• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.377-389
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• 2020

본 연구에서는 낙동강수계의 안동댐 퇴적물에 대한 오염도 조사 및 평가를 수행하였다. 안동댐 상류 40 km까지 약 5 km 간격으로 호수의 중간, 좌, 우지점에서 성층기와 전도기로 구분하여 퇴적물 시료를 채취하였다. 일반 항목인 강열 감량, 총질소, 총인의 경우 오염도가 낮지만, 중금속의 경우 비소와 카드뮴의 오염도는 매우 높다. 지천 및 대조군에 비해 댐 내 퇴적물의 오염도가 높으며, 시료채취 시기별로는 성층기에 크롬, 구리, 납의 농도가 높고, 순환기에 아연의 농도가 높은 경향을 보인다. 상하류의 위치에 따른 농도 차이를 나타내는 중금속은 비소, 카드뮴, 망간, 아연이며 차이를 보이지 않는 항목은 크롬, 구리, 수은, 철, 납 등이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.131-140
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• 2022

기후변화의 영향으로 최근 하천에서 극한 홍수 발생 크기와 빈도가 증가하고 있으며, 따라서 기존의 관측 기록에 의존한 홍수관리 및 하천설계 방식의 한계를 개선하기 위해 자연성 기반의 기술을 접목한 다목적 홍수 관리 기법이 도입되는 추세이다. 이러한 극한 홍수에 대비하기 위한 자연성 기반 해법 중에는 제방을 후퇴하여 홍수터를 확장하고 극한 홍수 발생시에 홍수피해를 저감 시키는 방법이 있다. 이러한 기술을 적용하기 위해서는 홍수피해 저감 효과, 지속가능한 생태환경, 하천 연결성 및 하도의 물리적 구조 개선 등의 다양한 평가항목에 기초한 적합한 입지 선정 방법을 채택하는 것이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 대청댐 상류부터 용담댐 하류 지역내 하천 수변구역을 대상으로 객관성이 확보된 입지 선정 방법을 적용하여 다기능 홍수터 조성 사업을 위한 후보지의 적정성을 판단하였다. 최종 입지 판정 결과, 홍수피해 저감과 수환경 개선을 모두 고려한 최적의 입지 우선순위에 동대제 구간과 저곡제 구간이 포함되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.563-567
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• 2004

During drought season, the self-purification capacities of the four major rivers in Korea are significantly controlled by environmental maintenance flows supplied from the mid- or upstream large dams. Therefore, it is obviously important to operate the dams considering not only water quantity aspects but also conservation of downstream water quality and aquatic ecosystems. Mathematical water quality models can be efficiently used to serve as a decision support tool for evaluating the effects of operational alternatives of upstream dams on the downstream aquatic environment. In this study, an unsteady one-dimensional water quality model, KORIV1-WIN was developed based on the theoretical and numerical algorithms for hydrodynamics and water quality simulations of CE-QUAL-RIV1. It consists of hydrodynamic(KORIV1H) and water quality(KORIV1Q) modules, and pre- and post-processors for input data preparations and output displays. The model can be used to predict one-dimensional hydraulic and water quality variations in rivers with highly unsteady flows such as dam outflow change, rainfall-runoff, and chemical spill events.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.269-283
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• 2014

본 연구에서는 기상청에서 제공하는 RCP 기후변화시나리오를 이용하여 기후변화와 유역유출특성에 따른 환경영향을 평가하였다. SWAT모형을 이용한 미래 댐 유입량 평가, HEC-ResSim 모형을 이용한 댐 안전성 평가 및 하류 유황분석을 수행하였다. 또한, 기존 수질관측자료를 이용하여 Seasonal-Kendall Test를 통해 수질변화 추세에 대해 분석하였고, SWAT과 HEC-ResSim 모형으로 도출된 방류량 및 지류유출량을 Qual2E모형에 적용하여 미래 수질변화 추세에 대해 분석하였다. 다음과 같은 유역 통합환경검토 기법은 하천환경에 대한 과학적 물환경 관리 체계를 확보하고, 기후변화 등 새로운 환경문제에 선제적으로 대응하기 위한 지침을 마련할 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권10호
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• pp.717-722
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• 2011

현재, melamine은 레진, 내화제, 접착제, 라미네이트 등 우리 생활에 다양하게 사용되고 있다. 그로 인해 melamine이 포함된 폐수의 수계 유입 또한 증가하고 있다. EU안전지침서의 GHS에는 melamine을 암 유발 가능성이 있는 물질로 구분하고 있다. 하지만 아직까지 melamine에 대한 독성연구는 진행 중이며 어떤 영향을 주는지 아직까지 밝혀진 사실이 적다. 본 연구에서는 한강과 주변하천의 melamine 오염 정도를 HPLC/UV를 이용하여 오염 정도를 파악하였다. 그리고 활성탄을 이용한 흡착실험 및 모델링에 관한 연구를 하였다. 우선 한강수계 중 상대적으로 상류에 있는 팔당댐 근교와 그보다 하류지역인 뚝섬유원지에서 동일한 시료를 3개씩 채수하였고 한강에 유입되는 하천 중 홍릉천, 왕숙천, 청계천에서 동일하게 시료를 채수하여 정제 후 melamine 농도를 측정하였다. 그 결과 팔당댐 근교의 시료에서는 melamine이 검출되지 않았으며 그보다 상대적으로 하류인 뚝섬유원지에서는 $0.312{\mu}g/L$농도가 검출되었다. 왕숙천에는 $0.578{\mu}g/L$로 가장 높았으며 청계천과 홍릉천은 각 $0.197{\mu}g/L$, $0.325{\mu}g/L$로 검출되었다. 전체적으로 낮은 농도지만 대부분의 지점에서 melamine의 검출을 확인할 수 있었다. 1970년대에는 melamine 생산량이 200,000 ton에서 최근에는 1,400,000 ton으로 계속적인 사용의 증가로 수계오염은 심화될 것으로 보인다. 활성탄을 이용한 흡착 실험에서는 활성탄 크기에 따라 melamine흡착에 약간의 차이를 보였으나 파과모델과 어느 정도 일치함을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(I)
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• pp.3-16
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• 2002

This article describes some of the recent and on-going research developments of the author at Colorado State University. Advances in the field of sedimentation and river mechanics include basic research and computer modeling on several topics. Only a few selected topics are considered here: (1) analytical determination of velocity profiles, shear stress and sediment concentration profiles in smooth open channels; (2) experiments on bedload particle velocity in smooth and rough channels; (3) field measurements of sediment transport by size fractions in curved flumes. In terms of computer modeling, significant advances have been achieved in: (1) flashflood simulation with raster-based GIOS and radar precipitation data; and (2) physically-based computer modeling of sediment transport at the watershed scale with CASC2D-SED. Field applications, measurements and analysis of hydraulic geometry and sediment transport has been applied to: (1) gravel-bed transport measurements in a cobble-bed stream at Little Granite Creek, Wyoming; (2) sand and gravel transport by size fraction in the sharp meander bends of Fall River, Colorado; (3) changes in sand dune geometry and resistance to flow during major floods of the Rhine River in the Netherlands; (4) changes in hydraulic geometry of the Rio Grande downstream of Cochiti Dam, New Mexico; and (5) analysis of the influence of water temperature and the Coriolis force on flow velocity and sediment transport of the Lower Mississippi River in Louisiana. Recent developments also include two textbooks on "Erosion and Sedimentation" and "River Mechanics" by the author and state-of-the-art papers in the ASCE Journal of Hydraulic Engineering.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.57-70
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• 2020

본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 섬진강유역과 영산강유역을 대상으로 유역간 물이동 모델링을 수행하였다. 먼저, 영산강과 섬진강유역에 대해 SWAT 모형을 구축하였고 저수지 운영 매개변수 WURESN(Water Use Reservoir Withdrawn)과 Inlet 기능을 이용하여 섬진강유역의 주암댐에서 영산강유역의 광주천으로의 물이동 모델링을 수행하였다. 섬진강유역의 주암댐과 영산강유역의 마륵 수위관측소의 2005년~2017년까지의 댐 방류량, 저수량 그리고 도수유량 자료를 이용하여 SWAT모형의 검보정을 하였다. 주암댐 검보정결과의 평균 RMSE, NSE, R²는 각각 2.22 mm/day, 0.62, 0.86로 나타났고 마륵 관측소는 각각 1.38 mm/day, 0.69, 0.84로 나타났다. 유역간 물이동에 의한 하류의 영향을 평가하기 위해, 영산강유역내 다기능보 2개(승촌보, 죽산보)와 섬진강유역의 곡성과 구례 수위관측소를 선택하여 검보정을 진행하였다. 승촌보, 죽산보, 곡성 및 구례 관측소의 검보정 결과에 대한 평균 RMSE, NSE, R²는 각각 1.49~2.49 mm/day, 0.45~0.76, 0.81~0.90로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.17-17
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• 2011

As a method of countermeasure to bed degradation and armoring phenomena of bed material in the downstream area of dam reservoirs, sediment augmentation (replenished sediment) has been carried out in many Japanese rivers. In general, bed of the replenished sediment site is composed of rocks, because the site is located in the downstream area of the dams and sediment supply is very small. Bed deformation process has been researched by many researchers. As a method of countermeasure to bed degradation and armoring phenomena of bed material in the downstream area of dam reservoirs, sediment augmentation (replenished sediment) has been carried out in many Japanese rivers. In general, bed of the replenished sediment site is composed of rocks, because the site is located in the downstream area of the dams and sediment supply is very small. Bed deformation process has been researched by many researchers. However, most of them can treat movable bed only and cannot be applied to the bed deformation process of sediment on rocks. If the friction angle between the sediment and the bed surface is assumed to be the same as the friction angle between the sediment and the sediment, sediment transport rate must be smaller without sediment deposition layer on the rocks. As a result, the reproduced bed geometry is affected very well. In this study, non-equilibrium transport process of non-cohesive sediment on rigid bed is introduced into the horizontal two dimensional bed deformation model and the model is applied to the erosion process of replenished sediment on rock in the Nakagawa, Japan. Here, the Japanese largest scale sediment augmentation has been performed in the Nakagawa. The results show that the amounts of the eroded sediment and the remained sediment reproduced by the developed numerical model are $56300m^3$ and $26800m^3$, respectively. On the other hand, the amounts of the eroded sediment and the remained sediment measured in the field after the floods are $56600m^3$ and $26500m^3$, respectively. The difference between the model and field data is very small. Furthermore, the bed geometry of the replenished sediment after the floods reproduced by the developed model has a good agreement with the measured bed geometry after the floods. These results indicate that the developed model is able to simulate the erosion process of replenished sediment on rocks very well. Furthermore, the erosion speed of the replenished sediment during the decreasing process of the water discharge is faster than that during the increasing process of the water discharge. The replenished sediment is eroded well, when the top of the replenished sediment is covered by the water. In general, water surface level is kept to be high during the decreasing process of the discharge during floods, because water surface level at the downstream end is high. Hence, it is considered that the high water surface level during the decreasing process of the water discharge affects on the fast erosion of the replenished sediment.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.835-844
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• 2019

본 연구는 댐에 의해 유사공급이 제한되는 댐하류 하천에서 자연성 회복을 위한 근본적 방안으로서 댐 건설 후 감소된 유사의 공급과 이송능력을 회복하기 위하여 인공적으로 하천에 모래와 자갈과 같은 토사를 공급하는 하천 유사환원 연구 기술을 체계적으로 고찰하였다. 유사환원의 목적을 초기의 수질 개선과 어류의 인공산란처 조성에서부터, 이후 저수지 퇴사대책, 하천구조물 안전성 유지, 그리고 최근의 하천의 지형형성 과정 회복까지 다섯 개로 구분하여 제시하였으며, 이러한 사업 목적에 따른 공급토사의 크기, 공급량, 현장에서 적용되는 공급방법과 모니터링 방안을 국내외 연구사례를 들어 체계적으로 고찰하였다. 앞으로 국내 하천관리에서 환경유량과 유사환원이 연계된 통합 하천관리 기술발전에 기여하기를 기대한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.3-10
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• 2004

The fundamental study of hydrologic redesign of Donghwa area located in a sccond tributary of Seomjin river was performed. The amounts of hydrologic design were estimated using the available cumulated hydrology data provided by Korea Agricultural and Rural Infrastructure Corporation (KARICO). The management status of The water resources in Donghwa area was also widely surveyed. The probability rainfalls, probable maximum precipitation (PMP) and probability floods were estimated and subsequently their changes analyzed. The amount of 200 year frequency rainfall with l day duration was 351.1 mm, 2.5 % increased from the original design value, and The PMP was 780.2 mm. The concentration time was reestimated as 2.5 hours from existing 2.4 hours. Soil Conservation Service(SCS) method was used to estimate effective rainfall- The runoff curve number was changed from 90 to 78, therefore the maximum potential retention was 71.6 mm, 154 % increased from the original value. The Hood estimates using SCS unit hydrograph showed 8 % increase from original value 623 $m^3$/s to 674 $m^3$/s and The probable maximum Hood was 1,637 $m^3$/s. Although the Row rate at the dam site was increased, the Hood risk at the downstream river was decreased by the Hood control of the Donghwa dam.