• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.22 no.8
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• pp.107-118
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• 2006

Among a variety of influencing components, time-variant seepage and long-term underground motion are important to understand the abnormal behavior of tunnels. Excessiveness of these two components could be the direct cause of severe damage on tunnels, however, it is not easy to quantify the effect of these on the behavior of tunnels. These parameters can be estimated by using inverse methods once the appropriate relationship between inputs and results is clarified. Various inverse methods or parameter estimation techniques such as artificial neural network and least square method can be used depending on the characteristics of given problems. Numerical analyses, experiments, or monitoring results are frequently used to prepare a set of inputs and results to establish the back analysis models. In this study, a back analysis method has been developed to estimate geotechnically hard-to-known parameters such as permeability of tunnel filter, underground water table, long-term rock mass load, size of damaged zone associated with seepage and long-term underground motion. The artificial neural network technique is adopted and the numerical models developed in the first part are used to prepare a set of data for learning process. Tunnel behavior, especially the displacements of the lining, has been exclusively investigated for the back analysis.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.26 no.7
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• pp.147-159
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• 2010

The settlement prediction is very important in preloading method for a construction site on the soft ground. At the design stage, however, it is hard to predict the settlement exactly due to limitations of the site survey. Most of the settlement prediction is performed by a regression settlement curve based on the field data during construction. In Korea, hyperbolic method has been most commonly used to align the settlement curve with the field data, because of its simplicity and many application cases. The results from hyperbolic method, however, may differ by data selections or data fitting methods. In this study, the analyses using hyperbolic method were performed about the field data of $\bigcirc\bigcirc$ site in Pusan. Two data fitting methods, using an axis transformation or an alternative method which is a direct regression method, were applied with various data groups. If data was used only after the ground water level being stabilized, fitting results using both methods were in good agreement with the measured data. Regardless of the information about the ground water level, the alternative method gives better results with the field data than the method using an axis transformation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.481-481
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• 2021

서울시는 '10년, '11년, '18년의 기록적인 호우로 인해 막대한 재산피해를 기록하였다. 이로 인해 서울시는 수재해 최소화 대책의 필요성을 인지하여 방재시설물 확충 등의 구조적 대책과 함께 침수지역 예측, 호우 영향 예보와 관련된 비구조적 대책 수립을 위해 노력하고 있다. 그 일환으로 2018~2019년 『서울시 강한 비구름 유입경로 및 침수위험도 예측 용역』 수행을 통해 레이더 실황강우 기반의 강한 비구름 이동경로 추정 기술, 강우시나리오 기반의 침수위험지역추정 기술이 적용된 서울시 도시침수 예측시스템을 개발하였다. 또한, 침수피해에 선제적으로 대응하기 위해 2019~2020년 『서울시 내수침수 위험지역 실시간 예측기술 개발』을 통하여 이류모델 기반의 예측강우정보 추정 기술, 예측강우정보 기반의 실시간 침수위험지역 추정기술을 적용하였다. 현재 서울시 도시침수 예측시스템은 서울시 전역의 강우 및 침수정보를 제공하며, 관로 113,286개(전체 385,768개), 맨홀 106,097개(전체 272,133개), 빗물펌프장 117개소(전체 121개소)가 반영되어 있다. 서울시 도시침수 예측시스템에서는 서울시 25개 자치구를 대상으로 실황 및 예측 강우정보, 강한 비구름에 대한 이동경로정보, 시나리오 및 실시간 침수정보를 제공하고 있다. 강우정보는 10분 및 1시간 단위 AWS 실황정보와 10분 단위 이류모델 기반 예측정보, 1시간 단위 LDAPS 기반 예측정보를 제공한다. 또한, 레이더 실황정보를 통해 판별된 강한 비구름에 대해 10분 단위 1시간 예측경로를 제공한다. 침수정보는 총강우량, 강우지속기간, 빗물받이효율 조건을 반영한 강우시나리오 기반의 6m 고해상도 격자단위 침수시나리오 정보와 자치구별 침수위험정보를 제공한다. 또한, 이류모델 기반의 레이더 예측정보를 이용하여 실시간 침수 예측정보를 제공한다. 향후 서울시 내 모든 수방시설물의 적용, 관로 유출구별 기점수위 반영, 관측자료를 이용한 도시유출 및 도시침수 모델 최적화 등 지속적으로 고도화를 수행하고자 하며, 서울시 도시침수 예측시스템을 통해 서울시 및 자치구 풍수해 담당자가 침수피해를 대비, 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.18-18
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• 2020

금강하구와 같이 막힌 대형 하구는 근본적으로 복잡한 물리화학적 프로세스와 다양한 이해당사자간의 갈등 때문에 단편적인 접근으로는 관리의 한계가 있을 수밖에 없는 환경이다. 더욱이 하굿둑의 갑문을 열어 하구순환을 복원하는 해수유통 사업은 그 자체가 가지는 환경적 효용성의 확인과 기존 용수이용 체계의 전면적 변화와 관련된 상당한 비용이 요구된다는 면에서 특별한 논란이 되어왔다. 본 연구는 해수유통으로 인한 금강 하구해역의 수리, 수질, 퇴적 및 생태 등 다양한 환경적 변화를 집중적인 현장 조사 및 통합 모델링을 통해 정량적으로 예측하고 이를 지역 이해당사자 논의 체계인 금강하구해역정책협의회에 제공함으로써 해수유통과 연관된 이해당사자 간 갈등을 완화하고 과학적 자료에 근거한 정책결정을 지원하기 위해 수행되었다(과학-정책의 통합). 조사연구는 하굿둑 갑문 개방에 따른 다양한 시나리오별로 해수유통으로 인한 영향을 하구해역(하굿둑의 바다 쪽 해역)과 하구호(하굿둑의 하천 쪽 담수역)에 미치는 영향을 검토하였다(하천-하구호-연안해역의 공간적 통합). 시나리오는 하구해역정책협의회의 요구사항을 반영하여 개발되었고, 시나리오별 영향파악은 수리(조석 및 파랑 포함), 퇴적물 이동 및 수질은 Delft3D모델을, 유역으로부터의 유량 및 오염물질 부하량은 분포형 비점모델인 STREAM을, 김양식과 이매패류 생산량을 추정하는 생태모델은 통계기반의 포인트 모델을 통해 이루어졌다(수리-퇴적-수질-생태계 모델의 통합). 시나리오 분석결과, 상시 해수유통을 제외한 대부분의 하굿둑 부분 개방 시나리오에서는 하구해역에 미치는 영향이 제한적으로 나타나는 것으로 예측되었다. 이는 하굿둑 부분 개방에 따른 담수방류량 및 이에 대응하는 해수의 유동패턴이 현재와 크게 달라지지 않음을 반영한다. 반면 하구호에 대한 영향은 하구해역에 비해 하굿둑 갑문 운영시나리오에 따라 상대적으로 민감하게 변화되는 것으로 예측되었다. 갑문의 부분 개방을 통해 하구호의 수위를 현재 대비 5cm~50cm 변화시켰을 때 1psu 염분의 저층에서의 침투거리는 하굿둑 상류 6km~18km 정도로 예측되었고 갑문 개방에 의해 염분 침투 거리의 조절이 가능할 것으로 나타났다. 단, 사용된 통합모델은 수년간의 검보정 과정을 반복적으로 수행하여 예측의 정확도를 지속적으로 개선하였지만, 모델운영 자체의 불확실성을 고려할 때 실제 해수유통을 위해서는 시범개방을 통해 모델 예측의 결과를 확인할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.30-30
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• 2020

본 연구에서는 여름철에 농업용수(벼농사용)로서 집중적으로 지하수를 사용하는 지역에서 시기별 지하수 사용에 따른 지하수 수질변화를 평가하기 위해 수행되었다. 연구지역은 충남 홍성군 양곡리와 신곡리 일부를 포함하는 면적 2.83 ㎢(283.3 ha)에 해당하는 지역이다. 연구지역 지하수 수질의 공간적 분포 및 시간적 변화 특성 평가를 위하여 2019년 2회(7월, 10월)에 걸쳐 지하수 관정(21개소)에 대하여 조사 및 분석을 수행하였다. 지하수 샘플은 현장에서 온도(T), pH, 용존산소(DO) 및 전기전도도(EC), 산화환원전위(Eh) 등을 측정하였고, 실험실에서 주요 양이온 및 미량원소(Ca, Mg, Na, K, Si, Sr), 음이온(F, Cl, Br, NO₂, NO₃, PO₄, SO₄), 알칼리도, 용존 유기탄소(DOC)와 용존 유기물(DOM) 등을 분석하였다. 지하수 수질조사 결과, 전체의 14~15개소(67~71%)가 Ca-HCO₃ 유형으로 분류되었으며, 다음으로는 Ca-Cl 유형이 4~5개소(19~24%)가 관찰되었다. 얕은 심도의 관정에서 상대적으로 심도가 깊은 관정보다 대부분 성분(TDS, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO₄, HCO₃, DOC)에서 높은 농도를 나타내었다. 지하수의 수질자료를 이용하여 다변량통계분석법인 주성분분석(PCA: Principal Components Analysis)과 계층적 군집분석(HCA: Hierachical Cluster Anlaysis)를 수행한 결과, 초기 3개 주요 고유성분(eigenvalue)는 PC1 54.0%, PC2 14.2%, PC3 12.3%로 전체 분산의 88.3%를 설명할 수 있었다. PC1은 Ca, Mg, Na, K, Cl, SO₄, DOC가 주요한 영향 인자였으며 PC2는 HCO₃, NO₃, DO에 영향 받음을 확인하였다. 계층적 군집분석 결과, 연구지역 지하수는 Na-Cl 유형의 C-3 관정을 제외하고는 크게 두 그룹으로 구분되어 졌다. 다변량통계분석의 결과에서도 수리지화학, 동위원소, 용존유기물 등의 특성에서 나타나는 것과 유사한 연구지역의 수질특성을 확인할 수 있었다. 연구지역은 차시기 동안 수질변화는 일부 관정을 제외하고는 유의할 만한 수준으로 관찰되지는 않았고, 지하수 사용에 따른 지하수위 회복도 빠르게 진행되고 있는 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.10 no.4
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• pp.97-106
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• 2023

This study analyzed morphological changes in the Singwangcheon and Naengcheon streams in Pohang caused by flooding due to Typhoon Hinnamnor. Analysis of the changes in river channel area from the past to recent times using aerial photos and drone-taken images showed that the river width had gradually decreased since the 1960s. However, after the flood, the river width increased again. Changes in the river cross-section before and after the flood show that a large amount of coarse sediment was deposited inside the river bend while the outer bank was eroded. The water levels calculated using HEC-RAS for the pre-flood cross-section based on the flood frequency discharges and estimated discharge from Oer Reservoir were significantly lower than the observed water level, which means that the cross-sectional change was not considered. The results of this study suggest that it is necessary to consider cross-sectional changes due to sediment transport when estimating the flood level of small and medium-sized mountain streams, and it is needed to investigate the geomorphic changes after floods.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.6_3
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• pp.1747-1761
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• 2023

Wetlands, defined as lands periodically inundated or exposed during the year, are crucial for sustaining biodiversity and filtering environmental pollutants. The importance of mapping and monitoring their topographical changes is therefore paramount. This study focuses on the topographical variations at the Incheon River estuary wetland post-restoration, noting a lack of adequate prior measurements. Using a multi-temporal Sentinel-1 dataset from October 2014 to March 2023, we mapped long-term variations in water bodies and detected topographical change anomalies using a pixel-frequency approach. Our analysis, based on 196 Sentinel-1 acquisitions from an ascending orbit, revealed significant topography changes. Since 2020, employing the pixel-frequency technique, we observed area increases of +0.0195, 0.0016, 0.0075, and 0.0163 km² in water level sections at depths of 2-3 m, 1-2 m, 0-1 m, and less than 0 m, respectively. These findings underscore the effectiveness of the wetland restoration efforts in the area.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.17 no.2
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• pp.1-11
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• 2024

Most reservoirs in South Korea are earthen dams, mainly because they are cost-effective and easy to construct. However, earthen dams are highly vulnerable to seepage and overtopping, making them prone to sudden failure during excessive flooding. Such sudden failures can lead to a rapid increase in flood discharge, causing significant damage to downstream rivers and inhabited areas. This study investigates the effect of riprap placement on the slopes of earthen dams in delaying dam failure. Delaying the failure time is crucial as it allows more time for evacuation, significantly reducing potential casualties, which is essential from a disaster response perspective. Hydraulic experiments were conducted in a straight channel, using two different sizes of riprap for protection. Unlike previous studies, these experiments were performed under unsteady flow conditions to reflect the impact of rising water levels inside the dam. The target dam for the study was a cofferdam installed in a diversion tunnel. Experimental results indicated that the presence of riprap protection effectively prevented slope failure under the tested conditions. Without riprap protection, increasing the size of the riprap delayed the failure time. This delay can reduce peak discharge, mitigating damage downstream of the dam. Furthermore, these findings can serve as critical reference material for establishing emergency action plans (EAP) for reservoir failure.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.18 no.3
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• pp.135-142
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• 2016

The aim of this study was to confirm the improvement of efficiency for temperature estimation at 0600 and 1500 LST by using a simple method for estimating temperature lapse rate modulated by the amount of clouds in comparison with the case adopting the existing single temperature lapse rate ($-6.5^{\circ}C/km$ or $-9^{\circ}C/km$). A catchment of the 'Hadong Watermark2,' which includes Hadong, Gurye, and Gwangyang was selected as the area for evaluating the practicality of the temperature lapse rate estimation method. The weather data of 0600 and 1500 LST at 12 weather observation sites within the catchment were collected during the entire year of 2015. Also, the 'sky condition' of digital forecast products of KMA in 2015 ($5{\times}5km$ lattice resolution) were overlapped with the catchment of the 'Hadong Watermark2,' to calculate the spatial average value within the catchment, which were used to simulate the 0600 and 1500 LST temperature lapse rate of the catchment. The estimation errors of the temperatures at 0600 LST were ME $-0.39^{\circ}C$ and RMSE $1.45^{\circ}C$ in 2015, when applying the existing temperature lapse rate. Using the estimated temperature lapse rate, they were improved to ME $-0.19^{\circ}C$ and RMSE $1.32^{\circ}C$. At 1500 LST, the effect of the improvements found from the comparison between the existing temperature lapse rate and the estimated temperature lapse rate were minute, because the estimated lapse rate of clear days is not very different from the existing lapse rate. However, the estimation errors of the temperatures at 1500 LST during cloudy days were improved from ME $-0.69^{\circ}C$, RMSE $1.54^{\circ}C$ to ME $-0.51^{\circ}C$, RMSE $1.19^{\circ}C$.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.2 no.1
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• pp.1-17
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• 1982

The stream morphological characteristics of a river basin has a close correlation with the hydrological and hydraulic characteristics of the basin. In this study the correlations of flow duration and Hydraulic geometry with the stream morphological characteristics as well as the correlation between flow duration and hydraulic geometry were analyzed bases on the data for the Geum River basin. The purpose of this study was to provide the necessary informations for water utilization projects at ungauged locations along the river course. First of all, the stream morphological characteristics was analyzed based on the Horton's three laws on the morphology of a stream that is, the law of stream number, the law of average stream length and the law of average stream slope. As is the case for majority of the rivers it was found that the Geum River basin was well developed according to the Horton's laws. High correlations were also found between the basin characteristics and the channel characteristics. The flow duration curves obtained with the daily stream flow data of 10~90% frequency of occurences at the five stage gauging stations in the Geum River could, in general, be expressed as an exponential functional relationship. The concept of proportional stream ordering system was employed to describe continuously the longitudinal variation of the stream morphological characteristics, and the mathematical model was formulated for the discharge-frequency-proportional stream order relationship. With the morphological characteristics as a common parameter the relationships with flow duration, drainage area were established in mathematical expressions, respectively.