• 한국지진공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.147-155
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• 2023

This study aims to present a method to evaluate the relative risk of failure due to liquefaction of domestic small to medium-sized earthfill dams with a height of less than 15 m, which has little information on geotechnical properties. Based on the results of previous researches, a series of methods and procedures for estimating the probability of dam failure due to liquefaction, which calculates the probability of liquefaction occurrence of the dam body, the amount of settlement at the dam crest according to the estimation of the residual strength of the dam after liquefaction, the overtopping depth determined from the amount of settlement at the dam crest, and the probability of failure of the dam due to overtopping was explicitly presented. To this end, representative properties essential for estimating the probability of failure due to the liquefaction of small to medium-sized earthfill dams were presented. Since it is almost impossible to directly determine these representative properties for each of the target dams because it is almost impossible to obtain geotechnical property information, they were estimated and determined from the results of field and laboratory tests conducted on existing small to medium-sized earthfill dams in previous researches. The method and procedure presented in this study were applied to 12 earthfill dams on a trial basis, and the liquefaction failure probability was calculated. The analysis of the calculation results confirmed that the representative properties were reasonable and that the overall evaluation procedure and method were effective.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.860-868
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• 2008

Seismic safety analysis of rockfill dams are consist of the stability analysis as an simplifed method and the dynamic analysis as an detailed method. When high risk dams such as Multi-purpose dams were often applied detailed method by dynamic analysis, dynamic properties of dam materials such as shear modulus are considered as most important factor. Dynamic material properties such as shear modulus had to be investigated by cyclic triaxial test et al. during design and construction stage but these were not conducted because of the condition of domestic seismic design technique. MASW and SASW methods had been applied as a non destructive method to investigate dynamic material properties of existing rockfill dam, has no problems in dam safety at present. These methods were usually performed under the assumptions that the subsurface can be described horizontally homogeneous and isotropic layers. Recent studies(Marwin, 1993, Kim, 2001) showed that surface waves generated through inclined structures have different characteristics from those through a horizontally homogeneous layered model. further Kim et al(2005) and Min and Kim(2006) showed that central core type rockfill dam overestimated the shear wave velocities as increasing the depth through the 3D numerical modelling dut to the effect of outer rockfill and geometrical reasons In this study the results of shear wave velocities of seven rockfill dams form comprehensive facility review, was carried out from 2003 to 2007, were collected and analysed to establish the shear wave velocity distribution characteristics in increasing confining stress in rockfill dams and surface wave velocity ranges in rockfill dam through MASW and the limitation in application are discussed to be utilized as an reference value for dynamic analysis.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권5호
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• pp.511-519
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• 2019

The concrete gravity dam is one of the most important parts of the nation's infrastructure. Besides the benefits, the dam also has some potentially catastrophic disasters related to the life of citizens directly. During the lifetime of service, some degradations in a dam may occur as consequences of operating conditions, environmental aspects and deterioration in materials from natural causes, especially from dynamic loads. Cumulative Absolute Velocity (CAV) plays a key role to assess the operational condition of a structure under seismic hazard. In previous researches, CAV is normally used in Nuclear Power Plant (NPP) fields, but there are no particular criteria or studies that have been made on dam structure. This paper presents a method to calculate the limitation of CAV for the Bohyeonsan Dam in Korea, where the critical Peak Ground Acceleration (PGA) is estimated from twelve sets of selected earthquakes based on High Confidence of Low Probability of Failure (HCLPF). HCLPF point denotes 5% damage probability with 95% confidence level in the fragility curve, and the corresponding PGA expresses the crucial acceleration of this dam. For determining the status of the dam, a 2D finite element model is simulated by ABAQUS. At first, the dam's parameters are optimized by the Minitab tool using the method of Central Composite Design (CCD) for increasing model reliability. Then the Response Surface Methodology (RSM) is used for updating the model and the optimization is implemented from the selected model parameters. Finally, the recorded response of the concrete gravity dam is compared against the results obtained from solving the numerical model for identifying the physical condition of the structure.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제21권1호
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• pp.129-156
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• 2012

본 연구는 다목적댐 운영을 통한 안정적인 수자원 공급이 국가경제에 기여하는 경제적 파급효과를 분석한다. 분석을 위해 17개 주요 다목적댐이 고려되며, 다목적댐에서 공급되는 수자원을 여름과 겨울로 구분하여 별도의 생산요소로 포함하는 연산가능 일반균형모형(computable general equilibrium model: CGE)을 2007년을 기준연도로 하여 구축한다. 분석 내용은 다목적댐 용수 공급의 양적 측면과 안정적 용수 공급 측면을 구분하여, 전자에 대해서는 수자원 수요 충족에 따른 경제적 파급효과를 분석하고, 후자에 대해서는 수자원 공급의 불확실성 감소에 따른 리스크 프리미엄을 추정한다. 분석 결과, 다목적댐이 운영되지 않을 경우에 수자원을 집약적으로 투입하는 농림수산 및 수도 산업의 생산과 농림수산 산출물이 중간재로 많이 사용되는 음식료 산업의 생산이 크게 감소하는 것으로 나타났으며, 철강과 전기전자 등의 산업들은 대체로 생산이 증가하는 것으로 나타났다. GNP는 벤치마크 해 대비 0.22~0.68% 감소하는 것으로 분석되었다. 한편 리스크 프리미엄은 상대적 위험회피 척도 값을 0.5~3.0의 범위에서 고려할 때 약 40억 원~240억 원의 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.239-246
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• 2008

In this study, an optimized deterministic water-quality model was constructed to estimate water quality of a river and lake in the upstream basin of a dam. A stochastic water-quality analysis using reliability analysis technique was applied to the model. The model was tested in the 13.9 km reach from Maeil stage station of Kyechun to Hoengsung Dam of Sum River. After finding hydraulic characteristics from nonuniform flow analysis, Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) optimization technique for model calibration was applied to determine optimum reaction parameters, and model verification was performed based on these. The stochastic model, using Mean First­Order Second­-Moment (MFOSM) and Monte-Carlo methods, was applied to the same reach as the deterministic study. Variations of discharge and water quality in headwater were considered, as well as variations of hydraulic coefficients and reaction coefficients. The statistical results of output variables from MFOSM were similar to those from the Monte-Carlo method. Risk analysis using MFOSM and Monte-Carlo methods presented the probabilities of some locations in the Hoengsung Lake violating existing water-quality standards in terms of DO and BOD.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.765-774
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• 2023

기후변화로 인해 강우의 변동성이 증가하여가뭄 또는 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 불확실성이 증가하는 기후 조건에 대응하는 수자원 시설 관리대책의 수립을 위해서는, 하천의 자연 유출량과 인공계 물공급을 모두 고려한 저수지 운영 모의를 통하여, 이수 및 치수 측면의 수자원 시설 영향에 대한 종합적인 분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 강우-유출과 저수지 운영 모형을 연계 모의하여, 합천댐 유역을 대상으로 기후변화에 대한 이수안전도 및 홍수위험도 분석을 수행하였다. 강우-유출모형으로는 modèledu Génie Rural à 4 paramètres Journalier (GR4J) 모형을, 저수지운영 모형은 HEC-Ressim 모형의 구조를 가지는 R 기반모형을 적용하였다. 구축된 연계 모형에 기후변화 시나리오를 2100년까지적용하여 합천댐의 이수안전도 및 홍수위험도 변화를 정량적으로 분석하였다. 이수안전도 분석 결과, SSP5-8.5에 비해 SSP2-4.5 조건에서 이수안전도가 더높으며, 먼미래로 갈수록 모두 과거 조건보다 이수안전도가 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 먼미래 기간에서는 홍수 위험도의 범위가 더욱 넓어지는 것으로나타났으며, SSP2-4.5와 SSP5-8.5 두 시나리오모두 먼미래 기간에서 홍수 위험도의 중앙값이 가장 높았다. 또한, 연총강수량과연총유출은 과거 대비 10% 미만 증가하는데 비해, 홍수시댐무효방류량은 120%이상 증가하여, 연구대상지역인 합천댐유역의 경우, 미래 기후변화로 인한 홍수위험도가 상승할 것으로 예상된다.

• 한국농공학회지
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• 제45권6호
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• pp.109-118
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• 2003

As a fundamental research to establish a safety operation plan for irrigation dams, this study presents hydrologic analysis conducted in Sungju Dam watershed based on various rainfall data. Especially those reservoirs without flood control feature are widely exposed to the risk of flooding, a safe and optimized operation program need to be improved against arbitrary flooding. In this study, reservoir routing program was developed and simulated for reservoir runoff estimation using WMS hydrology model. The model simulated the variations of reservoir elevation under the condition of open or closed emergency gate. In case of closed emergency gate, water surface elevation was given as 193.15 m, and this value exceeds the dam crest height by 1.65 m. When the emergency gate is open, the increment of water surface elevation is given as 192.01 m, and this value exceeds dam crest height by 0.57 m. As an alternative plan, dam height increase can be considered for flood control under the PMP (Probable Maximum Precipitation) condition. Since the dam size is relatively small compare to the watershed area, sound protection can be expected from the latter option rather than emergency gate installation.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

무선 센서 네트워크 시스템은 종래의 계측기술이 가지는 한계인 집중계측방법이 가지는 단점을 보완하여 시설물 전체의 거동을 확인할 수 있다는 장점으로 구조물의 안전진단 및 계측, 물 관리 시스템 그리고 댐 구조물에 대한 관리시스템에 까지 폭넓게 제안되고 있다. 그러나 계측과 동시에 시설물의 상태평가가 가능한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기존의 기술적 단점을 개선하기 위하여 시설물의 거동을 파악함과 동시에 안전 등에 대한 상태평가가 가능하도록 무선 센서 네트워크 시스템을 제안하였다. 저수지 댐 시설에 대한 지반공학적 위험인자를 사전에 평가하고, 시설물의 파괴를 유발하는 인자에 대한 한계값을 설정함으로써 위험인자를 측정함과 동시에 인자별로 한계상태를 즉시 평가할 수 있는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 저수지댐에 대한 표준단면을 이용하여 침투 및 비탈면 활동에 대한 수치해석을 수행하였고, 응력-간극수압 연동 유한차분 수치해석을 수행하여 저수지 댐 구조물에 대한 한계변위를 설정함으로써 즉시 상태평가가 가능하고 측정값을 이용해 회귀분석 함으로써 한계값에 도달하는 시간을 예측할 수 있음으로써 재난, 재해를 사전에 인지할 수 있는 시스템을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.55-64
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• 2008

기후변화에 대한 명백한 증거가 전 세계적으로 관찰되고 있음에도 불구하고 현재 사용 중인 홍수 빈도분석 방법은 이러한 기후변화나 장기변동성을 고려할 요소를 갖추지 못하고 있다. 본 연구에서는 관측된 연최대 일강우량과 일유출량 시계열을 대상으로 추세분석을 실시하여 전 지구적으로 나타난 기온상승과 같은 증가추세가 존재하는지 linear regression과 Mann-Kendall 기법을 이용하여 살펴보았으며, 나아가 기후의 변동성으로 인해 발생할 수 있는 홍수량의 증가추세를 반영한 빈도분석 방안을 제시하였다. 5개 대상지점(서울, 인천, 울릉도, 전주, 강릉)의 연최대 일강우량 모두 시간에 따른 증가추세를 일관되게 보이고 있었으나, 통계적인 유의성이 검증되지는 않았다. 홍수량도 3개의 대상지점(안동댐, 소양강댐, 대청댐) 모두에서 시간에 따른 증가추세가 관찰되었으나, 안동댐의 상향추세만이 통계적인 유의성을 내포하였다. 선형추세를 가진 홍수량의 빈도분석 및 위험도를 추정할 수 있는 대수정규 추세모형(log-normal trend model)을 소개하고, 안동댐과 소양강댐의 홍수 빈도분석을 위해 적용하였다. 적용결과 대수정규 추세모형의 2005년 50년 빈도 홍수량은 안동댐과 소양강댐 모두 대수정규 모형보다 각각 41%와 21% 증가하였으며, 목표연도가 증가함에 따라 추정되는 홍수량 역시 함께 증가함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권10호
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• pp.11-16
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• 2020

우리나라의 농업용 저수지는 국가 주요 기반시설 중 하나로 국민의 삶에 중요한 역할을 수행하고 있다. 하지만 노후화된 저수지가 인명과 재산에 대한 위험 요소로 작용하고 있는 실정이다. 현재 전국에 40년이 넘은 노후화가 진행된 크고 작은 댐과 저수지가 건설되어 있다. 전국에 건설된 댐, 저수지의 관리주체는 여러 기관으로 나눠져 있다. 따라서 비용과 시간적 문제로 모든 댐, 저수지의 관리가 어려운 실정이다. 그렇기 때문에 적은 관리 인력과 전문지식이 부족한 현장의 관리자도 다수의 저수지에 대하여 위험요인을 신속히 파악하고 시설물을 상태를 파악할 수 있는 소규모 저수지에 최적화된 안정성 평가 시스템이 구축되어야 한다. 본 연구에서는 위험인자로 침투, 누수, 침하, 활동, 균열, 침식으로 항목들을 선정하였으며 항목들의 위험도를 평가하기 위해 다기준 의사결정(Multi-Criteria Decision Making : MCDM) 방법 중 하나인 계층적 분석 과정(AHP) 기법을 활용하였다. 분석 결과 침투, 누수, 균열, 활동, 침하, 침식 순으로 나타났다. 산정된 가중치를 활용하여 사전에 간편한 방법으로 댐 저수지 붕괴 위험도를 평가하여 정밀진단 우선순위를 결정 할 수 있을 것으로 판단된다.