• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1833-1838
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• 2008

본 연구는 호안보호공 중 하천 바닥 또는 제방의 유지시설로 많이 쓰이는 사석의 안정성 분석을 위하여 수리실험을 실시하였다. 안정성 분석을 위해 Isbash식, Netherlands 간이공식, ASCE식, Pilarczk식, Maynord식을 검토하였다. 실험결과 사석의 직경이 커짐에 따라 한계유속이 증가하였고, 형상계수가 커지면 한계유속이 증하하였다. 또한 랜덤배열일 때보다 규칙배열일 경우 한계유속이 크게 측정 되었다. 이로서 형상계수와 인터로킹의 정도가 사석의 안정성에 중요한 함수라는 것을 나타낸다. 사석은 Maynord의 직경공식과 미 California주 정부 중량공식이 적합하게 나왔고, 모형사석의 규칙배열에서는 Pilarczk의 직경공식과 Netherlands 간이 무게공식이 적합하였다. 모형사석의 랜덤배열시에는 Isbash 공식이 적합하였다. Isbash 공식과 직경산정에 형상계수를 대입하여 새로운 식을 개발하였다. 이는 기존공식의 적용성을 더 개선할 수 있으리라고 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1049-1052
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• 2010

수제는 본래 제방의 보호나 주운의 수심확보 등을 주목적으로 주로 호안 또는 하안 전면부에 설치되어지는 구조물이다. 과거에 하천이 주운으로 이용되었던 시기와는 달리, 제방축조기술 등의 발달에 따라 그 역할이 점차 줄어들면서 주역할 기능이 사라지게 되었다. 하지만 최근에 수제의 설치로 인한 수제역 내의 역흐름과 재순환영역이 하천환경을 개선시킨다는 기능이 주목받으면서 국부적인 침식과 퇴적을 유도하여 다양한 생태환경을 제공하는 수제의 효용이 재인식되고 있다. 하천의 주운용 수심을 확보함과 동시에 생태서식환경을 개선시키기 위한 수제 설치가 주요한 공법으로 재인식되어, 일정 수위확보로 수생태계의 교란을 억제하고 하천의 황단적 단류를 막아 건습교체를 억제하는 등의 하천생태계의 유도가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 하도에 수제를 설치함으로서 생태하천을 창출하기 위한 수제기법을 제시토록 하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.102-102
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• 2011

보는 하천에서 취수나 하상유지를 위한 하천횡단구조물로 일반적으로 본체, 물받이, 바닥보호공 등으로 구성되며 제방 연결부 호안 및 밑다짐 등에 대한 설계기준이 하천설계기준에 제시되어 있다. 그러나 태풍 루사나 매미에 의한 피해사례를 보면 하천 횡단 구조물 본체가 파괴되는 피해 뿐만 아니라, 구조물과 제방과의 연결부가 세굴이 발생되어 붕괴되는 사례가 많이 발생하고 있다. 하천설계기준 해설(2009)에는 이러한 보와 제방의 연결부 부분을 연결호안이라하여 관련 기준을 제시하고 있으나, 설치구간의 길이를 정할 때 하천의 규모나 하도의 특성을 고려하지 못하고 일률적으로 결정하도록 하고 있다. 이에 건설기술연구원의 '보 및 낙차공 설계기술 개발 연구보고서'(윤광석 등, 2006)에서는 고정상 실험을 통해 연결호안 설치구간에 대한 실험식을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 수치모의를 통하여 건설기술연구원에서 수행하였던 실험을 재현하고, 제방을 이동상으로 하여 인자들 간의 상호 관계를 밝히며, 그 특성을 분석하고자 한다. 그리고 윤광석 등(2006)에 의해 제시된 실험식에 적용하여 검증하였다. 수치모의는 유량을 $0.7{\sim}2.8m^3/sec$까지 변화하며 수행하였으며, 유사의 대표입경은 0.63mm로, 상류수심은 1.0m로 일정하게 유지하였다. 수치모의는 평형세굴 발생 후, 최소 모의시간의 10%정도 지난 시간까지 하였다. 수치모의 결과는 다음과 같다. (1) 유량이 증가함에 따라 유속 및 Froude 수가 증가하여 상 하류부 세굴 발생 범위와 폭은 증가하였다. (2) 상류는 하류에 비해 유량에 따른 세굴발생 범위가 상대적으로 작게 나타났으며, 이는 하류단에 비해 상류단의 유속 및 Froude 수의 차이가 작았기 때문인 것으로 판단된다. (3) 세굴의 폭을 측정함으로써 세굴에 가장 취약한 부분을 짐작할 수 있으며, 설계에 반영되어 호안이나 옹벽의 두께결정에 적용한다면 세굴에 대해 좀 더 안전한 설계가 될 수 있을 것이다. (4) 건설기술연구원(2006)에서 제시한 식(1)과의 비교를 통해 수치모의 결과가 식(1)로부터 계산된 값보다 작음을 알 수 있으며, 그 이유는 식(1)의 범위는 와류영역구간을 나타내서 연결호안 설치구간 길이를 제시하고 있는 반면, 본 연구의 수치모의 결과는 세굴이 발생한 범위를 제시하였기 때문이다. 향후 보 높이와 좀 더 다양한 유량에 대한 경우를 수치모의하고, 이동상 제방에 대한 실험을 통해 명확한 식을 제안 할 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.10-18
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• 2018

최근 항만도시가 점점 바다 주변으로 확장되고 관광 및 친수를 목적으로 많은 시설물들이 호안 인근에 건설되기 시작하였다. 이로 인해 태풍 및 폭풍 등이 발생하였을 경우 월파에 의하여 건축물 및 인명의 피해가 직접적으로 발생하고 있다. 이러한 재해로서 재산 및 인명을 보호하기 위하여 많은 방벽구조물이 제시되었으나 주변 경관을 보다 중시하는 최근 경향으로 인해 활발히 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 월파를 방어할 수 있는 호안 설치형 가동식 방벽에 대하여 제시하였다. 이 가동식 방벽은 상시에는 호안에 설치되어 관광형 데크로 활용되다가 이상 시 기립하여 월파를 막는 기능을 가지고 있다. 본 연구에서는 새롭게 제시된 가동식 방벽 기술의 수리성능, 구조성능을 수치해석을 통하여 검토하였으며, 수리 및 구조적인 측면에서 우수한 성능을 가지고 있는 것으로 분석되었으나 모형실험 등을 통한 후속연구가 필요하다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권4호
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• pp.217-226
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• 2019

본 연구에서는 하천의 하안 경사와 친수시설 유무에 따라 적절한 하안 보호 공법을 유형화하였으며, 특히 기존의 호안 공법으로 하안침식 방지 대책 적용이 적절하지 않은 유형에 대해 적용 가능한 신개념 Eco-hybrid 롤링매트 공법을 제시하였다. Eco-hybrid 롤링매트 공법은 지반과 사면의 교란없이 하천 환경과 생태 조건의 변화를 최소화하는 시공이 가능하고, 하안침식이 발생할 경우 즉각적인으로 호안이나 제방 사면을 보호할 수 있는 경제적이고 효율적인 공법이다. 개발된 Eco-hybrid 롤링매트 공법은 실규모 하천 실험을 통해 공법의 구조 및 시스템, 기능과 효과를 검증하였다. 현장에서 발생할 수 있는 여러 변형 및 부패 테스트를 포함한 실규모 하천 실험 검증을 수행하였으며, 저유속과 고유속 조건에서 롤링매트의 작동과 하안침식 방지 효과를 확인하였다. 하안침식 방지 효과는 유사 농도 분석을 통해 정량적으로 검증하였으며, 실험에 활용한 롤링매트를 기준으로 규격화하여 Eco-hybrid 롤링매트 공법의 제품의 시방 (안)을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.605-605
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• 2012

최근 통계자료에 의하면 국내 제방붕괴 유형 중 11.5%가 제체 불안정에 의한 붕괴로 보고되고 있다. 홍수시 노후화된 제방이 붕괴하여 발생하는 인명 및 재산피해는 점차 증가하고 있는 상황이어서, 이에 대한 제방 시설물의 보강 및 안전관리 대책이 필요한 상황이다. 하천시설물 주변의 흐름특성에 의하여 세굴이 발생할 수 있는 지점에는 보호공을 설치하여 시설물의 안정성을 확보하도록 하천설계기준 해설(2009)에서 제안하고 있다. 그러나 구조물을 보완하는 보호공의 공종 및 규격 등을 설계하기 위한 세부적인 설계지침이 미흡하여 외국의 연구 또는 설계사례를 참고하여 국내 하천에 적용하고 있는 상황이다. 해외의 연구사례를 살펴보면, 설계공식에 적용된 설계인자인 유속 및 수심 등을 1차원 단면평균값을 활용하는 경우가 많아서 복잡한 하천의 흐름특성을 반영하기에 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 국내 하천해석에서 주로 활용되고 있는 수치모형을 이용하여 실험수로의 흐름을 재현하고 수리실험을 통하여 관측한 유속 및 수위분포 결과와 비교하였다. 2차원 수치모형으로는 RMA2, CCHE2D, FLUMEN 등의 상용모형과 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 Approximate Riemann 기법을 적용하여 개발된 유한체적모형을 적용하였다. 제방 부근에서 형성되는 흐름을 상세하게 모의하기 위하여 국내 하천시설물 설계에서 많이 활용되고 있는 FLOW-3D 모형을 적용하여 3차원 모의결과와 수리실험결과를 비교하였다. 수리실험에서 관측된 사석호안공의 이탈시 흐름현상을 재현하여 호안공 이탈에 영향을 미치는 국부유속 및 전단응력을 산정하여 호안설계에 적합한 설계인자를 분석하였다. 연구결과를 활용하여 사석호안공 설계 기법에 적용되는 수치모형을 통하여 산정되는 설계인자의 정확성을 향상시킴으로써, 정량적이고 합리적인 사석호안공 설계기법개발에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제28권4호
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• pp.205-213
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• 1995

하천 지형학의 중요한 요인이 되는 사행하천의 흐름은 토목기술자와 상당한 관련이 있다. 특정한 하천에 대해 하도개량을 적용시키기 위한 일반적인 기준을 서술하기는 곤란하나 토목설계자에게 어떤 원칙과 기준을 제공하는 것은 중요하다. 본 실험 연구의 목적은 토목 설계자를 위해 수리모형실험에 의한 사석에 대한 기준을 제시하는 것으로, 제방 안전에 효과적으로 사용하기 위한 사석무게 및 크기에 대해 수리모형실험에서 구한 사석을 배치하여 만곡호안을 보호할 수 있도록 하였다. 곡정 상류에 배치되는 사석의 무게는 U.S.B.R.과 Brahams 식으로 구한 결과값을, 크기는 Mavis와 Laushey의 식으로 구한 결과값을 사용할 수 있고, 곡정 하류에 배치되는 사석의 무게는 Brahms식으로 구한 결과값을, 크기는 Steinberg식으로 구한 결과값을 사용할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.551-555
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• 2012

정부의 새만금 종합개발계획(MP)이 확정됨에 따라 토지이용별 매립고 산정 등 개발계획의 수립을 위해 정확한 새만금호 홍수위 산정이 대두되었다. 이에 새만금사업 연구 기술 자문기구 업무수행에 관한 협약에 의하여 종합개발계획에 따른 수리 수문 분석 및 매립고 산정의 기술지원을 수행하게 되었다. 새만금 홍수위 산정 방법은 3차원 수치해석 프로그램인 Delft-3D 이용하였다. 100년 및 200년 빈도 홍수 유입에 대해 수계를 통합하였을 경우, 가력배수갑문과 신시배수갑문의 홍수위 차가 다르게 모의되었다. 이는 각각 수계의 홍수도달 차이가 호내 수위에 영향을 미치는 것으로 판단되어 진다. 08년 새만금 기본계획안과 비교하였을 때 낮게 모의가 되었는데, 이는 배수갑문의 개 폐시간, 내부 토지이용계획의 변화에 따른 담수호 면적 변화, 통합운영시 연결 수로의 제원 등에 따른 복합적인 요인에 기인한 것으로 여겨진다. 아울러 새만금 호내의 제수문 및 연결수로 등 세부제원에 대한 설계가 확정되면 보다 더 세밀한 모의가 요구되며, 앞으로 종합개발계획(MP)의 홍수위, 매립고 산정, 하상보호공, 호안 및 수제공 등의 수리구조물 설계시 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2012

일반적으로 수면과 접해 있는 호안이나 제방의 법면은 강우 침투로 인해 지반이 포화되어 침식에 약하고 유수로 인한 붕괴가 발생하기 쉽다. 따라서 사면 및 호안 제방을 축조할 경우, 비탈면 침식 및 세굴로 인해 붕괴가 발생하지 않도록 법면보호용 보강재를 설치해야 한다. 본 논문에서는 이러한 법면보호 보강재 중에서 기존의 3차원 지반보강재인 지오셀의 단점을 보완하고, 보다 친환경적인 보강재로 개발된 지오콤의 원지반과의 마찰특성, 수평투수능력, 식생의 뿌리활착 능력을 파악하기 위해 실내시험을 수행하였다. 중형전단시험 결과, 지오콤 보강지반의 내부마찰력은 기존 보강지반의 강도정수보다 증가하는 것으로 나타났고, 수평투수시험에서도 기존의 보강재보다 수평투수계수가 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 셀 끝단의 구조가 기존 보강재와 달리 날카로운 돌기를 형성하고 있고, 셀의 내부표면이 망상 구조를 형성하고 있기 때문으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1739-1743
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• 2009

현재 국내에는 하천시설물의 인증과 관련한 제도와 법령이 마련되어 있지 않다. 하천시설물과 관련된 인증 제도는 효율적인 하천시설물의 유지관리를 가능하게 하고, 치수 안전성 증대에 기여할 수 있다. 본 연구는 미국의 제방 인증(levee accreditation) 제도를 분석하여 국내에 적용하는 방안에 관한 것이다. 미국의 연방 재난 관리국(Federal Emergency Management Agency; FEMA)은 국가 홍수 보험 프로그램(National Flood Insurance Program; NFIP)을 관리하고 있는데, 그의 일환으로 제방 인증 제도를 시행하고 있다. 제방의 인증은 제내지를 보호하는 제방 시스템이 100년 빈도의 홍수에 대한 방어 능력이 있는지를 기술적으로 검토하는 것이다. 여기서 제방 시스템이란, 제방, 홍수벽, 수문 장치, 펌프시설, 암거, 내수 배제 시설 등 홍수로부터 제내지를 보호하기 위한 모든 시설을 포함한다. 미국은 제방 인증을 위한 제도로서 연방 규정 조례(code of federal regulation; CFR)를 두어 제방 시스템의 설계, 운영, 유지관리의 기준을 마련하였다. 제방 인증을 신청하는 기관은 연방 규정 조례에서 정의된 제방 시스템의 운영 및 유지관리에 관한 문서를 갖추어야하고, 공학적인 설계 기준에 대하여 면밀히 검토되어야 한다. 운영 및 유지관리에 관한 사항은 수문과 내수배제 시스템을 포함한 제방 시스템의 홍수 시 운영 지침과 운영실적, 유지보수 지침과 점검 보고서 등이다. 공학적인 설계 기준에 대한 검토사항은 제방의 여유고, 수문, 호안, 제방과 기초의 안정성, 침하, 내수배제에 관한 분석 결과이다. 이러한 제방의 인증에 필요한 기술적인 검토 자료와 관련 문서는 등록된 전문 기술자나 제방의 설계와 시공능력을 갖춘 연방 기관을 통해 보증(certification) 되어야 한다. 현재, 미국에서 제방의 보증을 결정하는 대표적인 기관은 미 공병단(U.S. Army Corps of Engineers; USACE)이다. 제방 보증의 유효기간은 최대 10년이지만 검사와 평가가 지속되고, 유효 기간 만료 전이라도 언제든지 재검토될 수도 있다. 또한, 제방 시스템 전체에 대하여 보증 여부를 결정하고, 개별 시설에 대한 보증이나 조건부 보증은 수행하지 않는다. 국내에 제방 인증 제도를 도입하기 위해서는 제방 인증에 관한 절차, 수행 기관, 수행 방법 등에 대한 규정과 제도가 마련되어야 하고, 현재 국내에서 수행되고 있는 하천시설물의 안전도 검사 방법을 포함한 평가 지표와 평가 기술에 대한 인증 표준화가 요구된다.