1. 교과목 개요
하천기본계획은 유역의 강우, 하천유량, 수질 및 상태, 하천의 이용현황 등 하천의 치수, 이수, 환경에 관한 제반 사항을 조사 및 분석하여 하천의 종합정비 및 이용, 자연친화적인 하천관리에 필요한 기본적인 사항을 작성
2. 교육목표
하천기본설계의 이론과 현행 국가 기준의 실무 적용을 통해 종합적으로 설계 능력 향상 및 하천 이용현황 분석을 도모하는 과정으로, 강우, 유량, 토지이용 데이터 수집 / GIS 활용 / 강우빈도분석 / 강우-유출 모의 / 홍수위 분석 / 교량 세굴 분석 등의 실습을 통해 하천기본계획 수립 과정에 대해 이해
강 의 진 도 계 획 | ||
주 별 | 수 업 의 내 용 | 비 고 |
1주 | 교과목 소개, 팀 프로젝트 과제 부여 | - |
2주 | 하천기본계획 | 1강 |
3주 | Rainfall Analysis | 2강 |
4주 | GIS 기초 실습 | 3~4강 |
5주 | GIS 기초 실습 | 3~4강 |
6주 | 강우빈도분석 - FARD2000 실습 | 5~6강 |
7주 | 강우빈도분석 - FARD2000 실습 | 5~6강 |
8주 | 강우유출모의 - HEC-HMS 실습 | 7~9강 |
9주 | 강우유출모의 - HEC-HMS 실습 | 7~9강 |
10주 | 중간 성과 발표회 (중간보고서 작성) | 학생발표(조별과제) |
11주 | 홍수위 분석 - HEC-RAS 실습 | 10~12강 |
12주 | 홍수위 분석 - HEC-RAS 실습 | 10~12강 |
13주 | 홍수위 분석 - HEC-RAS 실습 | 10~12강 |
14주 | 교량 세굴 – HEC-RAS 실습 | 13강 |
15주 | 설계 성과 종합 발표회 (최종보고서 작성) | 14강 학생발표 (조별과제) |
교 과 목 명 | 캡스톤디자인 | 담 당 교 수 | 정은성 |
이 수 학 점 | 3 학점 | 설 계 학 점 | 3 학점 |
설 계 주 제 | 하천기본계획 | ||
설 계 개 요 | 토목공학 심화프로그램에서 선행적으로 사전에 이수한 전공 지식과 기술을 바탕으로 하천기본계획의 개요 및 수립 절차를 이해하고, 강우/유량/하천이용 현황에 대한 데이터 수집하고, GIS 기초 실습하고 이를 활용하여 유역의 물리적 매개변수를 추정하며, 강우빈도해석을 실시하고, 강우-유출 모의를 통해 홍수량을 추정하고, 홍수량 별로 하천의 홍수위를 분석한 뒤, 교량 등의 구조물의 세굴현상까지 분석하는 등을 통한 토목 설계의 이론과 설계기준 분석 및 실무 적용 활동을 수행하고자 한다. 이를 통하여 산업체에서 요구하는 종합적인 설계능력을 향상하는 과정이다. 각 조별로 자료조사와 토론 등의 방법으로 하천기본계획 관련 내용들을 창의적이고 종합적으로 접근하며, 최종적으로 각 조별로 설계 성과에 대한 종합발표회를 갖는다. | ||
제 한 조 건 | - 하천 관련 제반기준의 규정조건 - 하천기본계획 | ||
교 육 내 용 | - 하천기본계획의 개요 - Rainfall Analysis - GIS 기초 실습 - 강우빈도분석 - 강우-유출 모의 - 홍수위 분석 - 교량 세굴 분석 - 보고서 작성 | ||
실 습 내 용 | - 전산 프로그램을 이용한 현대적 설계기법의 활용 - 하천기본계획의 개요 및 수립절차, 중점 검토사항 이해 - 실제 설계과정에 따른 단계별 성과 작성 | ||
설 계 과 정 | 1) 팀 구성(5명 내외/조별) 2) 설계를 위한 팀별 토론 3) 자료조사 4) 부여조건별 설계 5) 팀원들과 설계 성과를 토의, 팀 리더에 의해 협동으로 보고서 작성 6) 발표자료 완성 및 발표 7) 최종보고서 수정 및 제출 | ||
평 가 방 법 | < 설계 성과에 대해 종합적으로 평가> 1) 창의적 접근 (5%), 2) 개방적 사고를 통한 문제해결 (5%) 3) 현대적인 이론과 방법의 개발 (5%), 4) 설계문제의 공식화 (20%) 5) 다양한 방식의 문제해결 고찰 (5%), 6) 가능성의 고찰 (5%) 7) 협업적 설계 (10%), 8) 경제조건 (5%) 9) 안전성 (5%), 10) 사회적 영향 문제 (5%) 11) 설계과정과 결과의 적합성 (15%) 12) 발표 자료의 작성 (10%) |
교 과 목 명 | 한 글 | 캡스톤디자인 | ||||
영 문 | Capstone Design | |||||
이 수 학 점 | 3 학점 | 설 계 학 점 | 3 학점 | |||
설 계 개 요 | 설계의 기본개념과 중요성을 이해하고 이를 바탕으로 창의적 사고와 토목시설물의 설계능력을 함양시키기 위한 산업체 요구의 실무과정이다. | |||||
설계목표 | 설계의 중요성을 이해하고, 토목공학 분야에서 필요로 하는 창의적이고 종합적인 사고능력을 배양하며, 실제 적용가능의 수공구조물 설계능력 함양을 목표로 한다. | |||||
수 행 방 법 | 1. 팀 구성 및 설계과제 수행을 위한 팀원 간의 협력체제 구축 2. 팀별 팀의 리더 선정 3. 과제 수행계획 및 역할분담에 대한 팀별 토론 및 의사결정 4. 제시된 과제에 대하여 토론을 거친 후 실제의 설계과정을 파악 5. 설계의 각 단계별로 해당 설계업무를 수행 6. 팀원들은 맡은 임무별로 본인이 참여하여 수행한 결과를 발표 7. 각 팀원에 의해 발표된 결과는 팀의 리더에 의해 협동으로 취합 및 보고서 작성 8. 팀의 리더와 팀의 구성원에 의한 종합발표 9. 최종보고서 수정, 보완 및 제출 | |||||
수 행 기 간 | 2014학년도 제 2학기 내 | |||||
설계내용 및 설계과제 | < 하천기본계획 및 설계> 1. 자료 수집 및 GIS를 이용한 데이터 분석 2. 강우빈도해석 3. 강우-유출 모의 4. 홍수위 분석 5. 교량 세굴 분석 6. 보고서 작성 | |||||
공학설계 구성요소 연관성 (상,중,하,무) | 구분 | 연관성 | 내 용 | |||
목표설정법 | 하 | 설계 자료의 수집 및 아이디어의 구상 및 표현 | ||||
합성 | 상 | 복합학제적 요소의 융합 및 팀의 한 구성원의 역할 | ||||
분석 | 하 | 공학 문제들을 인식하며 이를 공식화하고 해결 | ||||
제작 | 상 | 공학 실무에 필요한 기술 방법 도구들을 사용 | ||||
시험 | 상 | 설계 결과에 대한 국가기준의 적합성 검토· | ||||
평가 | 상 | 설계 성과의 안전성 및 경제성 | ||||
현실적 제한요소 기술 (상,중,하,무) | 원가 | 하 | 공사비의 산출과 경제성 검토· | |||
안전성 | 상 | 설계기준의 각종 규정내용에 적합 여부· | ||||
신뢰성 | 중 | 설계이론과 설계실무와의 관계 | ||||
미학 | 중 | 설계 표현을 위한 방법 및 프로그램 운용 | ||||
윤리성 | 상 | 전문가로서 윤리의식의 인식 | ||||
사회영향 | 상 | 공학적 해결방안이 사회적 상황에 끼치는 영향 | ||||
설계결과물 | 중간보고서, 최종보고서 | |||||
평 가 방 법 | 창의적 접근(5%), 개방적 사고를 통한 문제해결(5%), 현대적인 이론과 방법의 개발(5%), 설계문제의 공식화(20%), 다양한 방식의 문제해결 고찰(5%), 가능성의 고찰 (5%), 협업적 설계(10%), 경제조건(5%), 안전성(5%), 사회적 영향문제(5%), 설계 결과의 적합성 (20%), 발표 자료의 작성 (10%) |
1. 하천기본계획 수립
2. 기초자료 수집
3. GIS를 이용한 유역의 일반현황 분석
4. 하천구역결정
1. ArcGIS 실습
2. 지도에서 주요지점 찾기
3. 등고선도 추출
4. GIS 응용: 면적계산, 토지이용분석 등
1. FARD2006의 소개
2. 자료 분비 및 해석
3. 과거 수문자료 입력
4. 해석옵션 선택
5. 결과분석
6. 결과보기의 예비해석
7. 매개변수 추정
8. 적합도 검정
9. 확률수문량 결정
10. 지속기간에 따른 빈도별 확률강우량 산정
11. Intensity-Duration-Frequency (IDF) 커브 그리기
1. HEC-HMS의 소개
2. HEC-HMS의 실습
- HEC-HMS 파일 생성
- Basin Model Map 생성
- Basin Model Data 입력
- Meteorologic Model Data 입력
- Control specification manager 입력
- Time Series Data Manager 입력
- Simulation Run Manager
- View Results
- Homework
1. HEC-RAS 소개
2. HEC-RAS 실습
- 신규파일 생성
- 유역도 생성
- Streamflow data 입력
- 등류수심 경계조건 검토
- 경계조건의 종류
- 등류수심
- 결과보기
- Homework
1. 기온 및 강우량 분석
- Daily ave. temperature
- Seasonal daily ave. temperature
- Annual total rainfall
- Daily maximum rainfall
- Seasonal total rainfall
2. 강수지수 (Rainfal index)의 계산
1. 필요 권역 추출
2. 소유역 분할 및 등고추출
3. 소유역 토지이용자료 추출
4. 수자원단위지도
5. 국내 강우 및 수위관측소 현황
6. 국내하천 현황
1. 세굴의 개념
2. 교량세굴의 소개
3. 장기하상변동
4. 일반세굴 (general scour)
5. 교각에서의 국부세굴
6. 교대에서의 국부세굴
7. 세굴방지대책
캡스톤 디자인 보고회 소개
조별 보고서 제출 양식
조별 발표 및 ppt 작성 양식
1. 가르치는 일에 관심을 갖게 된 동기는 무엇입니까?
- 어려운 이론과 응용 사례를 하나 하나 이해해 가면서 내가 겪은 시행착오와 경험을 전수하기 위해
- 특히 다음에 내가 다시 공부해야하는 상황이 항상 발생하면서 내가 정리한 학습법을 보완해 나감
2. 가치는 거(teaching)이 무엇이라고 생각합니까?
- 1차적으로 왜 알아야 하는지를 전달하는 것
- 2차적으로 알아야 하는 것과 알고 있는것, 앞으로 알아야하는것, 몰라도 되는 것을 구분하는 능력을 키우게 하는것
3. 학생들에게 어떤 영향을 주고 싶으십니까?
- 학생들이 졸업 후에도 다양한 분야에서 평생 학습을 해야한다는 것을 인식할 수 있게 함
4. 학생을 가르치는 일이 자신에게 왜 중요합니까?
- 연구를 보다 더 매진할 수 있게 하는 자극임
- 학생들에게 중요한 지식을 전달하기 위해 스스로 부단히 자기계발을 하게 함
5. 전공분야에서 어떻게 하는 것이 잘 가르치는 것이라고 생각하십니까?
- 자신의 철학을 충분히 가지고 있어서 개인 역량을 국내외 사회에 기여할 수 있게 발달시키게 지도하는 것
6. 교육철학이 실제 수업에 어떻게 반영되는지 예를 들어 주십시오.
- 영어 강의를 통해 전공용어 및 국제활용사례 등의 이해를 통한 국제화 감각을 익히도록 함
- 개인실습과 팀 발표 중심의 수업을 지향하고 있음
- 외국인 전문가 초청 등의 기회를 자주 제공함
7. 지금까지 수업개선을 위해 창의적으로 시도한 사례가 있으십니까?
- 도시 물순환 개선을 위한 강의교안의 개발
- 도시 물순환 개선 시설 설계 소프트웨어의 교육 및 실습
1. 교수법 학습동아리 참여 (2015년 10월~2016년 1월)
- PBL 기반 학습법에 대한 연구 및 적용
1. 수업 개요
- 하천정비기본계획의 소개
- 하천정비기본계획의 의의
2. 수업 방식
- 강의 중심의 지식 전달
- 실무에서 제작한 보고서의 검토
3. 어려운 점
- 학생들의 전반적인 이해도가 떨어져서 체계적으로 지식을 전달하거나 스스로 학습을 통해 알아가는 과정이 필요함
4. 수업 개선 사항
- 실무에서 수립되고있는 하천정비기본계획에 대한 이해도가 부족하여 기존 보고서의 요약을 숙제로 제출하게 함
- 하지만 구체적인 이해가 부족하여 요약으로 그치지 말고 개별 발표를 통해 항목별로 의의, 방법 등을 고찰할 수 있는 시간이 필요함
1. 수업내용
- 우리나라 주요 지점에 대한 과거 온도, 강우량 자료의 통계적 분석
- 엑셀을 통한 주요 통계 지표의 계산
2. 수업 방식
- 적용사례에 대한 소개
- 엑셀을 이용한 실습
3. 어려운점
- 엑셀의 주요 기능에 대한 지식 부족
4. 개선 사항
- 엑셀에서 중요한 기능을 정리할 수 있는 기초 예제를 사전 숙제로 제시함
- 관련 도서 및 웹사이트를 사전에 알려줌
- 관련 기능을 이용한 자료 계산에 대한 퀴즈 또는 숙제가 필요함
1. 수업 내용
- ArcGIS 소개
- 유역분할, 유역정보의 추출 방법 실습
2. 수업방법
- ArcGIS 소프트웨어 실습
3. 어려운점
- 측량 수업을 통해 학습한 ArcGIS 기초 기능에 대한 숙지가 개별로 차이가 심함
4. 수업 개선사항
- 사전에 측량수업에서 실습한 내용을 알려주는 자료가 필요함
- 단계별로 따라올 수 있는 강의 자료의 구축
1. 수업 내용
- 강우빈도해석의 의의
- 강우빈도해석 방법의 소개
- 강우빈도해석 실시
2. 수업방법
- 강의를 통한 기초 이론의 전달 (1시간)
- FARD2006 소프트웨어를 이용한 확률강우량의 산정 실습
3. 어려운 점
- 확률강우량에 대한 기초이론의 부족
4. 강의개선사항
- 수문학 교재를 간략하게 요약하여 최소 기초이론에 대한 학습을 유도함
- 간단한 퀴즈를 통해 학습동기 부여
1. 수업 내용
- 간단한 홍수량 산정 방법 소개
- HEC-HMS 실습을 통한 홍수량 산정
2. 수업방법
- 홍수량 산정 방법 강의 (1시간)
- 단위유량도 이론 소개 (30분)
- HEC-HMS 소프트웨어 실습
3, 어려운 점
- 수자원공학 강의를 수강한 학생의 경우 잘 따라서 수행했으나 그 이외의 학생은 거의 따라오지 못함
- 기초 수문학 지식의 부족으로 인해 HEC-HMS 소프트웨어의 기능활용 및 결과해석의 한계가 있음
4. 수업 개선사항
- 관련 이론에 대한 간략한 소개를 사전에 배포
- 사전 퀴즈를 통한 학습동기 유발
1. 수업내용
- 표준축차법의 소개
- HEC-RAS를 이용한 홍수위의 모의
2. 강의 방법
- 이론 및 엑셀을 이용한 표준축차법의 이해 (1시간)
- HEC-RAS 소프트웨어를 이용한 홍수량의 계산과정 실습
3. 어려운 점
- 수리모델및실험을 수강한 학생들은 대부분 쉽게 따라서 수행함
- 미수강학생은 이론에 대한 이해부족으로 HEC-RAS 소프트웨어를 활용하는데 제약이 많았음
4. 개선사항
- 캡스톤디자인(수공)을 수강하려는 학생은 수리모델및실험을 수강하도록 유도함
- 사전에 관련 이론을 간단히 정리하여 배포하고 간단한 퀴즈를 통해 학습동기를 유발함
1. 수업내용
- 세굴에 대한 기초 이론 소개
- 세굴심 계산을 위한 과정 소개
- HEC-RAS 소프트웨어를 이용한 계산 방법 소개
2. 수업 방법
- 세굴 및 세굴심 계산을 위한 이론 소개(2시간)
-HEC-RAS 실습을 통한 세굴심 계산 실습 (1시간)
3. 어려운점
- 세굴 관련 이론과 수식이 매우 어려워서 학생들의 이해도가 떨어짐
4. 개선사항
- 세굴에 대한 개념 중심으로 이론강의를 수행하고 실습 중심으로 수업을 재편해야함
1. 수업 내용
- 팀별로 선정한 하천에 대한 하천정비기본계획 수립
- 수립 과정 및 결과 발표
2. 수업 방법
- 팀별 발표
- 질의 응답
3. 어려운점
- 자료가 부족한 하천의 선정을 선정할 경우 결과가 올바로 나오기 어려움
4. 개선사항
- 자료가 확보된 하천을 중심으로 선정할 수 있도록 유도함
- 기초 자료를 검토하는 시간을 따로 할당해야함
1조 가산천 하천정비기본계획 최종결과
1. 발표자료
2. 최종보고서