• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.42 no.5
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• pp.639-650
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• 2022

In areas where large-scale sediment transport occurs, it is important to apply appropriate countermeasure method because the phenomenon tends to accelerate by time duration. Among the various countermeasure methods applied so far, beach nourishment needs to be reviewed as an erosion prevention measure because the erosion pattern is mitigated and environmentally friendly depending on the particle size. In the case of beach nourishment. a detailed review is required to determine the size, range, etc., of an appropriate particle diameter. In this study, we investigated the characteristics of the related topographic change using the change in the particle size of nourishment materials, the application of partial area, and the condition under the coexistence of waves and wind as variables because those factors are hard to be analyzed and interpreted within results and limitation of that the existing numerical models are not able to calculate and result out so that it is required that phenomenon or efforts are reviewed at the same time through physical model experiments, field monitoring and etc. So we attempt to reproduce the tendency of beach erosion and deposition and predict possible phenomena in the future using machine learning techniques for phenomena that it is not able to be interpreted by numerical models. we used the hydraulic experiment results for the training data, and the accuracy of the prediction results according to the change in the training method was simultaneously analyzed. As a result of the study it was found that topographic changes using machine learning tended to be similar to those of previous studies in short-term predictions, but we also found differences in the formation of scour and sandbars.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.495-495
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• 2022

충적하천에 댐이 건설되면 하류 하천의 식생환경에 변화를 주게 된다. 이입, 활착 및 성장과정을 거치는 제외지 식생은 하천의 유량이 증가하면 소류력과 세굴로 인해 쓸려 내려가기 때문에, 일반적으로 홍수기를 거치면 식생 활착 및 성장 이전의 사주 모습으로 복귀하게 된다. 그러나 댐의 홍수조절 기능은 홍수기에도 하류 하천에 식생을 정착시킬 만큼 큰 소류력을 발생시키지 않아 결국 식생의 성장에 기여하게 된다. 또한 댐은 상류로부터 공급되었던 세립토를 차단시켜 하류 하천의 하상 표면을 조립화 시키게 되는데, 이는 하상의 고정력을 증대시켜 식생의 안정적인 성장을 돕게 된다. 하천에 식생이 자리잡게 되면 홍수 시 흐름에 대한 저항력의 증가로 수위가 높아질 수 있고 제방에 자리 잡은 식생의 이탈은 제방의 붕괴 위험을 증가시킬 수 있고, 식생 사주의 발달이 지속되면 이동사주에서 정지사주로 변화되어 기존의 충적하천 자체가 사라지게 될 수도 있고, 하류 하천의 수리 및 유사 거동 특성도 변화시켜, 기존과 다른 하천 경관 및 수생태계 출현할 수 있다. 국내에서는 2000년대부터 이러한 하천 제외지 사주의 식생 활착이 가속화되어 왔으며, 특히 내성천, 황강 등 댐이 건설된 낙동강 지류 하천에서 이런 현상이 두드러지게 나타났다. 이에 따라 관련된 많은 조사·연구들이 수행되었으며, 변화 원인으로 홍수조절, 유사공급 변화 및 기후변화가 제시되었다. 그러나 댐이 건설되지 않은 하천(비조절 하천)에 대한 조사와 같은 비교군 지역의 정량적 분석은 상대적으로 부족하여, 정확한 제외지 식생 증가에 대한 원인을 규명하지 못하였다고 판단된다. 이에 비조절 하천이라 판단되는 감천을 대상으로 식생의 변화 양상을 분석하고, 유사 및 기후변화 등과의 관계를 본 연구에서 제시하였다. 감천은 상류에 김천부항댐이 건설되었으나, 댐의 영향범위가 전체 유역면적의 약 6%로 비조절 하천에 가깝고 사주가 발달된 충적하천이므로, 하천 본류에 댐이 건설된 다른 지역과의 비교군으로 적합하다고 판단하였다. 대상 지점은 상, 중, 하류의 사주가 발달된 지역으로 선정하였고, 본 연구에서 개발된 이미지 처리기법을 적용하여 사주 면적을 계산하였다. 분석결과 식생역으로 전환된 모래 사주의 면적은 봄~초여름 강우량과 밀접한 관계가 있는 것으로 파악되었다. 특히 초여름까지 가뭄이 지속될 때, 식생역은 증가하였다. 그러나 식생 활착 이전에 큰 유량 발생 시 식생이 쓸려 내려가고 유사가 그 자리를 대체하여 다시 사주가 발달하는 과정을 보여 주어, 감천의 사주 식생역의 증가 추세는 없는 것으로 파악되었다. 향후 댐이 본류에 건설된 조절 하천과의 비교를 통해 사주의 식생역 증가에 대한 댐 건설의 영향을 파악할 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.12
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• pp.871-881
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• 2023

This study investigates the geomorphic changes and Bed Relief Index of the river downstream of the Yeongju Dam by Nays2DH, a two-dimensional numerical model, in order to grasp the dynamics of the downstream river while applying various flow patterns such as pulse discharge. It shows that the geomorphic and the bed elevations changes are the largest under the condition of the normalized pulse discharge. The total change in the riverbed is 29.88 m for uniform flow, 27.46 m for normalized hydrograph, 29.63 m for pulse flow and 31.87 m for pulse flow with normalized hydrograph which result in the largest variation in scour and deposition. The Bed Relief Index (BRI) increases with time under conditions of uniform flow, pulse flow and pulse flow with normalized hydrograph. However, BRI increased rapidly until 30 hrs after the peak flow (14 hrs), but decreased from 56 hrs under the condition of normalized hydrograph. Therefore, the condition of normalized hydrograph gives greater dynamics than the condition of a single flood or constant flow, and the dynamics increase downstream than upstream, resulting in an effect on improving the environment of the river downstream of the dam.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.25 no.8
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• pp.13-19
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• 2024

In this study, to reinforce the surface layer of weathered soil slopes where erosion and collapse of surface layer occur, compression strength tests were conducted by mixing carbon fiber and eco-friendly stabilizer (E.S.B.) To determine the optimal mixing ratio of E.S.B. and carbon fiber, E.S.B. was set at conditions of 10%, 20%, and 30%, and carbon fiber at 0.3%, 0.6%, 0.9%, and 1.2%. Additionally, to analyze the changes in compressive strength according to dry density and curing period, 85% and 95% of the maximum dry unit weight were applied, and curing periods were set to 3 days, 7 days, and 28 days. The standard strength for surface layer reinforcement of slopes is proposed as 4 MPa at 7 days and 6 MPa at 28 days according to ACI 230.1R-09 (2009). The compression test results showed that the unconfined compressive strength of E.S.B. reinforced soil met the standard strength at an E.S.B. mixing ratio of 10% or more for 95% compaction. Moreover, when carbon fiber was mixed with E.S.B. reinforced soil, a ductile fracture pattern was observed after the yield point due to compressive strength, indicating that the mixture could compensate for post-yield failure. It was analyzed that the maximum strength is exhibited at a carbon fiber mixing ratio of 0.6%. The unconfined compressive strength of carbon fiber reinforced soil increases by approximately 54-70% compared to the condition without carbon fiber.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.361-365
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• 2007

자연재난은 발생원인에 따라 바람, 강우, 적설, 파고등으로 구분할 수 있다. 이러한 재난원인은 자연현상의 일부로 발생하였으나, 경제가 발전함에 따라 과거에 비해 재해에 안전한 사회를 요구하게 되어 재해저감을 위한 투자와 방재정책 개발의 필요성이 증대되고 있다. 기존에는 자연재난을 저감시키기 위하여 연최대치 강우를 통계 분석하고 강우-유출관계를 이용하여 장래에 발생할 홍수량을 예측하여 자연재난을 저감할 수 있도록 설계하는 것이 일반적인 재난저감계획 수립으로 간주되었다. 그러나, 재해예방을 위해서는 과거에 발생한 재난의 지역적 특성을 분석하여 재난발생 위험과 피해규모를 파악함으로써 재난계획 수립의 기초자료로 활용할 필요성이 있다. 이러한 자연재난에 대한 대책수립은 국가차원에서 필요하며 이를 위해서는 지역별 안전도 평가의 필요성이 증가하게 된다. 그러나 이러한 연구를 수행하기 위해서는 방대한 자료를 바탕으로 풍수해 발생특성을 분석하는 연구와 지자체 또는 지역별 재난피해저감 능력을 수치적으로 나타낼 필요성이 있다. 따라서, 공학적인 면뿐만 아니라 행정적인 면을 동시에 고려하는 학제간 연구가 필요하다. 본 연구에서는 우리나라에서 주로 발생하는 풍수해에 의한 자연재난 특성을 파악하고 재난발생 확률을 고려한 재난피해규모와 재난피해 저감능력을 비교하여 전국 234개 지자체별 지역 및 시설물별 안전도를 평가하고자 한다. 과거 10년간 재해연보에 수록된 지자체별 피해현황을 지자체별 특성을 고려하여 분석, 지자체별 연평균 피해규모를 소방방재청의 지역별 안전도 지침서에 의거, 10등급으로 분석하였다. 또한, 지자체별로 투자우선순위 및 방재예산편성의 효율성 극대화를 위해 지자체별 시설물별 피해현황을 분석하는 기법을 개발하여 지자체별 시설물별 안전도 진단지표를 설정하였다. 분석된 결과는 지자체별 시설물별 재해저감을 위한 풍수해저감 종합계획 재난보험제도 도입등의 기초자료로 적용될 수 있다.로 나타났다. 이는 두 흐름에 의해 와(vortex)가 크게 형성되어 하상의 세굴에 영향을 미치기 때문으로 판단되었다.보다 본질부가 차지하는 면적이 월등히 적고 제1차 및 제2차섬유가 차지하는 면적이 많았다. 따라서 고섬유함량인 대마의 품종개량에 있어서는 가능한 한 본질부가 차지하는 면적은 축소시키고 제1차 및 제2차섬유가 차지하는 면적은 증대시켜야 할 것으로 본다.우리 나라 수도의 작기는 앞으로 당기는 것이 좋다고 고찰된다. 6. 우리 나라의 현행 수도작기로 본 기온 및 일조조건은 수도의 분얼전기에 대해서는 호조건하에 놓여 있으나, 분얼후기인 7월 중ㆍ하순 경의 일조부족과 고온다습조건은 병해, 특히 도열병의 유발원인이 되고 있다. 7. 우리 나라의 현행수도작기로 본 전국각지의 수도의 출수기는 모두 일조시간이 적은 부적당한 시기에 처해 있다. 8. 출수후 40일간의 평균기온에 의한 적산온도 88$0^{\circ}C$의 출현기일은 수원에서 8월 23일이었고, 년간편차를 고려한 안전출수기일은 8월 19일로서 적산온도면에서는 관행 출수기일은 약간 늦다고 보았다. 9. 등열기의 평균기온에 의한 적산온도는 현행 수도작기로서는 최종한계시기에 놓여 있으며, 평균기온의 년간편차와 우리 나라의 최저기온이 낮은 점을 고려할 때, 현행출수기는 다소 늦은 것으로 보았다. 10. 생육단계별의 수도체내의 질소함량은 영양생장기의 질소함량이 과다하였으며, 출수 이후에 영양조락을 여하히 방지하느냐가 문제된다고 보았다. 11. 수리불안전답 및 천수답이 차지하는 전답면적의 비율은 차차 감소되고 있는데, 이와 전체 10a당 수량의 증가율과의 상관계수를 산출하였는데, 수리불안전답과의 상관계수 (4)는 +0.525였으며, 천수답과는 r=+0.832, 그리고 수리불안전답과 천수답을 합계한 것과의 상관계수 (r)는 +0.841로서 후2자와는 고도의 정(+) 상관을 보여 천수답이 차지하는 면적비율이 작

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.2
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• pp.141-148
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• 2009

Each river in each country has peculiar channel characteristics at every section. Korea consists of mountains at the rate of 70%. Due to this, the sections that display unique channel form are scattered. One of the typical features is the narrow pass of channel section that presents in the process of the generation of alluvial channel and deformation channel. Around as this narrow pass of channel, it often comes to be regular flood disaster section. Regardless of this situation, investigations and plans that reflect channel characteristics at the narrow pass of channel have been wholly wanting until now. In accordance with this, we have investigated and analysed hydraulic significance and channel form of the narrow pass of channel in Seonsan in this study. The study has found real minute classification of sediment phenomenon at river bed of low flow channel on investigation section which is sand-bed river, but it was vaguely difficult to conclude that classification of sediment arises from explicit natural force. We were able to assume that the phenomenon comes from gentle bed slope, supply of river bed materials which is nearly uniformity. However, classification of sediment would come from collecting an aggregate rather than natural force. And we found that compound cross section conversion has been developing dramatically with channel form of movable bed section referring to movement which was active before at drainage district of the narrow pass of channel. With this, we could find the phenomenon that river width of low flow channel diminished largely. This kind of situation implies that it may cause compound section weighting, flood dimension decreasing, revetment at low flow channel or the local scour at bottom of levee when extraordinary flood occurs.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.26 no.1
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• pp.49-64
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• 2014

Seabed beneath and near the coastal structures may undergo large excess pore water pressure composed of oscillatory and residual components in the case of long durations of high wave loading. This excess pore water pressure may reduce effective stress and, consequently, the seabed may liquefy. If the liquefaction occurs in the seabed, the structure may sink, overturn, and eventually fail. Especially, the seabed liquefaction behavior beneath a gravity-based structure under wave loading should be evaluated and considered for design purpose. In this study, to evaluate the liquefaction potential on the seabed, numerical analysis was conducted using 2-dimensional numerical wave tank. The 2-dimensional numerical wave tank was expanded to account for irregular wave fields, and to calculate the dynamic wave pressure and water particle velocity acting on the seabed and the surface boundary of the structure. The simulation results of the wave pressure and the shear stress induced by water particle velocity were used as inputs to a FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program). Then, the FLIP evaluated the time and spatial variations in excess pore water pressure, effective stress and liquefaction potential in the seabed. Additionally, the deformation of the seabed and the displacement of the structure as a function of time were quantitatively evaluated. From the analysis, when the shear stress was considered, the liquefaction at the seabed in front of the structure was identified. Since the liquefied seabed particles have no resistance force, scour can possibly occur on the seabed. Therefore, the strength decrease of the seabed at the front of the structure due to high wave loading for the longer period of time such as a storm can increase the structural motion and consequently influence the stability of the structure.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.5
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• pp.459-468
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• 2014

Groyne to control the direction and velocity of flow in rivers is generally installed for the purpose of protecting riverbanks or embankments from erosion caused by running water. In particular, as interest in river restoration and natural river improvement increases, groynes are proposed as a key hydraulic structure for local flow control and riparian habitat establishment. Groynes are installed mainly in groups rather than as individual structures. In case of groynes installed as a group, flow around the groynes change according to spacing in between the groynes. Therefore, groyne spacing is regarded as the most important factor in groyne design. This study aimed at examining changes of flows around and within the area of groynes that take place according to the spacing of groynes installed in order to propose the optimal spacing for upward groynes. To examine flow characteristics around groynes, this study looked at flows in main flow area and recirculation flow area separately. In main flow area, it examined the impact of flow velocity increasing as a result of conveyance reduction that is exerted on river bed stability in relation to changes in the maximum flow velocity according to installation spacing. As a factor causing impacts on scouring and sedimentation within the area of groynes, recirculation flow in the groyne area can lead problems concerning flow within the area and stability of embankment. As for recirculation area, an analysis was conducted on the scale of rotational flow and the flow around embankment that exerts impacts on stability of the embankment. In addition, a comparative analysis was carried with reference to changes of the central point of rotational flow that occur within the area of groynes. As a result of compositely examining the results, the appropriate installation spacing is proposed as min. four times-max. six times considering a decrease in flow velocity according to the installation of upward groynes, river bed stability and stability of embankments against counterflow within the area of groynes.