• 한국연안방재학회지
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• 제4권3호
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• pp.119-131
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• 2017

Global warming under the influence of climate change and its direct impact on glacial and sea level are known issue. However, there is a lack of research on an indirect impact of climate change such as coastal structure design which is mainly based on a frequency analysis of water level under the stationary assumption, meaning that maximum sea level will not vary significantly over time. In general, stationary assumption does not hold and may not be valid under a changing climate. Therefore, this study aims to develop a novel approach to explore possible distributional changes in annual maximum sea levels (AMSLs) and provide the estimate of design water level for coastal structures using a multiple non-crossing quantile regression based nonstationary frequency analysis within a Bayesian framework. In this study, 20 tide gauge stations, where more than 30 years of hourly records are available, are considered. First, the possible distributional changes in the AMSLs are explored, focusing on the change in the scale and location parameter of the probability distributions. The most of the AMSLs are found to be upward-convergent/divergent pattern in the distribution, and the significance test on distributional changes is then performed. In this study, we confirm that a stationary assumption under the current climate characteristic may lead to underestimation of the design sea level, which results in increase in the failure risk in coastal structures. A detailed discussion on the role of the distribution changes for design water level is provided.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권12호
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• pp.1065-1075
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• 2015

하구둑과 같은 구조물이 설치된 하구역에서는 상류로부터 내려온 하천수와 외해의 조석, 수문의 운영에 따라 복잡한 유출특성을 가지게 되며, 하나의 하구역에 2개 이상의 유역출구가 존재하는 경우 더욱 복잡한 형태의 홍수유출특성을 나타낸다. 이러한 사례로 현재 개발계획이 수립중인 새만금 지역을 들 수 있다. 새만금 지역의 경우 만경강과 동진강 유역에서 하천수가 유입되고 방조제에서는 배수갑문을 통해 하천수를 방류하고 해수유입을 차단한다. 두 하천이 만나는 새만금호 내에는 분리하는 용지가 들어서게 되며, 두 수계의 유출량을 연결수로를 통해 교환할 수 있도록 계획되고 있다. 이러한 연결수로는 평소에는 주운의 역할을 하지만 홍수시에는 두 수계간의 홍수를 소통시켜 홍수를 분담하는 기능을 하게 된다. 따라서 하구역 내의 치수적 안전성 확보를 위해서는 연결수로에 대한 홍수분담능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연결수로의 통수능에 따른 홍수위 저감효과를 수치해석을 통해 분석하였다. 해석에는 Delft3D를 활용하였으며 해석기간은 배수갑문의 방류가 어려워 최대홍수위가 발생되는 소조기로 설정하였다. 새만금종합개발계획상의 토지이용계획에서는 3개의 연결수로가 계획되어 있으나 연결수로에 의한 홍수위저감효과를 검토하기 위해 해석을 단순화하여 가장 폭이 넓은 수로 1개만 운영되도록 설정하였다. 연결수로의 폭은 동일하게 하고 하상고를 EL.-15m~EL.-3m까지 2m 단위로 변화시켜 다양한 통수능 조건에서의 홍수저감효과를 검토하였다. 수치해석 결과 연결수로의 통수능이 감소하면 두 수계간의 수위차가 증가하면서 배수갑문지점에서의 최대수위도 증가하며, 동일한 수위차라 하더라도 통수단면적에 따라 유속의 영향으로 홍수위 저감효과도 변화한다는 것을 확인하였다. 또한, 통수단면적이 증가하더라도 홍수위 저감효과가 발생하지 않게 되는 통수단면적도 분석하여 제시하였다. 본 연구결과는 향후 연결수로 설계시 기초자료로 활용될 수 있으며, 준설로 인한 공사비를 최소화하면서 홍수위 저감효과는 극대화할 수 있는 최적 연결수로를 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.23-31
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• 2018

최근 해양구조물의 건설과 간척지의 개발이 활발히 이루어짐에 따라 해안 구조물 시공 및 간척지 개발 시 필요한 준설작업은 중요 사업으로 대두되고 있다. 이에 보다 정확하고 정량적인 준설물량의 예측과 산출이 더욱 중요해지고 있다. 해저 지층정보는 시추조사를 통하여 지점별 1차원 지층 정보를 얻는 것이 일반적이며, 준설물량은 시추조사를 통하여 얻어진 종결심도나 두께를 토대로 3차원 지반 정보화 프로그램을 활용하여 산출하게 된다. 이 과정에서 대상 지역 특정 지층의 2차원적 종결심도를 결정하기 위해 1차원적인 시추공 데이터들을 공간보간한 입력DB를 구축해야 한다. 입력DB는 시추공 활용 여부와 공간보간하는 대상에 따라 구축방안이 상이하다. 따라서 본 연구는 대표적인 간척지 지역인 새만금지역과 군산외항 앞바다의 시추공 데이터를 활용하여 입력 DB 구축 방안에 따른 지층의 3차원 가시화 및 정량적인 준설물량을 비교분석하였다. 그 결과 지층의 두께를 공간보간한 구축 방안이 두 지역 모두 정밀도가 높았고 3차원 가시화 결과도 잘 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권4호
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• pp.237-244
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• 2006

한반도 통일 후 식량 안보와 수자원 확보를 위해 추진되어 오고 있는 새만금 간척 사업 완공 후 담수호 수질보전을 위해서는 오염 물질 관리의 우선순위 설정에 의한 토지 이용 계획 수립이 필요하다. 새만금 유역에서 오염 물질 부하를 경감시키기 위한 농경지의 역항을 평가하기 위하여 만경강과 동진강 유역에서 오염 부하, 토지 이용 및 분포, 용수 사용을 조사하였다. 만경강 년간 하천수는 700만$m^3$이며, 이중 14.1%는 생활 용수, 73.6%는 농업용수, 12.3%는 산업 용수에서 유래하고 있다. 동진강 하천수는 505백만$m^3$이며 이중 3.0%는 생활 용수, 94.5%는 농업용수, 2.5%는 산업 용수에서 유래한다. 동진강 유역은 만경강 유역에 비해서 농경지 면적 비율은 1.4배, 축산 농지 면적 비율은 7배가 많았고, 임지는 0.74배, 주택지는 0.67배 적었다. 만경강 유역과 동진강 유역의 주요한 오염원은 토지 유래보다도 오히려 생활 하수와 축산 오수로 나타났다. 이같은 용수 사용과 토지 이용은 하천 수질에도 영향을 주어, 동진강 유역은 만경강 유역보다 전기전도도, $BOD_5$, TN 그리고 TP값이 훨씬 낮았다. 동진강 유역은 하천 유역의 논 면적 비율이 높아 축산업 면적이 넓었음에도 불구하고 강우 후 유달 부하량이 훨씬 낮았다. 만경강 지류인 익산천 하천수를 논에 관개 후 150 m 유거 중 침전 및 흡착에 의해 질소는 37%, 인산은 50%, $BOD_5$는 15%가 저감되었으며, 수확기 벼는 ha당 TN 100.0 kg, $P_2O_5$ 24.0 kg, $K_2O$ 119.2 kg을 흡수한 결과로 보아, 새만금 유역에서 벼 재배는 하천 수질 보전에 긍정적 기여를 하고 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.255-265
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• 2013

우리나라 연안해역에서 기왕에 발표된 조위와 조류 조화상수를 수집하여 정리하고, 국립해양조사원에서 관측한 서해안 검조소의 장기 조위자료와 경기만과 남서해안의 단기 조위자료를 조화분석하였다. 이 자료를 토대로 우리나라 연안해역에서 조석과 조류의 분포특성 특히 비선형성을 조사하였으며, 장기 조위자료를 조화분석한 결과를 토대로 $M_2$ 분조와 $M_4$ 분조의 시간변화와 개발사업과의 관련성에 대해서 연구하였다. $M_2$ 분조의 진폭은 서해안 전역에서 과거에 비해서 전반적으로 감소하고 있었으며, 위상은 빨라지고 있었다. $M_2$ 분조의 비선형 상호작용에 의해 발생되는 비선형 분조인 $M_4$ 분조도 $M_2$ 분조와 마찬가지로 전반적으로 진폭은 감소하고, 위상은 빨라지고 있었다. 조석의 비선형성은 서해남부해역에서 크게 나타났으며, 군산해역에서도 비교적 뚜렷하게 나타났다. 조류 비선형성은 조석과 마찬가지로 지역적으로는 서해남부해역에서 크게 나타났으며, 전반적으로 유속이 빠른 서해와 남해의 대부분 조석수로에서도 비교적 크게 나타났다. 서해에서 전반적으로 조석 비선형성이 해안개발사업의 효과로 증가하고 있었으며, 서해 중부와 북부의 창조우세특성과 남부의 낙조우세특성은 각각 심화되고 있었다. 특히 새만금방조제 건설은 서해중부와 남부의 조석체계를 다른 사업들에 비해서 크게 변화시켰다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.519-530
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• 2013

본 연구에서는 미계측 유역인 저수지 상류 유역의 유출을 모의하기 위하여 Tank 모형의 구성성분을 개선하고 매개변수를 지역화하였으며, 모형의 적용성을 평가하였다. 저수지 상류 유역의 유출특성을 고려하여 3단 Tank 모형을 선정하였다. 유역 물수지를 고려하여 세 번째 Tank의 지하배수과정을 제외하였으며, 증발산성분은 국내의 기상관측 상황을 반영하여 개선하였다. 모형의 민감도 분석결과는 매개변수${\alpha}$의 변화에 따라 모형이 합리적으로 반응한다는 것을 제시하였다. 유역의 유역특성인자와 토지이용상태를 변수로 사용하여 모형의 매개변수 지역화식을 결정하였다. 3개 유역의 유출 모의와 1개 저수지의 저수위 모의에 대하여 모형 성능을 검증하였으며, 실측치와 모의치가 유사한 경향을 나타냈다. 24개 저수지 유입량 모의에 모형을 적용한 결과, 대상 저수지 상류 유역의 평균 증발산율은 42.8%, 평균 유출률은 56.6%이었다. 결론적으로 매개변수가 지역화된 Tank 모형은 저수지 상류 유역의 유출 모의에 적용이 가능하며, 모의된 유입량 자료는 저수지 계획, 설계, 운영에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.37-48
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• 2010

본 연구에서는 침투압이 주기적으로 변화하는 연근해 가물막이 시공현장에 적용하기 위해서 수두손실그래프에 의한 침투류 감시기법을 개발하였다. 이 기법에서 새로이 정의된 수두손실율은 0~1 사이의 값으로 나타나며 0이면 완전통수상태, 1이면 완전차수상태를 나타낸다. 수두손실그래프의 결정계수가 1에 가까우면 침투경로상의 지반은 안정된 상태에 있음을 나타내고 0에 가까우면 공동이 존재할 수도 있고 파이핑이 진행 중일 수도 있다. 수두손실그래프에 의한 안전관리기법은 침투상태의 변화를 민감하게 감지할 수 있도록 하며 전체 현장에 적용할 경우 각 위치별 하부지반의 침투상태를 세부적으로 판단할 수 있도록 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.59-77
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• 2015

본 연구에서는 매립재료에 대한 새로운 요구를 만족하기 위해 석탄회(bottom ash)와 해안준설토를 혼합한 혼합토를 준설매립지반에 적용하기 위한 연구를 계획하였다. 화력발전소에서 발생되는 석탄회는 크게 비회와 저회로 구분된다. 비회의 경우 입자가 작아 재활용 시 투수계수가 작기 때문에 환경적인 부분에서 문제가 제기되지 않아 연구가 많이 진행되었으나 저회의 경우 입도가 크고 투수계수가 커 재활용 시 환경적인 문제가 제기되어 그동안은 활용이 제한되었다. 하지만 최근에 발표된 연구결과에 따르면 bottom ash를 활용한 지반개량구간에서 추출한 침출수의 수질분석 실험을 실시한 연구결과 중금속 오염수치가 기준치 이내로 나타나 환경적인 문제는 크게 없는 것으로 나타나 향후 bottom ash의 활용이 크게 늘어날 것으로 평가된다. 이러한 bottom ash는 모래의 입도를 가지고 있으며, 그동안은 대부분이 폐기되기 때문에 재료 수급 시 운반비만 고려하면 되며, 대부분의 화력발전소가 해안에 위치하고 있어 배를 이용하여 운반하면 운반비를 줄일 수 있어 경제적인 측면에서도 준설매립에 가장 적당한 재료로 판단된다. 또한 새만금사업 등 해안준설 매립에 대한 수요가 크기 때문에 준설토보다 시공기간과 공사비 절감의 효과를 극대화할 수 있는 혼합토의 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 최근 해안매립지반의 새로운 개발 요구에 따라 bottom ash와 카올리나이트를 혼합한 혼합토에 대한 실내 자중압밀실험을 실시, 혼합토의 시료처리과정과 혼합방법에 따른 자중압밀특성에 대해 연구하였으며, 이 연구결과는 향후 대규모 해안 준설매립지반의 적용시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.