• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.47-47
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• 2011

하도 내 수역이 식생으로의 천이가 진행되고 최종적으로는 육상 식물들이 활착하게 되는 육역화 현상은 하도의 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다. 최근 하천복원의 필요성이 강조됨에 따라 물골공법 및 국부세굴 유도형 공법 등 실용성을 포함시킨 다양한 하천 복원공법이 제시되고 있다. 물골공법은 자연적인 물골형상에 의한 유사퇴적방지, 홍수시 유속저감 및 생물서식처를 조성하는 하상 생태복원 공법을 의미하며, 본 연구에서는 수리모형실험 및 3차원 수치모의를 이용하여 다양한 하도육역화 방지 공법 중 물골공법의 효과 및 적용성을 검토하였다. 물골공법의 특성 중 유사퇴적방지의 효율성 분석을 위해 부정류(unsteady state)상태에 대해 연구를 수행하였으며 홍수 이후 수위하강시 고수부지 및 물골 주변에서의 흐름특성을 재현하였다. 수위하강 모의를 위해 임의의 수위하강시간을 선정하여, 수위하강이 진행되는 시간( )을 각각의 수위하강시간으로 무차원 화한 후 무차원된 시간(t/�� )에 따른 흐름특성을 비교 분석하였으며 모의 및 분석결과, 수위하강시간이 80초 이상일 경우 주요 지점에서의 유속의 변화는 무차원된 시간에 대하여 일치하였으며 수리모형실험 및 수치모의에 적용할 수위하강시간으로 선정할 수 있었다. 물골 전구간에 대한 부정류 실험을 위해 LSPIV(Large-Scale Particle Image Velocimetry)장치를 이용하여 수위하강에 따른 물골주변의 흐름특성을 관측하였으며 3차원 수치모의를 통해 검증하였다. 실험 분석결과, 수위하강에 따라 고수부지 위로 흐르는 유수가 물골 내부로 유입되어 물골을 따라 흘러 물골 합류부로 이동하는 것으로 나타났으며, 이는 홍수시 유수와 함께 떠다니는 부유사(suspended load)가 물골로 유입되어 물골 합류부로 이동하므로 물골의 유사배제 가능성을 판단할 수 있었다. 또한 물골의 유사배제능력을 평가를 위해 실험을 통하여 산정된 최대 및 최소 마찰속도(U )와 유사이동 한계곡선을 이용하여 물골의 통한 배제 가능한 유사의 입경을 분석하였다. 분석결과, 최소 2mm에서 최대 4mm로 나타났으며 이 입경 이하인 유사에 대해서는 퇴적되지 않고 물골을 통하여 배제될 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구 결과 물골공법 적용시 수위하강에 따라 물골에서 하도방향으로 유사의 수세(flushing)효과가 나타났으며 유사의 부상 및 이송이 효과적으로 발생하여 고수부지 내 유사퇴적 방지가 효과적인 것으로 판단되었다. 추후 다양한 형상의 물골에 대한 능력검토가 보완된다면 물골설계지침 제안을 위한 자료로 활용 가능할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.154-158
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• 2006

유역종합치수계획 수립시 유역내 해당 지점에서의 하도와 유역에 대한 홍수량 배분은 원활한 목표연도 홍수량 처리, 치수안전도 증대, 치수경제성 등을 고려하여 하도 및 유역에서 실현 가능한 모든 홍수방어대안 등을 검토하여 적절한 홍수량이 분담되도록 결정되어야 한다. 그러나 기존 문헌 및 연구에서 제시하고 있는 홍수량 배분에 대한 규정은 구체적이지 못하고 추상적이며 계획수립시 하도 홍수소통능력에 대한 객관적인 기준과 고려없이 하도분담량을 설정하고 있다. 이에 본 연구에서는 하도 홍수소통능력 평가에 대한 합리적인 기준설정이 필요하다고 판단되어 기존의 문헌 및 사례 등을 종합 분석하여 하도의 홍수소통능력 평가기법을 개발하였다. 하도 홍수소통능력의 판단기준은 하천내 유수의 소통능력은 물론, 하도내 수위가 높음으로 인해 내수배제가 원활히 이루어지지 못해 발생하는 홍수피해를 최소화할 수 있도록 5단계로 구분하였다. 그리고 제내지의 토지이용현황, 자산분포와 인구밀집도 등을 고려한 평가기준이 될 수 있도록 하였다. 내수에 대한 하도 홍수소통능력 검토시 도시하천의 경우에는 홍수피해 위험이 높고 자산이 많이 분포되어 있는 하천구간은 소파기준에 해당하는 침수심 0.5m 기준을 적용하였다. 그리고, 농경지하천의 경우는 농경지 침수시간에 따른 작물 피해액 기준을 도시하천의 개념과 유사하게 적용하여 홍수피해잠재능이 높은 지역에 위치한 하천의 경우는 침수지속시간이 24시간 이내가 되도록 적용하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.649-653
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• 2010

일반적으로 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다. 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 두 개의 유입관과 한 개의 유출관으로 구성된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 합류맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 합류맨홀에서 우수 관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 합류 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리 모형 실험의 물질적, 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 합류 맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 계산된 손실계수는 수리모형 실험을 통하여 산정된 손실계수와 비교하였다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 실제 합류 맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 합류 맨홀에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 합류맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였으며, 산정된 손실계수는 우수관거 시스템의 설계 및 평가에 사용가능하리라 판단된다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.24 no.5
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• pp.456-471
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• 2015

Emission source term is one of the strong controlling factors for the air quality simulation capability, particularly over the urban area. Ulsan is an industrial area and frequently required to simulate for environmental assessment. In this study, two CAPSS (Clean Air Policy Support System) emission data; CAPSS-2003 and CAPSS-2010 in Ulsan, were employed as an input data for WRF-CMAQ air quality model for emission assessment. The simulated results were compared with observations for the local emission dominant synoptic conditions which had negative vorticities and lower geostrophic wind speed at 850hPa weather maps. The measurements of CO, $NO_2$, $SO_2$ and $PM_{10}$ concentrations were compared with simulations and the 'scaling factors' of emissions for CO, $NO_2$, $SO_2$, and $PM_{10}$ were suggested in in aggregative and quantitative manner. The results showed that CAPSS-2003 showed no critical discrepancies of CO and $NO_2$ observations with simulations, while $SO_2$ was overestimated by a factor of more than 12, while $PM_{10}$ was underestimated by a factor of more than 20 times. However, CAPSS-2010 case showed that $SO_2$ and $PM_{10}$ emission were much more improved than CAPSS-2003. However, $SO_2$ was still overestimated by a factor of more than 2, and $PM_{10}$ underestimated by a factor of 5, while there was no significant improvement for CO and $NO_2$ emission. The estimated factors identified in this study can be used as'scaling factors'for optimizing the emissions of air pollutants, particularly $SO_2$ and $PM_{10}$ for the realistic air quality simulation in Ulsan.