• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.184-188
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• 2010

식재된 하도의 흐름 해석을 위하여 많은 연구자들이 모형을 제시하였지만 이들 연구는 주로 균일한 형태를 갖는 수로의 실험자료를 활용하여 검증되었다. 자연하천의 경우 하도는 복잡한 형태를 보이고 동시에 식생위치, 밀도 등이 다양하여 흐름 또한 매우 복잡하다. 이러한 자연하도에서 유량을 정확히 예측하는 것은 매우 어려우며 이러한 이유로 식생이 존재하는 자연하도의 실측자료에 대하여 검증이 필요하다. 본 연구에서는 Mertens와 Nuding의 방법을 활용하여 주수로와 홍수터 그리고 식생구역과 비식생구역 사이의 운동량 교환에 의한 흐름저항을 산정하고, Darcy-Weisbach식을 이용하여 분할단면 별 유속을 계산하였다. 계산된 유속으로부터 분할단면의 유량을 계산하고 이들의 총합으로 전단면의 유량을 산정하였다. 독일의 도시하천인 Enz강 4개 단면에 대하여 두가지 방법에 의해 수위에 따른 유량을 계산하고 실측 유량과 비교하였다. 비교결과 모든 단면에서 Nuding 방법이 Mertens의 방법보다 유량을 크게 산정하고 있음을 확인하였다. 이는 식생구역과 비식생구역 사이에서 운동량 교환이 발생하는 폭이 크면 클수록 경계면에서의 마찰은 증가하게 되는데 Nuding 방법이 Mertens방법보다 운동량 교환 폭을 상대적으로 작게 산정하여 경계면의 마찰 또한 작게 산정한 결과로 판단된다. 복단면의 홍수터에 식생이 존재하는 경우에는 Nuding방법이, 복단면 형태이더라도 식생이 호안에 존재하거나 단단면의 제방에 식생이 존재하는 경우에는 Mertens방법에 의해 계산된 유량이 실측유량과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.9-18
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• 2023

기후변화는 외수침수와 연관이 있는 하천제방 안전성에도 영향을 미친다. 제방의 안전성을 높이기 위해 비탈면 보강에 대한 연구가 활발히 수행되어왔다. 특히 최근에는 순환자원을 재활용하여 호안블록을 제작하는 기술 등이 개발되고 있다. 그러나 호안블록의 재료적인 측면의 연구와 더불어 블록 형상에 의해 제외지의 흐름특성에 미치는 영향을 분석하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 호안블록의 형상에 따라 호안면의 유속 등 수리학적 특성의 영향을 3차원 수치모의를 통해 수행하였다. 호안 블록 형상은 3가지 형상을 제안하였고, 이상적인 하천 수로에 블록을 설치하여 수치해석을 수행하였다. 3차원 수치해석은 FLOW-3D를 사용하였고, 호안블록의 형상에 따른 최대유속, 호안부의 바닥유속, 최대 전단응력의 변화를 분석하였다. 그 결과, 자연석형 식생블록인 블록 A가 요철의 크기와 규모가 불규칙하여 호안에 연결하여 설치할 경우 호안 블록 B, C보다 호안 설치구간의 유속변화가 가장 큰 것으로 분석되었다. 향후 하천의 지형적 특성을 고려한다면 현장적용성을 고려한 호안블록 설계를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.23-34
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• 2019

농촌지역 하천이나 호소수 수질 개선을 위한 비점오염원의 관리 및 저감은 시급한 현안이다. 본 연구에서는 농촌지역의 비점오염 저감을 위하여, 개비온 매트리스호안공에 혐기/호기의 구역을 적용한 자연형 비점오염처리 하천호안을 제안하고, 이의 축소모형 실험(1/6 축적) 및 현장 적용(가로2.0 m 세로 3.0 m 높이 0.4 m의 3단 격벽의 호안)을 통하여 활용성을 평가하였다. 개비온 매트리스 내부에 골재를 채운후 차수 격벽을 설치하고, 호안 법면의 자연 경사를 활용하여 혐기/호기 조건의 여과대를 조성하여 오염물질을 다단으로 처리하였다. 또한 호안공의 표면에 식생을 활착시켜, 토사의 표면 유입을 차단하고, 추가적으로 식생에 의한 정화 기능을 도모하였다. 본 호안공의 축소모형 및 현장 적용에서의 화학적산소요구량(COD) 및 질소성분(T-N, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$)의 모니터링 결과, Lab Scale에서는 TCOD 17%, SCOD 35%, TN 14%, $NH_4{^+}-N$ 62%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었고, pilot plant 시운전에서는 TCOD 24%, SCOD 29%, TN 47%, $NH_4{^+}-N$ 50%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었으며, pilot plant 시운전에서는 29%의 TP 제거효율도 달성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.223-223
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• 2021

호안은 유수로부터 제방과 하안을 보호하는 구조물로 태풍 또는 집중호우로 인한 홍수로부터의 안정성이 확보되어야 한다. 적정한 호안공법 또는 제품의 선정을 위해서는 유속, 소류력 등이 반영된 수리 안정성 검토가 필요하나 현재 국내에는 이와 관련한 객관적인 평가나 시험 기준이 제시되어있지 않기 때문에 국내에서는 실제 수리실험을 통한 호안제품 및 공법의 수리학적 안정성을 제공하는 경우는 찾아보기 어려운 것이 현실이다. 본 연구는 호안공법 중 친환경적 재료를 사용하여 개발된 스톤매트리스 호안공법의 수리적 안정성을 검토하기 위해 수행되었다. 스톤매트리스 공법은 상부망과 하부망의 체결을 통해 돌을 군체로 일체화 시킴으로써 치수 안정성이 매우 뛰어나며, 충분한 식생공간을 확보한 공법으로 재료의 2차 변형 방지가 가능하며 안전한 군체 유지가 가능한 공법이다. 이러한 공법에 대한 안정성 검토를 위한 실규모 실험은 안동 하천연구센터에서 수행하였다. 실험에 사용된 수로는 8°의 경사를 갖는 급경사수로에서 수행되었다. 수로의 제원은 폭 3m, 길이 30m 의 직사각형 형태의 직선수로로 이루어져 있다. 시험체는 실규모로 제작되며 2m × 10m 의 제원을 갖는 별도의 트레이에 시공되어 실험시 크레인을 이용하여 실험수로에 안착시킨다. 수리 안정성 실험은 실험대상유량을 단계별로 나누어 점차적으로 증가시키며, 시험체의 이탈, 파괴 등의 큰 변화가 발생하였을 경우 실험을 종료한다. 수리량 측정은 유속측정, 수위관측 등으로 이루어지며, 재료의 변형은 3D스캐너를 이용하여 변위를 검토하였다. 총 3회에 걸친 실험결과 실험수로에서 발생가능한 최대유량인 4.34cms 조건에서 실험체 바닥에서의 소류력은 약 300N/m² 의 소류력이 발생하는 것으로 확인되었다. 또한 재료의 수직변위는 최대 1.8mm로 계측기 오차범위에 근접한 수치를 보이는 것으로 실험체의 이동이나 석재의 파손은 발생하지 않은 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.147-153
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• 2008

저수호안에 작용하는 외력들 중에서 유수에 의한 소류력과 항행하는 선박에 의한 항주파는 호안의 안정성에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 항목들이다. 본 연구에서는 이러한 외력들에 대해 호안의 안정성을 분석하였다. 분석대상지역은 서울시의 한강인공호안을 생태녹지공간으로 조성하는 시험시공구간이다. RMA-2모형을 이용하여 계산된 유속을 사용하여 소류력을 산정하고, 안정성은 대상구간에 대해 계산한 계산소류력과 호안재료의 허용소류력을 비교하여 분석하였다. 분석결과 측점 93의 200년빈도 계산소류력이 허용소류력을 초과하여 이 지점은 수리적안정성이 확보되지 않는 지점으로 판단할 수 있었다. 2007년 8월 10일의 강우에 대해서는 전구간에서 계산소류력이 허용소류력보다 작게 모의되었다. 따라서 소류력에 대해서는 안정하다고 판단할 수 있으나 부분적으로 호안이 침수된 부분에 세굴이 발생한 이유는 시공후 식생이 활착할 시간이 부족한 상태에서 작은 소류력에 대해서도 세굴이 발생하였으며, 항주파 등의 다른 외력과 중첩되어 발생하였다고 생각된다. 한강을 운행하는 한강유람선과 수상택시에 의해 발생하는 항주파를 계산하였으며 이를 이용하여 호안에 미치는 파력을 산정하여 호안재료에 따른 지지력과 비교하였다. 그 결과 한강을 운항하는 선박들이 호안에 미치는 외력은 허용지지력보다 매우 작은 값으로 판단되므로 호안은 항주파에 대해서는 안정하다고 판단할 수 있으나 소류력 등의 다른 외력과 동시에 작용할 경우소류력 등의 다른 외력과 동시에 작용할 경우에는 복합적인 외력을 고려해야 할 것이다.

• 한국환경생태학회:학술대회논문집
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• 한국환경생태학회 2009년 학술대회 논문집 2호
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• pp.57-60
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• 2009

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.668-668
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• 2012

제방 비탈면 보호방법 중에서 식생매트를 사용하는 방법은 제방의 보호와 함께 자연친화적이면서 생태계의 보전 측면에서 유리하고 이와 아울러 심미적 효과와 비용의 적절성 등의 요건을 만족하기 때문에 최근 국내 자연형 하천정비에서는 다양한 종류의 식생매트들이 빈번히 사용되고 있다. 하지만 식생매트로 인한 제방의 비탈면 보호 효과에 대해서는 아직까지 정성적으로 분석된 예가 미흡하여 이에 관한 연구가 시급히 요구되고 있는 실정이다. 비탈면을 보호하는 비탈덮기는 생태계와 경관 등의 고려도 중요하지만 그보다 먼저 유수에 의한 파괴가 발생하지 않아야 한다. 따라서 제방의 비탈면 보호 효과가 다른 재료에 비해 상대적으로 취약할 수 밖에 없는 식생매트의 경우 적용범위와 한계를 명확히 하여야 잘못된 적용으로 인한 재해를 막을수 있을 것이다. 근래 들어 지역을 가리지 않는 국지성 폭우로 인한 홍수가 점차로 확대되고 있는 국내 상황을 고려할 때에도 식생매트의 한계와 적용범위의 결정은 매우 중요하다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원 안동 하천실험센터 호안블록 시험구간에서 하류 10m 지점에서 시작하는 20m 구간에 두 종류의 식생매트를 교대로 설치하여 각각의 식생매트에 관한 파괴실험을 수행하였다. 두 종류의 식생매트 모두 코코넛 섬유를 원료로 사용하는 제품이며, 식생매트의 파괴 실험은 식생활착 이전의 상황을 재현하여 수행하였다. 이는 통상적으로 식생 활착 이전의 식생매트가 제방 비탈면을 보호하는 효과가 현저히 떨어지는 단점을 가지고 있기 때문에 이에 맞추어 본 실험에서는 식생매트의 자체의 단점과 한계를 파악하는 것을 목적으로 하였다. 실험 결과 두 종류의 식생매트는 모두 침수시 부력으로 인한 부유 현상과 식생매트 틈세 흐름으로 인한 기반층의 세굴 현상을 발견할 수 있었으며, 이러한 상황에서 식생매트를 고정하는 앵커가 매우 중요한 역할을 한다는 것을 발견할 수 있었다. 식생매트가 기반 토층에서 분리되어 파괴가 발생하는 유량조건은 각각 식생매트에 따라 서로 다르게 나타났는데, 이 또한 매트를 고정하는 앵커의 특성 때문인 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권3호
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• pp.302-317
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• 2010

본 연구는 탄천내 기존 콘크리트 호안블럭을 제거하지 않고 호안녹화용 매트를 적용하여 경관개선 및 생물서식기반을 조성하고자 하는 지역의 복원 효과 확인 및 관리방안을 제안하고자 하였다. 모니터링 결과 식물상은 2006년 18과 38종 3변종 총 41종류, 2007년 19과 56종 3변종 총 59종류, 2008년 29과 59종 8변종 총 64종류로 매년 식물종이 증가하고 있었다. 식물상 분포의 특징은 공법 적용지를 중심으로 식재한 물억새, 수크령 등이 세력을 형성하고 있었으며 범람시 토사 퇴적으로 자생종 중심의 다양한 종이 출현하고 있어 생태적으로 양호한 상태이었다. 현재는 자생종이 우점하고 있었으나 주기적인 범람에 의한 교란 유발 종과 외래종의 증가가 예상되므로 장기모니터링을 통해 관리가 이루어져야 양호한 수변생태계가 형성될 수 있을 것이다. 결국 하천천이 초기식생과 교란지 식생이 혼재되어 나타나는 생육양상이었다. 이와 같은 호안 녹화용 식생매트 공법은 콘크리트를 제거하지 않고 상부에 코이어 매트를 포설하여 불량경관을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 식물생육의 기반을 제공하여 계속적인 식물종의 증가에 따른 종다양성을 확보하는데 효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권10호
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• pp.983-993
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• 2008

근래에 이상기상과 지구 온난화로 인한 해수면 상승과 해사채취, 난개발에 의해 국내외 연안역에 여러 형태의 침식피해가 발생되고 있다. 이에 대한 침식방지 및 보호대책 공법이 적용되고 있으나 큰 실효를 거두지 못하고 있다. 연안보호 구조물로 PC 콘크리트 호안블럭이 국내외 연안에 시공되고 있으나 대부분의 기존 구조물들은 사람의 접근성이 어려운 구조물로 시공되어 있어 친수성이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이런 점들을 보완하여 사람들의 접근성이 좋으면서 연안침식 방지 보호 능력이 우수한 친수성 호안공을 개발하고자 한다. 개발한 호안공의 성능과 기능의 확보를 위해 모형실험이 반사율, 파량, 월파고에 대해 수행되었다. 그 결과는 일반 계단형 보다 훨씬 좋은 결과를 나타냈다. 또한 호안공의 실용화를 위해 현장실험은 노출부 일단면의 식생실험과 해안역의 침식구간에 시공실험을 실시하였다. 후자의 경우는 실험구간에서 많은 양의 모래가 짧은 시간에 퇴적되어 연안침식 방지 및 보호용 친수 호안공으로서의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1286-1290
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• 2005

소하천의 치수기능상 안전성을 확보하고 소하천의 생태계를 고려하며 소하천의 본래의 경관을 보전 및 향상시키는 이른바 자연형 소하천 정비가 추진되고 있다. 행정자치부는 자연형 소하천 정비 사업에서 도출된 문제점을 개선하기 위하여 안성시 당왕소하천 등 9개 소하천에 관한 자연형 소하천정비 시범사업 및 소하천 모니터링 사업을 2002년부터 시행하였다. 모니터링 사업은 시범소하천의 공사전, 공사중, 공사후 모니터링을 실시하여 향후 자연형 소하천 정비 공사에 관한 개선 자료를 제시하고자 하였으며, 본고에서는 당왕소하천 시범사업에서의 공사후 모니터링을 통하여 공사전$\cdot$후의 하상변동, 적용된 호안공법의 수리적 특성, 호안 식생 활착밀도, 홍수량 및 홍수위 측정, 흔적수위를 근거로 한 하도 수리특성 재현 등을 수행하였다. 모니터링 결과를 근거로 하여 하천 수리변화와 생태계와의 관계 규명, 각 구간에서의 적용공법의 적정성 평가, 분야별 공법 및 사업전반에 대한 평가, 치수 안정성을 갖는 자연형 호안공법에 관한 설계지침 및 유지관리 지침, 향후 하천 환경 정비 공법에 대한 대안 등을 제시하는데 필요한 기초자료를 축적하고자 한다.