Earticle

이 논문에서는 바닥스크린의 토석류 피해저감 기능을 더욱 극대화하기 위하여 바닥스크린에 측면스크린을 부착하여 그 효과를 파악함으로써 측면스크린의 적정 순간격을 도출하고자 하였다. 그 결과, 바닥스크린에 측면스크린을 부착함으로써 작은 입경의 공급재료가 소량 측면스크린을 통과하였다. 그 대신에 바닥스크린의 상단면부에는 토석류의 선단부를 구성하던 큰 입경의 토석들이 측면스크린에 의해 규제된 유로폭 내에서 다량 포착된 후, 이 두터운 조립질층의 공극을 작은 입경의 계상재료가 메워 세립화되는 것으로 나타났다. 이러한 세립화는 결국 바닥스크린의 상단면부로부터 하단면부로의 토사 투과를 차단하여 결국 바닥스크린 하단면부에서의 퇴적량은 감소하였다. 한편, 이러한 바닥스크린의 기능 향상은 측면스크린의 순간격이 계상재료의 평균입경 및 최대입경에 일치할 경우가 동일하게 나타났다. 그러나 스크린 부재의 순간격이 클수록 시공비 절감에 유리할 것으로 추정되며, 따라서 바닥스크린에 부착하는 측면스크린의 순간격은 계상재료의 최대입경과 동일하게 하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

The objectives of this study were to evaluate effects of the flat-board debris-flow breaker (FDB) equipped with side screen and to derive an optimal slit aperture of the side screen for maximizing its positive effects. The results showed that only a few small-sized materials were passed through side screen, causing storage at both sides of FDB. Instead, a massive amount of large-sized materials was trapped on the upper surface of FDB regulated by side screen, and this coarse layer was filled with fine sediment. This fining may not arrow passage of even fine materials from upper to lower surface of FDB. Meanwhile, concerning the damage reduction by debris flows, there was no functional difference between the mean and maximum grain-size slit apertures. However, because a larger slit aperture of the screens has an advantage in reducing construction costs, the slit aperture of FDB should be matched to the maximum grain size of bed materials.

이 논문에서는 토사처리 공간이 제한적인 생활권 산록지역에서의 토석류 피해를 저감시키기 위한신공법인 바닥스크린의 최적 순간격을 도출하기 위한 목적으로, 모형수로 상에서 바닥스크린의 토석류 포착 효과를 정량적⋅정성적으로 평가하였다. 그 결과, 바닥스크린은 상류로부터 유입되는 토석류의 유수와 토석을 순간적으로 분리함으로써 토석류의 운동에너지를 급격히 감소시켜 퇴적을 유도하는것으로 나타났으며, 더불어 바닥스크린의 설치구간을 중심으로 하류지역에 큰 피해를 줄 수 있는 큰입경의 계상재료를 우선적으로 포착하는 것으로 나타났다. 특히, 순간격이 클수록 바닥스크린 하단면부에 큰 입경의 공급재료가 다량 퇴적되는 것으로 나타났으며, 이는 구조적 특성 상 반드시 제석이요구되는 바닥스크린이 계상재료의 평균입경과 동일한 순간격을 지닐 때가 상대적으로 최적의 기능을한다는 것을 역으로 나타낸다. 그러나 한편으로는 최적 순간격의 경우에도 바닥스크린의 측면부로토석이 이탈하는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 바닥스크린의 상단면에 다양한 입경의 토석이 쌓이면서 토석류의 선단부를 뒤따르던 토석들의 이동방향이 측면부로 변하였기 때문으로 판단된다.

This study examines how to derive an optimal slit aperture of flat-board debris-flow breaker (hereafter FDB), which is a new method for reducing damages by debris flows in residential piedmont areas. The results show that FDB divided momentarily debris flows into water and bed-materials, thereby inducing storage of the (especially with large grain-sized) materials and causing potentially huge damages. In addition, with increasing slit aperture, the amount of large grain-sized materials increased under the lower surface of FDB, which reflects inversely that, under the consideration that FDB requires obligatorily dredging works, FDB with the slit aperture equal to mean grain-size of bed-materials is effective for capturing debris flows. However, on the upper surface of FDB with the optimum slit aperture, its considerable amount was dropped out to both sides of FDB. This finding indicates that a pile of the materials formed on the upper surface of FDB changed flow direction of the materials arriving at the heels of the pile.

이 연구에서는 유목 및 토석의 포착에 대한 바닥스크린의 효과를 파악하고, 동시에 바닥스크린의 적정 순간격을 도출하기 위한 목적으로, 모형실험을 통해 바닥스크린의 순간격을 3mm(계상재료의 평균입경), 9mm(계상재료의 최대입경) 및 15mm로 설정하여 공급재료의 포착률을 정량적으로 해석하였다. 그 결과, 공급재료가 바닥스크린에 포착 하게 되면 유수와 이동물질이 순간적으로 분리하여 그 에너지를 감소됨으로써 유목 및 토석이 포착되는 특성이 확인되었다. 이에 따라, 무시설시 유수에 의하여 전량 유출 되는 유목이 바닥스크린의 설치로 인해 부재의 순간격에 관계없이 90%이상의 높은 포착률이 나타났다. 그러나 유목과 토석을 함께 공급한 경우의 유목은 자체의 비중이 낮아 바닥스크린에 먼저 도달하면서 후속되는 토석의 충격력에 의해 상대적으로 먼 구간까지 이동되거나 이탈함으로써 결국 포착량은 감소하였다. 한편, 유목과 함께 공급된 토석은 공급재료의 평균입경에 해당하는 바닥스크린의 순간격이 3mm인 경우에 가장 높은 포착률을 나타냈으며, 이는 기존의 투과형 사방댐 부재간격이 계상재료의 최대 입경으로 한다는 보고와 차별되는 결과를 보였다. 또한 토석의 포착률은 전체 공급량의 37.3%에 불과하였으며, 이는 바닥스크린 상에서의 체류과정에서 유목과 토석의 상호 작용에 의해 후속류의 흐름이 바뀌면서 다량의 토석이 측면부로 이탈하였기 때문으로 사료된다.

The objective of this study were to examine function of flat-board debris-flow breaker (hereafter FDB), which is one of new methods for reducing damages by sediment-related disasters in residential piedmont areas, and to derive an optimal slit aperture of FDB for catching driftwood and debris flows. We dealt with the cases of which (i) the FDB was not installed, and (ii) the FDB with 3-mm wide slit aperture (i.e., equal to the mean grain-size of bed-materials), (iii) the FDB with 9-mm wide slit aperture (i.e., similar with those maximum grain-size) and (iv) the FDB with 15-mm wide slit aperture were installed; and then quantitatively examined storages of bed-materials through the experimental flume. The results showed that driftwood and debris flows (including driftwood) were momentarily divided from water body by the FDB, and thus the kinetic energy of those materials was rapidly reduced, thereby inducing their storage. We found that 90% of the driftwood supplied was trapped on the upper surface of FDB on experimental flume with FDB, regardless of slit aperture size, whereas the whole driftwood was exported on experimental flume without FDB. In addition, the driftwood belonging to debris flows were occupied fore-end of debris flows due to its own lower specific gravity, and so more early stored on the surface of FDB, compared to large boulders composing of main body of debris flows. However, the driftwood was broken away from the surface of FDB due to impact of following the boulders, resuling in its lower storage. Meanwhile, the optimum slit aperture for trapping debris flows, supplied with driftwood in this experiment, was 3 mm, unlike that other transmission-type check dams having the slit aperture similar to the maximum grain-size of bed-materials. However, the volume of the materials stored was at best only 37% of total bed-material’s volume. The reason should be because of interaction between driftwood and boulders stored on the upper surface of FDB, and then the flow direction of the materials arriving at the heels of the pile was changed to both sides of FDB.

This study was carried out to know the substitute effect of Yacto (leaf mold compost) on popped rice hulls compost (PRHC) in Yang-jik nursery bed of Panax ginseng. PRHC was mixed with Yacto as 50:50 ratio, and 1 ~ 2% of the mixed oil cake, rice bran and urea were also added to promote decaying the mixed compost. The mixed compost made by PRHC and Yacto was showed that positive effect on the growth of ginseng seedling when it was mixed with 1% of oil cake and rice bran, and 2% of mixed oil cake. But addition to the 2% of urea in the mixture of PRHC and Yacto was not positive effect on the growth of ginseng seedling. Root yield of the mixed compost was similar to that of conventional compost by made 100% of Yacto. Therefore, the mixed compost can substitute for Yacto when PRHC and Yacto were mixed by 50:50ratio and added 1% of oil cake and rice bran.

하상재료와 같은 이질적인 토사의 입도 특성을 나타내기 위해서 특정한 비율의 대표입경이 사용된다. 대표입경은 토사의 평균 입경을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 분급(sorting), 왜도, 첨도 등 입도 분포의 다양한 특성을 나타낼 수 있다. 모래와 점토질(실트, 점토)가 포함된 토사의 경우 대표입경은 두 가지 단계를 거쳐 산정된다. 그 하나는 체분석, 비중계 분석 등을 통해 입경별 중량을 구하는 실험적 단계차이며, 그 다음은 입경별 중량 곡선을 그려서 내삽을 통해 대푯값을 찾아내는 과정이다. 그 중에 두 번째 과정은 통상 그래프를 보고 직접 구하는 그래프법이 사용되어 왔다. 그래프법은 단순하고 직관적이기는 하지만 산정해야 할 대표입경이 여러 가지인 경우에 시간이 많이 소요된다는 단점이 있었다. 이에 본 연구에서는 MS Excel을 이용하여 그래프법에 의해 대표입경을 바로 내삽하여 계산하는 프로그램을 제작하였다. 내삽법은 단순 직선에 의한 방법과 대수 곡선을 이용한 방법을 사용하였다. 그래프법에 의해 육안으로 판정한 대표입경과 비교할 때, 단순 직선 내삽은 평균 5.31%, 대수 내삽은 1.29%의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 이용하여 자동으로 대표입경을 계산해 주는 엑셀 프로그램(PDA)을 제작하였다.

Representative particle sizes(RPS) are commonly used for particle size distribution of heterogeneous sediment such as bed material. RPS can provide not only information of mean characteristics of sediment, but also other properties like sorting, skewness, kurtosis. For sediment including sand and clay material, RPS is estimated through two steps. The first is experimental step for calculating weight of each size class, the next is interpolation step to get RPS by using the graph plot. At the second step, graph method known as direct reading of value along the interpolation line in the graph plot is commonly used. This method is often time-consuming job. In this study we developed a new program to get RPS by using MS Excel. Simple linear and semi-log interpolation are used. When compared with conventional graph method(direct reading), simple linear shows 5.31%, while semi-log 1.29% of relative difference. We developed MS Excel program for estimation of RPS automatically.

Wood fuel must be dried before combustion to minimize the energy loss. Sawdust of Japanese red pine was dried in a batch type fluidized-bed to investigate the drying characteristics of sawdust as a raw material for bio-fuel. The minimum fluidization air velocity was increased as particle size was increased. It took about 21 minutes and 8 minutes to dry 0.08 m-deep bed of particles with average particle size of 1.3 mm from 100% to 10% moisture content at air temperature of $20^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$, respectively.

영동지역의 자갈하상하천을 대상으로 하상물질 입자의 형상 특성을 파악하였다. 강릉남대천, 연곡천, 양양남대천의 상중하류 구간을 대표할 수 있는 지점에서 하상물질에 대한 형상계수, 구형도, 원마도, 직육면체도, 입도분포, 평균입경을 조사하였다. 하상표면물질의 입도분포와 평균입경은 사진영상기법을 적용하여 구하였다. 하천의 조사지점별 형상계수, 원마도, 직육면체도의 분포는 유사한 경향을 나타냈으며, 이들의 값이 0.5이하인 하상물질 입자의 비율은 상류로 갈수록 높았다. Sneed-Folk 10분도를 적용한 구형도는 B의 비율이 가장 많았고, 구형에 가까운 C~CE의 구간별 비율은 상류로 갈수록 낮아졌다. 하상표면 물질의 입도는 둔치보다 저수로가 크나 지점별 입도분포는 비슷하였다. 이런 결과들은 하천에 유입된 물질들이 하류로 이송되면서 마모작용과 분급작용으로 입경이 작아지고 구형에 가까워지는 것을 나타낸다.

The purpose of this paper is to find the characteristics of bed material shape of gravel bed rivers in Yeongdong area. Shape factor, roundness, abrasion, sphericity, rectangular parallelepiped, grain size distribution and mean diameter of riverbed materials have been measured in rivers of Gangneungnamdae, Yeongok, and Yangyangnamdae. A photographic image technique has been used to get data for the particle size distribution and mean diameter of riverbed surface materials. The distributions of shape factor, roundness, rectangular parallelepiped of bed materials in a river had a similar trend with each other sites. The proportion of which these values are less than 0.5 has been high in upstream. Sphericity of riverbed materials by applying the Sneed-Folk’s 10 classification diagram is that the proportion of B is the largest. The rate of C~CE which mean near sphere decreased with going up the upstream. Also, the mean diameter of bed surface materials in the low flow bed has been greater than in the high flow bed, however the grain size distributions in the low flow channel have been similar with those in the high flow bed. As a result, it is confirmed that the riverbed materials become smaller and similar with a sphere by abrading and sorting during sediment transport of river water flow in downward.

In this study, it was confirmed whether kaolin can play a role as a bed materials and a role in reducing clinkers by using kaolin with a bed materials for the purpose of removing clinkers such as slagging and fouling generated in circulating fluidized bed combustion furnaces using solid fuel.

본 연구에서는 해안과 접해있는 하천 하구부의 하상변화를 분석하기 위해 하상토의 입도분포 변화를 조사하였다. 연구 대상지역인 호산천/가곡천의 하구부는 하천 흐름에 영향을 주는 방파제가 건설되고 있고, 하구부의 개폐현상이 발생하는 지역이다. 따라서 이로 인한 하천유황의 변화가 하상변동에 영향을 끼칠 것으로 예상되며 이에 대한 조사가 필요한 실정이다. 하상변화를 관측하기 위해 각 하천 상 중 하류 지점에서 홍수기 전과 후의 하상토입도분포를 비교하였다. 홍수기 전 평수기에 하상토 시료를 채취하고 GPS로 채취지점의 좌표를 획득하고, 태풍 덴빈(Tembin)과 태풍 볼라벤(Bolaven) 그리고 태풍 산바(Sanba)가 상륙한 후 기존 채취지점의 좌표를 이용하여 하상토 시료를 재채취 하였다. 체가름실험을 통한 홍수기 전 후의 하상토 입도분포를 비교한 결과 대표단면에서의 하상변화를 일부 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과는 하구부의 개발에 따른 상류하천의 하상변동을 예측하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 또한 추후 하천의 유량관측과 더불어 하상변동에 대한 수치해석이 수행된다면 하천의 지형변화와 이로 인한 위험지역의 발생에 대해 효율적으로 대비할 수 있을 것으로 판단된다.

이동상 하도에서 하천정비 및 안정하도 유지를 위해서는 하상변동 특성을 면밀히 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서 임진강을 대상으로 퇴적경향이 있는 하류구간에서의 하상층구조 조사를 포함하여 남한지역 전 구간에 걸쳐 하상재료를 직접 채취하여 입도분포를 조사하였다. 이를 토대로 하도형성을 지배하는 하도특성량 분석과 HEC-6에 의한 하상변동 예측을 통해 임진강 하강변동 특성을 파악하였다. 연구결과, 이동상 하도인 임진강에서 하상재료의 입도분포 및 하상 층구조 조사를 통하여 하상변동 특성을 파악할 수 있음을 확인하였다. 초평도를 경계로 상류(자갈하천)와 하류(모래/실트)간에 하도특성이 급변하는 경향을 확인하였다. 하도특성으로는 초평도 상류구간에서는 별다른 하상변동이 없는 반면, 감조하천구간인 장단반도 지구에서 실트/모래로 구성된 하상재료로 퇴적경향이 지속하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 초평도를 전후로 하여 조석작용과 함께 지형/지질여건이 급변하는 특이성이 임진강의 하상변동에 결정적인 요소가 되고 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 2차원 하상변동 모형을 이용하여 sine 곡선형 개수로에서 하상재료의 분포가 침식-퇴적 양상에 미치는 영향을 분석하였다. 흐름 해석을 위하여 유한차분법을 이용하여 천수방정식을 해석하였다. 총유사량을 산정하기 위하여 Engelund-Hansen 공식을 이용하였으며, 하상변동을 모의하기 위하여 Exner 방정식을 해석하였다. 또한 모형을 sine 곡선형 수로의 실내실험에 적용하여 검증하였다. 하천의 지형형태학적 발달 과정을 체계적으로 분석하기 위하여, 이상화된 sine 곡선형 수로에 사행도, 폭-파장비, 폭-수심비 등의 인자를 고정시키고, 하상재료의 입경을 종속변수로 설정하여 수치실험을 수행하였다. 하상재료의 입경을 변화시켜 가며 흐름과 하상변동 결과를 비교하고 분석하였다.

다량의 토사가 유입된 하천에서의 유사 이송 및 퇴적 과정을 이해하고 하상재료 분포 특성을 파악하는 것은 안정하도설계를 위해 대단히 중요하다. 2006년 7월경 태풍으로 인한 수증기가 강원도내의 산악지형과 만나면서 내륙산간 지역 집중호우로 인해 지방하천에 토석류 홍수 피해가 크게 발생하였다. 인제군에 위치한 한계천은 그러한 피해를 경험한 하천 중에 하나이다. 토석류가 발생한 한계천과 토석류가 발생하지 않은 인근지역 하천인 영실천의 하천 특성을 비교하였다. 토석류 발생 이후 2008년, 2010년, 2012년의 위성영상을 비교한 결과 영실천의 하천 유심부의 위치는 거의 변화가 없는 반면, 한계천의 경우 유사이송에 의해 하천의 유심부 위치가 지속적으로 변화하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 시간 경과에 따라 유사이송 구간의 하상재료 크기가 256~2,048mm 범위인 전석(boulder)이 점차적으로 빈번하게 관측되었다. 토석류 유입 하천의 하상재료의 분포 특성을 분석하고자 하천 구간별 전석의 크기와 빈도를 조사하였다. 하천에서의 토석류 유입은 하상재료 전석의 빈도와 크기에 영향을 미치는 것을 확인 할 수 있었다. 전석의 공간적 분포를 조사한 결과 전석의 빈도와 크기는 하류로 갈수록 감소하였다. 또한 구간별 하상 경사, 하폭, 그리고 유속 등에 따라 전석의 공간적 크기와 빈도가 연관성을 보이는 것을 확인하였다.

낙차공(drop structure)은 치수목적의 하천정비를 위한 주요 수공구조물이다. 하지만 국내외적으로 환경을 고려한 하천공법이 요구되면서 고낙차로 인해 발생하는 수중생물의 단절은 기존 낙차공의 큰 문제로 대두되었다. 이에 기존 고낙차를 이용한 낙차공 보다는 완만한 경사를 가지는 낙차공을 설치함으로써 기존 낙차공에 의해 단절되었던 어류의 이동통로로서의 역할과 주변 경관개선을 위해 설치하고 있는 구조물이 필요하였다. 본 연구는 위와 같은 필요성에서 시작되었으며 완경사 낙차공을 경사형 낙차공이라 정의하고 조건에 따른 흐름특성을 수리실험을 통해 분석하였다. 연구내용은 경사형 낙차공의 경사조건과 하상재료의 입경에 따라 발생하는 에너지 소산에 따른 효율과 구조물 하류부 도수현상에 대한 것으로 이를 통해 경사형 낙차공 조건에 따른 흐름특성을 파악하였다. 수리실험은 폭 0.6m, 길이 20.0m 인 가변경사수로에서 수행하였으며, 하상재료는 크기에 따라 2가지 입경(16mm, 25mm)의 재료를 선정하였고, 구조물 경사에 대해 각각 1V:2H, 1V:3H, 1V:4H, 1V:6H의 경사도를 가지는 모형을 제작하여 실험을 수행하였다. 유량조건 및 도수발생위치는 유입부 수위에 따라 단계별로 4가지 수위조건을 만족시키는 유량을 통수하였고, 하류부 수위를 조절하여 도수위치를 조절하여 유입부(1), 낙차공부(5), 사류부(1), 하류부(1)에 대하여 총 8개 지점을 선정하여 수위$(y_n)$ 및 유속(V), 도수길이(Lr), 도수발생거리(Lj) 등을 측정하였다.

개별 하천에 존재하는 하상재료는 상류의 지질특성과 유수에 의한 작용력의 특성을 반영하고 있으며 유수에 의한 작용력은 하상경사와 유량규모에 지배적인 영향을 받는다. 산본 황일(山本 晃一)(1994)에 의하면 자연하천에서 동일한 경사를 가지는 하도 구간은 하상재료, 소류력, 저수로 폭, 수심 등이 대체로 동일한 값을 나타내고 있으며, 하도 특성을 지배하는 주요인자로 각 하천의 평균연최대유량, 하상재료의 대표입경, 하상경사 등을 설정하고 있다. 하상재료는 하도의 물리적, 생태적 특성을 지배하는 대표적인 인자로 의미가 있으나 국내에서는 이와 관련된 연구가 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내 하천의 하도 특성을 분석하는 기초연구로서 대표하천에 대한 하상재료를 채취하여 분석하였으며 이를 분급도와 하상경사와의 관계로 도시하여 하상재료 분포 특성을 분석하였으며 이를 일본 하천의 하상재료 특성과 비교하였다. 분석결과에 의하면 분급도, 무차원 소류력, 하상경사와의 관계 분석을 통해서 자갈과 모래하천은 그 특성이 뚜렷이 구분됨을 확인할 수 있었으며, 하상경사와 대표입경의 관계도 모래와 자갈을 구분하여 접근하여야 함을 확인하였다.

Bed material in natural streams is affected by geological characteristics of upstream and acting focre by flow of stream. Acting force in streams are also affected by bed slope and discharge of streams. Yamamoto(1994) suggested that channel reaches with similar slope share similar characteristics values in representative bed material size, tractive force, channel width and depth. He also suggested that main factors dominating channel characteristics are mean annual discharge, epresentative bed material size and bed slope. Bed material shows physical and ecological characteristics of channels. In this research, characteristics of bed material in natural or close to natural streams were studied and compared with Janpanese stream data. In the result, characteristics of gravel and sand material can be presented in the term of non-dimensional tractive force, bed slope and bed material size.

현재 우리나라는 축산물 소비증가에 따른 가축사육 두수 증가와 이에 따른 축산 분뇨 및 악취 처리 문제가 심각하게 대두되고 있으며, 특히 악취발생 문제는 환경적 측면에서 최근 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 악취처리 기술 가운데 하나인 바이오필터(Biofilter)는 운영비가 적게들고 폐수가 발생되지 않으며, 처리효율이 높은 장점들을 가지고 있다. 또한 기존의 악취처리방법과 달리 담체만을 교체해주기 때문에 폐기물 발생량이 상대적으로 적은 장점이 있다. 현재 바이오필터 충진재는 여러 종류가 개발되었지만 제작단가가 고가이기 때문에 경제적 측면에서 불합리하며, 처리장비의 고정비와 변동비가 경제적으로 많은 부담이 되어 실질적인 현장적용이 어렵다고 판단되어진다. (중략)

본 연구의 목적은 국내 자연하천에서 하상재료의 입경과 흐름에 의한 소류력의 상관관계를 살펴보는 것이다. 하상재료의 크기를 분석하기 위해 현장에서 하상재료를 채취하고 대표입경을 산정하였다. 하천이 가지는 흐름특성은 마찰속도와 소류력으로 분석하였고, 이를 이용하여 대표입경과의 관계를 살펴보았다. 대상하천은 국내 4대 유역의 특성을 대표할 수 있는 18개 하천이며, 총 94개 지점에서 연구가 수행되었다. 소류력과 마찰속도의 산정을 위해 국내 하천의 강턱유량에 적합한 홍수빈도를 결정하였으며, 평균 연최대유량의 개념으로 생각할 수 있는 1.01년 빈도 홍수량이 가장 강턱유량에 적합하다는 결론을 얻었다. 분석 결과를 통해 국내 하천의 소류력 및 마찰속도와 하상재료 대표입경 간의 상호특성을 제시하였다.

This study aims to investigate the relationship between the mean diameter of bed material and the tractive force due to flow in domestic natural rivers. To investigate the size of bed material, sampling in the field and estimation of mean diameter have been conducted. The relationship between the mean diameters and tractive force is figured out by calculating tractive force and frictional velocity. The field works have been carried out at 94 location of 18 rivers including 4 large watersheds. In order to determine the quantities of discharge used to calculate the tractive force, the various values of frequency have been estimated and tested. As a result, it is found that the 1.01 year frequency discharge is most appropriate for the bankfull discharge. From results, the relatioship between the mean diameter of bed material the tractive force is presented in this study.

본 연구에서는 국내하천을 대상으로 하상재료에 따른 조도계수 변화를 분석하였다. 조도계수 분석은 수위, 유량, 하천 단면 등을 직접 측정하여 미지질조사국에서 개발한 ncalc모형을 이용하였고 하상재료 분석은 ISO4364, ISO9195 기준으로 실시하였다. 조사 대상하천은 총 17개 하천으로 거석, 호박돌, 자갈, 모래 등 다양한 하상재료 특성을 반영할 수 있는 지점으로 선정하였다. 하상 재료 크기 $D_{50}$을 기준으로 하여 모래 자갈 혼합 하천이라 할 수 있는 2mm${\sim}$32mm 구간, 자갈 하천인 32mm${\sim}$64mm 구간, 호박돌 하천인 64mm${\sim}$128mm, 거석 하천인 128mm 이상으로 구분하였다. 분석 결과 실측 자료를 이용하여 계산된 조도계수는 유량에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 고유량에서 0.04이하로 수렴하는 결과를 보였다. 이를 하상재료 크기에 따라 구분 지을 경우 입경이 커질수록 유량에 따른 변화 폭이 커지는 것으로 나타났다. 하상재료 입경의 크기가 64mm 이하인 하천의 경우 조도계수 변화 범위가 최대 0.02 로 나타난 반면 입경크기가 64mm이상인 하천에서는 최대 0.20 까지 나타나는 결과를 보였다. 조도계수는 일반적으로 수위 증가에 따라 흐름에 저항을 주는 요인들이 침수되면서 감소한다고 보고되었다. 하천의 하상재료 입경이 클 경우 저수위에서 하상재료에 의한 저항요인이 크게 발생되어 수면경사, 흐름 특성 등 조도계수에 영향을 주는 요인들이 생기는 것으로 판단된다.

하상재료의 공급은 하도를 통해 유입하는 유역의 토양침식과 측방침식에 의해 이루어진다. 우리나라의 경우 대부분의 중소하천은 측방침식을 허용하지 않도록 호안으로 이루어진 제방이 축조되어 있다. 본 연구에서 이와 같은 중소하천에서의 하상재료의 분포 및 이동 특성을 파악하기 위해 하천의 두미천을 조사 대상으로 삼았다 조사 및 평가기법으로는 충적하천에서 그 적용성이 높은 하도특성론을 채택하였다. 조사결과, 하상재료의 분포 특성은 상류 일부구간외에 비교적 균일한 입도($D_{50}=2 mm$)분포 특성을 지니고 있었는데, 일반적인 하도특성과는 다소 다른 양상을 보였다. 이는 공급원인 유역의 토양특성과 공급 가능량, 인위적인 유역개발(골프장 등) 등의 영향을 받고 있음이 시사되었다.

본 연구에서는 충진재료의 악취흡착성능을 구명하기 위하여 흡착성능실험용 칼럼을 설계하고 제작하였으며, 제작되어진 칼럼으로 단일충진재와 혼합충진재에 대하여 악취흡착성능 실험을 수행하였다. 그리고 선발된 충진재의 악취제거미생물 균주의 정착성을 구명하기 위한 정착실험을 수행하였으며, 선발된 혼합충진재에 악취제거미생물 균주를 접종하여 악취제거성능실험을 수행하였다. 그 연구 결과는 다음과 같다. 1. 악취흡착, 제거실험용 Lab Scale Biofilter System을 설계하였으며, 제작하였으며, 충진 칼럼은 설계시의 설정과 같이 내부압력과 기밀성은 문제점이 없는 것으로 나타났다. 2. 단일충진재는 암모니아 180ppm과 황화수소 20ppm의 악취가스에 대하여 단위체적당 악취가스 제거량은 각각 왕겨는 0.054$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 볏짚은 0.01$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.004f$\ell/\textrm{cm}^3$, 코코넛은 0.158$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.01$\ell/\textrm{cm}^3$, 펄라이트는 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.02$\ell/\textrm{cm}^3$, 하이로드볼은 0.004$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.003$\ell/\textrm{cm}^3$, 소나무수피는 0.112$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015 $\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났으며, 혼합충진재는 암모니아 200ppm과 황화수소 20ppm의 악취가스에 대하여 단위체적당 악취가스 제거량은 각각 혼합재료 1은 0.079$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 2는 0.045$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충진재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 6번에서 다른 혼합재료에 비하여 우수한 것으로 나타났으며, 황화수소의 경우 혼합재료에 따라 약간의 차이를 보였다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아가스에 대한 흡착성능은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로 악취제거 미생물균주를 접종한 소나무수피 70%와 펄라이트 30%의 혼합재료를 24시간동안 장기간 운전실험을 수행한 결과 암모니아 99.06%, 황화수소 96.61%의 제거효율을 보였다.