• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.241-241
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• 2011

일반적으로 식생흐름의 층 적분 모형은 층의 수에 따라 2층 및 3층 모형으로 구분한다. 즉, 전체 수심을 식생영역과 상부영역으로 구분하는 2층 모형과 식생영역을 바닥 조도의 영향 유무에 따라 내부 및 외부 식생영역으로 구분하는 3층 모형으로 나뉜다. 본 연구에 사용된 수리실험 자료는 기존의 연세대학교에서 수행한 실험결과를 이용하여 각 모형의 정확성을 예측해 보았다. 다양한 실험조건에 적용한 결과, 3층 모형이 식생영역에서 유속의 변화를 고려할 수 있지만 레이놀즈응력의 영향에 민감하고, 적분된 유속은 2층 모형에 의한 예측 결과가 더욱 정확하였다. 3층 모형에서는 내부 식생영역의 결과는 전체흐름구조에 미미한 영향을 미치므로 무시할 수 있으며, 이를 바탕으로 식생영역에서 유속 변화가 고려되는 수정 2층 모형을 제시하였다. 본 연구를 통하여 기존의 2층 모형과 3층 모형의 장점을 취합하여 수정된 2층 모형의 방정식을 바탕으로 모형의 정확성을 평가하기 위하여 2층 모형, 3층 모형, 수정 2층 모형의 유속 분포를 비교 분석하여 모형을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.145-145
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• 2012

일반적으로 식생하도에서는 다양한 흐름저항 발생으로 인해 통수능은 감소하고 홍수위는 증가할 수 있다. 식생하도 흐름해석을 위해서는 복합적으로 발생하는 흐름저항이 합리적으로 산정되어야 한다. 하도 흐름에 식생을 고려하는 중요한 관점 중 하나는 식생높이에 대한 수심의 비이다. 본 연구에서는 수심이 식생높이보다 큰 즉, 침수식생 조건에서 식생층의 평균유속 산정식을 제시하고자 하였다. 문헌조사 결과 식생층의 평균유속 산정 방법은 크게 두 가지로 구분되었다. 첫 번째는 흐름을 정상, 등류로 가정하고 전 수심에 대한 힘의 평형을 해석하는 것이고(Stone and Shen, 2002), 두 번째는 2층 구조로 분리하여 식생층과 표면층사이에서 발생하는 전단력을 힘의 평형에 포함시키는 것이다(Baptist et al., 2007; Huthoff et al., 2007; Yang and Choi, 2010). Stone and Shen(2002)의 경우 일부 유속을 과대 산정하는 결과를 보였고, 이는 층간 전단력이 무시되었기 때문이다. 따라서 본 연구에서도 2층 구조론을 이용하였다. 그러나 식생의 밀도가 증가하게 되는 경우 식생이 차지하는 부피는 증가하는 반면, 바닥 전단력의 영향은 감소하게 되므로 식생의 부피는 고려하되 바닥 전단력은 무시하였다. 본 연구를 통해 제시한 식생층 평균유속식을 기존 연구의 수리모형실험 결과와 비교한 것은 <그림 1>과 같다. 비교적 일치하는 결과를 보였지만 Dunn et al.(1996), Rowinski et al.(2002)의 실험결과에 대해서는 유속을 과대 산정하는 것으로 나타났다. 이 들 실험조건의 특징은 침수비가 모두 2.0보다 작다는 것이다. 따라서 침수비 조건에 따라 전단력 ${\tau}_i$의 영향이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 침수비 2.0을 기준으로 이보다 낮은 침수비에서는 전단력 ${\tau}_i$를 무시하고, 2.0이상에서는 ${\tau}_i$를 고려한 침수식생하도 식생층 평균유속 산정식을 제시하였고 수리실험결과와 비교한 결과 <그림 2>와 같이 수용할 만한 결과를 얻었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.9
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• pp.823-833
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• 2010

Open-channel flows with submerged vegetation show two distinct flow structures in the vegetation and upper layers. That is, the flow in the vegetation layer is featured by relatively uniform mean velocity with suppressed turbulence from shear, while the flow in the upper layer is akin to that in the plain open-channel. Due to this dual characteristics, the flow has drawn many hydraulic engineers' attentions. This study compares layer-averaged models for flows with submerged vegetation. The models are, in general, classified into two-layer and three-layer models. The two-layer model divides the flow depth into vegetation and upper layers, while the three-layer model further divides the vegetation layer into inner and outer vegetation layers depending on the influence of the bottom roughness. This study compares the two-layer model and the three layer-model. It is found that the two-layer model predicts better the average value of the velocity and the prediction by the three-layer model is sensitive to Reynolds shear stress. In the three-layer model, the mean flow in the inner vegetation layer does not affect the flow seriously, which motivates the proposal of the modified two-layer model. The two-layer model, capable of predicting non-uniform mean velocity, is based on the Reynolds stress which is linear and of power form in the upper and vegetation layers, respectively. Application results reveal that the modified two-layer model predicts the mean velocity at an accuracy similar to the two- and three-layer models, but it predicts poorly in the case of very low vegetation density.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.39 no.4
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• pp.493-503
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• 2019

This study is composed of nine treatments [Control : "no neutralizing layer+vegetation layer" 3 cm, Treatment 1 : "no neutralizing layer+vegetation layer" 5 cm, Treatment 2 : "no neutralizing layer+vegetation layer" 7 cm, Treatment 3 :"neutralizing layer (cement 3 %)+ vegetation layer (cement 1 %)" 3 cm, Treatment 4 : "neutralizing layer (cement 3 %)+vegetation layer (cement 1 %)" 5 cm, Treatment 5 : "neutralizing layer (cement 3 %)+vegetation layer (cement 1 %)" 7 cm, Treatment 6 : "neutralizing layer [$(Ca{\cdot}Mg)CO_3$] +vegetation layer" 3 cm, Treatment 7 : "neutralizing layer [$(Ca{\cdot}Mg)CO_3$]+vegetation layer" 5 cm, Treatment 8 : "neutralizing layer [$(Ca{\cdot}Mg)CO_3$]+vegetation layer" 7 cm] to find out the vegetation effects according to neutralizing layer types of the acid drainage slope. There were no significant differences observed in soil hardness and soil moisture content of neutralizing layer type while highly difference of moisture content was observed according to the neutralizing and vegetation layer thickness. As for soil acidity, strong acid was shown in the control, treatment 1 and treatment 2. Neutralizing effects were outstanding in treatments of 3, 4, 5 (cement treatment group), 6, 7 and 8 (limestone treatment group). Concerning plants growth characteristics, surface coverage rates, number of germinating woody plants, plant height, and plant root status, there were excellent effects observed in the experimental groups mixed with cement (treatments 3, 4 and 5) and limestone (treatments 6, 7 and 8). At the initial stage, however, plant roots were negatively affected in cement layer treatments of 3, 4 and 5. However, no difference was shown in each layer thickness on the acid drainage slope whereas 3~5 cm thickness neutralizing layer was appropriate in consideration of economic feasibility.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.515-519
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• 2010

본 연구에서는 침수식생 개수로 흐름의 평균유속 및 다양한 난류량 예측이 가능한 해석적 모형의 비교 분석을 수행하였다. 각 모형의 비교분석에 사용한 수리실험자료는 기존의 다양한 연구자가 제시한 실험결과를 이용하였다. 레이놀즈응력의 경우, 상부영역에서는 선형분포를 가정한 두 모형 모두 수리실험자료와 잘 일치하였다. 그러나 식생영역의 경우 3층모형에서 가정한 지수함수 형태의 레이놀즈응력은 실험자료와 잘 일치하지 않는 것으로 나타났다. 평균유속의 경우, 삼층모형에서 새로이 추가된 내부식생영역은 전체적인 예측결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만, 전체적인 평균유속 예측결과는 두 모형 모두 비교적 유사하였다. 본 연구를 통하여 분석된 2층모형과 3층모형의 장점만을 취합하여 이층모형의 정확성을 개선하였다. 기존 수리실험자료를 이용하여 식생수로의 레이놀즈응력분포식을 최적화된 멱함수 형태로 제시하였다. 개발된 모형을 기존 수리실험자료에 적용한 결과 특정 조건을 제외하고는 비교적 정확하게 식생흐름의 평균유속분포를 예측하는 것으로 나타났으며, 이는 식생 및 흐름조건에 의해 식생영역의 레이놀즈응력분포형태가 왜곡되어있을 경우인 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.669-673
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• 2008

본 연구에서는 식생 하층 및 상층영역의 층평균 유속 및 유속 분포에 관련한 모형을 제시하였다. 제안된 모형을 정상류 흐름에 적용할 경우, 수심, 경사, 식생밀도, 식생높이와 같은 기본조건만을 이용하여, 각 층의 평균유속 뿐만 아니라 유속 분포를 산정할 수 있다. 모의 식생 및 레이저 도플러 유속계를 이용한 실내 수리실험을 수행하여 제안식의 적용성 및 정확성을 파악하였고, 기존 문헌 자료의 유속 및 식생 자료를 이용하여 범용성을 확인하였다. 분석 결과 본 연구에서 제시된 제안식이 비교적 정확하게 각 식생층의 평균유속을 산정하는 것으로 나타났으며, 식생조건 및 흐름조건의 변화에 따른 조도계수의 변화 양상에 대해 살펴보았다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.39 no.2
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• pp.307-316
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• 2019

Development of vegetation in stream channel increases resistance to flow, resulting in increase in river stage upon flood and affecting change in stage-discharge relationship. Vegetation revealed in stream by water level reaching a peak and then declined upon flood is mostly found as prone. Taking an account of flow distribution with the number of vegetation, prone vegetation layer might be at height where discharge rate is zero (0) (Stephan and Guthnecht, 2002). However, there is a tendency that flow rate is overestimated when applying the height of river bed to flow area with no consideration of the height of vegetation layer in flow rate by float measurement. In this study, reliable flow measurement in stream with vegetation was calculated by measuring the height of vegetation layer after flood and excluding the vegetation layer-projected area from the flow area. The result showed the minimum 4.34 % to maximum 10.82 % of flow deviation depending on the scale of discharge. Accordingly, reliable velocity-area methods would be determined if vegetation layer-projected area in stream is considered in flow rate estimation using the flow area during the flood.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.2 s.175
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• pp.183-190
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• 2007

Soil layer in vegetation filter strip is one of the very important factor for reduction of non-point pollutants by physical, chemical and biological reactions of it through infiltration process. This study was carried out to prepare more effective vegetation filter strip through modification of soil layer for river water quality improvement. Therefore, the main aims of this study are to compare and evaluate normal (straighten type) and modified (step type) vegetation filter strip, which make artificially change the soil layer to improve infiltration ability, through bench scale experiments. In the results of this study, vegetation filter strip of step type is much more highly reduction effectiveness of pollutants in surface flow compared with normal vegetation filter strip. In case of below effluent, however, it appeared that the vegetation filter strip modified soil layer showed lower reduction effectiveness of pollutants than the general vegetation filter strip. This result was judged because effluent through the vegetation filter strip of step type passed bigger size of aggregate or sand than the vegetation filter strip of straighten type. If we compare it as a definition of pollutant load to estimate total amount of reduced pollutants by vegetation filter strip, reduced pollutants load by step type showed higher than those by straighten type because below effluent amount relied on total effluent amount was higher at step type (4%) than at straighten type (2%). In conclusion, the vegetation filter strip of step type to improve infiltration effect is much more reduction effectiveness of pollutants than vegetation filter strip of straighten type.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.103 no.1
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• pp.1-11
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• 2014

This study was conducted to investigate the changes understory vegetation composition (shrub and herb layers) in Mt. Gyebang as a northern-temperate deciduous broadleaf forest. Tracheophytes were 146 taxa, consisting 56 families, 93 genera, 124 species, 17 varieties, 3 forma, 2 sub-species and 1 unknown taxa in research subject area. As species area curve analysis, herbaceous layer and shrub species have been decreased over time. As a result of Mantel-test, basal area of upper layer affects to understory vegetation change (p<0.0001). Mean importance value was dominated Lindera obtusiloba (21.585%), Rhododendron schlippenbachii (19.774%) in the shrub layer, identified Sasa borealis (14.082%) and Lindera obtusiloba (7.921%) in the herb layer. According to NMS analysis of shrub layer, Species characterized by strong correlation have been reduced as time goes by. And it reports different species as an increasing in basal area of the upper layer. Herb layer plots of the NMS analysis, Rhododendron schlippenbachii and Rhododendron mucronulatum consistently were affected in shrub layer. In consequence of MRPP-test for changes in vegetation composition, It was analyzed that there are no significant differences for vegetation composition changes on shrub layer in 5-10 years. As a changes of vegetation composition on herb layer were analyzed significantly, composition change of herb layer species was larger than shrub layer species in understory vegetation.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.15 no.2
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• pp.193-200
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• 2001

본 연구는 하반식생이 일정 지역에 정착할 때 밀접하게 관여하는 토양환경에 주목하였으며, 특히 하반 미지형 이라는 특수 지역에서 생각할수 있는 미지형 형성의 토양구조와 하반미지형이 식물에 미치는 토양수분, 그리고 식생과의 관계에 대하여 검토하였다. 그결과 각 미지형마다 그 퇴적상태가 다르며 이에따라 하반식생도 달리 나타났다. 또한 모두 조사구에 서 모래층 밑에는 반드시 자갈층의 단계를 반복하고 있는데 이는 반복된 과거의 홍수에 의한 것으로 판단된다. 따라서 미지형을 고려한 식생을 도입하여야 하며, 토양수분과 지라수위와 식생과의 관계는 하천마다 다르므로 현지 지형에 맞는 식생 도입이 요구된다. 앞으로 보다 지속적, 장기적 현장조사와 하천 수문, 수리학적 data의 축정에 따른 하반식생과 입지환경요인과의 관련성에 관한 연구의 축적이 필요하며, 이에 기초한 식생호안공법의 개발이 향후과제라 할 수 있다.