권호 표지

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (KSCE)

  • Bimonthly
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of the Korean Society of Civil Engineers (KSCE) is a bimonthly journal, founded in December 1981, for the publication of peer-reviewed papers devoted to research and development for a wide range of civil engineering fields. A list of topics considered to be in the scope of the journal are structural, nuclear, hydro, coastal and harbor, environmental, geo-technical and tunnel, transportation and highway, surveying and geospatial information, and railroad engineering. Also included in the journal are construction management, urban planning, and information technology. State-of-the-art papers are welcome and original work of multidisciplinary aspects on analysis, experiment and design will be considered for publication. For both readers and authors, all the submitted papers will be considered for accelerated review and publication.

https://journal.ksce.or.kr/ KSCI KCI

Volume 31 Issue 3B

  1. Son, Kwang Ik;Kim, Hyun Jung 205
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.205 PDF KSCI
    배수관로 내의 토사퇴적으로 인한 통수능 저하는 도시홍수의 주요 발생 원인으로 배수관로의 효율적 유지관리는 도시홍수 예방에 대단히 중요하다. 따라서 본 연구에서는 만관 원형관로에서의 토사이송 실험을 실시하고 배수관로 내에서 일어나는 유사이송 형태, 흐름의 저항 및 유사량 등 수리학적 특성을 분석함으로써 관로의 효율적 유지관리를 위한 기초 자료를 제시 하였다. 본 실험은 길이 8 m, 관경 60 mm의 수평 관로와 유사 공급장치로 구성된 모형장치을 통하여 실내실험을 수행하였다. 실험장치는 최대 $30m^3/hr$ 규모의 유량 순환시스템을 갖추고 있으며 관로 상류부에 5 g/s~19 g/s 규모의 유사 공급 장치와 함께 관로 끝부분에 유사 회수시스템을 갖추고 있다. 본 연구 수행 결과 통수단면의 평균유속(U), 점성계수(${\mu}$), 단위 폭당 소류사량($q_b$), 평균입경($d_{50}$), 수중유사단위중량(${\gamma}^{\prime}_s$)를 주요 인자로 하는 두 개의 무차원 변수를 이용하여 압력 원형관로 내 토사이송을 예측하는 공식을 제안하였으며 이들 무차원 변수 간에는 선형 상관관계가 있음을 확인하였다.
  2. Choi, Daegyu;Yang, Jeong-Seok;Chung, Gunhui;Kim, Sangdan 211
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.211 PDF KSCI
    본 연구에서는 유역 물수지 모의를 위한 개념적인 토양수분모형이 제안된다. 모형은 지표면에 떨어지는 강수량이 지표면 유출, 습윤, 기화, 침루 등으로 분할되는 과정을 모의한다. 경험식으로 추정된 연별 기화량, NRCS-CN 방법으로 추정된 월별 습윤량 및 이 두 가지가 모두 주어진 경우를 구분하여 모형의 매개변수가 각각 추정되어 모형의 성능을 평가한다. 연별 기화량과 월별 습윤량 자료 모두가 모형 보정에 적용될 경우만이 보다 합리적인 강수분할이 모의될 수 있음이 분석된다.
  3. Park, Sang Deog;Shin, Seung Sook 221
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.221 PDF KSCI
    산불 사면의 토양침식에 대하여 세 개의 토양침식 모형의 적용성을 평가하였다. 영동지역에서 발생한 2000년 대규모 산불지역 조사구에서 조사된 자료가 분석에 사용되었다. 본 연구에서 채택한 토양침식 모형은 경험적 모형인 RUSLE, 물리적 모형인 WEPP의 산림지역 적용 모드, 산불사면을 대상으로 개발된 SEMMA이다. 이들 모형으로 산정한 지표유출량과 토양 침식량을 관측치와 비교하였다. 적용결과 모든 모형들은 토사유출량의 최대치를 저평가 하였으며, RUSLE와 WEPP은 2배 이상의 차이를 보였다. SEMMA는 가장 좋은 모형반응계수, 결정계수, 모의효율을 나타내었다. 산불발생 경과연수에 따른 모형 적용 평가에서 산불에 의해 교란된 초기 단계에서는 모든 모형이 저평가하였다. 산불 사면에 대한 토양침식 모의 결과는 관측치가 크면 과소 예측하는 경향을 보였다. 산불직후 반발수력이 커진 고은입자 토양의 과대 노출로 작은 규모의 강우에도 많은 양의 토사유출이 발생할 수 있음에도 불구하고 이와 같이 과소 예측하는 것은 이들 모형이 산불의 영향으로 가중되는 토양침식 영향인자를 반영하는데 한계를 갖고 있기 때문으로 보인다.
  4. Park, Changyeol;Yoo, Chulsang 233
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.233 PDF KSCI
    본 연구에서는 하천유역에서 사면과 하천망의 방향적 특성을 von Mises 분포를 이용하여 정량화하고, 그 둘 사이의 관계를 살펴보았다. 궁극적으로는 사면과 하천의 방향성이 일정한 관계를 갖는지, 이러한 특성이 강우-유출 모형에 고려될 수 있는지에 대해 살펴보았다. 대상유역인 내성천 유역에 적용한 결과, von Mises 분포는 하천망의 방향적 특성을 적절히 표현할 수 있음을 확인하였다. 또한 하천망의 방향성은 사면의 방향성과 뚜렷한 관계를 가지며, 고차 하천일수록 뚜렷한 mode 특성을 나타냄을 확인하였다. 본 연구의 결과는 하천과 사면의 방향성에 따른 유출응답 특성을 정량적으로 파악하는데 이용될 수 있을 것이다.
  5. Park, Jong Yong;Yoo, Ji Young;Choi, Minha;Kim, Tae-Woong 243
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.243 PDF KSCI
    최근의 기후변화로 인한 강우패턴의 변화는 우리나라에서 가뭄의 발생확률을 증가시키고 있다. 가뭄의 발생은 다른 자연재해와는 달리 지속기간이 길고, 피해지역이 광범위하여, 사회경제적으로 겪는 피해가 다른 자연재해보다 크다. 현재 가뭄의 심도를 평가하기 위해서 기후학적 인자를 우선적으로 고려하는 가뭄지수가 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 기후학적 인자를 고려한 가뭄지수와 재해에 취약한 사회경제적 요소를 고려하여 가뭄위험지도를 작성함으로써 좀 더 현실적인 가뭄평가 방법을 제시하고자 한다. 경상도 지역에 대한 가뭄의 공간적인 위험도 평가를 수행하기 위해, 가뭄위험도를 노출성 지수와 취약성 지수의 결합으로 정의하여 분석하였다. 가뭄의 노출성 지수는 가뭄지수를 이용하여 GIS를 기반으로 공간적 범위에 분포시켰으며, 가뭄의 취약성 지수는 사회경제적인 5가지 인자를 이용하여 산정하고, 표준화를 통하여 공간적 범위에 분포시켰다. 그 결과 대상지역인 경상도 내 시군구 지역별 가뭄에 대한 위험도의 차이를 비교할 수 있었으며, 같은 강도의 가뭄이 발생하여도 경상도 내 행정구역별 지역적 특성에 따라 가뭄위험도를 평가할 수 있었다.
  6. Yoo, Ji Young;Park, Jong Yong;Kim, Tae-Woong;Park, Moo Jong 253
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.253 PDF KSCI
    일반적으로 가뭄은 기상학적 가뭄, 농업적 가뭄, 수문학적 가뭄, 사회경제학적 가뭄으로 구분하여 정의한 후 정성적 혹은 정량적 평가를 수행한다. 이중 기상학적 가뭄, 농업적 가뭄, 수문학적 가뭄에 관련한 연구는 활발히 진행되고 있으나, 상대적으로 사회경제학적 가뭄평가와 관련한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에서는 우리나라에서 적용가능한 사회경제학적 가뭄을 정의하고 가뭄평가를 수행하였다. 사회경제학적 가뭄을 평가하기 위해서 우리나라의 인구증가와 산업발전을 반영하는 용수수요 현황과 수자원 공급시설의 개발에 따른 가용 수자원의 증가를 반영하는 용수공급 현황을 상대적으로 비교할 수 있는 용수과부족지수(WEDI)를 제안하였다. 본 연구에서 제안된 용수과부족지수의 타당성을 검토하기 위해 기존의 가뭄지수(SPI, PDSI)와 실제 가뭄발생(2001년 봄가뭄)과 비교 분석을 수행하였다. 용수과부족지수를 경상도에 적용하여 용수수요량 대비 용수공급량을 비교 분석한 결과 상대적으로 용수가 부족한 지역과 여유있는 지역을 구분할 수 있었다.
  7. Yang, Jeong-Seok;Kim, Nam-Ki 265
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.265 PDF KSCI
    한반도와 제주를 포함한 전국의 강우 자료와 국가지하수위 관측소에 관측된 지하수위 관측 자료를 수집하였다. 강우와 지하수위의 관계를 분석한 후 강우자료를 이용하여 이동평균을 취한 후 지하수위와의 상관관계를 분석하였다. 또한 유역평균 일최대침투량인 한계침투량을 고려한 후, 강우이동평균과 지하수위간의 상관계수를 산정하였다. 한계침투량 고려시 상관계수가 0.6 이상인 곳을 최종적으로 선정하였고, 선정된 지역의 공통점과 지역 특성에 따른 차이점 등을 비교 분석하였다. 총 26개 지역이 선정되었고 행정구역별로 경기도가 4개소, 강원도가 4개소, 충청도가 5개소, 전라도가 3개소, 경상도가 9개소, 제주도가 1개소이다. 상관계수가 높을수록 강우사상 발생에 따른 지하수위 변동은 뚜렷하게 나타났으며, 강우와 상관없는 요인에 의한 지하수위의 변동이 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 토대로 강우 예측 시나리오를 활용한다면 상관계수가 높은 지역에서 지하수위 또한 예측이 가능할 것으로 기대된다.
  8. Kwon, Hyun-Han;So, Byung Jin 277
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.277 PDF KSCI
    기존 Markov Chain 모형을 통한 일강수량 모의에서 가장 큰 문제점은 극치강수량을 재현하기 어렵다는 점이다. 이러한 문제점으로 인해 수자원계획을 수립하는데 있어서 불확실성을 가중시키고 있다. 특히 일강수량 모의기법을 통해서 추정되는 빈도강수량의 과소추정으로 인해 수공구조물 설계 시에 신뢰성을 확보하는데 문제점이 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 Markov Chain 모형에서 일강수량에 평균적인 특성과 극치특성을 동시에 재현할 수 있도록 불연속 Kernel-Pareto Distribution 기반에 일강수량모의기법을 개발하였다. 한강유역의 3개 강수지점에 대해서 기존 Markov Chain 모형과 본 연구에서 제안한 방법을 적용한 결과 여름의 일강수량 모의 시 1차모멘트인 평균과 2-3차 모멘트 모두 효과적으로 재현하지 못하는 문제점이 나타났다. 그러나 본 연구에서 제안한 불연속 Kernel-Pareto 분포형 기반 Markov Chain 모형은 여름의 일강수량 모의 시 강수계열의 평균적인 특성뿐만 아니라 표준편차 및 왜곡도의 경우에도 관측치의 통계특성을 매우 효과적으로 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 방법론은 전체적으로 기존 Markov Chain 모형에 비해 극치강수량을 재현하는데 유리한 기법으로 판단된다. 또한 극치강수량을 일반강수량으로부터 분리하여 모의함으로서 평균 및 중간값 등 낮은 차수에 모멘트 등 일강수량에 전체적인 분포특성을 더욱 효과적으로 모의할 수 장점을 확인할 수 있었다.
  9. Kim, Daeun;Lim, Yoon Jin;Lee, Seung Oh;Choi, Minha 285
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.285 PDF KSCI
    물과 에너지의 순환에 대한 정확한 해석은 수문학, 기후학, 생태학적인 과정을 이해하는데 있어 매우 중요하다. 수문 순환 환경변화의 정확한 예측을 위해 사용되고 있는 모형들 중 Common Land Model(CLM)은 물과 에너지수지 방정식을 기반으로 한 최신 Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer(SVAT) 모형 중 하나로써, 비교적 간단한 매개변수를 이용하여 현실적이고 신뢰할 만한 결과를 산출해낼 수 있다. CLM 모형은 전 세계적으로 널리 이용되고 있으나, 국내에서는 정보의 부재와 입력자료의 미흡으로 인하여 실제적인 적용사례가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 CLM의 국내 적용성 검증을 위하여 해남 Korea Flux Network(KoFlux)의 자료와 Korea Land Data Assimilation System(KLDAS)의 자료를 이용하여 수문순환 환경인자들의 모형 결과를 산출하였다. 모형의 결과와 관측자료의 비교에서 KoFlux와 KLDAS의 두 입력 자료를 사용한 결과 모두 회귀분석에서의 결정계수 값이 0.73~1.00의 신뢰할 만한 수준으로 나타났다. 본 연구에서 CLM의 국내 적용 가능성을 확인하였고 지점자료가 존재하지 않는 지역에 대한 KLDAS의 이용가능성을 또한 확인하였다.
  10. Paik, Joongcheol 293
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.293 PDF KSCI
    비압축성 점성 흐름을 수치해석하기 위한 효율적인 대각행렬화된 근사 인수분해(DAF) 알고리즘을 개발하였다. 압력에 근거한 인공압축성(AC) 기법을 이용하여 3차원 정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 계산한다. AC 형태로 변형된 지배방정식은 2차 정확도의 유한차분법을 이용하여 공간에 대해서 이산화하였다. 이산화된 방정식계를 2차 정확도로 분할하기 위해서 본 연구에서 개발한 DAF 기법을 적용한다. 이 연구의 목적은 이 DAF 기법의 계산상 효율성을 검토하는 것이다. 만곡부를 갖는 사각형 덕트에서 완전히 발달한 층류 흐름과 발달하는 층류흐름 그리고 공동에서의 층류흐름에 대한 DAF 기법의 해석결과를 잘 알려진 4단계 Runge-Kutta(RK4)기법에 의한 해석해와 상대적으로 비교평가 하였다. 공간에 대해서 동일한 이산화기법을 이용하므로 동일한 격자상에서 계산된 DAF기법과 RK4기법의 해는 근본적으로 동일한 반면에, 이들 두기법의 계산상 효율성은 확연히 다른 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 DAF기법은 적용한 모든 흐름 문제에 대해서 RK4기법에 비해 최소 2배 이상 적은 계산 시간만을 필요로 하는 것으로 나타났다. 이러한 DAF 기법의 계산상 효율성은 계산용량의 추가나 프로그래밍의 추가적인 복잡함이 없이 확보된다.
  11. Hur, Dong-Soo;Lee, Woo-Dong;Jeon, Ho-Sung;Yeom, Gyeong-Seon 305
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2011.31.3B.305 PDF KSCI
    본 연구에서는 무반사 조파시스템을 적용한 3차원 수치파동수조에서 다양한 다방향불규칙파의 조파 방법에 의한 다방향불규칙파의 방향분포함수에 대해서 검토하였다. 그 결과 무반사 조파가 가능한 3차원 수치파동수조(LES-WASS-3D)에서 다방향불규칙파의 조파가 가능한 것을 확인하였다.