• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.133-144
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• 2005

강원도에 위치한 D석탄광산에서 발생된 폐광석을 쌓아둔 적치장 사면의 지반공학적$\cdot$환경공학적 측면에서 안정성을 해석하고, 적합한 대 책을 수립하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 적치장에서 하천으로 유입되는 침출수에 대한 수질검사를 통해 폐광석 적치장이 산성 광산배수(AMD)를 발생시키고 있음을 확인할 수 있었다. 폐광석 적치장의 사면안정 해석을 위하여 SLOPILE 프로그램을 이용하여 건기시, 평상시, 우기시 에 대하여 원호활동 해석을 실시하였다. 또한, 사면의 규모가 대규모인 점을 고려하여 사면 선단부분을 무한사면으로 가정한 평면파괴 해석도 실시하였다 원호활동해석에서 우기시 사면의 안전율이 0.78로 사면의 선단부에서 파괴가 발생하고, 평면파괴해석의 결과 우기시 활동깊이 4m 이하부터 사면의 안전율이 1이하로 파괴의 가능성을 잠재하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 비점오염 형태의 ADM 발생 저감과 사면 안정성 확보라는 측면에서 복합 대응이 가능한 뒷채움재로 폐콘크리트를 활용한 붕괴방치벽체(옹벽) 설치가 제안되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.101-101
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• 2011

현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.213-213
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• 2011

근래 이상기후에 의한 강우량 증대와 도시화에 따른 첨두유출량의 증대 및 도달시간의 단축은 기존의 유수지만으로 도시홍수를 대처하는데 그 한계점에 다다르게 되었다. 1990년대에 들어 각종 우수유출 저감시설의 활용으로 이상의 문제를 해결하고자 하는 노력들이 시작되었으며, 현재 신규개발지에 저류지와 같은 우수유출저감시설 설치를 법제도적으로 의무화 하고 있어, 전국적으로 천여개소의 저류지가 시설되어 있거나 계획 중에 있다. 저류지는 개발로 인해 증가된 첨두유출량을 개발전의 상태로 저감시키기 위하여 임시 또는 상시 저류하거나 저류능력 이상의 유출량에 대해서는 암거방류시설을 통해 하류부의 하천 또는 하도로 방류시키는 역할을 수행하는 수공구조물로서 일반적으로 저류지 계획 및 설계는 첨두유출량 증가분에 대해 초점을 맞추고 있을 뿐 방류시설에 대한 구체적인 설계는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 현재 국내에는 저류지 방류시설로 주로 사용되는 암거에 관한 설계규정이나 기법은 미미한 상태로, 한국도로공사(1991)에서 발표한 "도로배수계획"을 이용하고 있으며, 이는 미국 연방도로국(FHWA, 1985)에서 발표한 설계기법을 그대로 인용하고 있다. 즉, 지형 또는 현장 여건에 따라 암거 흐름의 8형식 중 하나의 형식으로 결정하고, 그 형식에 따라 관련도표를 이용한 시산법 또는 도식해법을 적용하여 유입부 상류수위를 산정함으로써 암거설계가 이루어진다. 하지만 이러한 암거설계 방식은 도로 배수암거에 적합한 것으로 저류지 배수암거에 적용하기에는 무리가 있다고 본다. 따라서, 본 연구에서는 저류지의 일반적인 특성상 암거흐름 8형식 중 Class-II군의 암거 상류부 수위가 잠수된 조건 즉, 평상시 저류지가 일정수위 이상의 저류량을 유지하고 있는 상태에서 저류지 암거방류시설의 대표적인 설계인자인 암거직경, 암거경사, 암거경사, 하류단 수위조건의 변화에 따른 상류부 수위변화를 유량별로 분석해 보았다. 방류 암거의 개수를 고려하기 위하여 암거상류부 수위와 암거직경의 관계해석 시 암거단면적을 이용하여 분석하였으며, 각각의 유량별로 상류부 수위와 암거단면적의 관계를 회귀식으로 제시하였다. 암거상류부 수위와 암거경사의 관계를 분석한 결과 암거경사가 5~20%로 변화할 때 암거상류부 수위의 변화는 2~5%정도의 매우 작은 변화를 보임을 확인할 수 있었으며, 암거길이의 경우는 해석 조건의 특성상 상류부 수위에 영향이 전혀 나타나지 않았다. 암거상류부 수위와 암거하류단 수위의 관계에서 암거상류부 수위는 암거하류단 수위가 암거직경과 퇴사위 높이의 합보다 암거하류단의 수위가 높아지는 시점부터 암거하류단 수위에 비례해서 증가되는 결과를 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1334-1343
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• 2008

본 연구는 수계별 한정된 수자원의 효율적 관리를 위한 기존댐의 연계운영과 병행하여 댐 상·하류 유출을 고려한 종합적인 수자원관리방안 수립의 필요성이 대두됨에 따라, 고수기 및 저수기 댐 상 하류의 수계주요지점에 대한 하천유출상황을 모의할 수 있는 유출모형을 구성하는데 목적이 있다. 또한 장 단기적으로는 기존 모형을 검토하여 한국수자원공사의 "한강수계 댐 통합운영계획 수립" 업무에 활용될 수 있도록 하는데 있다. 본 연구에서는 한강수계의 소유역을 24개로 분할하였고 강우의 공간 분포를 작성하기 위해 151개의 강우관측소를 이용하여 강우자료를 정리하였다. 한강수계의 주요 제어지점으로 소양강댐, 충주댐, 충주 조정지댐, 횡성댐, 화천댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐, 팔당댐을 선정하였다. SSARR(Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation) 모형을 기반모형으로 선정하여 모형의 입력자료를 작성하고 2002년의 수문자료를 이용하여 매개변수의 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석 결과, 유역유출과 관련된 매개변수 중 토양습윤상태별 유출율, 침투량별 지하수유입률 및 지표수와 복류수를 분리하는 매개변수가 비교적 큰 민감도를 나타내었다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권3호
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• pp.243-252
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• 2016

In cases of water pollution accidents, accurate prediction for arrival time and concentration of contaminants in a river is essential to take proper measures and minimize their impact on downstream water intake facilities. It is critical to fully understand the behavior characteristics of contaminants on river surface, especially in case of oil spill accidents. Therefore, in this study, the effects of main parameters of advection and diffusion of contaminants were analyzed and validated by comparing the results of Lagrangian particle tracking (LPT) simulation of Environmental Fluid Dynamic Code (EFDC) model with those of Global Position System (GPS)-equipped drifter experiment. Prevention scenario modeling was accomplished by taking cases of movable weir operation into account. The simulated water level and flow velocity fluctuations agreed well with observations. There was no significant difference in the speed of surface particle movement between 5 and 10 layer modeling. Therefore, 5 layer modeling could be chosen to reduce computational time. It was found that full three dimensional modeling simulated wind effects on surface particle movements more sensitively than depth-averaged two dimensional modeling. The diffusion range of particles was linearly proportional to horizontal diffusivity by sensitivity analysis. Horizontal diffusivity estimated from the results of GPS-equipped drifter experiment was 0.096 m²/sec, which was considered to be valid for applying the LPT module in this area. Finally, the scenario analysis results showed that particle movements could be stagnant when discharge from the upstream weir was reduced, implying the possibility of securing time for mitigation actions such as oil boom installation and wiping oil contaminants. The outcomes of this study can help improve the prediction accuracy of particle tracking simulation to establish the most suitable mitigation plan considering the combination of movable weir operation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권11호
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• pp.931-939
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• 2016

국보 285호인 반구대 암각화는 EL.53~57 m에 위치해 있으며, 하류에 설치된 사연댐의 만수위 EL.60 m로 인해 매년 5~6개월 동안 침수와 노출이 반복되어 훼손이 심화되고 있다. 본 연구에서는 물과의 접촉을 차단시켜 암각화를 보존하는 방안으로서, 암각화 전면에서 약 80 m 떨어진 곳에 약 440 m의 차수형 제방을 설치하고 기존 하폭에 준하는 수로를 개설하는 생태제방안을 제안하였다. 이 안의 타당성을 검토하기 위해 저수지와 하천의 흐름특성을 고려할 수 있는 수리모형을 1:50축척으로 제작하여, 수로변경에 따른 신설 제방구간과 상 하류 대곡천의 수리학적 변화를 분석하였다. 연구결과, 사연댐 여수로를 EL. 60 m와 EL. 54 m로 고려한 생태제방 1안과 2안 모두 신설되는 수로에서 유속과 수심변화 등이 크지 않았으며, 허용유속과 소류력 기준으로 판단하면 흙과 돌 등 자연재료로 생태제방 조성이 가능할 것으로 판단된다. 수면경사가 크게 되는 2안이 1안보다 수로 내에서의 유속이 더 빠른 것으로 나타났고, 특히 2안은 유입부 좌안에서 와류가 발생하므로 이에 대한 대책이 필요한 것으로 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.262-268
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• 2007

농업 비점오염원으로부터의 수질 보전이나 수자원 관리는 농업적 관리뿐만 아니라 수질관리 및 수자원 관리를 위해서도 유역단위 특히, 소유역의 토양특성을 포괄하는 단위로 체계적으로 분류할 필요성이 있다. 우리나라의 남서쪽에 위치한 영산강유역의 50개 소유역을 대상으로 토양도, 지형도, 하천도 및 유역도를 이용하여 만곡도, 산림의 비율, 평탄지의 비율, 다른 소유역으로부터의 유입 여부 등 토양학적으로 중요한 4개의 특성을 이용하여 군집분석을 수행하였다. 그 결과 5개의 군으로 구분할 수 있었으며, 이 구분의 적합도를 검정하기 위하여 Mantel test를 한 결과 r = 0.83으로 나타나 적합하다는 결론을 얻었다. 이와 같이 토양과 지형특성을 포괄하는 소유역의 분류 및 유사성에 따른 그룹화는 농업에서의 최적영농관리나 오염물질에 따른 수질관리, 수문모형의 적용성 확대 및 수자원 관리에 합리적 유용성을 제공할 것이며 체계적 관리의 밑바탕이 될 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제2권2호
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• pp.78-86
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• 1997

시화 방조제 건설 후 급속도로 오염되고 있는 시화호 내의 식물플랑크톤 대증식 현상을 파악하기 위하여 1995년 10월부터 1996년 8월까지 시화호 내외에서 환경요인들과 식물플랑크톤 chlorophyll-a, 현존량, 우점종, 일차생산력 등을 4계절 조사하였다. 시화호는 부영양화된 기수호의 성격을 띄고 있으며 저층에는 밀도가 높은 잔류해수가 남아있다. 시화호의 표층에서 육상으로부터 유입된 오염된 하천수의 영향으로 chlorophyll-a 농도가 평균 168.0 ${\mu}g\;l^{-1}$에 이르는 식물플랑크톤 대증식 현상이 연중 지속적으로 일어났다. 식물플랑크톤의 대증식은 추계와 동계에는 돌말류 Cyclotella atomus 에 의해 주로 일어났고, 춘계와 하계에는 와편모류 Prorocentrum minimum 등과 황갈조류 등에 의해 일어났다. 시화호 바깥해역에서도 시화호수의 방류로 통계에서 하계에 걸쳐 돌말류 Thalassiosira nordenskioeldii, Skeletonema costatum, Chaetoceros sp. 등에 의해 대증식이 계속 일어났다. 시화호의 식물플랑크톤에 의한 일차생산력은 연평균 3,972 mgC $m^{-2}\;day^{-1}$로 높게 일어났다. 그러나 일차생산력의 대부분은 표층에서의 높은 광흡수로 수심 3 m 내로 국한되고, 추계와 동계에는 규산염이 제한요인으로 작용하여 더 이상 높게 나타나지 못하였다. 저층에서는 광제한 등으로 광합성 작용이 거의 없었고, 표층에서 떨어진 유기물이 분해되어 산소가 고갈되는 양상을 보였다.

• 생태와환경
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• 제34권3호통권95호
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• pp.223-238
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• 2001

낙동강 본류 및 지천을 중심으로 20개 지점에서 1999년 7월부터 2000년 12월까지 지점별 3${\sim}$7회에 걸쳐 어류상을 조사한 결과 총 17과 48종 4,791개체가 채집되었다. 잉어과 (25종: 상대풍부도 (RA), 91.8%)가 우점하였으며, Zacco platypus (RA: 18.0%)는 우점종으로 나타났으며, 아우점종은 Opsariichthys bidens (17.1%), Squalidus chankaensis tsuchigae (13.2%), Hemibarbus lab대 (9.9%), Z. temmincki (8.2%) 순으로 나타났다. 채집된 종중 한국고유종은 모두 12종으로 나타났다(4과, 1,172개체 , 24.5%). 외래도입종은 Carassius cuvieri (25개체), Micropterus salmoides (214개 체), Lepomis macrochirus (14개 체), Oreochromis niloticus (6개체) 등 4종이 채집되었다. M. salmoides는 낙동강의 중류와 하류부에 고루 분포하는 것으로 나타났다. 집괴분석 결과 세집단으로 나뉘었으며, St. 10(구미)부터 하류집단에 포함되었다. 1990년대 후반 낙동강에 유입된 M. salmoides는 하류부에서 급격히 그 수가 증가하였다(하류 RA 8.8%). M. salmoides의 섭식은 Daphnia sp.가 일반적이었으며 (<100 mm), Cladocera (< 150 mm)와 Insecta (< 200 mm)는 특별한 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제47권2호
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• pp.127-134
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• 2014

본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.