• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.250-250
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• 2021

횡월류위어(side weir)는 하천의 수위가 한계수위 이상으로 상승할 경우 본류로부터 저류지나 분수로(distributary channel)로 흐름을 전환하기 위하여 사용하는 수공구조물로 강변저류지나 off-line저류지의 유입부에 흐름방향과 평행하게 설치되어 유량관리 및 전환, 홍수통제, 에너지 소산, 수위조절, 일정 유량의 취수 및 분배, 초과 홍수량의 전환 등의 목적으로 이용되는 구조물이다. 횡월류 위어의 월류 흐름은 일반위어와 같이 위어마루부 직각방향으로 흐르지 않고 본류 흐름특성에 따라 비스듬하게 유입된다. 이러한 흐름특성으로 횡월류위어 월류량은 본류의 하폭, 흐름특성, 위어길이 및 설치위치 등에 따라 각기 다르게 산정된다. 현재 국내에서 진행된 횡월류위어 흐름특성에 관련된 연구는 대부분 직선수로에 집중되어 있으며 사행하천의 흐름특성에 따른 연구는 부족한 실정이다. 금회 연구에서는 3차원 상용프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 사행하천구간 유입부 설치위치 특성에 따른 횡월류 위어 유입흐름 특성을 분석하였다. 사행하천 구간 횡월류위어 설치위치에 따른 3차원 흐름해석을 위해 AUTO CAD 프로그램을 이용하여 수로길이 30m, 수로폭 2m의 구형 사행수로를 구성하였고, 횡월류위어 유입부 위치를 20°~120°로 변화시키며 수치모형실험을 수행하였다. 해석결과 수로흐름은 유입부 설치각이 작을수록 상·하류 수위차가 작아지며 유속이 감소하며 설치위치각이 클수록 수로내 평균유속은 증가하는 것으로 확인되었다. 유입부 설치각이 작을수록 방류량이 증가하여 수로내 흐름분리현상 증가하였고 이로인한 지체현상이 발생하는 것으로 확인되었다. 본 연구로 사행하천구간에 횡월류위어가 설치된 경우, 월류량과 수리학적 흐름특성을 해석할 때 3차원 수치모형실험이 유용한 해석도구로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이후 수치모형실험이 수공구조물 설계 및 해석 시 참고자료로 이용가능할 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권1호
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• pp.44-53
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• 2021

급격한 도시화로 인하여 도심지의 불투수 면적의 증가와 기후변화로 인한 국지성 집중호우로 인하여 기존 배수시설로 구성된 도시지역의 홍수 방어능력이 취약하게 되었다. 이와 같이 도심지의 우수 유출량이 증대되고 유출 양상이 변화되고 있는 다양한 도시지역에서의 원활한 내수배제를 위해서는 우수관거의 용량 증대 및 단순 지하 저류조의 설치가 아닌 기존 배수시설과 연계가 가능하면서도 배수가 용이한 형태의 간선저류지의 설치가 필요하다. 본 연구에서는 기존의 우수관거를 연계한 저류시설인 간선저류지 개념을 적용하고 유역 형상이 변화된 가상유역을 선정하여 간선저류지의 특성인자들과 설계를 위한 매개변수들의 관계를 분석하고 저류지의 설치위치 및 용량에 따른 우수유출저감효과를 검토하였다. 또한 여수 도원지구를 대상으로 간선저류지 설치위치 및 용량에 따른 관계를 검증하고 기존의 우수유출 저감시설과 간선저류지 설치에 따른 내수침수 저감효과를 비교 및 분석하였다. 간선저류지 적용에 따른 내수침수 저감효과를 분석한 결과, 간선저류지 설치에 따라서 침수면적이 약 66.5% 정도 감소하는 것으로 나타났으므로 본 연구에서 제시한 간선저류지는 도시지역의 내수침수를 저감시키는 데에 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권8호
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• pp.681-694
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• 2010

본 연구에서는 경제성분석에 의한 강변저류지의 최적위치 선정기법을 제안하였다. 강변저류지 설치에 소요되는 비용을 크게 건설비용과 토지매입비용으로 나누어 산정하였으며, 강변저류지 설치로 인해 발생하는 이익을 홍수피해저감액과 습지설치로 인한 연간이득으로 구분하여 산정하였다. 홍수량-홍수피해액 관계를 간접적으로 도출하는 방안을 제시하였으며, 강변저류지의 습지활용 시에 발생하는 이익은 인공습지의 가치평가기법을 도입하여 평가하였다. 경제성평가 기법으로는 편익-비용분석을 적용하였으며, 안성천 유역의 13개 후보강변저류지에 대한 경제성평가를 수행하였다. 또한 강변저류지의 최적 위치와 규모를 결정하기 위해 홍수저감효과를 이용한 기존의 모형을 보완하여, 경제성평가기법을 이용한 의사결정기법을 제안하였다. 제안된 의사결정기법을 안성천유역의 13개 후보강변저류지를 대상으로 적용하였으며, 기존에 홍수저감효과만을 이용한 모형의 결과와 비교분석하였다. 그 결과 홍수저감량만을 고려한 기존의 결과와 비교할 때 보다 높은 경제성을 제공할 수 있는 최적조합선정이 가능하였고, 경제성을 고려하는 것이 보다 실질적인 의사결정의 기준으로 사용될 수 있다는 것으로 나타났다.

• 한국전통조경학회지
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• 제34권3호
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• pp.67-77
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• 2016

본 연구는 월지의 조성목적이 단순히 정원을 조성하기 위해서라는 기존의 이론에 대한 문제제기로부터 시작되었다. 본 연구에서는 월지조성에 대한 기존의 이론에 대하여 논의한 후, 월지조성의 또 다른 목적을 저류지로 상정하고 이것에 대하여 검증하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 월지조성에 대하여 제기한 두 가지 의문에 대하여 논의한 결과 월지가 처음부터 정원으로 만들어졌을 가능성 보다는 저류지로서 조성하였을 것이라는 가능성을 진단하였다. 둘째, 위치와 지형적 측면으로 볼 때, 월지는 북천으로부터 유입된 물이나, 범람한 물, 또는 용출수가 형성하는 지천이나 수로가 자연스럽게 월지 쪽으로 흐르도록 지형적 조건이 형성되어 있으며, 월지는 이렇게 형성된 물이 남천으로 유입되는 유로의 종점에 위치하고 있어 물을 저류한 후 유출하기에 유리한 조건을 갖추고 있다는 것을 확인하였다. 셋째, 수리적 측면에서 볼 때, 북천은 제방이 축조되기 이전에는 범람이 일어날 가능성이 상존하였으며, 이러한 홍수피해는 구황동원지에서 한번, 다시 월지에서 한번 잡아주어 왕경중심부로 피해가 확산되지 않도록 하였던 것으로 보인다. 넷째, 도시계획적 측면에서 볼 때, 월지가 조성되기 이전에 월지일대는 도시기능이 들어서지 않았다는 것을 확인하였으며, 월지가 조성되고 난 이후에 도로 등의 개설을 통해 도시계획이 완성되었다는 것을 확인하였다. 다섯째, 월지의 입수장치와 출수장치 그리고 월지 서측의 수직석단은 월지가 저류지로서의 기능을 충분히 할 수 있도록 한 시설이었다는 것을 확인하였다. 여섯째, 저류용량으로 볼 때, 월지는 당시로서는 엄청난 량의 물을 저류할 수 있는 시설이었다는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1489-1493
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• 2009

우리나라는 매년 홍수에 의해 엄청난 재난과 인명손실, 경제적 손실 등이 발생하여 이에 대한 대책 수립과 피해 복구에 많은 부담을 가지게 된다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 위치한 김해 화포천 유역에 천변 저류지를 조성함으로써 홍수기의 홍수위 저감효과를 분석하고 비홍수기시에는 천변저류지를 습지로 활용하는 방안을 모색하기 위해 수리학적 분석을 실시하였다. 화포천의 경우 과거 홍수에 취약한 지역으로 화포천의 수위가 낙동강 본류의 수위보다 낮아 내수배제 방식으로 홍수를 대비해왔다. 그러나 최근 증가되고 있는 집중호우 등으로 배수 용량 증설과 제방고 변화의 구조적 방안들의 한계점을 나타내고 있다. 따라서 홍수기시 홍수위 저감효과 분석을 위해 HEC-RAS의 부정류 해석을 이용하였다. 천변저류지의 조성은 그 위치와 규모에 따라 HEC-RAS 모형에 시나리오별로 적용하여 홍수위 저감효과를 모의 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권7호
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• pp.725-735
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• 2008

최근 국내에서는 기상이변으로 인한 홍수피해가 증가하고 있으나, 환경, 경제 및 정치적 문제로 인해 댐과 같은 대규모 수공구조물의 설치가 어려우며, 이에 대안으로 천변저류지의 설치를 검토하기 시작했다. 천변저류지는 비교적 규모가 작아 대상유역에 설치가능한 후보지가 다수 존재하며, 이들 후보지를 적절히 조합할 경우 효율적인 홍수 조절효과를 기대할 수 있다. 그러나 천변저류지 후보지가 다수 존재할 경우 최대의 효과를 제공하는 조합을 결정하기는 어려우며, 특히 기존의 연구에서 천변저류지의 홍수조절효과 산정을 위해 사용한 부정류해석과 같은 수리학적 접근방법을 적용할 경우 분석에 한계가 있을 수 있다. 본 연구에서는 수문학적 접근방법을 이용하여 천변저류지의 홍수조절효과를 산정하고, 최적화 기법인 유전자알고리즘을 이용하여 다양한 경우에 대한 홍수조절효과를 효율적으로 산정하기 위한 의사결정모형을 개발하였다. 개발된 모형을 안성천수계에 적용하여 모형의 적용성을 검토하였으며, 개발된 모형은 천변저류지 계획 수립을 위한 의사결정모형으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.344-344
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• 2016

최근 도시화에 따른 투수면적의 감소인한 우수 유출량의 증가로 비점오염 및 도시 침수피해에 대한 문제가 증가하고 이에 따른 유역관리에 대한 관심이 높아지고 있다. 불투수면적의 특성으로 인한 도시 비점오염의 축적량 증가와 함께 적은 강우에도 유출이 발생되고 이로 인한 세척효과에 의해 고농도의 비점오염원을 하천으로 유출시키게 된다. 이러한 우수 유출 및 비점오염원 관리방안으로 저영향개발(LID;Low Impact Development) 기법에 의한 우수유출량의 저감과 수질개선효과를 연구할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 전주시 송천동 지역을 대상으로 관측자료를 이용하여 SWMM모형을 구축하였고, 그 결과를 바탕으로 LID기법 중 하나인 Bioretention과 저류조용량(900, 1050, 1200, $1350m^3$)을 고려한 수질개선 효과를 분석하였다. 송천동 지역에 대한 저류조 및 Bioretention 적용에 따른 수질 개선효과를 비교한 결과 SS는 무시설의 경우 평균 100.08mg/L에서 1) 저류조의 경우 83.40mg/L(17% 감소), 2) 식생저류지의 경우 86.27mg/L(14% 감소), 3) 저류조와 식생저류지 연계 적용의 경우 79.43mg/L(21% 감소)로 평가되었다. BOD는 무시설의 경우 평균 15.24mg/L에서 1) 저류조의 경우 13.37mg/L(12% 감소), 2) 식생 저류지의 경우 12.29mg/L(19% 감소), 3) 저류조와 식생저류지 연계 적용의 경우 11.81mg/L(22% 감소)로 나타났다. T - P는 무시설의 경우 평균 1.09mg/L에서 1) 저류조의 경우 0.96mg/L(12% 감소), 2) 식생저류지의 경우 0.84mg/L(22% 감소), 3) 저류조와 식생저류지 연계 적용의 경우 0.78mg/L(28% 감소)로 수질이 개선되었다. 저류조와 식생저류지 적용에 따른 SS의 경우, 식생저류지를 적용했을 경우보다 저류조를 적용했을 경우 수질농도가 더 많이 저감되는 것으로 산정되었다. BOD와 T - P의 경우 저류조를 적용했을 경우보다 식생저류지를 적용했을 경우 수질농도가 저감 되는 것으로 나타났다. 또한 저류조와 식생저류지를 연계 적용했을 경우 각각 적용했을 경우보다 수질농도가 더 많이 저감되는 것으로 평가되며, 향후 유역 내 LID기법과 저류조 위치에 따른 효과에 대한 연구가 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.23-31
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• 2010

천변저류지의 조성에 관한 기존의 연구는 천변저류지의 홍수조절 효과분석이나 유량변화 등을 이용하여 그 효과를 판단하고 적용하여 왔다. 그러나, 이와 같은 분석방법은 천변저류지의 조성에 의한 경제적인 효과를 명확하게 제시할 수 없으므로 천변저류지의 타당성과 역할을 정확하게 평가하고 알리기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 천변저류지 조성에 따른 홍수 조절 효과와 수질개선효과 및 생태적인 효과를 경제적인 가치로 산정하고 이를 정량화하였다. 이를 위하여 경상남도 창녕군에 위치한 우포늪 지역을 대상으로 분석을 수행하였으며, 우포늪의 천변저류지 조성에 따른 경제적인 가치는 평균 819억원으로 산정되었다. 본 연구에서 제시한 경제적 가치 평가는 천변저류지의 효과 및 중요성을 판단하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1129-1132
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• 2008

기존의 하천은 제방의 직선화와 더불어 홍수량을 신속히 바다로 유출시키는데 하천정비를 목표로 삼고 추진해왔다. 그러나 하천주변의 인구 집중화와 더불어 도시화는 홍수피해에 대한 잠재력을 발전시킴과 동시에 불투수층의 증가로 인해 하천 위주의 홍수방어에 그 한계를 나타내고 있다. 따라서 최근 유역종합치수계획에서는 홍수량을 유역내에 분담시키고자 노력하고 있으며 이러한 노력중의 하나로 천변저류지와 습지를 이용한 홍수제어 방안이 꾸준히 제시되고 있다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류내에 위치하고 있는 습지와 치수목적으로 계획중인 천변저류지를 고려하여 유역 수문모델링 SWAT모형을 이용하여 유역내에서 발생하는 홍수량 저감효과를 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.637-637
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• 2012

본 연구에서는 내수침수 저감을 위하여 효율적(effective)인 우수저류조 설치에 따른 침수저감효과 극대화 방안을 제시하고자 한다. 여기서 효율성(effectiveness)은 침수저감량의 극대화 측면과 비용의 최소화 측면 두 가지로 구분된다. 최적 방재 시설물의 설치는 단순 설치비용 대비 저감량이 가장 큰 안을 제시하는 것은 의미가 없으며 일정 기준 이상의 방재성능을 발휘하면서 주어진 예산안에서 최적안을 찾아야 하므로 비용의 최소화 측면과 침수 저감량, 즉 맨홀에서의 월류 저감량을 최대화 하는 두 가지의 목적을 동시에 달성해야 한다. 따라서 본 연구에서는 다목적 최적화 알고리즘의 적용을 통하여 우수저류조 최적 설치지점을 선정하는 기법을 제안하였다. 본 연구에 적용한 다목적 최적화 방법으로는 목적함수의 최적해 탐색 효용성 측면에서 우수하다고 평가되고 있는 유전자 알고리즘을 적용하였다. 다목적 최적화의 경우 해의 우열을 판단하기 위한 적합도 함수는 실제 각 목적함수의 적합도 값(real fitness value)이 아닌 해의 상대적인 우열(dominance or non-dominance)에 따라 부여되는 등급(rank)에 의해서 해의 우열이 결정되며 여기서는 Fonseca and Fleming(1993)이 제안한 Ranking method를 적용하여 적합도를 결정하였다. 한편 도시 우수관망의 해석 및 우수저류조 설치에 따른 월류량 분석을 위하여 미 환경청(US Environmental Protection Agency; EPA)에서 제공하고 있는 EPA-SWMM 5.0 engine을 사용하였으며 최적화 알고리즘의 구성을 위하여 Visual C++와 SWMM DLL을 연동하여 사용하였다. 연구 대상유역은 인천 청라지구(3공구)를 대상으로 기법의 적용성을 검토하였으며 저류지 설치에 따른 비용함수는 EPA(2002)에서 제안한 저류지 체적대비 공사비용을 원화로 환산한 후 청라지구의 공시지가를 고려하여 결정하였다. 최적화 기법의 적용 결과 저류지 설치비용에 따라 최대로 월류량을 저감시킬 수 있는 우수저류조 최적 설치위치의 조합(Pareto-front)을 결정할 수 있었다.