• 대한토목학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.11-21
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• 2022

가뭄은 장기간에 걸쳐 광범위하게 발생하며, 사회·경제적으로도 큰 피해를 발생시킨다. 가뭄 위험도는 기상학적 및 수문학적 요소와 더불어 사회적, 환경적, 물리적 및 경제적 요소로 이루어져 있기 때문에, 가뭄 위험도에 대한 영향을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 충청북도를 대상으로 구조방정식모형을 이용하여 가뭄 노출성, 취약성, 대응능력 및 위험도 사이의 영향 관계를 파악하고, 베이지안 네트워크를 적용하여 가뭄 위험도에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 가뭄 위험도 평가 인자별 민감도 분석을 통해 가뭄 위험도의 변화 정도를 분석하였다. 그 결과 과거 가뭄 위험도가 가장 큰 지역은 충주시로, 노출성 및 대응능력을 변화시켰을 때에도 가장 크게 산정되었다. 다만, 취약성을 변화시켰을 때에는 음성군이 위험도가 가장 큰 것으로 나타났다. 위험도에 대한 영향인자들의 민감도 분석을 실시한 결과 증평군이 민감도가 가장 컸으며, 노출성, 취약성 및 대응능력에서 제천시, 음성군, 옥천군이 민감도가 크게 나타났다. 이러한 결과를 통해 가뭄 위험도 및 가뭄 위험도에 대한 영향인자를 확인하였으며, 영향인자별 지역의 특성을 고려한 가뭄 대책 마련이 가능하다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.163-172
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• 2007

본 연구에서, 금강의 작은 지류 하천들인 31개 소하천들을 대상으로 2003년 10월부터 11월까지 어류상, 군집분석 및 하천 형태에 대한 연구를 수행하혔다. 조사된 소하천들은 하폭, 수심, 하상 구성물질, 하천식생 및 주변의 토지 이용도에 따라 산지형, 산지-평지형, 평지형, 농수로형소하천의 4가지 유형으로 구분 대별되었다. 조사기간 중 서식이 확인된 어류는 4과 8종이었으며, 잉어과 어류가 다른 분류군에 비해 가장 높게 나타났고, Rhynchocypris oxycephalus가 419개체로 전체의 73%로 우점종으로 나타났다. R. oxycephalus는 100%산림지역과 연계된 지역이면서 점오염원 및 비점오염원이 전혀 없는 5개의 모든 산지형 소하천(SM)에서 출현한 유일한 종으로 나타났다. 또한, 본 조사대상 소하천들에서 출현한 종들 중R. oxycephalus의 출현비율은 하천의 하상구성 인자 중 모래 (Sand, Sa)와 작은 자갈(Pebble, Pe)로 구성된 하천들 보다 암반(Bedrock, Be)과 큰돌(Boulder, Bo)로 이루어진 하천들에서 양의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다(r=0.754, p<0.001, n=31). 2007견 환경부에서 공표한 생물학적 수질기준안에 의거할 때 본 산지형 소하천(SM)지역은 "최적상태"로 나타났다. 이와 같은 결과는 국내 하천들의 최상류역에 서식하는 것으로 알려진 종들의 일반적인 경향과 일치하는 것으로 사료되었다. 유형별로 산지형 소하천(SM)에서 R. oxycephalus 1과 1종, 산지-평지형 소하천(MF)에서 R. oxycephalus등 4과 6종, 평지형 소하천 (FL)에서 R. oxycephalus 등 4과 8종, 농수로형 소하천(AW)에서 R. oxycephalus등 2과 2종의 서식이 확인되었다. 본 연구 결과에 따르면, 오염원이 전혀 없고, 산림으로 둘러 쌓인 하천에서 출현한 R. oxycephalus는 생물학적 수질판정시 1급수 지역에서 최대 값을 보이는 생태지표종 중의 하나로서 사료되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.135-140
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• 2005

항만과 해역에 설치되는 수직벽의 일례로 육상 및 유입되는 오염수의 오염 유출 방지를 위한 차수기능을 갖는 차수벽과 교량이나 댐, 갑문 둥의 하천 또는 해양구조물을 축조하는 동안 물이 들어오는 것을 방지하기 위하여 임시로 설치되는 가물막이(cofferdam)벽 등이 있다 이들 차단벽의 구조역학적인 설계 인자 중 유입수 유동 특성과 설치 지역의 지반 특성이 중요한 의미를 가진다고 판단된다. 본 연구에서는 이러한 수직 차단벽 주위의 유체역학적 특성 파악의 일례로 수직벽의 하단에 틈새를 갖는 파공(perforation)이 발생하였을 때 이들 파공의 개도율 변화에 따른 유동특성을 고찰하는 하나의 방안으로 입자영상유속계(Particle Image Velocimetry)를 이용하여 수직벽 후류 특성을 실험적으로 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1203-1213
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• 2014

청미천의 일부구간을 대상으로 HEC-RAS를 이용하여 보의 설치 유무에 따른 수리 및 하상변동 특성을 분석하였다. 한국수자원공사(2008)에서 제시한 방법을 이용하여 물리적 교란을 평가하였다. 보의 설치에 따른 하상변동이 큰 구간에서의 물리적 교란점수는 낮게 나타났다. 보의 설치에 따른 하상변동과 그에 따른 물리적 교란영향 범위는 거의 일치하여 하상변동은 하천에서 물리적 교란을 야기하는 중요한 인자임을 확인하였다. 기존 보에 의한 교란의 영향이 없는 상류와 하류 지점에 추가적인 보를 설치할 때는 일정구간에 보의 설치 이전과 유사한 교란점수로 나타나 추가적인 하천교란이 발생하지 않았다. 교란의 영향범위 상류와 하류의 끝단에 추가적인 보를 설치한 경우 전 구간에 걸쳐 교란의 영향 나타났다. 물리적 교란 영향범위가 중첩되도록 상류와 하류에 추가적인 보를 설치한 경우 물리적 교란양상의 중첩으로 전 구간의 교란점수는 매우 낮게 나타났다. 따라서 하천에서 보의 설치는 하상변동과 교란의 영향범위보다 충분히 떨어진 위치에 설치할 때 하천의 물리적 교란을 최소화할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.833-843
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• 2020

생태수리학은 수생생태학을 한 축으로, 지형학, 수문학, 유체동력학 등을 또 다른 한 축으로 1990년대 초 탄생한 다학제간 연구분야이다. 생태수리학을 흐름, 유사이송, 지형, 동식물, 수리구조물 등 5가지 주요인자 간 상호 관계나 작용을 기준으로 구분하면 서식처수리( 환경유량 포함), 식생수리, 생태통로수리, 부영양화수리, 생태복원수리의 5개로 나눌 수 있다. 지난 20여 년간 관련 국제논문집에 게재된 생태수리학 관련연구는 물고기반응, 수리모델링, 물리서식처반응 분야에 치우쳤으며, 이는 아직 진정한 학제 간 상호반응적 연구단계로 진입하지 못했음을 의미한다. 한편 1997년 이후 한국수자원학회 논문집에 게재된 생태수리학 관련논문 수는 전체의 3% 수준에 불과하며, 생태수리학과 더 밀접한 응용생태공학회 논문집에 게재된 논문 수도 20% 수준에 머물렀다. 이 두 논문집에 게재된 논문들은 주로 서식처수리, 식생수리, 생태복원수리 분야이었으며, 난류모의를 포함한 동적 흐름모의, 동물유영모의, 부영양화수리 분야는 사실상 없는 것으로 나타났다. 국내의 하천특성 및 생태수리학의 사회적 수요를 고려하여 앞으로 연구개발이 시급한 분야는 1) 국내하천 여건에 맞는 환경유량의 평가기법, 2) 화이트리버의 그린리버 변화현상을 평가할 수 있는 동적 홍수터식생모형(DFVM)의 개발, 3) 정수역 및 유수역에서 수리조건 중심으로 조류생성을 평가할 수 있는 모형개발, 4) 하천지형복원이나 소형 보/댐의 가동정지(decommissioning) 및 철거에 따른 물리/화학/생물적 영향을 평가할 수 있는 모형개발 등이다.

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.295-305
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• 2002

1996년 4월부터 1998년 3월까지 서울의 한강지류 3차 하천인 양재천 200m구간에서 저서성 대형 무척추동물을 채집하였다. 유기물 오염으로 인해 종풍부도가 상대적으로 낮았지만 군집 풍부도양상은 조사지점에 따라 다르게 나타났다. 유속이 높고 큰 하상구성물이 많은 직류부 조사지점에서는 종풍부도가 높았고 유기물오염에 상대적으로 내성이 낮은 종들이 추가적으로 출현하였다. 반대로 유속이 느리고 퇴적이 많이 이루어진 소(pool)에 위치한 조사지점에서는, 종풍부도는 낮았고, 유기오염물에 내성이 강한 수종이 많이 채집되었다. 중요요인분석에서 직류부의 조사지점은 유속, 마찰유속(shear velocity)과 관련성이 있었고, 유기물오염에 내성이 비교적 낮은 다양한 종들과 연관성을 나타냈다. 특히 큰 하상구성물을 심은 지점은 하상구성물의 다양도나 조도(roughness)와같은 수리학적 (hydraulics)특징과 관련되었고, 하천의 부분적 회복을 나타내는 종들과 관계가 있었다. 소에 위치하는 조사지점은 하상구성물에 퇴적한 유기물과 유기물오염에 내성이 강한 빈모류나 깔따구류와 연관을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.55-64
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• 1987

단위도합성(單位圖合成)을 위하여 기존(旣存) 지형학적(地形學的) 순간단위도(瞬間單位圖)의 개념(槪念)을 도입(導入)하였다. 이를 위한 하천차수(河川次數)의 기법(技法)은 Strahler의 차수법칙(次數法則)을 이용(利用)하였으며, 하천수(河川水)의 동적상태(動的狀態)를 나타내기 위하여 평균유출속도(平均流出速度)가 사용(使用)되었다. 지형학적(地形學的) 특성인자(特性因子)들로부터 결정(決定)된 순간단위도(瞬間單位圖)를 IHP 대표시험유역(代表試驗流域)인 경안천(慶安川), 무심천(無心川), 위천유역(渭川流域)에 적용(適用)하여 첨두유량(尖頭流量) 및 도달시간(到達時間)을 계산(計算)하였고, 실측자료(實測資料)와의 비교검토(比較檢討)를 통하여 GUH의 적용성(適用性)을 입증(立證)하였으며, 증감(增減)된 평균류출속도(平均流出速度)와 가정(假定)된 손실율(損失率)을 적용(適用)시키므로써 수문곡선(水文曲線)의 첨두유량(尖頭流量)의 변화(變化)는 일정손실율(一定損失率) 보다 평균유출속도(平均流出速度)에 따라 크게 좌우(左右)됨을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.465-469
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• 2008

수도권의 중요한 상수원인 팔당호 수질에 큰 영향을 주고 있는 경안천 유역의 오염배출량을 저감하기 위하여 많은 인공습지조성이 계획되었으나 이들의 위치선정의 적합성에 대한 분석이 부족한 실정이다. 또한 경안천은 상류에서 중류까지는 주변 농경지의 용수공급을 위해 많은 수중보가 설치되어 물의 흐름이 단절되어있어 수리적 요소에 인공요인으로 작용하고 있으며, 하류로 갈수록 하천이 곡선형태로 흐르고 하폭 또한 넓어져 자체적으로 유기물이 증가하기 좋은 환경을 가지고 있다. 본 연구에서는 유역의 자연적, 인공적 요소를 고려한 물리적 모델을 구축하고 각 오염원특성별 부하량 분석을 통한 속성정보를 반영하였으며 오염저감시설설치 시나리오의 타당성분석을 분석을 수행하였다. 연구과정을 좀더 상세히 살펴보면 첫째, 비점오염원의 주된 경로중 하나인 축산계부하량 저감을 위하여 지형적 인자를 고려한 인공습지조성 적지분석 결과를 HSPF모델에 반영하였다. 둘째, 기존 오염 총량제에서 수행해오던 오염부하량 산정방식을 통해 산정된 양을 유역단위로 재분배 하여 오염원 분포를 반영하였다. 주요 오염부하량인 축산계와 토지계의 오염부하량만을 적용하였으며 일부 오염원 항목들은 생략하거나 하수처리시설을 통해 처리되고 있는 것으로 모의하였다. 셋째, 각 시나리오별 시뮬레이션을 수행하여 경안천 인공습지조성가능성 및 수질개선 효과를 예측하였다. 기존의 점오염원 처리시설만으로는 하천에서의 목표수질을 만족시키는데 한계가 있기 때문에 점오염원 저감시설뿐 아니라 비점오염원 저감시설인 인공습지를 기존의 처리시설에 연계하여 시나리오를 구성하였다. 기존습지시설의 오염저감율은 각 시설들의 평균값을 적용하였으며 처리효율은 BOD, TN, TP 각각 40%, 25%, 12%로 적용하였다. 오염원분포를 고려한 모의결과 현재 인공습지 입지대상지역들 중 좀 더 효율적인 오염저감 효과를 보이는 지역이 분석되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1937-1943
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• 2007

산지가 많은 국내의 지형적 특성으로 절취사면의 발생은 필수적이며, 해마다 발생되는 사면 붕괴로 인해 많은 인명 재산 피해가 발생되고 있다. 또한 최근 무분별한 개발로 인한 산림지역의 훼손으로 토양의 침식 이 발생하고 이는 강우와 결부되어 하천 오염 및 하천의 바닥고를 상승시켜 통수능을 저하시키는 원인이 된다. 국내에서는 환경 영향평가, 재해영향평가 등을 통하여 적절한 대책을 수립하고 있으며, 이를 위한 정량적 분석을 위해서는 신뢰할 수 있는 사면정보가 필요하다. 본 연구의 목적은 비측량용 사진기를 장착한 RC 모형 헬기를 이용하여 사면에 관련한 디지털 영상을 획득하고, 이를 처리하여 보다 정확한 사면정보를 획득하는데 있다. 이를 위해 절취사면을 대상으로 획득된 디지털 영상을 처리하여, 사면의 수치 정보를 획득하였고, 획득된 사면 정보를 바탕으로 신뢰 할 수 있는 토사유출인자를 산정 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.172-172
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• 2022

분산계수는 하천에서 오염물질의 혼합능을 파악할 수 있는 대표적인 인자이다. 특히 하수처리장 방류수 혼합예측과 같이 횡 방향 혼합에 대한 예측이 중요한 경우, 하천의 지형적, 수리학적 특성을 고려한 2차원 횡 분산계수의 결정이 필요하다. 2차원 횡 분산계수의 결정을 위해 기존 연구에서는 추적자실험결과로부터 경험식을 만들어 횡 분산계수 산정에 사용해왔다. 회귀분석을 통한 경험식 산정을 위해서는 충분한 데이터가 필요하지만, 2차원 추적자 실험 건수가 충분치 않아 신뢰성 높은 경험식 산정이 어려운 상황이다. 따라서 본 연구에서는 SMOTE기법을 이용하여 횡분산계수 실험데이터를 증폭시켜 이로부터 횡 분산계수 경험식을 산정하고자 한다. 또한 다중선형회귀분석을 통해 도출된 경험식의 한계를 보완하기 위해 다양한 머신러닝 기법을 적용하고, 횡 분산계수 산정에 적합한 머신러닝 기법을 제안하고자 한다. 기존 추적자실험 데이터로부터 하폭 대 수심비, 유속 대 마찰유속비, 횡 분산계수 데이터 셋을 수집하였으며, SMOTE 알고리즘의 적용을 통해 회귀분석과 머신러닝 기법 적용에 필요한 데이터그룹을 생성했다. 새롭게 생성된 데이터 셋을 포함하여 다중선형회귀분석을 통해 횡 분산계수 경험식을 결정하였으며, 새로 제안한 경험식과 기존 경험식에 대한 정확도를 비교했다. 또한 다중선형회귀분석을 통해 결정된 경험식은 횡 분산계수 예측범위에 한계를 보였기 때문에 머신러닝기법을 적용하여 다중선형회귀분석에 대한 예측성능을 평가했다. 이를 위해 머신러닝 기법으로서 서포트 벡터 머신 회귀(SVR), K근접이웃 회귀(KNN-R), 랜덤 포레스트 회귀(RFR)를 활용했다. 세 가지 머신러닝 기법을 통해 도출된 횡 분산계수와 경험식으로부터 결정된 횡 분산계수를 비교하여 예측 성능을 비교했다. 이를 통해 제한된 실험데이터 셋으로부터 2차원 횡 분산계수 산정을 위한 데이터 전처리 기법 및 횡 분산계수 산정에 적합한 머신러닝 절차와 최적 학습기법을 도출했다.