• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.305-305
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• 2015

도심지에서의 우수관거시스템의 경우 적정 설계빈도 기준에 따라 유입량에 따른 적정 통수능을 확보할 수 있도록 설계되고 있다. 유입량에 동반되는 토사량의 경우 관내 퇴적 방지를 위한 적정 설계유속 조건 반영을 통해 관내 퇴적이 이루어지지 않도록 고려하고 있다. 그러나 2011년 7월 우면산 토사피해, 2014년 8월 금정산 토사피해와 같이 실제 발생한 주요 침수피해들의 경우 다양한 피해발생 원인들 중 관로 내 토사퇴적에 따른 우수관로의 통수능력의 저하되는 문제점이 지적되었다. 설계 시 적절히 고려하지 못한 토사의 유입은 관내 토사 퇴적으로 이어지고 결과적으로 통수단면 저하에 따른 월류발생 및 도심지 내 침수피해가 발생으로 이어지게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하고 기존 관거의 통수능력을 적절히 확보하기 위해서는 관거 내의 퇴사량에 대한 분석과 이를 고려한 관로 설계가 필수적이다. 도시유역에서 일반적인 우수관거로 유입되는 토사의 경우 산지유역과 달리 비교적 작은 입경을 가진 토사들로 구성된다. 즉, 유입되는 토사량에 있어 입경의 적정 크기 및 분포에 따라서 관거내 토사 퇴적량이 달라지게 되며 이를 해소할 수 있는 유속 범위에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 토사 입경별 관내 유속에 따른 퇴적양상을 검토하기 위하여 특정 제원의 관거 및 우수관거로 유입되는 토사의 입경들을 기준으로 관내 수심의 변동에 따른 우수관거를 지나는 각입자별 부유 퇴적의 기준이 되는 한계유속 조건을 산정하였으며, 이를 고려한 관거의 경사도 조정을 통해 설계유량에 따른 관거 내 토사퇴적량 변화를 살펴보았다. 이때, 관로내에 일정량의 토사가 지속적으로 유입되는 것으로 가정하였으며, 유입되는 토사의 입경을 0.1mm~30.0mm까지 세분화하여, 유입되는 토사 전량에 대한 입경을 하나의 입경으로 고정시킨 조건으로 관내 유속에 따른 퇴적 양상의 변화를 검토하였다. 향후 해당 조건을 반영한 설계방안의 경우 설계강우에 대한 고려를 통하여 신뢰도 측면에서 관거내 토사의 퇴적과 유속 관계에 대한 분석을 바탕으로 이루어져야 하며, 이를 통하여 일반적인 관거의 설계 기준이 수립될 필요가 있다고 판단된다.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.15 no.3
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• pp.15-21
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• 2022

The purpose of this study is to investigate the sedimentation area and runout distance in the downstream when debris flow occurred on a mountain slope through an experimental performance. Super typhoons and torrential rains caused by climate change cause large-scale debris flow disasters in the downstream areas of mountainous areas, mainly where sediments are deposited and flowed downstream. To analyze the characteristics of the sediment deposited downstream, the disposition area and runout distance were investigated through experiments in the case of a straight channel and channel with berm, respectively. As experimental conditions, changes in sediment volume concentration and channel slope, and channel with or without berm, reduction rates in sedimentation area and runout distance were investigated. In the straight channel, the steeper the channel slope and the lower the sedimentation concentration, the sedimentation area and runout distnace were increased. In a channel with berm, the runout distance and sediment area increased as the slope became steeper and the sediment area decreased.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.43 no.5
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• pp.755-763
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• 2010

Fine sediment loadings from agricultural watersheds have led to habitat degradation in Lake Takkobu, northern Japan. Fifteen lake sediment core samples were obtained and analyzed to develop a chronology using physical sediment characters, $^{137}Cs$, and tephra. The reconstructed sedimentation rates over the past ca 300 years suggested that sedimentation rates increased drastically after land use development. With a natural sedimentation rate of 0.1-1.1 mm $year^{-1}$ until 1898, lake sedimentation accelerated to 0.6-12.8 mm $year^{-1}$ after 1898. The sedimentation rates after land use change, such as forestry, river engineering works, and agricultural development, were about 6-12 times higher than that under natural conditions, leading to accelerated lake shallowing over the last ca 100 years. Sedimentation rates between 1898 and 1963 differed with location in the lake because of spatial variation in the sediment flux from the contributing rivers and their watersheds. The sedimentation rate in the southern zone between 1898 and 1963 was significantly higher than that in the middle and northern zones, reflecting active sediment production associated with forestry for charcoal production and canal construction for transportation in the southern watersheds and wetlands. The sedimentation rate after 1963 did not vary among the three zones, because decreasing sedimentation was found in most of the southern sites whereas an increasing trend was observed in the middle and northern sites. This result can be explained by shallowing of lake-bottom morphology with sedimentation and the resultant reduction of sediment retention capacity in the southern zone. Moreover, the sedimentation rate at sampling sites close to river mouths increased by 5-32 times compared with natural rates before 1898. The Kushiro River, into which Lake Takkobu drains under regular flow conditions, further contributed to an increased sedimentation rate, because water from the Kushiro River flows back into Lake Takkobu during floods.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.685-685
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• 2012

농업용수 및 친수공간 확보, 경관 향상 등의 다양한 목적을 위한 보의 건설은 하천의 흐름을 차단하여 보를 기준으로 상 하류의 흐름특성을 변하게 하고 토사퇴적에 많은 영향을 미치게 된다. 토사의 퇴적으로 인해 하상이 상승되면 홍수시 홍수위 상승에 의한 치수적인 문제점이 발생하고 토사의 침식이나 공급차단으로 인해 하상이 저하되면 하상세굴로 인해 교각이나 수위관측소와 같은 하천시설물의 기능이 저하되며 하천부지의 변화 등 하천유역 관리에 많은 영향을 준다. 따라서 보 상 하류의 하상변동을 예측하고 분석하는 것은 하천 관리에 매우 중요하다. 본 연구에서는 공주보 건설 기간 중 공주보를 기준으로 상 하류의 하상변동 및 퇴적 토사의 입도 변화양상을 조사하기 위해 모니터링 지점을 선정하였고, 하상단면 수심측정기를 이용하여 하상의 형상 모니터링을 통해 하상변동 양상을 분석하였으며 토사시료를 채취하여 하상재료 입도분포를 분석하였다. 그 결과 공주보 상류 모니터링 지점의 하상 평균높이가 0.52m 낮아진 것으로 측정되었고, 하류 모니터링 지점 역시 하상고의 평균 높이가 0.36m 저하된 것으로 측정되었으며, 하상형상의 모습은 큰 차이를 보이지 않았다. 보의 건설로 상류측의 토사퇴적이 예상 되었으나 모니터링 시에는 수문이 개방되어 하천의 흐름이 비교적 원활하여 보 상류측에 토사의 퇴적현상이 발생하지 않은 것으로 판단된다. 또한, 하상재료를 채취하여 균등계수 및 곡률계수를 통해 입도분포를 분석한 결과 체가름시험 규정에 의해 '나쁜입도'로 분류되었다.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.98 no.6
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• pp.669-675
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• 2009

The purpose of this study was to examine the influence of land use change in the forest catchment on sedimentation rate at the outlets of rivers in Kushiro Mire that have been impacted by forest clearing, agricultural activity and river regulation. We analysed Caesium-137(Cs-137) concentration in sediment cores, and we estimated sedimentation rates and Cs-137 inventories over the last 50 years. Cs-137 from atomic bomb testing first entered the environment in 1954 which provides easily identifiable chronological markers in the sediment. Because Cs-137 is strongly absorbed into sediment particles, its redistribution occurs in association with sedimentary particles. Since the 1950s, the forest catchment areas draining into the mire have been developed intensively from forest areas to agricultural lands. The sediment accumulations at the outlets of rivers after 1954 ranged from 36 to 148 cm. The Cs-137 inventory is significantly greater than the reference sites which reflected natural accumulation conditions because sediment containing Cs-137 was carried from catchments into the outlets of the rivers. In addition, the Cs-137 inventory was correlated with the sedimentation rate. However, the Cs-137 inventories in Kuchoro and Kushiro river profiles were slowly increased with the sedimentation rates. This is because the sediment originating from scoured areas such as streambeds and banks contains a low level of Cs-137 concentration.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.466-466
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• 2012

하천의 하구에서는 해수의 흐름에 따른 연안토사의 이동과 하천유황에 따른 상류에서의 토사량에 따라 하상이 변화한다. 특히 하구부에서의 퇴적토사 증가는 하천의 수질변화와 어도단절 등으로 인해 하천환경에 악영향을 끼칠 수 있는 하구폐쇄를 발생시킬 수 있어 이에 따른 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 동해안으로 유출되는 지방 1급 하천인 가곡천과 호산천을 대상으로 하구부 퇴적토사의 변화를 모니터링 하였다. 하상변화의 모니터링은 최신장비인 지상 LiDAR를 이용하여 다시기로 스캔한 지상 LiDAR 측정자료를 활용하여 퇴적량을 산출하고 퇴적과 침식의 변화양상을 분석하였다. 분석결과 퇴적지점과 침식지점 및 이에 대한 체적량 변화를 정밀하게 확인할 수 있었다. 지상 LiDAR를 활용한 하상변화 분석기법은 정밀한 퇴적량 추이를 빠르게 관찰할 수 있어 하구지역 뿐만 아니라 하천 전반에서의 하상변화를 조사하는 데에 있어 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.103 no.1
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• pp.80-86
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• 2014

$^{210}Pb$ dating was conducted to examine the influence of land use changes in the forest catchment on lake sedimentation. The Kushiro River, into which Lake Takkobu drains under regular flow conditions, contributed to an increased sedimentation rate in sampling point at the lake outflow because turbid water from the Kushiro River flows back into Lake Takkobu during floods. The elevated sediment flux from the catchment dilutes the $^{210}Pb$ concentration in sampling points at the inflow of the Takkobu River and the lake outflow, which causes fluctuations in the $^{210}Pb$ concentrations in sediment cores. The $^{210}Pb$ dating was estimated using the CRS (Constant rate of Supply) model. The dates by the CRS model in Lake Takkobu profiles were in good agreement with the dates by $^{137}Cs$. Sedimentation rates reconstructed for the past 100-150 years suggested that sedimentation rates increased drastically following land use changes. While a natural sedimentation rate of $0.01-0.03g/cm^2/year$ is observed until the 1880s, whereas lake sedimentation accelerated to $0.03-0.09g/cm^2/year$ following land use changes such as deforestation and channelization, between the 1880s and 1940s. In particular, the sedimentation rates have been associated with deforestation, channelization, agricultural development and road construction, since the 1980s, and these rates were about 9-28 times higher than those under natural conditions, leading to accelerated lake shallowing.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.7 no.1 s.24
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• pp.67-72
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• 2007

A model for predicting potentials of land erosion and deposition over a natural basin was developed based on the mass balance principle. The program was developed based on sediment mass balance principle for each cell in a GIS. Sediment yield from a cell was estimated with RUSLE. The outflow sediment from a cell was calculated by multiplying the sediment yield of the cell by the sediment delivery ratio (SDR) of the cell. The outflow sediment from the upstream cell becomes the incoming sediment of the downstream cell. Therefore the erosion and deposition potential of each cell could be determined from the sediment mass balance i.e., the difference between the incoming and outflow of sediments of each cell. The developed model was validated by comparing the predicted sediment yields for three basins with measured data.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.262-262
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• 2022

토석류는 산지 사면에서 발생하여 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나로 국내에서 발생하는 토석류는 홍수, 태풍 등 타 재해에 비하여 상대적으로 매우 짧은 시간에 발생하며, 사후대응이 어려우므로 사전대비가 필수적이다. 토석류로 인한 피해를 효과적으로 대비하기 위해서는 국내의 지질, 지형 그리고 강우에 따라 발생하는 토석류에 대한 보다 체계적인 정밀현장조사를 통한 자료 구축과 이를 분석한 토석류의 발생원인, 이동경로와 침식 및 퇴적에 관한 연구가 필요하다. 최근의 토석류 연구에서는 침식-퇴적 및 연행작용에 의한 효과를 반영한 수치모의 연구들이 있으나, 모형의 검증을 위한 침식-퇴적 거동에 대한 자료는 현재까지 매우 부족한 실정이다. 토석류 발생에 따른 침식-퇴적 거동특성은 그 자체로도 공학적으로 중요한 요소이며, 수치해석 모의에 필요한 매개변수 추정에도 필요한 항목이다. 토석류 모의의 검증자료로 활용될 수 있는 토석류에 대한 실험적 연구는 토석류의 확산 형태 및 확산 길이에 대한 내용이 대부분으로 흐름수로에서의 침식 및 퇴적에 대한 연구는 찾아보기 어려운 상태이다. 본 연구에서는 토석류 발생에 따른 흐름부에서의 침식 및 퇴적에 대한 거동 특성을 분석하기 위하여 함수비, 흐름수로 경사, 상부 붕괴토조의 토사깊이, 흐름수로 침식가능 깊이 등 다양한 조건으로 실내모형실험을 수행하였다. 상부 토조의 토사 함수비가 30~80% 실험에서는 퇴적 현상이 탁월하였고, 100% 이상인 실험에서는 침식 현상이 확연하게 나타나 토사의 함수비가 높아지면 집중호우 등 선행강우로 인한 산지 지역에서 발생되는 토석류 현상과 유사하고, 함수비가 낮으면 토석류(Debris flow)가 아닌 입상유동(Granular flow)으로 보는 것이 적절한 것으로 판단된다. 상부 토조의 함수비를 100% 이상으로 변화하여 침식이 발생한 실험에서 상부 토조의 액화 된 토사는 빠른 속도로 흐름이 진행되면서 함수비와 붕괴 체적이 증가할수록 흐름수로 상류부에 침식이 크게 나타나고, 상류부의 토사를 중류부를 거쳐 하류부까지 연행(Entrainment)하는 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.16 no.4
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• pp.1-7
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• 2023

The purpose of this study is an experimental research to investigate the effectiveness of debris flow reduction structures when a debris flow disaster occurs on a steep slope. The control structure for debris flow took the form of baffle, and the soil deposition area and soil runout distance due to debris flow from the downstream were investigated according to the installation number of baffle and each specification. As the slope of the channel became steeper, the sediment deposition area and runout distance increased, and as the sediment volume concentration decreased, the sediment deposition area and runout distance increased. When the sediment concentration was low, differences appeared depending on the slope of the channel because the debris flow had a high liquid content. Overall, the larger the sediment volume concentration, the greater the decrease in sediment deposition area and soil runout distance. As the number of baffles increases, the soil deposition area and runout decrease, showing that the baffles have the ability to control debris flows. The results of this research will provide good information when installing attenuation or control structures when sediment disasters occur in steep slopes.