• 한국수자원학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.383-394
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• 2006

도시하천유역에서 집중호우에 따른 제방 범람과 이에 따른 침수 피해규모를 해석하기 위하여 우리나라의 대표적 도시하천인 중랑천의 홍수 및 제방붕괴 특성을 시 공간적으로 다양한 조건에서 연구하였으며 실용적인 GIS 기법의 적용방법에 대하여 비교 분석하였다. 이를 위하여 '98년 실제 홍수상황에 대하여 적용분석하였으며, 100년, 200년, PMP의 빈도별 강우 조건에서 홍수량을 각각 산정하였다. 또한, 제방붕괴 조건별 하천의 부정류 해석 및 제내지의 홍수범람해석을 실시하였다. 제방붕괴의 조건으로서 붕괴시간(10, 30, 60분), 붕괴폭(10, 20, 30m) 및 제방붕괴위치(중상류부, 중류부, 중하류부) 등에 따른 홍수위, 월류량 및 제내지 침수 수위 변화 등을 검토한 결과, 제방붕괴의 위치 및 붕괴폭이 홍수범람규모와 침수피해에 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 또한 FLDWAV에 의한 산정결과를 이용한 홍수범람지도 작성과정에서 WS와 ArcView 모형의 두 모형을 적용하는 과정을 비교하였다 WMS 모형은 비교적 간략한 절차를 통하여 작성할 수 있었으나 지형자료의 부정확성으로 말미암아 침수면적에 상당한 차이를 나타내었다. ArcView모형은 보다 정밀한 범람도를 형성하여 도시유역 등의 적용에 유용할 것으로 판단되나 WMS 모형을 통한 전처리 과정이 필요하여 처리시간이 보다 긴 단점이 있다. 본 연구에서 제시한 분석절차는 도시하천유역의 EAP(Emergency Action Plan, 비상대처계획)수립을 위한 실용적 수문 수리 및 GIS 분석에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.11-18
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• 2006

지오텍스타일 튜브공법은 지오텍스타일의 필터 및 배수기능을 복합적으로 활용하는 공법으로 과거의 모래주머니, 훼브릭 폼, 게비언 등의 개념에서 최근 수리학적 채움기법을 적용하여 해안침식방지 구조물, 슬러지의 탈수, 교량축조를 위한 가도, 여수로 공사를 위한 임시구조물 등의 신구조물 공법으로 자리매김 하고 있다. 본 연구에서는 지오텍스타일 튜브와 지반재료와의 복합구조물의 안정거동에 대하여 2차원 한계평형, 침투해석 및 사면안정해석방법을 통하여 분석하였다. 2차원 한계평형이론을 통하여 설계영향인자 및 현장여건에 따른 지오텍스타일 튜브 복합구조물의 지반공학적 안정성을 분석하였으며, 사면안정해석을 위하여 일차적으로 부정류 침투해석을 통하여 조위변동에 따른 복합구조물내의 간극수압분포를 분석하였다. 최종적으로 범용 사면안정해석 프로그램인 Slope/W를 이용한 침투분석결과와 연동하여 사면안정해석을 수행하였다. 2차원 한계평형해석 및 평면변형해석 방법을 통한 분석결과, 세가지 형태의 지오텍스타일 튜브 복합구조물 모두 안정성을 확보하고 있으며, 지오텍스타일 튜브 구조물 자체는 수위조건 변화에 대해서는 크게 영향이 없이 안정한 것으로 도출되었다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.133-141
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• 2017

본 연구에서는 지반함몰의 실질적 원인인 토립자 유실에 의한 함몰 가능성을 판단하기 위해 댐설계 시 활용되고 있는 코어재와 필터재의 입도 차이에 의한 필터조건을 굴착공사 주변의 지반조건에 대한 평가 조건으로 응용하였다. 이를 위해 여러 제안자들이 실험 등을 통해 제안한 필터 기준을 확인하였으며, 이 중 미공병단에서 제안한 필터조건을 이용하여 지반입도 조건에 따른 지반함몰 가능성을 판단해 보았다. 이를 통해 사용자가 지반조사 정보로부터 획득한 지반입도조건을 이용하여 빠르게 지반함몰 가능성을 판단할 수 있는 평가도표를 작성하였으며, 다양한 굴착 주변의 지층 변화에 따른 지반함몰 가능성을 쉽게 평가해 볼 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 입자유동 과정을 모사하기 위해 PFC3D 프로그램을 활용하였으며, 이것은 단순 지하수위 저하에 의한 지반침하 경향을 판단하는 것이 아니라 실질적인 토립자 유실에 의한 지반함몰 예측 및 평가가 지반입도조건을 통해 이루어질 수 있고 이를 수치해석 적으로 검증할 수 있음을 나타낸다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1500-1506
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• 2015

하천의 본류와 지류가 만나는 합류부 구간에서 시작된 두부침식은 시간에 따라 지류 상류로 전파될 수 있으며, 급격한 하상저하로 인해 지류에 설치된 수리구조물의 안정성을 위협할 수 있다. 이러한 두부침식의 피해를 사전에 방지하기 위해서는 발생원인과 그 메커니즘에 대한 정량적 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 논문에서는 개수로 실험 장치를 이용하여 비점착성 유사로 이루어진 하상에서의 두부침식에 관한 수리실험을 수행하였으며, 수리 조건에 따른 천급점 이동 및 최종 하상경사 변화 등을 분석하였다. 분석 결과, 상하류단의 유속차가 2.5배 큰 조건에서 천급점 이동이 약 1.5배 더 빠르게 진행되는 것으로 나타났으며 좌안과 우안에 비해 중앙의 침식 및 붕괴가 먼저 발생하는 것으로 나타났다. 또한 상 하류단 유속차가 클수록 두부침식 이동길이가 길어지고 더 완만한 하상경사가 나타나는 것을 확인하였으며 본 실험에서는 수위차의 경우 유속차에 비해 상대적으로 두부침식 이동성 및 하상경사에 미치는 상관관계가 일정하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권5호
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• pp.9-19
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• 2006

지하수 함양량을 정확하게 산정하는 것은 지하수계의 적절한 관리를 위해서 매우 중요하다. 국내에서 주로 사용되는 지하수 함양량 추정방법은 지하수위 변동법, 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법 등이 있다. 그러나, 이들 방법은 집중형 개념을 기반으로 하거나 국지적인 규모로 다뤄지기 때문에 기후조건, 토지이용, 토양조건, 수리지질학적 비균질성에 의한 함양량의 시공간적 변동성을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 유역내의 토양 및 토지이용에 따른 비균질성을 반영할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 지하수 함양량을 산정하는 방법을 제시하였다. SWAT 모형은 유역내 일단위 지표면 유출량, 증발산량, 토양저류량, 함양량, 지하수유출량 등의 수문성분을 계산할 수 있는 모형이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 미호천 유역의 최상류인 무심천 유역에 적용하였다. 2001년-2004년까지의 기간동안 지하수 함양량을 포함한 유역의 일단위 수문성분들을 모의하였으며, 유역출구점에서의 실측 일유춘자료와 모의 일유출자료의 비교를 통해서 모의결과의 유효성을 검토하였다. 지하수 함양량의 시공간적 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량의 변동성은 토지이용도 뿐만 아니라, 유역경사와 같은 지형인자에도 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권3호
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• pp.33-38
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• 2014

This study was performed to evaluate the applicability of pump and treat technology as well as to identify the changes of groundwater level by continuous pumping at the petroleum contaminated site. A total of 9 monitoring wells were installed at the site and the contaminant concentrations, TPH, benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, of groundwater were measured. With the results of the groundwater monitoring, a total of 9 wells were set up for pumping contaminated groundwater in 3 locations. The waste water treatment facility with a capacity of $10m^3/hr$ was installed in the site and operated for about 1 year. The concentrations of the contaminated groundwater from the 3 pumping wells were exceeded groundwater regulation for benzene and TPH. However, the effluent concentration of benzene and TPH was under the regulation showing the maximum level of 0.011 mg/L and 1.2 mg/L during the operation periods. Groundwater levels were decreased by continuous pumping and those were not recovered during the operation period. Groundwater levels of PW-1,2, PW-3,4,5,6 and PW-7,8,9 were decreased about 5 m, 0.7 m, 2 m, respectively. The hydraulic conductivity (K) of the region of PW-1,2, PW-3,4,5,6 and PW-7,8,9 was estimated to be $6.143{\times}10^{-5}cm/sec$, $2.675{\times}10^{-5}cm/sec$, $1.198{\times}10^{-4}cm/sec$. Groundwater level was seemed to be affected not by hydraulic conductivity but by morphological effect. These results show that the pump and treat technology has high applicability for the restoration of petroleum contaminated groundwater but needs continuous monitoring to prevent rapid groundwater drawdown.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.881-881
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• 2012

낙동강유역에는 4대강 사업으로 8개의 보가 낙동강 본류에 새롭게 설치되었으며, 따라서 상류로부터 유입되는 유사가 보상류에 퇴적되어 하천제방이나 하천구조물의 안전을 위협할 수 있다. 또한 홍수시에는 농경지의 매몰과 저수지의 퇴적현상이 발생하는 등 유역유사에 의한 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 강우로부터 유출되는 유사는 강우사상에 따라 빠르게 변할 수 있으나 수체에 즉각적인 영향을 유발하지 않을 경우 만성적인 특성으로 인해 침전물을 계속 이동시키며 축적되는 문제가 발생한다. 따라서 이러한 문제를 사전에 예측하고 낙동강유역에 대한 유역유사관리 대책마련을 마련하기 위해 유역유출과 유사의 이송 및 퇴적양상을 분석하여 유역관리를 위한 자료를 구축할 필요가 있다. 이러한 기초자료 분석을 위해 활용되는 유역모형 중 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형은 장기간 유역 유출로 인한 유사 모의를 수행하는데 가장 많이 활용되는 모형이며, 미국 농무성 농업연구소(USDA Agricultural Research Service, ARS)의 Jeff Amold 등에 의해 개발된 모형이다. SWAT 모형은 장기유출 및 유사 발생에 대한 시 공간적 변화를 모의하는 모형으로 넓은 범위의 유역에 대해 일단위 모의 간격으로 최대 100년까지 모의가 가능한 장기유역 모의에 최적화된 모형이다. 본 논문에서는 SWAT 모형을 이용하여 낙동강유역의 장기 유역 유출 및 유사 모의를 수행하기위해 2004년에서 2009년까지의 유출량 자료와 유량-유사량관계곡선 등을 이용하여 본류 및 지류 유출구 주요지점에 대해 검보정을 수행하고자 한다. 모의의 정확도 향상을 위해 안동댐, 임하댐, 영천댐, 합천댐, 남강댐, 밀양댐 및 낙동강 본류 등 총 7개 유역으로 구분하여 SWAT 모형을 구축하였으며, 각 유역별로 유출량과 유사량에 대하여 각각 보정 및 검증을 수행하였다. 낙동강 본류유역 총 7개의 댐 방류량자료와 20개의 대형하수종말처리장 방류량자료를 이용한 낙동강유역의 유출량 보정 및 검증 결과, 모의치가 실측치를 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 또한 총 11개 지점의 수위관측소에 대해 유사량 측정 성과를 이용한 유사량 보정 및 검증 결과, 강우시 유사량 모의값은 유출량-유사량관계곡선 식을 잘 반영하였으나, 비강우시에는 모의값이 관계곡선 식의 결과값보다 대체적으로 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.118-118
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• 2012

수자원의 효율적 이용 및 관리는 심화되고 있는 기후변화에 선제적으로 대응하고 발생가능한 물위기에 대비하기 위한 필수조건이다. 그 중 가장 핵심이 되는 요소는 댐에 저수된 물을 효과적으로 이용하는 것, 즉 댐 건설목적에 따라 시간 및 공간별로 적절하게 할당시키는 것이라고 할 수 있다(Kim, 1998). 그러나 단일 댐의 운영과는 달리 수계내 댐군의 연계 운영은 매우 복잡하고 어려운 문제이다. 연계된 댐들간 저수 상황을 고려하여 유역내 시 공간적인 용수 수요의 지속적인 충족을 위하여 유입량 예측의 정확성을 높이도록 하고, 상류 댐에 최대한 저류하도록 하며, 여수로 방류 같은 불필요한 방류를 최소화 하고, 서로 상충되는 목표를 갖고 있지만, 홍수용량 및 발전수위를 최대로 확보하도록 하여야 한다. 이처럼 댐 운영을 위한 실제 상황은 단일 목적에 의한 최적화와는 달리 여러 상충되는 목적 및 구성 요소들간의 타협, 조정을 필요로 한다. 댐군의 연계운영 문제는 1960년대 초부터 현재까지 활발히 연구가 진행되어 온 분야 중 하나이나 문제의 복잡성과 어려움으로 인해 아직까지도 최선의 방안을 제시하기 어려운 문제이다(ReVelle, 2000). 이를 위한 방법은 시뮬레이션 모형 활용기법과 최적화 모형 활용기법으로 대별할 수 있으며 각 방법의 서로 다른 구조적 특성과 장단점으로 인하여 이원화된 체계로 사용되는 것이 현재의 국내 실정이다. 대부분의 실무에서는 이해도도 쉽고, 비교적 결과를 빨리 도출할 수 있는 시뮬레이션 기반의 모형을 활용하며 대표적으로 HEC-5, K-ModSim, HEC-ResSim 등이 활용되어왔다. 반면, 학계에서는 DP, MIP, SLP, SDP 등 최적화기법을 댐운영에 활용 할 것을 제안하고 있지만, 활용에 대한 거부감이 남아있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 시뮬레이션과 최적화기법의 원론적 비교를 통해 각 방법의 장단점과 한계점을 분석하고, 왜 이원화된 사용체계로 되었는지에 대한 고찰과 이에 대한 해결책으로 시뮬레이션모형의 장점과 최적화기법의 장점을 결합한 모형을 제안한다. 국내에는 Kim and Park(1998)이 시뮬레이션 기반의 최적화 모형 CoMOM(Coordinated Multi-Reservoir Operating Model)을 개발하였으며, 이후 21C프론티어 연구사업(2001-2011)에서 모형의 보완수정 검증을 통해 실무 활용도를 높여 왔다. 본 연구를 통하여 거부감의 원천을 추적해 보고, 타당한 이유가 있는지 대한 것을 심층 분석해보고, CoMOM모형과 시뮬레이션 모형, 다른 최적화 기법들과의 원론적 비교를 통해 각 방법들의 효율적인 활용방안과 최적화모형의 구체적인 활용방안을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.241-252
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• 2006

침투 해석 수치모형은 제방 침투와 관련된 문제 해석과 방지기법 설계에 있어 매우 유용한 방법이나, 각각의 수치 모형은 적용상 한계와 문제점을 내포하고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 상용 프로그램은 적용하는 다양한 문제에 대해서 검증이나 보정이 이루어지지 않을 뿐 아니라, 사용자가 침투현상에 대한 정확한 지식이나 교육 없이도 결과를 도출할 수 있게 되어 있다. 본 연구에서는 해석해와 실험을 통해 침투 수치모형의 적합성과 적용 시 고려사항을 사용자적 입장에서 검토하였다. 실제 제방의 경우 수위와 토질조건 등에 따라 침투현상이 변화하기 때문에 정상 침투해석이 아닌 비포화 비정상 침투해석을 시행하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 또한 낙동강 고아지구 제방에 대해 정상 및 비정상 침투해석 결과를 비교하였다. 검토 결과 정상 침투해석 결과를 토대로 침투보강공법을 설계할 경우 안전계수를 $2.0{\sim}3.5$ 정도 적용한 것과 동일한 효과를 가지는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2018

갯봄맞이는 한국에서 매우 제한적인 분포를 보여 멸종위기종으로 지정 보호되고 있다. 본 연구는 갯봄맞이의 남방한계지역에 해당하는 당사해안습지의 식생 다양성을 확인하고 식생결정 요인과 서식처 중요성을 평가하는데 목적을 두고 있다. 식생분류를 위해 Z.-M. 학파의 식물사회학적 방법을 활용하였으며, 환경요인과 식생과의 관계 분석을 위해 수리통계분석을 수행하였다. 연구결과 당사해안습지는 갯봄맞이-지채군락 (3개 하위군락), 갯꾸러미풀s.l.군락, 기장대 풀군락, 갈대-꼬마부들군락의 4개 단위식생으로 구성되어 있었다. 이들 식생의 주요 결정요인은 수분환경과 토심, 수위교란정도, 식생고, 군락구조 등인 것으로 확인되었다. 갯봄맞이는 갯봄맞이-지채군락의 전형아군집에서 가장 우세하게 생육하는 것으로 확인되었으며, 인접한 일본의 남방한계지역과도 유사한 종조성 및 우점상황을 보이는 것으로 나타났다. 당사해안습지는 식물지리 및 식생지리학적 측면에서 큰 의미를 지니는 입지이며, 다양한 종의 피난처로서 기여하고 있는 것으로 평가되었다. 당사해안습지의 가치를 다양한 관점에서 정밀하게 파악하고 보호 및 관리하기 위한 보전전략의 수립이 요구된다.