소하천 건천화 방지를 위한 강우 유출과 지하수위 변화에 관한 연구

김한중 ( Hanjoong Kim ),박정수 ( Jeongsoo Park ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

강우에 의한 대수층으로의 침투량 감소가 일어나는 가뭄 발생기에는 지하수의 장기간 과다한 채수로 인하여 하천의 유지를 위해 필요한 갈수량이 확보되지 못하는 경우가 발생한다. 이는 지하수유출량이 줄어들면서 하천유량의 감소를 유발할 수 있고 하천건천화의 주요 원인으로 작용할 수 있다. 따라서 지하수의 과다한 개발로 인한 하천유량의 감소 정도를 예측, 평가하는 것은 안정적이고 지속적인 하천수 사용을 필요로 하는 농업인과 하천 수질관리 측면에서 매우 중요하다. 지하수위는 지하수 시스템의 변화를 나타내는 기초 자료로 지하수의 물리적 상태를 나타내는 값이며 지하수의 대수 층으로의 유입, 함양, 배출 및 대수층의 특성에 따라 변동이 나타난다. 따라서 지하수위의 상승과 하강은 지하수의 함양과 배출을 대변한다고 할 수 있다. 지하수 함양은 수문순환의 한 과정으로써 토양으로 침투한 강수가 토양층과 비포화대를 거쳐 대수층으로 유입되는 과정으로 기상, 지형, 지하지질, 토양과 토지이용 특성 등의 영향을 받는다. 이에 따라 본 연구에서는 지표수와 지하수를 통합적으로 해석이 가능하며, 토지 및 토양 특성, 하천수 및 지하수 이용 등 복잡한 물 이용체계를 고려할 수 있는 SWAT모형을 이용하여 안성시 삼죽면 기솔천 유역의 하천유량 변화를 모의하였고 하천주변의 지하수 관정에 압력식 수위계를 설치하여 실시간으로 지하수위 변화를 측정하였다. 본 연구에서는 소하천 유역의 강우에 따른 예상 침투량과 실측된 지하수위와의 비교 분석을 통하여 소하천 유역의 지하수위 변화 특성을 분석하고, 농업용수로 사용된 유량을 평가하여 하천유량의 감소 정도를 예측함으로써 안정적이고 지속적인 하천수의 사용관리와 나아가 하천 건천화의 예방과 관리를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

무인항공기 영상을 활용한 건천화 원인 조사 및 지도제작

김한중 ( Hanjoong Kim ),박정수 ( Jeongsoo Park ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

하천의 건천화는 다양한 원인을 가지고 있는 현상이다. 이 건천화의 원인을 분석하기 위해서는 여러 가지 자료들을 조사하여 분석해야 한다. 조사에 앞서 시험지역으로 안성시 일죽면 신흥리 신흥천(청미천지류)를 선정하였다. 그 후 선정지역의 토지이용현황, 주변 식생분포, 기후 및 강우자료, 위성영상, 지형자료 등의 자료를 구축하였다. 본 연구에서는 UAV(unmanned aerial vehicle)를 이용해 건천화가 진행된 지역을 항공측량을 실시하고, 측량을 통해 획득한 항공사진을 GIS를 활용하여 기존에 구축한 데이터와 융합을 통해 시범지도 제작을 목적으로 한다. 이를 위해서는 선정한 대상 유역을 시기별로 주기적인 현장조사를 통해 항공측량 자료를 획득하고, 구축한 자료와 결합한 후 시기별로 비교·분석하여 하천의 변화를 확인하고자 한다. 이를 위하여 건천화가 진행되거나 예상되는 대상 유역의 건천화 원인인자와 조사항목을 선정하고 대상지 선정기준 및 지표를 개발하여 주기적인 현장조사와 모니터링을 실시하였다. 해당 지자체의 산업용수, 농업용수 이용현황 및 지하수 관정 현황 등의 기초 자료등을 수집함으로써 하천 건천화를 하천 유역 및 인근지역의 개발에 따른 원인뿐만 아니라 횡유입 유역의 지하수와 하천수 등의 용수 이용현황 조사를 통하여 원인을 찾고자 하였다. 항공측량을 통한 자료수집방법은 하천의 하상변화가 비교적 적게 발생하는 지점에서 하천단면 측정 후에, 강우 이벤트 발생 이후 하천 수면 폭의 변화 측정을 주기적으로 실시하였다. 그 후 정한 기간에 주기적으로 UAV를 이용해 항공측량을 한다. 이때 사진측정의 정확도를 높이기 위해 GPS, VRS-RTK 측량을 실시한 결과로 보정한다. 항공사진측정 결과는 정사보정과 기하보정을 통해 보정하고, DSM 변환을 통하여 획득한 고도자료에 대해서 GIS를 이용해 기존에 구축한 수치자료(토지이용현황, 주변 식생분포, 기후 및 강우자료, 과거 위성영상, 지형자료 등등)와 결합, 비교·분석한다. DSM 자료는 하천의 중심과 수직이 되도록 대략 100m간격의 횡단단면을 추출하여, 수면의 위치, 폭을 GIS 도면으로 나타내어 강우 이벤트에 따라서 유역의 유출량이 어떻게 변화하는지, 하천 주변 식생 및 지형물, 시설의 변화, 지하수의 이용량에 따라서 어떻게 변해가는지 장기 모니터링 방법을 제안한다. 기존의 미계측 유역에서 건천화 진행이 예상되는 하천과 소유역에서의 수문학적 유출해석 결과가 무인항공기에 의한 항공사진자료를 통하여 보완될 수 있도록 지표자료의 취득, 건천에 영향을 미치는 주요 인자의 분포도를 지도로 제작하고, 무인항공기 영상자료 관리 시스템을 개발하고자 한다.

건설재해 저감을 위한 안전보건관리자 선임기준 방안에 관한 연구

김한중 ( Hanjoong Kim ),박용규 ( Yong Gyu Park ),백신원 ( Shinwon Baik ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

건설분야의 현장 근로자의 작업환경 관리를 위해서 안전보건관리자선임기준의 개선을 위하여 조사분석을 실시하였다. 최근 전반적인 재해발생에 의한 사고율은 안전관리자가 선임된 효과로 인하여 감소추세에 있으나 120억 이상의 현장에서 최근 2년간의 재난사고의 위험도가 급격하게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 현장에서 규정에 따라 필요한 안전관리자를 선임하고 이들은 다른 업무에 종사하도록 하는 현상이 자주 나타나고 있는 것과 연관성이 있다고 판단할 수 있으며, 특히 이과정에서 안전관리업무에 대한 오랜 경험을 갖고 있는 전문가들이 지속적으로 안정적인 지위를 구축받기 힘든 건설현장의 구조적 특성 때문이기도 한 것으로 볼 수 있다. 이러한 현상으로부터 안전보건관리시스템과 안전관리활동의 효과성을 개선하고 강화하기 위해서는120억 이상 공사현장에 대해서 유해위험방지계획서 제출이 의무화되어 있는 현장에 대해서 경험, 경력을 고려하여 전문가를 계약 확대하고 이를 의무하거나, 정부, 고용자, 근로자들 모두에게 적극적인 정책, 활동 참여를 의무화 할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. This study is performed to improve selection criteria of construction safety and health managers for construction site. Because the overall accidental ratio is declined due to the effects of disaster prevention by site-designated safety manager through a construction site, however the recent construction accident in the overall incidence and the disaster level more than 12 billions won in construction projects have increased the past two years. However, a number of construction site safety manager is only appointed on the paper, some of the symptoms that are occupied in other tasks. In particular, it has to lack of institutional expertise in the construction site established itself in the field of safety and health in the long-term position as combining the accumulated experience and know-site safety managers to increase the support professional. In order to Improve the safety and health care system and strengthen effective safety and health management activities, it is obliged to not only hire an experienced engineer for the prevention of major accidents in construction projects which has more than 150 billion won and mandatory to submit hazard prevention plan but also requires the government, employers, and the active interest of all workers who should be participated actively in these efforts, including policies and activities workers employers.

하천 건천화 원인 분석을 위한 대상유역 현황조사 연구

김한중 ( Hanjoong Kim ),박정수 ( Jeongsoo Park ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

하천의 생태를 유지하고 순환하기 위해서는 일정 수준의 수질환경과 최소 유지 유량이 확보되어야만 한다. 하지만 산업화/도시화에 따른 불투수면적 증가, 인구밀집에 따른 생활용수 사용량 증가, 개발에 따른 지하수위 저하, 농업생산 확대와 토지이용 형태의 다양화로 인한 농업 용수이용증가 등의 원인으로 인하여 하천수량이 감소하고 있으며 다양한 유출경로를 통해 하천으로 유입되던 하천 유입 수량이 줄어들고 있다. 최근들어 수문 환경 변화와 하천 건천화에 대한 관심이 높아져 다양한 학술 연구와 중앙정부의 정책수립이 이루어 지고 있으며 생태·환경 전문가 및 시민단체에서도 다양한 대책들을 제시하고 있다. 하지만 하천 수질 개선 및 하천 유량 확보 등 물 순환 과정을 고려한 건전화 방지대책과 효율적인 하천관리를 위한 체계화된 수자원관리 방안과 법적·제도적 지원 방안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 명확하게 정의되어 있지 않은 건천화에 대한 정의와 하천 건천화의 주요 원인을 찾아 하천의 건천화 문제해결을 위한 대책과 효율적 하천관리를 위한 기초 데이터의 구축을 목적으로 한다. 이를 위하여 건천화가 진행되거나 예상되는 대상 유역의 건천화 원인인자와 조사항목을 선정하고 대상지 선정기준 및 지표를 개발하여 주기적인 현장조사와 모니터링을 실시하고자 한다. 해당지자체의 산업용수, 농업용수 이용현황 및 지하수 관정 현황, 하수처리 현황등의 기초 자료등을 수집함으로써 하천 건천화를 하천 유역 및 인근지역의 개발에 따른 원인 뿐만 아니라 횡유입 유역의 지하수와 하천수 등의 용수 이용현황 조사등을 통하여 다각적인 관점에서 원인을 찾아 접근하고자 한다. 따라서 건천화 원인의 다양성을 전제로 과거 위성영상 자료와 개발계획 및 토지이용 현황, 농업현황 농경지현황, 주변 식생분포, 기후 및 강우자료 등을 비교 분석하고 이를 바탕으로 지리정보시스템을 활용하여 조사대상지를 선정한다. 또한, 토지이용 변화와 산림식생 변화 등은 대상지역에서 조사가 이루어진 과거 수년간(1950년대~현재)의 문헌자료와 위성영상 자료, 지형자료 등을 활용하여 변화 패턴을 분석하여 하천 건천화에 어떠한 형태로 이루어 지고 있으며 어떤 영향을 미치고 있는가를 분석하고 국내외 하천 건천화 사례조사를 통해 유사성과 연관성을 찾아 하천 건천화의 원인과 영향을 분석한다.

디자인씽킹을 도입한 학부과정의 융합교육 사례 -교수설계의 관점을 중심으로-

이상선(주저자) ( Sangsun Yi ),김동민(공동저자) ( Dongmin Kim ),김미희(공동저자) ( Mihui Kim ),김수찬(공동저자) ( Soochan Kim ),김한중(공동저자) ( Hanjoong Kim ),박경문(공동저자) ( Kyongmoon Park ),이인석(공동저자) ( Inseok Lee ),이상선(교신저자) ( Sangsun 디자인융복합학회 2015 디자인융복합연구 Vol.14 No.1

연구자는 연구자 소속 대학의 학부과정에서 2012년부터 3년간, 3학년을 대상으로 융합교육을 시행하였다. 특히, 2014학년도에는 디자인씽킹을 융합교육에 적극적으로 도입함으로써 교수법에 큰 변화가 있었다. 본 연구는 학부과정에서 프로젝트 기반으로 학제 간 융합교육을 하고자 할 때, 교수자가 참고할 수 있는 수업운영과정을 시간순으로 다룬다. 연구의 방법은, 첫째, 지난 융합교육을 성찰하고, 둘째, 융합교육의 준비, 시행, 후속 단계에서 디자인씽킹을 적용해본 교수자의 경험을 기술한다. 또한, 융합교육을 계획할때 고려해야 할 점을 제시하였다. 본 연구는 융합교과목 운영에 대한 사례연구이다. 연구자의 제한된 경험을 바탕으로 연구가 이루어졌기 때문에 연구결과의 일반화에는 한계가 있다. 이 연구가 교과목 차원에서 융합교육을 시행하고자 하는 교수자에게 참고자료로서 역할을 하고, 교수자 간의 융합교육과 관련된 논의를 촉진하는데 이바지할 수 있기를 기대한다. Researcher has implemented interdisciplinary education curriculum for the junior class at college the researcher belongs to, for 3 years since 2012. In 2014, the researcher implemented ‘design thinking’ which contributed to improvement of teaching method. The research suggests procedure and ways of running project based interdisciplinary curriculum that professors can refer to. The research first reviews last interdisciplinary curriculum, and second, describes the researcher’s experience of preparing and running interdisciplinary education. Also, it provides details of how ‘design thinking’ was implemented in curriculum. Furthermore, the research explains what professor should consider when carrying out an interdisciplinary curriculum. This research is mainly a report of case of running interdisciplinary curriculum. Moreover, this research may have limits since it is only based on experience of the researcher. Yet, the researcher wishes that the research may promote sharing experiences and discussion between researchers. Also, the researcher expects professor planning to carry out interdisciplinary curriculum to learn from this research.

Moving Mesh Technique을 이용한 2차원 염해 침투 예측 모델의 개발

최원,김한중,Choi, Won,Kim, Hanjoong 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.6

Most of chloride diffusion models based on finite difference method (FDM) could not express the diffusion in horizontal direction at each elevation. To overcome these weakness, two dimensional chloride ion penetration model based on finite element method (FEM) to be able to combine various multi-physics simultaneously was suggested by introducing moving mesh technique. To avoid the generation of mesh being able to be distorted depending on the relative movement of water level to static concrete, a rectangular type of mesh was intentionally adopted and the total number of meshes was empirically selected. The simulated results showed that the contents of surface chloride decreased following to the increase of elevation in the top part of low sea level, whereas there were no changes in the bottom part of low level. In the DuraCrete model, the diffusion coefficient of splashed zone is generally smaller than submerged zone, whereas the trend of Life365 model is reverse. Therefore, it could be understood that the developed model using moving mesh technique effectively reflects $DuraCrete^{TM}$ model rather than $Life365^{TM}$ model. In the future, the model will be easily expanded to be combined with various multi-physics models considering water evaporation, heat of hydration, irradiation effect of sun and so on because it is based on FEM.

모르타르 충진 비닐하우스 파이프의 강도특성에 관한 연구

백신원,김한중,Paik, Shinwon,Kim, Hanjoong 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.5

There are many vinyl houses in rural areas. These vinyl houses have occasionally been collapsed due to heavy snow load in winter. If these vinyl houses are collapsed, many farmers get a lot of economical damages. So it is very important to built safe vinyl house that is able to withstand the applied heavy snow load. In this study, compressive buckling and flexural tests were performed to investigate the strength increase of circular mortar filled pipes. The results showed that buckling load and flexural moment of mortar filled pipes were increased 42 % ~ 82 %, 40 % ~ 44 % respectively more than only pipe without mortar. It is recommended that mortar filled pipes as main members of vinyl house have to be used to prevent collapsing due to the severe snow load.

유한요소법을 이용한 3차원 염해 침투 예측 모델의 개발

최원,김한중,Choi, Won,Kim, Hanjoong 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.5

Most of agricultural structures located in seashore could not avoid rapid deterioration of concrete because chloride-ion and $CO_2$ gradually penetrate into concrete. However, since most of models can be able to describe the phenomenon of penetration by using one or two dimensional models based on finite difference method (FDM), those modes can not simulate the real geometry and it takes a lot of computational time to complete even the calculation. To overcome those weaknesses, three dimensional numerical model considering time dependent variables such as surface concentration of chloride and diffusion coefficient of domain based on finite element method (FEM) was suggested. This model also included the neutralization occurred by the penetration of $CO_2$. Because the model used various sizes of tetrahedral mesh instead of equivalent rectangular mesh, it reduced the computational time to compare with FDM. As this model is based on FEM, it will be easily extended to execute multi-physics simulation including water evaporation and temperature change of concrete.

위상학적 하중 재분배 방법을 이용한 부정정 트러스 구조 해석

최원,김한중,Choi, Won,Kim, Hanjoong 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.6

Traditional structure analysis method is based on numerical matrix analysis to use the geometries consisting of the structure. The characteristics require a lot of computer memories and computational time. To avoid these weaknesses, new approach to analyze truss structure was suggested by adopting topological load redistribution method. The axial forces to be not structurely analyzed yet against outside loads were redistributed by using nodal equation of equilibrium randomly at each node without constructing global matrix. However, this method could not calculate the axial forces if structure is statically indeterminate due to degree of many indeterminacies. Therefore, to apply the method suggested in this research, all redundancies of truss structure were replaced by unit loads. Each unit load could make the deformation of a whole structure, and a superposition method was finally adopted to solve the simultaneous equations. The axial forces and deflections agreed with the result of commercial software within the relative error of 1 %, whereas in the case that the axial forces are relatively very smaller than others, the relative errors were increased to 2 %. However, as the values were small enough not to be considered, it was practically useful as a structural analysis model. This model will be used for structural analysis of truss type of large structure such as agricultural farming facility.

마늘 및 양파 주산지 농업생산기반시설의 취약성 분석 - 전라도, 경상도를 중심으로 -

정현우,백신원,김한중,Jung, hyunwoo,Paik, sinwon,Kim, hanjoong 한국농촌계획학회 2017 농촌계획 Vol.23 No.4

In recent years, the proportion of arable land in the nation has grown from 36.2 percent in 1990 to 43.7 percent in 2013. The study first performed the vulnerability assessment of agricultural production, transportation, processing facilities, agricultural machinery leasing facilities, and water supply facilities. It was developed for the evaluation of the vulnerability of each gun of garlic and onions based on the distance from the three groups of arable bodies to the facility and the processing capacity of facilities. In view of these regional imbalances, the store, distribution and processing facilities in the main stream were found in Haenam, South Jeolla-do, and the relatively low regions of the gun were located in Goheung-gun and Hampyeong-gun. Among other regions, agricultural machinery rental facilities were high in Changnyeong-gun, Haenam, and two regions, while the water supply facilities were high in the southern area of Haenam and South Jeolla-do. The Gyeongsang-do showed relatively high levels of comparison vulnerability index compared to Jeolla-do regions. In particular, through the management plan to improve the facilities needed to improve agricultural production infrastructure, it is necessary to increase the competitiveness of agricultural productuivity through the planning of the need for additional support through the rural readjustment project.