• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.135-135
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• 2023

우리나라의 전 국토면적 중 약 63% 이상이 산지로 이루어져 있으며 이는 OECD국가 중 4위에 해당할 정도로 매우 높은 비율이다. 광활한 산지 면적의 효율적 이용을 위해 사면개발, 태양광 시설, 관광자원으로써의 활용 등이 이루어져 토양침식에 매우 취약해졌으며, 하천으로의 토사유입량이 증가하고 있다. 따라서 하천으로 유입된 유사량의 조사가 매우 중요하며, 유사량 중 입경이 큰 소류사량을 추정하기 위한 조사 장비 중 간접적 방법인 하이드로폰에 관한 국내·외 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 소류사량 추정 방법 중 추정식을 활용한 방법의 추정량이 많아질수록 정확도가 낮아지는 문제를 개선하기 위한 노력으로 인공신경망의 한 종류인 Convolutional Neural Networks(CNN)를 소류사량의 계측에 적용하기 위한 연구를 시도하였으며, 그 결과와 실제 소류사량의 정확도를 비교 및 분석하였다. 실험데이터를 획득하기 위하여 실내수로를 구축하였으며, Labview를 이용하여 소류사량에 대한 충돌음 이미지데이터를 취득한 후 학습을 진행한 결과, 검증데이터에 대한 정확도는 60%이상의 값으로 나타났다. 향후 추가적인 데이터 확보를 통해 정확도 향상을 위한 연구를 진행하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.292-303
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• 2011

본 연구에서는 현재 전 세계적으로 해안선 회복공법의 주류가 된 연성방어 중 하나인 샌드바이패싱을 위한 새로운 시스템을 제안하고자 한다. 검증을 위하여 경제성을 고려한 연구장비를 설계 및 제작하였다. 본 장비의 모래 토출율 예측은 일반적인 하천준설 시스템에 적용시켜 정류상태에서 시간당 토출된 물과 토사 무게를 측정 분석하는 방법으로 수행했다. 자료의 분석 결과, 본 시스템은 이론치에 약 9.6% 차이로 근접한 618 ton/hr의 토출율을 나타냈다. 본 토사류는 고밀도 흐름으로 가정했을 때 비교적 높은 수준으로 예측이 가능함을 알았다. 현장실험에 의한 토출율을 기초로 모래의 토출부피를 예측하였다. 본 시스템과 동일한 400 HP 엔진, 흡입 파이프 300 mm (12 inch), 토출 파이프 250 mm(10 inch)인 미국 플로리다 South Lake Worth Inlet에 설치되어 있는 고정식 샌드바이패싱 장비는 함미비가 20% 수준이며 토사 토출율이 $110\;m^3/hr$이다. 본 연구에서 제안된 장비의 펌핑 능력은 함미비가 동일할 때, 플로리다 설비와 거의 유사한 토사 효율이 $103\;m^3/hr$로 예측된다. 본 장비는 플로리다에 설치된 고정식이 아니며 친수성을 고려한 이동식 형태이다. 플로리다 South Lake Worth Inlet 설비의 샌드바이패싱 단가는 미화 8~9 달러/$m^3$이다(Brunn, 1993). 본 시스템은 모래량이 적은 경우에 적절하며 이동을 위한 별도의 장비가 필요하지 않으므로 경제적이고 운행을 위해 25~30 l/hr의 경유가 소모된다. 많은 양의 모래이동을 위해 다수의 소형장비를 동시에 운영하는 시스템은 추후 연구대상이 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.966-970
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• 2009

경기도 용인시, 오산시와 화성시 지역의 농업용수와 공업용수의 공급원으로 이용되고 있는 신갈호는 현재 유입하천으로부터 미처리된 도시하수, 공장 폐수, 축산 폐수 등의 점오염원 및 도시 지역 불투수층에 쌓여있는 오염물질인 비점오염원이 무분별하게 유입되어 수질이 매우 악화되어 용수로의 사용이 어려운 지경에 달하였으며, 자연정화능력도 감소하는 등 심각하게 오염되었다. 또한 최근에는 신갈호 유역의 개발에 따른 토지이용 변화로 신갈호 유역의 총오염부하량이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 날로 심각해지는 신갈호 유입하천의 비점오염원 조사를 통해 신갈호 및 유입하천의 기초데이터의 확충 및 현황 파악을 하고자 하였다. 본 연구에서는 강우 시 신갈호로 유입되는 3개의 유입지천인 신갈천(SG), 지곡천(JK), 공세천(KS)에서 비점오염부하량을 산정함으로써 강우 시 호소로 유입되는 총오염부하량 및 비점오부하량의 비율을 알아보고자 하였다. 강우사상에 따른 총 오염물질 부하량은 EMC 농도를 구한 후 총 유출유량을 곱하고 총 강우지속시간을 곱하여 산정하였다. 조사결과 강우기에 있어서 거의 모든 항목의 농도는 평수기보다 매우 높은 수치를 나타냈다. 특히 SS 농도는 토사의 하천유입으로 인해 다른인자에 비해 큰 변동폭을 나타내었으며, COD와 T-P는 토양입자에 흡착되어 함께 이동하기 때문에 SS와 밀접한 관계를 가졌다. 강우시의 각 유입하천별 오염부하 기여율은 SG의 경우 SS 74.1%, BOD 64.4%, COD 65.7%, T-N 63.8%, T-P 73.8%를 나타내었다. JK의 경우 SS 25.4%, BOD 31.5%, COD 30.5%, T-N 32.5%, T-P 24.2% 였고, KS의 경우 SS 0.5%, BOD 4.1%, COD 3.8%, T-N 3.7%, T-P 2.0%를 나타내었다. 강우시의 각 유입하천별 오염부하 기여율을 평수기때의 오염부하 기여율과 비교하였다. 비교결과 SS의 경우는 SG가 강우시에 74%, 평수기에 83%, BOD의 경우는 강우시 64%, 평수기 80%, T-N은 강우시 64%, 평수기에 84%, T-P의 경우는 강우시 74%, 평수기에 82%로 모든 항목에서 평수기에 신갈천이 신갈호의 오염부하에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났는데, 이는 강우시 지곡천의 기여율이 평수기 보다 상대적으로 높아지기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.197-212
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• 2008

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation)를 지배방정식으로 하는 CFD (Computational Fluid Dynamics)모형인 FLOW-3D를 이용하였고, ${\kappa}-{\varepsilon}$, RNG (Renormalized Group) ${\kappa}-{\varepsilon}$, LES (Large Eddy Simulation) 등의 난류모형을 적용하여 각각의 수치모의 결과를 비교 분석 하였다. 또한, 수치 해석을 통한 교량 설치부와 하류 횡단월류형 구조물에서의 난류영향 및 유속분포, 수위 압력분포, 와류특성 등을 분석하였고, 구조물의 철거에 의한 영향을 비교하여 분석하였다. 이는 향후 도시하천의 기능을 상실한 횡단 구조물 철거에 의한 장기적인 하상변동과 토사의 퇴적, 세굴 및 수질악화 등의 영향을 파악해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.837-844
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• 2023

경사가 급하고 구속된 골짜기를 관류하는 산지 중소하천은 홍수시 다량의 조립질 토사와 유목이 운반된다. 이로 인해 하상의 상승과 유목 집적으로 인한 교량의 폐색이 발생하며 홍수위가 상승한다. 하지만 기존 하천기본계획에서의 홍수위 계산 방식은 홍수시 발생하는 교량 폐색 혹은 하상 변화로 인한 홍수위 변화를 고려하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 2022년 9월 태풍 힌남노 홍수를 사례로 홍수시 발생할 수 있는 교량 단면의 폐색과 하도에서의 하상고 변화를 고려하기 위해 HEC-RAS 모형을 이용하여 수치 모의를 수행하고 홍수위를 분석하였다. 연구의 결과 단면이 30% 이상 폐색될 경우 홍수 범람이 발생하며, 하상은 퇴적 높이만큼 홍수위가 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 홍수 피해를 예방하고 효과적으로 관리하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있고 실제 현상을 고려한 홍수 방어 대책 수립에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제11권2호
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• pp.43-54
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• 2024

최근 우리나라 대부분의 하천은 사주의 높이 상승 확대로 홍수교란이 미약한 안정역의 확대, 하도내 수목의 과도한 번무와 저수로의 고정화, 모래사주의 감소 등 치수 및 하천환경에서 다양한 문제가 발생하고 있다. 하천은 홍수에 의해서 공급된 토사가 퇴적되어 사주가 만들어지고, 형성된 지형에 식물이 정착하게 되며, 식물이 정착하고 난 후에 그곳이 침식되지 않는 규모의 또 다른 교란이 발생되면 사주는 점차 성장하고 그곳에는 식생대가 형성된다. 특히, 수림화 및 육역화는 하천관리 측면에서 보면, 홍수시 흐름 유속을 저하시키고 수위를 상승시켜 치수적으로 불리한 상황을 만들어 내게 되어 반드시 관리하여야만 하는 대상이 된다. 이에 본 연구에서는 장항습지를 대상으로 하도육역화로 진행되는 과정에서 사주의 경년별 성장과 식생이 차지하는 면적을 분석하였다. 또한 장항습지의 성장에 직접적인 영향을 미치는 유량과 침수빈도 분석을 통하여 장항습지의 성장과의 상관성을 분석하였다. 이를 통하여 람사르습지에 등록되어있지만 수림화 되었고 육역화로 진행중인 장항습지의 올바른 관리방안을 제시하고자 하였다.

• 한국농공학회지
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• 제13권2호
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• pp.2262-2275
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• 1971

조사대상은 전라북도 관내 토지개량 조합 저수지 14개소와 전라남도관내 토지개량 조합저수지 20개소에 대하여 저수량 및 토사매몰량을 실측조사하고 또한 두 도내에 산재하여 있는 소류지 3,347개소에 대하여는 해당 시군에 비치된 대장에 의하여 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 저수지 유역의 임상이 저수지 설치당시에는 대부분 산림이 울창하여 양호하였든 것이 8.15 해방과 6.25동란으로 주민들의 도벌과 남벌로 인하여 거의 황폐되었으며 또 유역내의 토사유출과 저수지내에 유사침전이 심하게 되어 유역면적 1ha당 연평균 $10.63m^3$의 토사침적을 보게 되었다. 2. 이 결과는 평균 27.5%의 저수량 감소를 초래하게 된 것이다. 특히 소류지는 계획당시에는 단위 저수량이 평균 0.19hm로 판명되었는데 이는 원래부터 저수량이 부족한데다가 다년간의 토사 매몰로 인하여 더욱 부족하게 되었다. 3. 평소의 유지관리 상황이 매우 소홀하여서 제방누수 산지 불임부의 누수 통관누수 등이 있는데도 불구하고 개보수를 하지 않고 방치한 곳도 있다. 4. 한발시에 준설한 곳도 있기는 하나 그 준설토사를 저수지 안에 쌓두어 환원된 예도 있었다. 5. 일반농민이 용수를 낭비하는 경향이 많었다. 이상과 같은 실정이므로 수자원 보완책으로서 다음과 같은 방안을 채택할 것을 당국에 건의하는 바이다. (1) 벼가 생육기별로 요구하는 최소한의 용수량만을 관계하는 절수재배를 여행한 것. (2) 용수가 극히 부족한 지방에서는 답토양의 수분을 70% 정도로 유지시키도록 수일간에 한번씩 소량으로 관계하는 계획관개를 실행한 것. (3) 지하수 복류수를 최대한 이용할 수 있도록 지구안에 관정을 굴착할 것. (4) 지구안에 보가 설치되어 있는 곳에서는 집수정을 병설하여 한발시에는 복류수를 양수하여 관개에 이용할 것. (5) 저수지 유역내의 산림은 이를 일체 보안림에 편입시켜서 조림 사방 야계등 공사를 우선적으로 실시하여 수원함양에 주력할 것. (6) 못자리는 집단식을 채택하고 묘대용수는 자체 해경을 원칙으로 할 것. (7) 매몰된 토사는 될 수록 준설하여 계획 저수량을 확보한다. (8) 하천이 저수지로 흘러들어가는 어구에는 웨이어를 설치하여 유입토사를 사전에 처리할 것. (9) 물넘이의 표고는 입지 조건에 따라 자동식 구조로하여 올리되 홍수위는 올리지 않고 홍수시에는 수위가 강하되어 재방을 덧쌓거나 용지매수를 하지 않고서도 저수량을 증대하는 방안을 모색할 것.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.117-124
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• 1991

운동량방정식을 이용한 하천만곡부 외측제방에 작용하는 단위면적당 수류력은 흐름의 특성, 토사의 특성 및 만곡부의 기하학적 인자의 함수인 곡률계수로 표현할 수 있다. 일반적으로 곡률비가 2.0~4.1인 경우에 외측제방에 작용하는 수류력이 가장크게 나타나는데 한강하류부의 경우 곡률비가 2.0~4.0에 집중된 것은 전구간에서 제방침식을 받게될 가능성이 높을 것으로 사료되어 하천개수계획수립시 필수적으로 고려되어야 하며 철저한 호안공 등의 방법으로 보완되어야 할 것이다. 한편 곡률계수가 최대인 곡률비의 범위가 1963년의 경우 2.21~4.42이고 1981년에는 1.93~3.54이며, 인위적인 하천개 보수공사를 고려한 년간 평균유로이동률이 1967년까지 4.68m/yr이고 1981년까지는 10.48m/yr이다.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.221-233
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• 2014

유수에 의한 하천 유역과 하천의 토양의 침식, 유송, 퇴적 현상은 빈번하게 발생한다. 이러한 과도한 현상은 수공구조물의 안전위협, 홍수범람 등의 자연재해를 가중시킨다. 토양침식에 따른 토사재해를 방지하기 위해서는 가장 우선적으로 정확한 유사유출량을 예측할 필요가 있다. 이를 위해서는 유역특성에 적합한 모형의 선정, 관련인자의 정량적인 산출, 가용 수문자료의 확보는 매우 중요하다. 따라서, 본 연구의 목적은 실측자료를 확보하고 있는 설마천 시험유역의 강우량, 유출량, 유사량 자료를 이용하여 강우-유출거동에 따른 토양침식량과 유사유출량을 산정하는데 있다. 그리고 유사전달률 분석을 통하여 설마천 시험유역의 유사전달률을 제안하였다. 향후에는 타 유역에도 적용하여 다양한 조건에서의 토양침식량 및 유사유출량 산정방법의 정형화, 유역 특성별 유사전달률 산정 연구를 하고자 한다.

• 대한지리학회지
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• 제39권6호
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• pp.863-872
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• 2004

서해안으로 유입하는 소규모의 하천은 충적지가 분포하는 구간에서는 거의 전역에 걸쳐서 조류의 작용을 강하게 받고 있다. 전라남도 영광군의 해안으로 유입하는 불갑천도 예외가 아니다. 불갑천 하류의 주요 지형은 충적지와 해안사구, 그리고 간석지이다. 이곳의 충적지는 간석지 퇴적물 위에 불갑천이 운반한 토사가 쌓여서 형성되었다. 충적지의 구성물질은 하천이 유역분지에서 운반하는 조립질의 풍화산물보다 창조류가 외해로부터 운반하는 미립물질의 비율이 해발고도가 낮을수록 증가한다. 불갑천 하류의 임해충적평야는 1920년대 후반부터 근대적인 수리시설이 도입되면서 본격적으로 개발되었다. 평야의 면적은 20세기 이후 계속 확대되었다. 불갑천 하구의 간석지가 방조제 건설과 함께 간척되어 해안선이 상당히 전진하였기 때문이다. 그 결과 해안사구가 농경지 사이에 갇혀버리고 말았다. 해안사구에는 대규모 사구취락이 형성되어 있으며 대부분 논과 밭으로 개간되었다. 사구의 보존상태가 양호한 곳에서만 곰솔이 자란다. 불갑천 하류에서는 밀려오는 뻘에 의해 퇴적층이 확대되어 왔으며 해안사구는 모래공급을 받지 못한 채 파괴되고 있다. 즉, 뻘은 쌓이고 모래는 깎이고 있다. 본 연구의 목적은 서해로 유입하는, 규모가 작은 하천의 하류부를 중심으로 퇴적층이 발달한 전라남도 영광군을 사례로 임해충적평야의 수리체계를 파악하는 것이다. 수리체계 의 파악이 충적지형을 이해하는 하나의 방법일 수 있기 때문이다.