 터빈 및 발전 시스템, 전력제어시스템, 운전제어 및 모니터링 시스템을 연계하여 통합 축소 모형 시스템을 구축하였다. 이러한 시스템에서 서로 다른 파고와 주기를 갖는 파에 따른 월류량과 발전량을 계측하여 기존 연구와 비교 검증하였다. 이를 통해 설계시 계획한 월류량과 발전량을 확인하였고 다수 터빈에 의한 효율적인 제어 시스템 구동 방안을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.79-79
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• 2018

하천시설물 설계, 시공 및 관리에 재료에 따른 호안이나 제방의 보호능력이 저하되어 설계 시 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있으며, 하천환경의 변화를 야기시킬 수 있다. 제방 표면재료는 제외 비탈면의 침식 방지를 목적으로 사용되는 재료로 주로 호안블록. 식생 매트, 사석, 돌망태, 식생등이 주로 사용되며 국내에서는 2000년대 이전에는 자연 흙사면의 식생, 돌망태, 단순 돌기형 콘크리트 블록 등이 주로 사용되었으며 2000년대 이후에는 하천환경을 고려하여 식생의 생장이 가능한 친환경 호안 블록 및 식생 매트의 적용이 일반적인 실정이다. 제방의 수리적 설계를 위해서는 표면 재료의 수리 특성, 즉, 조도계수 및 한계 유속, 한계 소류력이 제시되어야 하는데 이는 실험을 통해서 결정되어야 한다. 때문에 본 연구에서는 자연형 하상재료를 이용하여 바이오 폴리머 첨가시 증가하는 방어능력에 대한 향상도를 평가하는 실험적 평가 방법을 제안하기위해 홍수시 수리조건을 반영하여 상류에서부터 사류까지 다양한 유속범위에 따른 세굴 및 침식에 대한 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 실험연구를 통해 연구에 사용된 재료 외 추가적인 재료에 대해서도 평가방법이 적용될 수 있도록 제방 재료의 안정성 평가시스템을 개발하였고, 안정성 평가를 위한 실험진행은 기 개발된 바닥응력을 직접측정하는 장치와 PIV시스템을 이용하여 수리특성을 측정하였다.(Park J.H. et al. 2016, Flow Measurment and instrumentation.) 이러한 측정 장치를 이용하여 바이오폴리머의 첨가에 유무에 따라 세굴에 대한 방어능력의 향상정도를 측정하고자 세굴 및 침식에 대한 평가 방법을 제시하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.85-85
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• 2019

하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 이러한 영향은 하천환경의 변화를 야기시킬 수 있다. 제방 표면 재료는 제외 비탈면의 침식 방지를 목적으로 사용되는 재료로 주로 호안블록. 식생 매트, 사석, 돌망태, 식생등이 주로 사용되고 있다. 국내에서는 2000년대 이전에는 자연 흙사면의 식생, 돌망태, 단순 돌기형 콘크리트 블록 등이 주로 사용되었으며 2000년대 이후에는 하천환경을 고려하여 식생의 생장이 가능한 친환경 호안 블록 및 식생 매트의 적용이 일반적으로 시공되고 있다. 제방의 수리적 설계를 위해서는 재료 표면의 수리 특성, 즉, 조도계수 및 한계 유속, 한계 소류력이 제시되어야 하는데 이는 실험을 통해서 결정되어야 한다. 때문에 본 연구에서는 자연형 하상재료를 이용하여 바이오 폴리머 첨가시 증가하는 방어능력에 대한 향상도를 평가하는 실험적 평가 방법을 제안하기위해 홍수시 수리조건을 반영하여 상류에서부터 사류까지 다양한 유속범위에 따른 세굴 및 침식에 대한 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로에서 실험연구를 통해 제방재료의 안정성 평가방법을 개발하였고, 안정성 평가를 위한 실험진행은 기 개발된 바닥응력을 직접측정하는 장치와 PIV시스템을 이용하여 수리특성을 측정하였다.(Park J.H. et al. 2016, Flow Measurment and instrumentation.) 기존 문헌에서 제시되었던 측정 장치를 이용하여 바이오폴리머의 첨가에 유무에 따라 세굴에 대한 방어능력의 향상정도를 측정하고자 세굴 및 침식에 대한 평가 방법을 제시하고 있다.

• 암석학회지
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• 제28권3호
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• pp.217-225
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• 2019

강원도 평창군 뱃재터널의 북쪽 입구 사면에서 대규모 횡와습곡이 확인되어 이를 기재하고 형성기작에 관해 해석하였다. 이 습곡은 고생대 조선누층군 정선석회암층 내에 수백 m 규모로 발달하고 있다. 습곡의 머리는 북쪽을 향하며, 층리와 축면엽리의 복합엽리면상에 발달하는 신장선구조($L_1$)는 남쪽으로 약 $10^{\circ}$ 침강하고 있다. 습곡 날개부에는 S-형 비대칭 습곡과 함께 A-형 또는 안상 칼집습곡들이 흔히 관찰되며 이들 습곡의 축은 습곡의 중앙부와 후면부에서 확인된 신장선구조($L_1$) 방향과 거의 평행하다. 따라서 이곳 대규모 횡와습곡은 상부가 북쪽으로 향하는 강한 연성전단작용에 의해 생성된 칼집습곡으로 고생대말-트라이아스기 송림조산운동의 결과로 해석된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.96-96
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• 2022

가상현실 (Virtual Reality, VR) 기술은 3차원 가상공간 내에서의 높은 몰입감에 기반한 체험을 바탕으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 소방훈련이나 태풍, 지진 등 재해 대응훈련과 같이 인명피해의 위험이 있는 재해에 대한 VR 기술을 활용한 방재교육은 위험성을 동반하지 않으면서도 현장감에 기반한 높은 교육적 효과를 창출할 수 있다. 한국전자통신연구원에서는 VR 기술을 이용하여 소방훈련을 위한 실감 소방훈련 시뮬레이터를 개발한 바 있으며 목동재난체험관에서는 홍수, 태풍, 지진 등 다양한 재해에 대한 안전교육을 위한 자연재해 가상현실체험을 운영하고 있다. 이외에도 전국 지자체 및 교육청에서는 방재교육을 목적으로 VR 기술을 활용하고 있다. 그러나 기존의 VR을 활용한 수재해 방재교육은 범람의 수리학적 특성과 함께 수해지의 지형적 특성을 적절히 반영하지 못하는 단점을 가지고 있다. 이는 방재교육이나 경각심을 부각하는 데엔 효과적이나 실질적인 방재 가이드라인을 제시하는 데엔 한계가 있다. 본 연구는 몰입형 파랑해석모형인 Celeris Base를 기반으로 3차원 가상현실 시각화를 활용한 수리학적 홍수추적 모형을 개발하였다. 3차원 가상현실 시각화는 Unity3D를 이용하여 모의환경 내에 구현되었다. 강우-유출 과정의 수리학적 해석을 위해 동수역학 수치모형의 연속방정식 내에 강우와 침투에 대한 항을 추가하였다. 침투모형으로는 Horton 모형, Green-Ampt 모형과 함께 사면의 기울기를 고려한 Green-Ampt 모형을 적용하였다. 실제 유역에서의 홍수추적 모의결과는 관측값과 비교적 잘 일치함을 확인하였다. 개발된 모형은 VR 방재교육을 통해 일반인의 수재해 대응능력 향상에 기여함과 동시에 정확성 높은 홍수추적 모의결과에 기반한 홍수대책 마련에도 활용 가능할 것으로 기대된다.