• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.448-448
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• 2022

기후변화와 산업의 발달로 필요한 수자원의 양은 증가하고 있지만 수자원의 양은 줄고 있어 가뭄 피해에 대해서 더욱 취약해지고 있다. 특히, 우리나라의 물 공급 소외 지역 중 산간지역은 계곡수 등을 이용한 소규모 용수 공급 시설을 이용하고 있다. 산간지역은 지형적 특성상 수자원의 저류가 힘들어 가뭄 피해에 더욱 취약하다. 산간지역에 적용할 수 있는 수자원 공급방안 중 지형의 경사를 이용하여 샌드댐을 설치하여 수자원을 확보하는 방안은 이에 대한 하나의 대안이다. 본 연구에서는 연구지역인 춘천시 물로리 현장을 모사한 샌드댐 물리 모형을 구축하였다. 샌드댐 물리 모형의 구축은 현장의 경사에 대비하여 1/15 규모로 축소하였으며, 현장의 유하 순서와 동일하게 구성하였다. 춘천 물로리 현장에서는 기존 취수원에서 샌드댐으로 유입되는 수량과 배후 지하수에서 유입되는 수량으로 나누어 샌드댐 모의를 진행하였다. 샌드댐을 이용한 산간지역의 물공급과 운영 방안을 통해 물 공급 소외지역에서 활용가능한 대안을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.28-28
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• 2020

최근 기후변화로 인한 극심한 이상 가뭄이 빈번하게 발생되고 있으며 우리나라는 지역에 따라 2~3년 마다 크고 작은 가뭄과 7년 주기의 극한 가뭄이 발생하는 추세이다. 대부분의 가뭄이 중산간지역 소규모 용수공급시설이 위치한 지역에서 주로 발생된다. 중산간지역의 경우 계곡부에 샌드댐 형태의 구조물을 설치하여 수원을 확보한다. 현재 운영중인 샌드댐의 경우 수질 및 수량, 유지관리 문제로 2~3년 주기로 재설치하는 번거로움과 그에 따른 추가 비용발생 문제가 대두되고 있다. 본 연구에서는 국내 중산간지역에 설치된 샌드댐을 조사·분석하고, 수량 및 수질 유지관리 등 문제 사항 개선을 위한 방안을 제시하였다. 기존 샌드댐의 경우 다목적 시설로 용수공급 보다 사방기능에 초점이 맞춰져 있어 수자원확보에는 많은 문제 사항이 존재한다. 이를 개선하기 위해서는 스크린 및 채움재, 유지관리가 용이한 구조적 형태 등 요소기술들이 반영되어야할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.27-27
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• 2020

샌드댐은 주로 건조지역에서 홍수시 유량을 차단시켜 유송토사와 함께 유입된 물을 장기간 보관함으로써 모래와 물이 함께 저장되며 모래속에 저장된 물을 취수하는 방식의 특수한 저류 구조물이다. 우리나라에서는 아직 적용된 바 없으나 상수도 미급수 지역인 계곡부에서 물을 모래안에 저장하게 되면 증발로부터 오래 견딜 수 있는 장점을 활용할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 계곡부 샌드댐의 실제 가뭄시 물공급 신뢰도를 평가하기 위한 분석을 수행하였다. 분석 대상지역은 춘천 서상리로 물공급 능력을 평가하기 위해 유역수문모형 SWAT-K와 저수지 유출추적을 결합한 모의모형을 개발하고 이를 적용하였다. 샌드댐의 제원을 다양하게 고려하여 최적 설계 인자를 도출하기 위해 폭, 높이, 길이 등 구조물의 제원을 다양하게 변경하며 물공급 신뢰도 95 %를 만족할 수 있는지 평가하였다. 일반적인 댐의 이수안전도 평가시에는 분석 단위기간을 5일, 10일로 하고 있으나, 본 연구에서는 유역면적이 작은 관계로 분석 단위기간을 1일로 설정하였다. 총 9년간의 분석을 수행하였고, 5 %에 해당하는 연간 약 18일의 물공급 부족이 발생하는 신뢰도를 기준으로 일 취수량 20-50 ㎥을 적용하였을 때의 물수지 분석을 수행하여 샌드댐과 기존 취수보의 규모에 따른 물공급 능력을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.414-414
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• 2021

유역 상류의 지표수는 급경사로 인해 빠른 흐름을 나타냄으로써 유역의 저류기능은 하류부에 비해 부족한 형편이다. 또한 광역상수도의 공급이 불가능한 지역이 많아 소규모 급수시설을 이용하여 물공급에 대처하고 있다. 샌드댐은 이와 같은 물공급 소외지역의 저류기능을 높이기 위해 활용될 수 있으며 주된 특성은 증발에 의한 손실 방지와 겨울철 결빙에 따른 대처가 가능하다는 점이다. 본 연구에서는 춘천 물로리 지역을 중심으로 샌드댐의 공급기여도를 평가하기 위해 SWAT-MODLFOW모형을 이용한 수문성분 분석을 수행하였다. 그 결과 연구 지역의 수문성분 중 상당한 양의 측방 흐름이 발생하는 것을 알 수 있었다. 월평균 지하수 함양 분포는 유역의 제한된 지역에서만 발생했고, 토양 유형과 밀접한 관련이 있었다. 전체 지하수 함양량의 약 85 %는 지역의 여름과 봄철에 발생했고 연평균 함양률은 강수량의 약 6 %내외로 저조하였다. 하천과 대수층은 연결성을 나타냈으며 유역 출구 부근에서 하천유출량이 증가하는 양상을 나타냈다. 대수층과 샌드댐 저류지에서 이용 가능한 물의 양은 수위저하를 야기하지 않으면서 약 30m³/일의 물을 공급할 수 있음을 보여주었다. 현재 이 지역의 물 공급 수요는 15.4m³/일임을 감안하면 샌드댐 설치후 이 지역의 공급은 비교적 안정적일 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.8
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• pp.635-643
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• 2022

Attempts are being made to use the sand dam as an alternative water resource securement facility by installing and operating sand dams in valleys, where water intake capacity is extremely limited, in areas with limited water supply in the upstream watershed of Korea. In the case of some countries in Africa, where sand dams are known to be most actively installed and used, it is difficult to find examples of establishing and applying a separate legal system for sand dams. A sand dam is a kind of groundwater dam, and in view of its concept, structural and technical form and characteristics, purpose, use, and function, it will be said that it has the legal character and status as a facility for securing groundwater resources specified in the current 「Ground Water Act」. Interpretation and application of regulations on facilities for securing groundwater resources also supports this. Therefore, it is legal and realistic to promote and implement the sand dam project as one of the installation and management projects for securing underground water resources based on the 「Ground Water Act」.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.30 no.3
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• pp.279-288
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• 2020

Sand dams are formed by installing beams across rivers and filling the secured space with water and a permeable material, such as sand, which stores the water in available pore space. These structures have mainly been reported in Kenya, Africa. This study proposes a sand dam design that improves structural safety and water intake. First, to increase the stability of the concrete wall of the dam, steel barbed wire connections are proposed for construction. Second, by using geotextile fabrics, evaporation may be reduced from 45% to 8%, and horizontal permeable discharge could be reduced markedly, therefore improving water storage capabilities. In addition, the water intake increased by ~2.4 times that of the previous design. Third, filtration efficiency is improved by selecting a sedimentary site for improved water quality. Finally, the installation of a tensiometer is suggested for monitoring the sand dam.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.39 no.6
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• pp.725-733
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• 2019

Sand dams are structures that can be used as auxiliary water resources in case of drought as sand accumulates due to barriers crossing valley rivers and valley water is stored in the voids, increasing the water level. This structure, which is mainly used in arid regions such as Africa, has not been installed in Korea. In Korea, there are only a few cases where water is taken from debris barriers that prevent debris flow. The purpose of this study is to evaluate the effect of water supply when the sand dam is installed downstream of the existing intake barrier in Seosang-ri valley, Chuncheon. For this purpose, modeling was performed by linking the basin hydrologic model and reservoir routing model. Changes in the water level, storage and discharge in the sand dam reservoir according to the size and intake of the sand dam are presented on a case-by-case basis. As a result of application, it was found that the water supply capacity due to the sand dam installation was improved at 95% reliability. Especially, when the size is L × B × H_o = 25 m × 15 m × 1 m and the pumping rates from intake barrier and sand dam are (Q₁, Q₂) = (30, 20), (35, 15) ㎥/day, the efficiency was the best for water supply of 50 ㎥/day.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.28 no.4
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• pp.541-552
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• 2018

The implementation of drought measures in the upstream areas of river basins is seldom considered with respect to water supply. However, the demand for such measures is increasing rapidly owing to the occurrence of severe droughts, and interventions on streams and the water supply are needed. Physical interventions are an option to prevent streams from becoming dry and to maintain stream water flow, but dam construction is challenging because of environmental and ecological considerations. Here, a feasibility study was conducted to assess the potential effects of sand dams, which are widely used in arid regions in Africa. The SWAT-K model, which is a hydrologic model used for Korean watersheds, is used to estimate the flow rate of water in an ungauged watershed. The changes in water storage of the sand-dammed reservoir and in downstream flow rates are estimated for two types of sand dam (natural and dredged). The results show that sand dams are capable of increasing the downstream flow rate during normal conditions and of mitigating water supply problems caused by the withdrawal of water during drought periods.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.41 no.1
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• pp.29-37
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• 2021

It is important to introduce a local adaptive water supply system for upper mountainous regions, which provide a margin of water supply. This can be done through the process of securing a water source, planning for optimal use, and combining it with a water source that can be linked. In particular, in a mountainous region located at the uppermost part of the watershed, an approach should be found to utilize the groundwater discharge supplied through valley water and lateral discharge. This study sought to improve the water supply system using sand dams in drought-prone areas in Chuncheon, in Gangwon Province. Our approach involved virtually installing a sand storage tank under the existing water source to perform modeling in consideration of the current water intake and calculating the amount of water that can be taken from the sand dam. When the sand dam was applied at a size four times larger than the existing water source, it was found that the groundwater drainage increased significantly with changes in water surface slope and hydraulic conductivity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.271-271
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• 2021

샌드댐은 하천 또는 계곡에 보를 설치하여 저류공간을 확보하고 여기에 공극이 큰 모래를 인위적으로 채우거나 상류에서 공급된 토사로 자연적으로 채워지게 한 취수구조물로서 아프리카 등 건조지역에서 물공급 시설로 활용되고 있다. 국내에서는 아직까지 이와 같은 샌드댐 축조 사례는 없지만, 토사유출저감을 위해 설치한 사방댐을 개조하여 취수원으로도 활용하거나 산간 계곡 인근 지중에 차수벽을 설치하여 모래저류조 형태의 물공급 시설을 운영하고 있는 곳이 일부 존재한다. 본 연구에서는 춘천시 북산면 물로리에 실제로 위치한 지중저류조를 대상으로 물수요량을 만족시키는 지를 지하수 유동모델링을 통해 평가하였고, 증가하는 물수요와 가뭄시 물공급 능력 증대를 위한 저류조의 규모 확대 등 구조적 개선 방안을 제시하였다.