• Korean Journal of Agricultural Science
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• v.39 no.3
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• pp.427-439
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• 2012

In this study, an experiment with large-scale model was performed according to raising embankment in order to investigate the behaviour of failure due to overtopping. The pore water pressure, earth pressure and settlement by high water level, a rapid drawdown and overtopping were compared and analyzed. Also, seepage analysis and slope stability analysis were performed for steady state and transient conditions. The pore water pressure and earth pressure for inclined core type showed high value at the base of the core, but they showed no infiltration by leakage. The pore water pressure and earth pressure by overtopping increased at the upstream slope and core, it is considered a useful data that can accurately estimate the possibility of failure of the reservoir. The behavior of failure due to overtopping was gradually enlarged towards the downstream slope from reservoir crest, and the inclined core after the raising embankment was influenced significantly to prevent the reservoir failure. The pore water pressure distribution for steady state and transient condition showed positive (+) pore water pressure on the upstream slope, it was gradually changed negative (-) pore water pressure on the downstream slope. The pore water pressure by overtopping showed a larger than the high water level at the downstream slope, it was likely to be the piping phenomenon because the hydraulic gradients showed largely at the inclined core and reservoir crest. The safety factor showed high at the steady state, and transient conditions did not show differences depending on the rapid drawdown.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.14 no.11
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• pp.55-63
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• 2013

Agricultural small dam reservoirs in Korea are vulnerable to flooding because of insufficient flood control capacity and deterioration such that reservoir water level is likely to rise rapidly and a large amount of water release quickly to downstream without flood warning. In this study, we performed hydrologic analysis to estimate design flood(200 years return period ${\times}1.2$) and also evaluated the effect of siphon spillway as a structural countermeasure for flood control and mitigation by applying reservoir routing to the Jipyeong reservoir, located in Sangju, Korea. The results show that the design flood was calculated at $284.3m^3/s$, and water level and water release decreased by 40cm and $91m^3/s$, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1639-1643
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• 2008

국내에서의 범람홍수 및 범람으로 인한 제방붕괴 특성은 그 해석상의 어려움으로 인해 주로 과거 범람상황 및 지형도를 통한 경험적 추정 등에 의존해 오고 있는 실정으로 정교한 물리학적 이론에 근거하지 못하였으므로 범람홍수량, 제방의 붕괴폭 등을 정확하게 예측하기에는 미흡한 점이 많았다. 도시하천과 같이 제방 인접한 곳에 주거, 산업시설 등이 밀집하고 있는 지역에서의 제방붕괴로 인한 홍수류의 범람은 막대한 인명 및 재산피해를 발생시키는 큰 재해가 될 수 있다. 본 연구를 통해서 홍수시 제방월류로 인한 제방붕괴 양상을 예측하고 이를 통해 범람유량의 정확한 예측을 통하여 도시하천 제방 계획시 홍수피해와 투자액을 감안한 경제적인 하천 제방단면 결정을 위한 기본자료로 활용될 수 있고, 도시 중요시설물의 입지 선정시 홍수피해에 대한 판단자료로 이용될 수 있을 것이다. 본 연구에서 개발된 모형을 이용하여 Teton 댐, Mantaro landslide 댐, Spirit Lake 장애물 댐 등에 적용하여 개발된 모형의 정확성을 입증하였다. 적용결과 개발된 모형은 기존의 모형과 같은 결과를 나타내어 국내 계산환경에 적용가능함을 보여 앞으로 이용가능성이 큰것을 알 수 있었다. 적용결과 파이핑의 발생위치의 영향은 대체로 파이핑의 위치가 제체의 윗부분에 위치할수록 최대 유출량은 커지는 것으로 나타났으나 Lawn Lake 댐의 경우에는 사면의 식생의 영향으로 다른 결과를 나타내었다. 점착력은 경우에는 점착력이 클수록 유출량의 크기는 감소하는 것으로 나타났으며 마찰각은 최대 붕괴폭의 크기 및 발생시간, 댐의 높이와 폭, 저수용량 등과 유출량이 연관있어 좀 더 많은 계산결과를 이용하여 심도있는 고찰이 요구되었다. 입자의 중간크기, 공극률, 균일성의 경우 적용된 댐들 모두 유사한 결과를 나타내었고 변수들이 커질수록 유출량도 증가하였다. 댐 사면 경사의 경우에는 상,하류 사면 모두 경사가 완만할수록 유출량이 감소하였다. 위의 결과를 통해 개발된 제방붕괴 해석모형은 좀 더 많은 연구와 적용을 통해 개선과 검증이 이루어진다면 국내 제방붕괴해석에 필요한 해석모형이 될 수 있다고 판단되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.8
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• pp.613-622
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• 2004

The simulation results of final closing by the developed model considering the flows through tide embankment of non-Darcy and through sluice gate agree well to the observed data which shows the model applicability. In comparative analysis with observed data, the simulation results by Homma(1958) are more accurate than those by Na(1987). The free flow equation with discharge coefficient, regardless of free or submerged flows, by Na based on the submergence ratio is applicable to the engineering practices. Because two simulated discharges are greater than the actual one, the correction of discharge coefficients reflecting the irregular section of actual closing gap situation is necessary. In the hydraulic analysis of final closing, the flow through tide embankment has been generally analysed by Darcy. Hydraulic analysis by the correct discharge through tide embankment of non-Darcy flow is necessary, because the ratio between flows through tide embankment and closing gap is relatively great at final closing.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.242-242
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• 2017

산업혁명 이후 인간사회의 산업화 및 도시화의 가속으로 지구온난화는 기후변화를 야기해 왔으며, 이로 인한 각종 부정적인 영향과 심각성은 날로 커져가고 있는 현실이다. IPCC(Intergoverment Panel on Climate Change)는 기후변화의 주범인 온실가스를 감축할 지라도 기후의 탄성 때문에 앞으로 수세기 이상 계속 진행될 것으로 전망하였으며, 기후변화 영향의 근원적 방지는 불가능하기 때문에 결국 수자원 관리 측면에서도 기후변화에 적응하기 위한 각종 적응전략 개발의 필요성을 강조하였다(IPCC, 2007). 최근 제방의 안정성에 대한 문제로 기후변화에 따른 홍수위 또는 담수 등의 조건으로 제외지의 고수위를 유지하게 되어 제체 내 침투가 일어날 수 있고, 수위급강하로 제방사면의 활동등이 일어날 수도 있으며 기초지반의 지지력이 부족하여 침하가 과다하게 발생하므로 제방의 소요높이를 유지할 수 없게 되어 월류로 인한 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 제방의 간극수압자료와 2차원 지하수침투 모형인 SEEP/W를 이용하여 안양천과 오산천의 침투거동을 분석하여 침투안정성을 평가하고자 하였다. 또한, 4대강 살리기 마스터 플랜(국토해양부, 2009)에 수록된 제방보강의 방법 중 누수에 대하여 제방고, 제방폭 및 제내지반고의 변화를 통한 지하수 침투거동을 모의, 분석하여 침투안정성을 평가하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 수문특성 변화분석 결과를 바탕으로 향후 발생할 수 있는 극치 수문사상의 값을 반영한 설계기준 강화 수방시설 계획 등의 연구에 활용하며, 여러 가지 수문학적 불확실성에 의하여 가변 가능한 도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석을 통한 기후변화 대응과 수공구조물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.61 no.2
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• pp.13-23
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• 2019

In this study, an overtopping model experiments and three dimensional seepage characteristics at the deteriorated homogeneous reservoirs were performed to investigate the behavior of failure for embankment and spillway transitional zone due to overtopping. The failure pattern, pore water pressure, earth pressure and settlement by overtopping were compared and analyzed. The pattern of the failure by overtopping was gradually enlarged towards reservoirs crest from the spillway transition zone at initial stage. In the rapid stage and peak stage, the width and depth of failure gradually increased, and the pattern of the failure appeared irregular and several direction of the erosion. In the early stage, the pore water pressure at spillway transitional zone was more affected as its variation and failure width increased. In the peak stage, the pore water pressure was significantly increased in all locations due to the influence of seepage. The earth pressure increased gradually according to overtopping stage. The pore pressure by the numerical analysis was larger than the experimental value, and the analysis was more likely to increase steadily without any apparent variation. The horizontal and vertical displacements were the largest at the toe of slope and at the top of the dam crest, respectively. The results of this displacement distribution can be applied as a basis for determining the position of reinforcement at the downstream slope and the crest. The collapse in the overtopping stage began with erosion of the most vulnerable parts of the dam crest, and the embankment was completely collapsed as the overtopping stage increased.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.16 no.6 s.84
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• pp.841-850
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• 2004

The modeling of uplift pressure within dam, on the foundation on which it was constructed, and on the interface between the dam and foundation is a critical aspect in the analysis of concrete gravity dams, i.e. crack stability in concrete dam can correctly be predicted when uplift pressures are accurately modelled. Current models consider a uniform uplift distribution, but recent experimental results show that it varies along the crack faces and the procedures for modeling uplift pressures are well established for the traditional hand-calculation methods, but this is not the case for finite element (FE) analysis. In large structures, such as dams, because of smaller size of the fracture process zone with respect to the structure size, limited errors should occur under the assumptions of linear elastic fracture mechanics (LEFM). In this paper, the fracture behaviour of concrete gravity dams mainly subjected to uplift Pressure at the crack face was studied. Triangular type, trapezoidal type and parabolic type distribution of the uplift pressure including uniform type were considered in case of evaluating stress intensity factor by surface integral method. The effects of body forces, overtopping pressures are also considered and a parametric study of gravity dams under the assumption of LEFM is performed.

• Journal of Wetlands Research
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• v.16 no.2
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• pp.235-243
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• 2014

According to the "Safety Evaluation Detailed Instructions (Dam)", precise safety inspection is carried out for dams that exceed a certain scale. However, as the Hydrological Safety Evaluation from various evaluation standards is designed to evaluate the safety of existing dams considering PMF, the evaluation is much less applicable for most agricultural reservoirs. Therefore, the Hydrological Safety Guidelines for agricultural reservoirs are expected to be re-evaluated considering the diverse risk factors with the coefficient model and AHP in this study. The coefficient model has been developed by selecting the hydrological safety superordinate subordinate evaluation factors to reflect diverse risk factors of agricultural reservoirs. After calculating the sum of indicators score for each evaluation factors, validation procedures were performed for the questionnaire which a panel answered. The practical coefficient has eventually been estimated for the hydrological safety evaluation considering the diverse risk factors. The conclusions acquired based on the study done are that both most agricultural reservoirs were classified as flood defense capability is insufficient and agricultural reservoirs which meet embankment-freeboard standards considering PMF was overestimated.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.22 no.12
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• pp.65-70
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• 2021

River-side Embankment collapse involves various causes. The embankment collapse due to internal erosion around embedded structures reaches up to more than 10% in Korea. Many studies are being attempted to prevent from the collapse of the embankment rooted from overtopping and instability as well as internal erosion. One of them is the study on the application of biopolymers. The application of biopolymers to soils are divided into enhancing strength, vegetation and erosion resistance. This study investigated the effect of biopolymer treated soil on erosion resistance. The main goal of the study is to obtain basic data for real-scale experiments to verify the effectiveness of biopolymer treated soil embankment including a review of the collapse pattern in the model embankment with various test conditions. The optimized experimental conditions were selected by examining the erosion patterns according to each induction path with three compaction degree of the model embankment. As a result of the experiment, the internal erosion rate in the embankment to which the biopolymer treated soil was applied is greatly reduced, and it could be concluded that it might be applied to the actual embankment. However, in this study, the conclusion was drawn only within the scaled-down model embankment. In order to practically apply the biopolymer treated soil to the embankment, the study considering the scale effect would be needed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.368-368
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• 2020

최근 초대형화 되어 나타나고 있는 이상홍수와 지진 등에 의한 저수지 붕괴와 같은 대규모 비상상황 발생으로 하류지역 주민의 생명과 재산의 피해가 발생하고 있다. 국내의 경우 1996년 이후로 지속적으로 발생하고 있는 이상홍수로 인해 1998년에는 40개,1999년에는 5개의 소규모 저수지가 붕괴되었으며 최근 2013년과 2014년에도 저수지가 붕괴되는 상황이 발생했다. 댐붕괴의 원인은 구조물의 자연적 노화, 극심한 강우나 홍수, 지진, 제체전도, 파이핑, 침윤발생, 월류 및 파랑 등에 의한 자연적 상황 등이 요인이 될 수 있으며, 시공결함, 사고 또는 전쟁과 같은 인위적인 요인으로 발생할 수도 있다. 과거에 설계 및 시공기술이 부족하였거나 경제적인 이유로 부실하게 건설되어 있는 댐이 세계적으로 산재되어 있어 잠재적인 위험을 상당수 내재하고 있는 실정이다. 본연구는 댐의 점진적인 파괴에 의해 발생하는 유출수문곡선을 구하고 파괴의 성질을 예측 및 홍수파를 수리학적으로 추적하기위해 BREACH 모형과 DAMBRK 모형을 사용했으며 극한홍수(PMF)조건과와 최대지진발생(MCE)조건을 적용하여 원주시 관내 저수지 붕괴 모의 시나리오를 구축했다. 저수지 붕괴에 따른 유출수문곡선을 유도하기 위해서 본 연구에서는 기존의 EAP보고서 자료를 참고하여 붕괴지속시간, 붕괴부 평균폭, 붕괴부 측벽면 경사의 변화에 따라 다양한 모의를 수행함으로써 발생되는 붕괴부 유량 수문곡선을 도출하여 각각의 조건들이 붕괴파 형성에 미치는 영향에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 저수지의 붕괴시 첨두유출량에 민감한 영향을 주는 인자는 붕괴지속시간과, 붕괴부 평균폭으로서 이들 값이 붕괴유출량 변화에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. 최대지진발생(MCE)조건 해석결과 홍수류의 범람으로 인해 홍수파가 하류측으로 진행할수록 완만히 감소하며, 하천 중·상류부 인근 제내지로 홍수류의 범람이 발생하는 것으로 검토되었으며, 극한홍수(PMF)조건 해석결과 최대지진발생(MCE)조건과 같이 홍수파가 하류측으로 진행할수록 완만히 감소하는 특성을 보이며, 하천 전체 구간에서 인근제내지로 홍수류의 범람이 발생하는 것으로 검토되었다. 본 연구는 침수구역 피해규모 산정 및 비상대처계획도를 작성시 기초데이터가 되어 상황별 피해예상지역에 대해 응급행동요령, 주민대피계획비상대처계획을 수립하여 지역 주민생활에 안정을 기여하고자 한다.