강변저류지는 하천 제방의 일부를 낮춰 제내지에 홍수량을 저류하는 방식으로 홍수기에는 홍수조절효과를 얻을 수 있고, 비홍수기에는 습지, 농경지, 생태공원 및 스포츠 시설 등으로 활용할 수 있는 친환경적 치수구조물이다. 강변저류지의 홍수조절효과는 강변저류지 설치 전·후의 첨두홍수량 또는 첨두홍수위 차이를 말하며 저류용량, 월류턱 높이, 횡월류부 길이, 하천 수위 및 홍수수문곡선 등 다양한 인자들에 의해 결정된다. 그 중에서도 홍수조절효과에 크게 영향을 미치는 인자는 저류용량이다. 만약 홍수 수문곡선에 대하여 강변저류지의 저류용량이 부족한 경우에는 첨두 홍수 발생 이전에 횡월류부의 월류턱 높이 이상으로 수위가 올라가게 되어 목표로 하는 홍수조절효과를 확보하지 못할 수도 있다. 이와 같이 강변저류지의 저류용량은 홍수 수문곡선에 따른 횡월류부의 수위변화를 충분히 고려하여 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 이용하여 저류용량이 충분한 경우와 부족한 경우에 대해 강변저류지의 횡월류부 흐름특성과 홍수조절효과를 분석하였다. 분석 결과 강변저류지의 저류용량이 부족한 경우에는 불완전 횡월류 흐름이 발생하여 강변저류지 직하류의 수위저감효과와 홍수조절효과가 작게 산정되는 것을 확인하였다. 따라서 강변저류지 설계시 가능하면 불완전 횡월류 흐름이 발생하지 않도록 저류용량을 확보하도록 하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

동해안의 하구에서는 하천유황에 따른 상류지역으로 부터의 토사공급과 연안의 해수흐름이나 파랑 등에 의한 해안토사의 이동으로 시간과 장소에 따라 퇴적토사의 증감이 나타난다. 하구부에서의 퇴적토사 증가는 유입하천의 하구부를 막는 하구폐쇄를 발생시킬 수 있고 이러한 현상은 하천의 수질변화와 직결되어 하천환경에 피해를 줄 수 있다. 본 연구에서는 강원도 삼척의 동해안으로 유입하는 지방 1급하천인 가곡천을 대상으로 지상라이다를 이용한 다시기 스캔 방법을 이용하여 하구부 퇴적토사의 변화양상을 모니터링 하였다. 분석결과 퇴적지점과 침식지점 및 이에대한 체적량 변화를 확인 할 수 있었다. 지상라이다를 이용한 해안퇴적토사의 모니터링은 정밀한 퇴적량 추이를 관찰할 수 있어 보다 장기적인 모니터링과 상류지역에서의 유사공급 및 연안류에 의한 토사이동에 대한 추가적인 연구가 수행된다면 추후 해안토사량의 변화에 대한 기초연구자료로 그 활용성이 높을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 신흥천 하류에 위치한 구재교 지점의 홍수기 유출특성을 HEC-HMS 모형을 이용하여 분석하였다. 분석을 위한 수문기초 자료인 물리적 인자들은 지형정보시스템을 이용하여 추출하였다. 홍수기 유출분석을 위해 사용한 모형은 HEC-HMS이며, 초기 매개변수의 적용은 추출된 지형인자를 기반으로 추정하여 사용하였다. 관측유량과 초기 매개변수를 적용해서 추정된 모의유량을 비교하여 HEC-HMS 모형의 보정을 실시하였다. 최적화기법에 의해 결정된 매개변수를 사용하여 산정된 모의유출량과 관측유량을 비교 분석한 결과 2개의 호우사상에 대한 평균상대오차가 14% 미만으로 나타났다. 이러한 기초 분석 자료를 기반으로 향후 수자원 개발과 보전에 기여하고자 한다.

강우로 인한 토양침식은 자연현상의 일부로 지형발달과정의 일부이다. 오늘날 증가하고 있는 인간의 개발 활동은 지표의 토양침식을 더욱 가속하고 유역의 토사유출재해를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 특히 건설공사 중에는 대부분의 지표면이 나지로 변하기 때문에 강우에 의한 토양침식이 공사 전에 비하여 크게 증가한다. 따라서, 본 연구에서는 건설공사로 발생하는 나지사면의 토사유출량 조사를 위해 공사현장의 토양다짐 유무와 사면경사를 고려한 강우모의발생 토양침식 실험을 실시하고 토양침식에 대한 강우량, 사면경사, 토양다짐의 관계를 분석하였다. 사면경사와 강우량이 증가할수록 토사유출량은 증가하였다. 급경사 나지에서는 사면토양을 다지면 토사유출량이 감소하는 비율은 경사와 강우량이 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과 건설공사가 진행하는 중에 적절한 사면관리를 통한 토사유출량 저감이 필요하며, 적절한 건설공사 지역에서 토사유출량을 줄이기 위한 사면관리에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 집중호우 등으로 인하여 유역에 생산된 토사가 하도에 유입되면서 하상 및 지형변동을 일으키고 있으며, 보 및 댐 상류에서 유사의 퇴적으로 인하여 홍수위 변화와 저수지 기능감소 등 많은 변화를 가져오고 있다. 이로 인해 수리구조물의 지속적인 유지 및 관리를 위하여 댐 및 보의 유사관리 방안이 절실하게 요구되고 있다. 본 연구에서는 낙동강에 건설된 소규모 댐인 상주보를 대상으로 CCHE2D모형을 이용하여 댐의 상류에 퇴적된 토사의 토출(排出, SPT) 메카니즘을 분석하였다. 토사 토출 효과를 예측하기 위하여 2차원 하상변동 수치모형인 CCHE2D를 이용한 하상변동 과정을 모의한 결과, 보 상류에서는 수문을 통과하여 흐르는 유속으로 인하여 하상이 저하 되었으며, 보 하류에서는 상류에서 유입되는 유사량과 지형적인 영향을 받아 세굴과 퇴적이 반복되는 경향을 보였다. 상류에서 2년빈도 유량인 3,857 ㎥/s와 풍수량인 207.4 ㎥/s로 48시간 동안 상주보로 유입될 때, 수문이 완전히 열린 상태로 있을 경우에, 상주보에서 배사효과를 예측하기 위하여 유사 전달(Sediment delivery)을 분석하였다. 2년빈도 유량인 3,857 ㎥/s의 경우 보에서 하류로 전달되는 유사량은 약 4,400 tons 정도로 산정되었다. 유량이 1,500 ㎥/s일 때, 약 2,700 tons이 하류로 전달되지만, 최대 유사전달이 발생되는 지점은 보 하류에서 발생하였다. 풍수량 인 207.4 ㎥/s 일 때, 1,357 tons이 하류로 전달되며, 최대 유사전달이 발생되는 지점은 보에서 발생하였다. 따라서, 상류에서 2빈도의 홍수량이 유입될 때, 토사 토출 효과가 큰 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 유역의 홍수사상을 모의하는데 널리 이용되고 있는 HEC-HMS와 하도의 수리해석에 이용되고 있는 HEC-RAS를 결합시켜 직렬보 운영에 따른 홍수 소통능력 평가를 수행하는 절차를 확립하는데 있다. 따라서 본 연구에서는 낙동강유역을 적용 대상유역으로 선정하고 주요 지류를 대상으로 38개 소유역을 분할하여 유역추적을 실시하였으며, 유역추적기법은 Clark법을 채택하였다. 또한 하도의 홍수추적은 HEC-RAS의 부정류 알고리즘을 이용한 홍수파 도달시간을 산정하여 직렬보 운영에 따른 하도의 주요지점에 대한 홍수 소통능력 평가를 수행하였다.

홍수예경보는 강우로 인하여 발생되는 홍수의 규모와 시간을 가능한 한 정확하고 빨리 예측하여 홍수에 대비할 수 있도록 유관기관 및 지역주민에게 사전에 홍수에 관한 정보 즉 예측되는 수위와 시간을 제공함으로써 홍수로부터의 피해를 최소화하는 것이다. 이와 같은 목적을 성공적으로 완수하기 위해서는 홍수시 급변하는 하천유량에 영향을 미치는 모든 수문학적 기상학적 자료를 신속·정확하게 수집할 수 있는 관측 시스템의 구축 뿐 아니라 이들 수집된 자료를 이용하여 실시간 홍수추적을 할 수 있는 효율적인 유출량 계산모형이 조화를 이룰 때 가능하다. 이에 본 연구에서는 중·소하천에서 홍수예경보를 위한 지능형 U-River 시스템의 실시간 모니터링 기술을 조사하고 예측시스템에 대해 연구하였다. 기존의 홍수예경보의 문제점을 해결하기 위해 간단한 입력자료만으로 홍수예측이 가능한 인공지능 기반의 신경망 모형을 이용 하였으며 예측 모형의 효율성과 적용성을 높이기 위해 유사한 수문 사상을 가지는 상·하류간 입력 자료를 동시에 사용하였다. 모델의 수행은 각 지점별 훈련성과를 토대로 최적의 은닉층 노드수를 선발하여 실시간 수위예측에 활용하였으며 수치적 기준을 적용하여 실측 수위와 모형에 의해 예측된 수위를 이용하여 평가하였다.

국내에서 발생되어왔던 연안역에서의 안전사고는 야간의 시인성과 관련된 사고사례가 상당수 존재한다. 이에 대한 예방차원으로 시인성 확보시설이 다수 필요한 실정이다. 본 연구진은 안전시설의 시인성 향상을 위한 1광원 다지점의 전력 소모량, 탄소배출 감소 등의 장점을 가진 발광체 인입형 콘크리트 블록을 개발·제작하였으며, 연안지역 현장시공을 통해 역학적·기능적 적용성을 검증하였다. 발광체 인입형 콘크리트 블록은 기존 콘크리트 경계블록 제원을 토대로 하여 길이 1m의 직육면체의 형태에 확산판 부착이 가능한 발광부와 발광체를 인입하기 위한 시스템으로 제작되었으며, 제작된 블록을 실제 연안지역 현장 약 30m 구간에 설치하여 그 적용성을 검증하였다.

유류유출사고는 치명적인 해양 생태계파괴를 가져올 뿐만 아니라, 막대한 방제 및 피해보상비용이 발생하므로 일종의 재난으로 받아들여지고 있으며, 초기 방제대책으로써 유출유의 확산범위를 정확히 예측하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 허베이 스피리트호 유출사고에 대하여 외력요소를 고려하여 유출유 확산모형을 구축한 후, 확산분포에 대한 수치계산을 수행하여 만리포 및 신두리 일대 해안에 유류가 유입되었던 유출사고 13시간 후인 2007년 12월 7일 오후 8시와 인공위성 사진이 존재하는 2007년 12월 11일 오전 11시의 확산분포를 관측상황과 비교하여 검증하였다.

국내 시설물의 성능저하로 인하여 보수·보강에 투입되는 비용이 매년 증가하고 있으며, 이와 같이 성능저하가 발생된 구조물을 보강하여 공용 사용기간을 연장하거나, 저등급 구조물의 성능을 향상시켜 높은 등급의 구조물로 활용하면 기존 구조물을 교체 또는 개축하는 비용에 비하여 직접경비의 경우 약 80%정도의 비용을 절약할 수 있으며 이러한 직접비용의 절감 이외에도 사회간접적인 비용의 절감분은 수배에 이르게 된다. 본 연구에서는 시설물의 노후화에 따라 보수·보강방안 결정시 가장 중요한 발생된 손상의 종류와 더불어 노출환경, 시간에 따른 진행성 여부를 현장조사를 통하여 분석하였으며 이를 위하여 노후 잔교식 안벽 시설물인 광양항 제품부두 30,000DWT×3선석(L＝720m), 여수항 낙포부두 50,000DWT×2선석(L＝510m)에 대하여 정밀점검과 정밀안전진단을 실시한 결과를 가지고 발생된 손상을 형태별, 등급별 등 결정에 대하여 연구하고자 한다.

지구온난화의 가속화가 진행되면서 태풍이 우리나라에 머무는 시간이 늘어남에 따라 더욱 더 큰 피해를 주고 있으며, 해수면온도 상승으로 인해 태풍 매미와 같은 대규모 슈퍼 태풍의 내습빈도가 증가되고 있다. 이처럼 최근에 발생한 태풍에 의해 많은 연안해역이 해일 발생 위험에 노출되고 있으며, 재해방지구조물의 허용 설계 이상의 해일 및 파랑 내습시 상당한 침수와 구조물의 피해가 빈번히 발생하고 있는 실정이다. 연안해역의 재해방지구조물은 외해의 파랑과 해일에 의한 피해를 저감하고자 시설하게 되는데 정작 내수에 대한 설계가 반영되고 있지 않아 외해에서 발생하는 최악의 조건과 내해에서 일어날 수 있는 최악의 상황이 중첩될 경우 연안해역에서 나타나는 피해는 극심해질 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 육지에서의 하천홍수가 연안해역에 미치는 영향을 고려하기 위하여 마산만 지역의 남천과 삼호천을 대상하천으로 선정하여 수문학적 분석을 실시하고 충분한 안전성 검토를 위하여 대상하천의 설계빈도 100년의 계획홍수량을 상류단 경계조건으로 채택하고 하천정비기본계획에서 제시하고 있는 100년 빈도 설계홍수량에 대한 기점수위와 기왕 최대 해일고를 야기시켰던 태풍매미시의 기점수위를 하류단 경계조건으로 채택하여 대상하천의 수리 해석을 실시하였다. 남천과 삼호천의 수리분석을 통한 홍수위 검토의 결과 하천 하류부 제방에서 월류가 발생하였고 하천설계기준에서 제시하고 있는 하천규모별 제방여유고 1.0m에 대해 부족한 구간이 다수 나타나는 등 하천 하류부의 유수배제상황이 열악하였다. 따라서 원활한 유수배제를 위해 남천과 삼호천의 유수배제계획을 다음 표와 같이 4가지 형태로 수립하고 각각의 대안에 대한 검토를 순차적으로 시행하였다. 유수배제계획의 검토 결과는 아래 표와 같고, 채택안인 4안은 하천을 거대한 유수지로 활용하여 제방의 여유고 이하까지 저류시키는 방안과 여유고를 상회하는 홍수위에 대한 pump 강제 배수방식을 채택한 것으로 1안의 방조수문과 해일고에 의한 배수현상을 저감하고 2안의 하천변 유수지 부지확보에 대한 문제해결과 3안의 과도한 pump용량의 유지관리의 어려움을 동시에 해결할 수 있는 적정안이라고 사료되었다.

울산신항의 평면배치계획은 1995년 4월 전국항만기본계획고시 당시에 반영되어졌으며, 1997년 5월 신항만 예정지역지정 및 신항만건설기본계획이 수립되었고, 1999년 3월 울산신항 건설 기본계획 및 예정지역이 고시되었다. 기본계획 수립후 IMF등 국내여건변화로 인하여 울산신항 개발이 지연되었으나, 2004년 남방파제 건설을 시작으로 현재 남항지역 안벽 9선석 개발이 진행중에 있으며, 북항지역은 북방파제 1, 2공구가 착공하였고 3공구는 2011년 착공예정에 있다. 당초 울산신항의 평면배치계획시 적용된 심해파랑은 1988년 보고된 “해역별 심해파 추정(수산청)”자료이며, 주 파향은 S계열이고 6.4m~7.9m 정도의 파고분포를 적용하여 계획되었다. 2005년 12월 “전해역 심해설계파 추정보고서”에 의해 심해파가 재추정 되면서 울산신항의 주 파향이 SE~E계열의 다방향으로 바뀌었으며, 파고 또한 3.0m이상 상향되어 기존에 수립되었던 평면배치로는 항내정온도 확보가 불가능하게 되었다. 현재 울산신항은 북방파제 1,2공구가 시공중으로 방파제의 평면배치계획 변경이 불가능하였고, 항내정온도 확보를 위하여 울산신항의 평면배치계획이 변경되었다. 이에 수리모형실험을 통해 심해설계파 상향에 따른 울산신항의 평면배치계획을 검토하였다.

항만개발은 선박통항의 안전을 고려하여 계획되어야 한다. 따라서 해상교통 안전진단은 항만 개발계획 후 위험요소와 안전대책을 알아내기 위해 수행된다. 해상교통 안전진단의 선박조종 시뮬레이션은 실제 상황을 가상의 공간에서 재현하는 것이다. 재현을 위해 중요한 요소는 바람, 조류, 수심, 파랑, 안개와 같은 자연조건과 통항형태, 통항규제, 예선운용, 대상선박의 조종성능과 하중상태와 같은 통항조건으로 분류될 수 있다. 특히 통항조건의 통항형태에는 Target Ship방법과 Own Ship방법이 있으며 선박통항의 장애요인 파악과 안전대책 수립에 가장 중요한 요소이다. Target Ship방법과 Own Ship방법으로 각각 시뮬레이션을 수행한 결과 근접도, 제어도, 운항자의 평가에서 많은 차이가 있음을 확인하였다. 따라서 항만개발은 선박통항의 안전을 위해 Own Ship방법에 의한 선박조종 시뮬레이션의 결과가 고려되어야 한다.

테트라포드(Tetrapod)는 입사파의 에너지를 소멸시키는 역할을 수행하는 콘크리트 불록으로 해안 구조물에 폭넓게 사용된다.본 연구에서는 건설 현장에서 테트라포드 제작하여 효율성을 높이는 기술을 제안하였다. 스틸로 만들어진 4개의 거푸집을 등분배하여, 여러 번 걸쳐 설치되고 해체 되어져야 한다. 비록 제안된 기술은 현존하는 기술과 유사한 4개의 파트로 구성된 거푸집을 사용하더라도 기존의 제작 방법과 다른 3개의 작은 분절이 모여 1개의 큰 상부 거푸집이 되며 바닥이 큰 거푸집이 이용된다. 새롭게 제안된 기술은 기존 기술과 비교하여 더 작은 노력과 시간을 들여 테트라포드를 생산할 수 있다.

연구대상 부두는 한국에서 두 번째로 큰 도시인 부산에 위치하고 있으며 해양경찰에 소속된 해경함정을 위해 건설된 부두이다. 그러나 이 부두는 운영을 시작한 이후 낮은 항만가동률로 문제가 있어왔다. 특히, 항내의 높은 파고에 의한 대형선박들의 피해가 자주 일어났다. 따라서 본 연구에서는 해경부두의 효과적이고 경제적인 보강 방법을 제안하였다. 주어진 바람데이터와 그때의 파랑 자료를 조사하였고, 모든 데이터를 종합적으로 비교 분석하여 선박의 피항 원인을 분석하였다. 또한, 이를 바탕으로 수치모형실험을 수행하여 평면배치계획을 수립하였다.

일반적으로 자연재해가 발생하면 인명과 재산에 큰 피해가 발생한다. 그러나 자연재해는 많은 경우 인명과 재산 피해뿐 아니라 환경오염을 초래하여 2차적 피해를 발생시킨다. 자연재해의 영향으로 손상된 건물과 도로 등은 상당 부분이 폐기물로 버려지며, 특히 수해가 발생할 경우 많은 양의 침수폐기물이 발생하는 것이 일반적이다. 2006년 강원도에서 발생한 태풍 에위니아의 경우 평소 발생하는 지정폐기물 양의 약 30배에 달하는 재해폐기물이 발생하였으며, 2011년 경기도의 경우 집중호우로 인해 약 8천 가구의 주택과 공장 및 농경지가 침수되고, 6만 톤이 넘는 수해폐기물이 발생하였다. 강우와 함께 하천으로 흘러간 재해폐기물은 하천수를 오염시키며, 주거지 인근에 방치된 재해폐기물은 악취를 발생시킨다. 적시에 처리되지 못한 재해폐기물은 토양 및 지하수를 오염시켜 공중보건에 영향을 미치게 된다. 또, 재해폐기물을 처리하는 과정에서도 매립지에 대량의 침출수가 발생하거나 소각 과정에서 다량의 대기오염원이 발생할 가능성이 크다. 자연재해로 인한 환경오염 피해를 줄이기 위해서는 재해로 인한 위험을 저감시켜 재해폐기물 발생을 감소시켜야 하며, 발생 폐기물에 대한 신속하고 효율적인 처리가 필요하다.

본 논문은 수직 보강토 옹벽의 전면녹화에 대한 연구이다. 기존 수직의 식생 보강토 옹벽은 별도의 관수시설이 설치되지 않아 식생층 내부로 지속적인 수분 공급이 어렵게 때문에, 건기가 한달 이상 지속되는 경우 고사의 우려가 있고 식생매트를 적용하지 않고 전면부에 직접 Seeding 하는 경우 집중호우시 토사 유출 및 세굴현상으로 인한 하자가 발생하여 유지보수비용이 추가적으로 발생 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 별도의 관수시설을 갖춘 식생블록 장치에 기존에 이용되는 식생매트 4종과 두 종류의 종자를 직접 파종하여 발아상태와 생육상태를 관찰하므로써 수직의 보강토 옹벽과 같은 환경에서 적용 가능한 식생매트와 수종을 알아보았다. 식생매트와 종자에 대한 발아특성 시험결과 수직환경에서 식생매트 C, D는 낮은 성장률을 보이는 것으로 나타났고 식생매트 A, B는 양호한 성장을 보였다. 또한, 식물식재수태층에 양잔디를 직접파종한 경우 20일 경과 후에도 발아가 되지 않아 수직상태에서 직접파종하는 것은 적합하지 않은 것으로 나타났고, 세덤류는 지면에 수평으로 설치한 상태에서 식재하였으며, 수직벽체 설치 후 양호한 성장상태를 보였다. 실험시기가 11월로 식물의 성장이 멈추는 시기이므로 세덤류의 경우 더 이상의 성장은 없었으나 활착상태는 양호한 것으로 관찰되었다.