개봉1 빗물펌프장 운영 시 배수문 주변의 유속분포 측정

김서준,김상혁,윤병만 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

최근 도시지역의 내수침수로 인한 피해가 급증하고 있어 이에 대한 대책으로 제내지의 초과 우수를 하천으로 강제 배수시키는 빗물펌프장에 대한 설치 요구가 증대되고 있다. 빗물펌프장의 효율적 운영을 위해서는 내수와 외수의 변화를 충분히 고려하여야 한다. 또한 본류 수위 증가로 인해 배수위 영향을 받는 지천의 경우에는 본류 수위 변화를 고려해야 하고, 본류 합류부에 배수문이 설치되어 있을 경우에는 빗물펌프장의 운영뿐만 아니라 효율적인 배수문 조작이 요구된다. 따라서 빗물펌프장과 배수문의 최적 설계 및 운영 방법을 수립하기 위해서는 기존 수치모형을 이용한 결과뿐만 아니라 빗물펌프장 운영 시 실제 흐름특성 변화를 관측한 자료가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 개봉1 빗물펌프장과 개봉1 배수문을 대상으로 홍수 시 빗물펌프장 운영에 따른 배수문 주변의 흐름특성을 측정하였다. 유속분포 측정은 표면영상유속계를 이용하였으며, 측정 구간은 배수문 직상류와 직하류에 대하여 실시하였다. 유속분포 측정 결과 홍수위 상승 시와 하강 시 배수문 주변의 흐름특성 변화뿐만 아니라 빗물펌프장 운영에 따른 배수문 주변의 흐름특성 변화도 확인할 수 있었다.

바울의 예수의 죽음 이해: 내어줌, 죽음양식문의 배경과 해석 문제를 중심으로

김서준 한국개혁신학회 2023 한국개혁신학 Vol.79 No.-

본 논문은 바울의 내어줌양식문과 죽음양식문의 전승사적 배경과 그 신학적 의미를 탐구한다. 바울의 내어줌양식문과 죽음양식문은 바울이 예수의 죽음을 이야기할 때 매우 자주 사용하는 표현으로 이 표현의 배경이 무엇인지, 그리고, 바울이 예수의 죽음을 어떻게 이해하는가라는 질문과 관련하여 여전히 논란의 중심에 있다. 본 연구는 바울의 내어줌양식문과 죽음양식문이 나타나는 본문 분석을 중심으로 이 양식문의 전승사적 배경과 이 양식문에 담긴 신학적 의미를 밝힌다. 특히 최근 유럽학계를 중심으로 강세를 보이고 있는 헬라, 로마 세계의 대리적 죽음과 연결지어 이해하려는 흐름을 비판적으로 고찰하고 바울의 내어줌양식문과 죽음양식문의 다양한 형태들을 이사야 53장의 영향하에서 설명한다. 그리고, 속죄, 대속과 같은 전통적 개념들이 여전히 예수의 죽음의 의미를 설명하는 데 있어서 유용하다고 본다. 이 외에도 본 논문은 예수의 죽음 진술이 바울에게 있어서 그리스도의 사랑, 하나님의 사랑과 어떻게 연결되는지, 또한 신자의 삶을 향한 여러 가지 권면과 어떤 관련성이 있는지 설명한다.

고정식 표면영상유속계 (FSIV)를 이용한 실시간 하천 유량 산정

김서준,류권규,윤병만 한국수자원학회 2011 한국수자원학회논문집 Vol.44 No.5

표면영상유속계(SIV)는 영상 분석 기법을 이용하여 하천의 표면유속을 측정하고, 이를 토대로 유량을 산정하는 시스템이다. 본 연구에서는 고정식 표면영상유속계(FSIV) 시스템을 달천 수전교에 설치하여 실시간으로 연속적인 유량 측정을 실시하였다. 수전교에 적용된 FSIV의 하드웨어 시스템은 영상 획득을 위한 2대의 디지털 카메라와 컴퓨터, 그리고 수위 측정을 위한 초음파 수위계로 구성된다. 이 현장 장비들에서 획득된 실시간 영상과 수위 자료는 무선인터넷을 Surface Image Velocimetry (SIV) is a recently-developed discharge measurement instrument. It uses image processing techniques to measure the water surface velocity and estimate water discharge with given cross section. The present study aims to implement

강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름 모의를 위한 HEC-RAS의 적용성 검토

김서준,홍상진,윤병만,지운,Kim, Seo-Jun,Hong, Sang-Jin,Yoon, Byung-Man,Ji, Un 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.5

하천에 설치되는 강변저류지의 효율적 설계를 위해서는 정확한 부정류 흐름 해석이 반드시 필요하다. 일반적으로 하천의 부정류 수치모의는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름에 대한 수리실험과 현장 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 부정류 수치모의 결과의 신뢰도를 확신하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 부정류 수리실험을 수행하여 강변저류지가 있는 하도에서의 HECRAS를 이용한 부정류 수치모의 적용성을 검토하였다. HEC-RAS 적용성 검토는 직선수로에 강변저류지가 설치되어 있거나 그렇지 않은 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하여 측정된 결과와 비교하여 평가하였다. 특히, 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 강변저류지의 저류용량이 충분하여 하도에서 강변저류지로 통하는 위어에 완전 횡월류 흐름만 발생하는 경우에 대해 실험을 수행하였다. 강변저류지가 설치되지 않은 직선수로에 대한 HEC-RAS의 수위 계산 결과는 최대 3% 오차를 유량은 최대 1% 오차를 보였으며, 강변저류지가 설치된 경우의 HEC-RAS 수위 계산 결과는 최대 4% 오차를 유량은 최대 2% 오차를 나타냈다. It is necessary to perform the precise analysis of unsteady flow for effective design of the side-weir detention basin installed in the river. Generally, the HEC-RAS program, which is a 1D unsteady numerical model, is mostly used to simulate the unsteady flow for rivers. However, it is difficult to have confidence of unsteady flow results simulated by HEC-RAS due to the lack of experimental data and field monitoring data for the channel with a side-weir detention basin. Therefore, the purpose of this study is to validate or verify the simulation results calculated by HEC-RAS through the experiments for the open channel with a side-weir detention basin using specially-designed unsteady discharge-supply system. The experimental cases included unsteady flows in the straight channel with and without a side-weir detention basin. Especially, for the case with a detention basin, the experiment was performed to consider only the free flow condition over the side-weir. The study results showed that values of water level and discharge obtained from HEC-RAS coincided reasonably with experimental results with the maximum error of 3% for water level and 1% for discharge in the case of the flow without the side-weir detention basin and 4% for water level and 2% for discharge with the side-weir detention basin.

상관영역 크기 변화에 따른 영상유속계의 오차 분석

김서준,류권규,윤병만 한국수자원학회 2013 한국수자원학회논문집 Vol.46 No.8

Recently image velocimetries, including particle image velocimetry(PIV) and surface image velocimetry (SIV), are often used to measure flow velocities in laboratories and rivers. The most difficult point in using image velocimetries may be how to determine the sizes of the interrogation areas and the measurement uncertainties. Especially, it is a little hard for unskilled users to use these instruments, since any standardized measuring techniques or measurement uncertainties are not well evaluated. Sometimes the user’s skill and understanding on the instruments may make a wide gap between velocity measurement results. The present study aims to evaluate image velocimetry’s uncertainties due to the changes in the sizes of interrogation areas and searching areas with the error analyses. For the purpose, we generated 12 series of artificial images with known velocity fields and various numbers and sizes of particles. The analysis results showed that the accuracy of velocity measurements of the image velocimetry was significantly affected by the change of the size of interrogation area. Generally speaking, the error was reduced as the size of interrogation areas became small. For the same sizes of interrogation areas, the larger particle sizes and the larger number of particles resulted smaller errors. Especially, the errors of the image velocimetries were more affected by the number of particles rather than the sizes of them. As the sizes of interrogation areas were increased, the differences between the maximum and the minimum errors seemed to be reduced. For the size of the interrogation area whose average errors were less than 5%, the differences between the maximum and the minimum errors seemed a little large. For the case, in other words, the uncertainty of the velocity measure-ments of the image velocimetry was large. In the viewpoint of the particle density, the size of the interroga-tion area was small for large particle density cases. For the cases of large number of particle and small particle density, however, the minimum size of interrogation area became smaller. 최근 수리 실험 및 계측 분야에 영상유속계가 많이 이용되고 있다. 그러나 영상유속계의 영상 분석에 대한 표준적인 방법과 측정 불확도가 정립되어 있지 않아 일반 사용자들이 사용하기 어려운 것이 사실이다. 특히 영상유속계를 이용한 유속 산정 시 상관영역 크기 결정에 대한 기준이 없기 때문에 사용자마다 유속 산정 결과가 차이가 나는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 영상유속계의 상관영역 크기 변화에 따른 오차 분석을 통해 상관영역 크기 결정을 위한 자료를 제시하고 자 한다. 오차 분석을 위해 12개의 인공영상군을 제작하였으며, 다양한 입자수와 입자크기의 영상을 획득한 후 상관영역의 크기를 변화시키면서 산정한 유속을 인공영상의 유속 참값과 비교하여 오차 분석을 수행하였다. 오차 분석 결과 상관영역의 크기 변화에 따라 영상유속계로 산정한 유속값에 대한 오차가 달라짐을 확인하였고, 상관영역의 크기를 크게 결정할수록 오차가 줄어드는 것으로 나타났고, 동일한 상관영역의 크기로 유속을 산정할 경우 입자 크기가 증가할수록 또는 입자수가 증가할수록 오차가 작게 나타났다. 특히 영상유속계의 오차는 입자의 크기 보다는 입자수의 변화에 좀 더 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 상관영역의 크기가 커짐에 따라 최대 오차와 최소 오차간의 간격이 줄어드는 것을 확인하였으며, 영상 전체에서 산정한 유속의 평균 오차가 5% 이하를 만족시키는 상관영역 크기를 기준으로 그 이하의 상관영역에 대해서는 최대 오차와 최소 오차 간의 차이가 크게 나타나 영상유속계의 측정 불확실성이 큰 것으로 나타났다. 영상유속계의 신뢰수준별 입자밀도 변화에 따른 최소 상관영역의 크기를 분석한 결과 전반적으로 입자밀도가 커짐에 따라 상관영역의 크기는 작아지는 것으로 나타났지만 입자밀도가 작더라도 입자수가 큰 경우에는 신뢰수준을 만족시키는 최소 상관영역의 크기가 감소하는 것으로 나타났다.

개수로에서의 부정류 수문곡선 재현을 위한 유량공급장치의 개발 및 정확도 분석

김서준,김상혁,윤병만,지운,Kim, Seo-Jun,Kim, Sang-Hyuk,Yoon, Byung-Man,Ji, Un 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.8

시간에 따른 하도의 수위 및 유량 변화에 영향을 많이 받는 수리구조물의 설계에 있어서 부정류 흐름 해석은 반드시 필요하다. 일반적으로 부정류 흐름 해석에는 수치모형이 많이 활용되고 있으나 수치모형의 검 보정을 위한 현장 자료의 획득이 어려운 경우가 많다. 또한 자료구축이 가능하더라도 인력과 비용이 많이 소모되며, 측정 정확도를 신뢰하기 어려운 경우가 많다. 이러한 경우 수치모형의 검 보정을 위해 부정류 수리실험을 통해 획득되는 자료를 활용하는 것이 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 형태의 부정류 수문곡선을 실험에서 재현할 수 있는 유량공급장치를 개발하고자하며, 개발된 부정류 유량공급장치를 이용하여 수리실험 수로에서 재현되는 수문곡선과 목표 수문곡선을 비교 분석함으로써 재현 정확도를 정량적으로 평가하고자 한다. 본 연구에서는 유량이 급격하게 증가 또는 감소하는 사각형 형태, 첨두유량 발생 시간이 짧은 삼각형 형태 및 일반적인 홍수 수문곡선 형태의 종(bell) 형태 수문곡선을 대상으로 재현 오차 및 Root Mean Square Error (RMSE)를 분석하였다. 재현 정확도 분석 결과, 사각형 형태의 수문곡선 재현 오차는 약 59% 정도로 가장 크게 나타났으며, 삼각형 형태의 수문곡선은 단일첨두와 이중첨두 형태 모두 약 10% 정도의 재현 오차가 나타났지만 홍수 수문곡선 형태인 종 모양의 수문곡선의 재현 오차는 최대 2% 이내인 것으로 나타났다. The analysis for unsteady flow is necessary to design the hydraulic structures affected by water level and discharge changes through time. The numerical model has been generally used for unsteady flow analysis, however it is difficult to acquire field data to calibrate and validate the numerical model. Even though it is possible to collect field data for some case, high cost and labor are required and sometimes it is considered that the confidence of measured data is very low. In this case, the experimental data for unsteady flow can be used to calibrate and validate the numerical model as an alternative. Therefore, the discharge-supply system which could generate various type of unsteady flow hydrograph was developed in this study. Also, the accuracy of the unsteady flow hydrograph generated by developed dischargesupply system in the experiment was evaluated by comparing with target hydrograph. Accuracy errors and Root Mean Square Error (RMSE) were analyzed for the rectangular-type hydrograph with sudden changes of flow, triangular-type hydrograph with short peak time, and bell-type flood hydrograph. As a result, the generating error of the discharge-supply system for the rectangular-type hydrograph was about 59% which was maximum error among various types. Also, it was represented that RMSE for the triangular-type hydrographs with single and double peaks were approximately corresponding to 10%. However, RMSE for the bell-type flood hydrograph was lower than 2%.

하천 수위 예측의 불확실성을 고려한 강변저류지 횡월류부 길이 결정 기법

김서준,김상혁,윤병만,Kim, Seojun,Kim, Sanghyuk,Yoon, Byungman 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.8

하천 주변의 도시화와 이상기후 등으로 인해 기존의 하천 위주의 홍수방어는 한계를 보이고 있으며, 이에 따라 유역통합적인 홍수방어대책의 하나로 강변저류지 설치에 대한 요구가 증대되고 있다. 강변저류지를 치수대책에 포함시키기 위해서는 정량적인 홍수조절효과 산정이 필요하며, 이를 위해서는 강변저류지 홍수조절효과에 영향을 미치는 인자들의 불확실성을 줄이기 위한 노력이 필요하다. 특히 하천 수위 예측의 중요 변수인 하천 조도계수는 항상 불확실성을 포함하고 있으므로, 이를 고려한 설계방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 설계자가 자유롭게 결정할 수 있는 설계인자인 강변저류지의 횡월류부 길이를 이용하여 하천 조도계수의 불확실성을 고려한 강변저류지 설계 기법을 제안하고자 한다. 이를 위해 HEC-RAS 부정류 수치모형을 이용하여 하천 조도계수와 횡월류부 길이 변화가 홍수조절효과에 미치는 영향을 검토하였고, 분석결과를 이용하여 하천의 수위 예측 불확실성을 고려한 횡월류부 길이를 결정하는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 횡월류부 길이 결정 기법은 하천 수위 예측의 불확실성을 해결할 수 있기 때문에 강변저류지의 홍수조절효과를 좀 더 안전측으로 제시하는데 도움이 될 것으로 기대한다. The existing flood protection in rivers has shown the limitation due to the urbanization around rivers and the abnormal climate. Thus, the demand for the constructions of side-weir detention basin are being increased as a part of integrated watershed flood protection plan. It is necessary to estimate the quantitative flood-control effect for including the side-weir detention basin in flood-control measures. For the determination, it is required to reduce the uncertainty of the design factors which can affect the flood-control effect of side-weir detention basin. Among the factors, however, the water level in river always contains uncertainty. Therefore, the design method considering the uncertainty is required. For the reasons, the design method considering uncertainty of the water level in river is suggested in this study with using the length of side-weir which is relatively easy-determinable by designers. Therefore, it is examined how the variation of the length of side-weir can affect the flood-control effect, using HEC-RAS, and then the method to determine the side-weir length considering the uncertainty of the water level in river through results from analyses. Since the uncertainty of the water level in river can be taken into account in the suggested design method, it is evaluated that the design method is more effective to suggest the flood-control effect of the side-weir type detention basin with higher safety side.

군기반장 이모님

김서준 샘터사 2012 월간 샘터 Vol.513 No.-

A Numerical Study on Hydraulic Characteristics in the Ice Harbor-type Fishway

김서준,류권규,윤병만,임윤성 대한토목학회 2012 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.16 No.2

Recently various types of fishways have been developed and constructed in order to preserve diversity of fish species and restore the riverine ecological system. Some of the fishways in Korea, however, seem to be designed and installed without careful study on their functions and swimming characteristics of target fishes. The present study aims to elucidate proper hydraulic characteristics of the Ice Harbor-type fishway. In the present study, we analyzed the hydraulic characteristics depending on changes in the spans of walls in the Ice Harbor-type fishways, by using Flow-3D, a three dimensional numerical simulation program. Two physical experiments were performed to verify the results of the program. The comparison between the physical model and the numerical model showed that the results of the numerical model are in good agreement with the physical opponent. A series of numerical simulation were performed with various pool-aspect ratios (the ratio of span of fishway to its width). The numerical simulations revealed that, as the spans of baffles widens, the flow velocities of entire area decreases and the flow velocity of orifice area increases. The results showed that the pool aspect ratio should be larger than 1.0 to avoid the streaming flow, where fish could not ascend easily. As the ratio increases, the recirculation zone develops at the vertical plane and the flow condition becomes an inclined flow, which is the proper condition for fish ascending.

영상 기반 하천 자동유량계측 기술

김서준,이준형 한국수자원학회 2023 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.56 No.2