• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.230-230
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• 2022

최근 기후변화로 인해 예측이 어려운 국지성 호우가 빈번하게 발생하고 있다. 국지성 호우는 대량의 홍수를 일으켜 유송잡물을 동반한 흐름을 야기할 수 있다. 대량의 유송잡물이 하상에 퇴적되면 통수능을 저하시키기도 하며 식생효과와 마찬가지로 유목주변으로 유속이 증가하면서 세굴현상이 발생하게 되는데, 이는 하상저하를 일으키며 수공구조물의 안정성에 지속적으로 피해를 줄 수 있다. 기후변화는 또한 강우패턴을 변화시켜 식생의 성장과 활착에도 영향을 미치게 된다. 본 연구지역인 내성천 회룡포의 경우, 2015년 대가뭄 발생 이후 식생활착으로 인해 식생대 면적이 증가하고 잇는 상황이다. 이는 연구지역의 흐름과 사주교란 및 하상변동에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단되며, 특히 식생의 증가는 유송잡물의 증가를 야기 할 수 있기 때문에 식생과 유송잡물의 영향이 하천에 미치는 영향을 예측하는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 2차원 흐름모형인 Nays2D와 입자법기반의 유목동역학 모형을 활용하여 식생과 유송잡물이 하상변동에 미치는영향에 대한 수치실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 여기서, 식생의 경우, 식생성장모형을 적용하여 시간에 따라 식생이 성장하여 항력이 증가하는 것으로 가정하였으며 유송잡물의 경우, 하상에 퇴적되는 유송잡물의 개수와 면적만큼 항력이 증가하는 것으로 가정하였다. 흐름의 경계 조건은 일반화된 부정류 수문곡선을 입력하였으며 초기 하도의 형상은 일정한 경사를 가지는 평지로 가정하여 부정류에 따라 하상변동이 발생하는 것으로 모의하였다. 시뮬레이션 결과, 유송잡물보다 식생대 번성이 하상변동에 상대적으로 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며, 유송잡물의 경우 국부적으로 퇴적 분포되어 그 주변으로 침식을 일으키는 것으로 나타났다. 또한 유송잡물은 하안의 얕은수역에서 주로 퇴적되었다. 본 연구는 만곡부 하상변동에 대해 식생과 유송잡물을 고려하여 예측모의를 수행한 사례로서, 식생과 유송잡물이 흐름과 하상변동에 미치는 영향을 이해하는데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 이는 추후에 식생을 고려하는 하천관리방안을 수립 시, 식생과 유송잡물의 영향을 물리적으로 설명할 수 있는 근거자료로 제시할 수 있을 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.306-306
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• 2020

횡월류위어(side weir)는 하천의 수위가 한계수위 이상으로 상승할 경우 본류로부터 저류지나 분수로(distributary channel)로 흐름을 전환하기 위하여 사용하는 수공구조물로 강변저류지나 off-line저류지의 유입부에 흐름방향과 평행하게 설치되어 유량관리 및 전환, 홍수통제, 에너지 소산, 수위조절, 일정 유량의 취수 및 분배, 초과 홍수량의 전환 등의 목적으로 이용되는 구조물이다. 횡월류 위어의 월류 흐름은 일반위어와 같이 위어마루부 직각방향으로 흐르지 않고 본류 흐름특성에 따라 비스듬하게 유입된다. 이러한 흐름특성으로 횡월류위어 월류량은 본류의 하폭, 흐름특성, 위어길이 및 설치위치 등에 따라 각기 다르게 산정된다. 현재 국내에서 진행된 횡월류위어 흐름특성에 관련된 연구는 대부분 직선수로에 집중되어 있으며 사행하천의 흐름특성에 따른 연구는 부족한 실정이다. 금회 연구에서는 3차원 상용프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 사행하천구간 유입부 설치위치 특성에 따른 횡월류 위어 유입흐름 특성을 분석하였다. 사행하천 구간 횡월류위어 설치위치에 따른 3차원 흐름해석을 위해 AUTO CAD 프로그램을 이용하여 수로길이 30m, 수로폭 2m의 구형 사행수로를 구성하였고, 횡월류위어 유입부 위치를 20°~120°로 변화시키며 수치모형실험을 수행하였다. 해석결과 수로흐름은 유입부 설치각이 작을수록 상·하류 수위차가 작아지며 유속이 감소하며 설치위치각이 클수록 수로내 평균유속은 증가하는 것으로 확인되었다. 유입부 설치각이 작을수록 방류량이 증가하여 수로내 흐름분리현상 증가하였고 이로인한 지체현상이 발생하는 것으로 확인되었다. 본 연구로 사행하천구간에 횡월류위어가 설치된 경우, 월류량과 수리학적 흐름특성을 해석할 때 3차원 수치모형실험이 유용한 해석도구로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이후 수치모형실험이 수공구조물 설계 및 해석 시 참고자료로 이용 가능할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.250-250
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• 2021

횡월류위어(side weir)는 하천의 수위가 한계수위 이상으로 상승할 경우 본류로부터 저류지나 분수로(distributary channel)로 흐름을 전환하기 위하여 사용하는 수공구조물로 강변저류지나 off-line저류지의 유입부에 흐름방향과 평행하게 설치되어 유량관리 및 전환, 홍수통제, 에너지 소산, 수위조절, 일정 유량의 취수 및 분배, 초과 홍수량의 전환 등의 목적으로 이용되는 구조물이다. 횡월류 위어의 월류 흐름은 일반위어와 같이 위어마루부 직각방향으로 흐르지 않고 본류 흐름특성에 따라 비스듬하게 유입된다. 이러한 흐름특성으로 횡월류위어 월류량은 본류의 하폭, 흐름특성, 위어길이 및 설치위치 등에 따라 각기 다르게 산정된다. 현재 국내에서 진행된 횡월류위어 흐름특성에 관련된 연구는 대부분 직선수로에 집중되어 있으며 사행하천의 흐름특성에 따른 연구는 부족한 실정이다. 금회 연구에서는 3차원 상용프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 사행하천구간 유입부 설치위치 특성에 따른 횡월류 위어 유입흐름 특성을 분석하였다. 사행하천 구간 횡월류위어 설치위치에 따른 3차원 흐름해석을 위해 AUTO CAD 프로그램을 이용하여 수로길이 30m, 수로폭 2m의 구형 사행수로를 구성하였고, 횡월류위어 유입부 위치를 20°~120°로 변화시키며 수치모형실험을 수행하였다. 해석결과 수로흐름은 유입부 설치각이 작을수록 상·하류 수위차가 작아지며 유속이 감소하며 설치위치각이 클수록 수로내 평균유속은 증가하는 것으로 확인되었다. 유입부 설치각이 작을수록 방류량이 증가하여 수로내 흐름분리현상 증가하였고 이로인한 지체현상이 발생하는 것으로 확인되었다. 본 연구로 사행하천구간에 횡월류위어가 설치된 경우, 월류량과 수리학적 흐름특성을 해석할 때 3차원 수치모형실험이 유용한 해석도구로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이후 수치모형실험이 수공구조물 설계 및 해석 시 참고자료로 이용가능할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.241-241
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• 2022

우리나라의 자연하천은 대부분 사행하천으로 이루어져 있다. 특히 사행하천의 만곡부에서는 2차류가 발생할 수 있으며, 이는 만곡부의 흐름에 비선형적인 영향을 미치게 되어 흐름과 유사이송에 대해 복잡한 상호작용을 하게 된다. 하천에 서식하고 있는 식생 또한 흐름에 영향을 줄 수 있다. 더군다나, 댐으로 인한 유사의 차단과 방류량 통제는 댐 하류 구간에 영향을 주게 되어 식생활착을 야기할 수 있으며 활착 이후에는 통제가 어려울 정도로 식생밀도가 증가하며 번성하기도 한다. 이러한 현상이 지속되면 식생으로 인해 통수능이 저하되기도 하며, 홍수범람이 발생할 수 있다. 따라서 만곡부 하도식생에 의한 흐름변화를 연구하는 것은 치수적인 측면에서 중요하다. 본 연구에서는 이러한 필요성을 고려하여, 2차원 흐름모형인 Nays2D를 활용하여 식생대의 밀도변화에 따른 흐름변화 예측모의를 위한 수치실험을 수행하였다. 연구지역은 사행하천으로서 식생대가 발달한 대청댐 하류 구간이다. 본 연구에서는 현장조사를 통해 구축한 식생특성을 반영하여 예측모의를 수행하였으며, 이를 위해 부등류를 기반으로 식생밀도에 따라 2021년의 식생현황, 전체벌채(식생없음), 솎아베기(2021년 식생밀도의 0.5배), 존치(2021년 식생밀도의 2배)로 가정하여 모형을 구축하였다. 모의결과, 전체벌채의 경우, 2차류에 의해 흐름이 만곡부 외측으로 집중되었기 때문에 만곡부 외측에서 수심과 유속이 증가하였다. 2021년 식생현황과 솎아베기, 그리고 존치의 경우, 공통적으로 만곡부 외측에 식생이 존재하고 있기 때문에 전체벌채보다 수심이 증가하고 유속이 감소하였으며 식생대 주변과 하도중앙으로 흐름이 집중되는 경향을 나타났다. 이를 통해, 전체벌채의 경우 치수적으로 만곡부 외측에서 2차류의 발달로 세굴을 야기할 가능성을 확인할 수 있었으며 식생이 존재하는 경우에는 만곡부 외측에 퇴적이 발생할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 식생과 흐름만을 고려하여 수치모의를 수행하였으나 추후 연구에서는 흐름과 하상변동을 모두 고려하여 수치모의를 수행한다면 보다 세부적으로 식생밀도가 하천환경에 미치는 영향 이해할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.11
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• pp.5578-5586
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• 2012

The accurate estimation of discharge is very essential as the important factor of river design for the utilization and flood control, hydraulic construction design. The present discharge production is using the stage-discharge relationship curve in the river. The rating curve uses the method by predicting the discharge based on regression analysis using the measured stage and discharge data in a flood season. The method is comparatively convenient and has especially advantages in that it can predict the discharge having the difficulty of observation in a flood season. However, this method has basically room for improvement because the method only uses the relationship between stage and discharge, and doesn't reflect the hydraulic parameters such as hydraulic radius, energy slope, roughness, topography, etc.. Therefore, in this study, discharge was predicted using the convenient calculation method with empirical parameters of the Manning and Chezy equations, which were proposed by Choo et at (2011) in KSCE as a new methodology for estimating discharge in open channel. The proposed method can conveniently estimate empirical parameters in both of Manning and Chezy equations and the discharge is estimated in the open channels. There are proved by using data measured in meandering lab. channel and India canal and the accuracies show about determination coefficient 0.8. Accordingly, this method will be used in actual field if this study is continuously conducted.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.9 no.2
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• pp.133-141
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• 1990

For the purpose of evaluating nutrient loadings into rivers and lakes from agricultural land, especially from paddy fields and also nutrient degradation in drainage channels, the Total Kjeldahl Nitrogen(TKN) and the Total Phosphorus(TP) were investigated in 29.5 ha. paddy fields in Hwa-Sung, Kyong-Ki, Korea, during the period from May 8, 1989 to Sep. 27, 1989. The results of the study can be su㎜arized as follows : 1. Annual inputs into paddy fields were 180 N-kg/ha 46 P-kg/ha. by fertilization, and 15.0 TKN-kg/ha. 10.0 TP-kg/ha. by irrigation, 8.0 TKN-kg/ha. 0.34 TP-kg/ha. by rainfall respectively. The amount of nutrient involved in surface runoff from paddies was 39.0 TKN-kg/ha. 9.2 TP-kg/ha. and in seepage 7.5 TKN-kg/ha. 2.1 TP-kg/ha. respectively 2. In WS1 stream(reach length equals 950m), nutrients decreased 0.31 TKN-mg/L/km, 0.01 TP-mg/L/km and in WS2 stream (reach length equals 750m) which are more meandering and undulating than WS1, the nutrients decreased 0.84 TKN-mg/L/km, 0.11 TP-mg/L/km. From these results, it was concluded that low stream velocity due to meandering and undulation promotes more degradation of nutrient concentrations. 3. For the purpose of decreasing nutrient loads from paddy fields, the amount of fertilizer used needs to be controlled, irrigation weirs need to be constructed in the drainage channels to delay the transportation of nutrients by decelerating the stream velocity and plants such as plantain-lily need to be cultivated in the channel to consume nutrients and therefore enlarge chances of self-purification.

• Journal of the Korean Geophysical Society
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• v.5 no.4
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• pp.337-344
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• 2002

The alluvial deposits along meandering rivers can be used as an artificial aquifer for infiltration of river waters. Internal heterogeneity of the alluvial deposits is a prerequisite information for the development of alluvial groundwater because vortical and lateral movement of alluvial ground water depends on the internal heterogeneity The internal heterogeneity due to variations in channel behavior can be delineated using GPR survey, GPR profiles for the point bar deposits near Buyeo county reveals two different stratigraphic units: the lower inclined heterogeneous strata and the upper horizontally stratified strata. The upper unit is largely indicative of vertical accumulation by overbank floods within a floodplain, whereas the lower one represents typical point bar deposits formed by lateral accretion. The stratigraphic variation in the heterogeneity shows that GPR survey is a useful and necessary investigation method for the development of alluvial ground water.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.10 no.2
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• pp.52-74
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• 2000

The basement rock of upper stream of Keum River Valley consists of Precambrian gneiss which is resistant to weathering. That of mid and lower stream valley, however, is mainly composed of Mesozoic granites which are vulnerable to weathering. The upstream part of Geum River Basin is typified by the deeply-incised and steep meandering streams, whereas mid and lower part is characterized by wide floodplain and gently dipping river bottom toward the Yellow Sea. In particular flooding deposits, in which are imprinted a number of repetitions of erosion and sedimentation during the Holocene, are widely distributed in the lower stream of Geum River Basin. For understanding of erosions in the mid and lower stream of Geum River Basin, the rate of erosion of each small basins were estimated by using the data of field survey, erosional experiments and GIS ananlysis. It was revealed that erosion rate appeared highest in granite areas, and overall areas, in this field survey were represented by relatively high erosion rates. By implemeatation of remote sensing and imagery data, the temporal changes of river bed sediments for about last 11 years were successfully monitored. Observed as an important phenomenon is that the river bed has been risen since 1994 when an embankment (Dyke) was constructed in the estuarine river mouth. From the results derived from the detailed river bed topographical map made in this investigation, the sedimentation of the lower river basin is considered to be deposited with about 5 cm/year for the last 11 years. Based on this river bed profile analysis by HEC-6 module, it is predicted that Geum River bed of Ganggyeong area is continuously rising up in general until 2004. Although extraction of a large amount of aggregates from Gongju to Ganggyung areas, the Ganggyung lower stream shows the distinct sedimentation. Therefore, it is interpreted that the active erosions of tributary basins Geum drainage basins can affect general river bed rising changes of Geum River.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.7
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• pp.495-507
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• 2021

With the recent industrial development, accidental pollution in riverine environments has frequently occurred. It is thus necessary to simulate pollutant transport and dispersion using water quality models for predicting pollutant residence times. In this study, we conducted a field experiment in a meandering reach of the Sum River, South Korea, to validate the field applicability and prediction accuracy of RAMS+ (River Analysis and Modeling System+), which is a two-dimensional (2D) stream flow/water quality analysis program. As a result of the simulation, the flow analysis model HDM-2Di and the water quality analysis model CTM-2D-TX accurately simulated the 2D flow characteristics, and transport and mixing behaviors of the pollutant tracer, respectively. In particular, CTM-2D-TX adequately reproduced the elongation of the pollutant cloud, caused by the storage effect associated with local low-velocity zones. Furthermore, the transport model effectively simulated the secondary flow-driven lateral mixing at the meander bend via 2D dispersion coefficients. We calculated the residence time for the critical concentration, and it was elucidated that the calculated residence times are spatially heterogeneous, even in the channel-width direction. The findings of this study suggest that the 2D water quality model could be the accidental pollution analysis tool more efficient and accurate than one-dimensional models, which cannot produce the 2D information such as the 2D residence time distribution.

• Journal of Wetlands Research
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• v.22 no.3
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• pp.194-199
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• 2020

Unlike in the past, the world is facing water shortages due to climate change and difficulties in simultaneously managing the risks of flooding. The Four Major Rivers project was carried out with the aim of realizing a powerful nation of water by managing water resources and fostering the water industry, and the construction period was relatively short compared to the unprecedented scale. Therefore, the prediction and analysis of how the river environment changes after the Four Major Rivers Project is insufficient. Currently, part of the construction section of the Four Major Rivers Project is caused by repeated erosion and sedimentation due to the effects of sandification caused by large dredging and flood-time reservoirs, and the head erosion of the tributaries occurs. In order to solve these problems, the riverbed maintenance work was installed, but it resulted in erosion of both sides of the river and the development of new approaches and techniques to keep the river bed stable, such as erosion and excessive sedimentation, is required. The water agent plays a role of securing a certain depth of water for the main stream by concentrating the flow so much in the center and preventing levee erosion by controlling the flow direction and flow velocity. In addition, Groyne products provide various ecological environments by forming a natural form of riverbeds by inducing local erosion and deposition in addition to the protection functions of the river bank and embankment. Therefore, after reviewing the method of determining the shape of the Groyne structure currently in use by utilizing the mobile limit flow rate and marginal reflux force, a new Critical Movement Velocity(${\bar{U}}_d$) and a new resistance coefficient formula considering the mathematical factors applicable to the actual domestic stream were developed and the measures applicable to Groyne installation were proposed.