• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.925-936
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• 2015

본 연구의 목적은 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 유출해석을 수행하고, 침수실적자료와의 비교를 통해 레이더 강우자료의 효용성을 검토하는데 있다. 남강댐유역($2,293km^2$)을 대상으로, 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 비슬산 레이더 강우자료를 사용하였다. 분포형 모형은 28개 지점 강우와 레이더 강우를 이용하여 보정되었으며, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI(volume conservation index)를 이용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정결과, $R^2$, ME, VCI의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96의 결과를 보였다. 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 두 침수지역(신연지구와 문대/신기지구)과 레이더와 지상강우에 의한 유출분석 결과를 비교하였다. 신연지구와 문대/신기지구 두 침수지역에서 레이더강우가 지상강우보다 더 많은 지역강우를 발생시켜 지표유출량을 더 크게 모의하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 수위관측소가 존재하는 문대/신기지구의 경우, 지점강우보다 레이더 강우가 침수지역내 수위관측소의 실제 첨두유량에 가깝게 모의하였으며, 하천수위도 0.72m 높게 모의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.984-984
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• 2012

지구온난화와 기후변화의 영향으로 전 지구적으로 이상홍수, 이상가뭄, 한파와 같은 이상기상 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 국내에서는 2010년 추석 광화문 침수사태와 2011년 우면산 산사태와 같은 국지성 집중호우로 인한 인적 물적 피해가 속출하고 있다. 전통적으로 시기나 양적인 측면에서 대부분 장마기간에 국한되었던 강우집중현상이 과거와 달리 특정기간에 상관없이 발생하고 단기성, 국지성을 지닌 호우의 발생빈도가 높아지는 등 국내 강우의 특성이 변하고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해서 강우예측과 유출량예측의 정확도를 높이기 위한 시도가 다양하게 이루어지고 있다. 강우예측의 정확성을 높이기 위해 기상청에서는 단기예보를 목적으로 전지구 통합모델과 지역 통합모델을 연계한 동네예보를 수행하고 있으며, 초단기 예보를 위한 목적으로 VSRF, SCAN, VDRAS, MAPLE 등의 예보를 수행하고 있다. 홍수량 예측에서는 일반적으로 사용하고 있는 물리적 기반의 모형에 레이더강우와 같은 격자형 강우자료를 사용하여 정확성을 높이거나, 기존의 집중형 모형을 분포형 모형으로 대체하기 위한 연구 등이 이루어지고 있으며, 모형 구축이 간편하고 예측 정확도가 우수하다는 장점으로 인해 신경회로망이나 퍼지추론기법 등을 사용한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수자원분야에 산재한 불확실성을 적극적으로 인정하고 수학적으로 해석하기 위한 이론인 퍼지이론에 신경망 이론을 도입한 neuro-fuzzy 기법을 사용하여 홍수량을 예측하였다. 모형의 입력자료로는 관측된 강우자료와 유출량자료 및 기상청에서 제공하는 MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation) 강우예측자료를 사용하여 적용성을 평가해보았다. 모형의 적용성을 평가하기 위해 시험유역을 충주댐 상류 유역으로 선정하였으며, 2010년 2011년 홍수기의 충주댐 유입량을 예측하였다. 모형의 입력자료를 변경하여 입력자료의 변화에 따른 결과를 비교하였고, clustering 반경의 변화에 따른 정확도를 비교하였다. 모형의 정확도는 평균제곱근오차와 첨두수위오차를 통해 비교하였으며, 비교결과 전반적으로 lead time이 길어질수록 MAPLE 사용 시 예측 정확도가 우수하였고, clustering 반경은 0.5일 때 가장 우수한 결과를 보였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.49-56
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• 2010

본고에서 적용한 유전자 알고리즘(GenAlg)은 다윈의 유전적 진화이론에 기반한 적정해 탐색기법으로써 공간연구에 있어서도 다양한 응용연구가 선행된 바 있다. 본 연구는 최근 신도시 개발과 함께 택지개발사업 등이 활발히 진행되고 있는 화성시 동부권을 사례대상지로 GIS 툴을 이용하여 격자인구자료를 구축하고 자연환경변수와 함께 개발 촉진형 및 규제형 용도지역지구 지정현황 등 주요 인구동태 결정요인에 관한 공간정보를 구축한 다음 GenAlg 모형을 추정하고 이를 동일 설명변수를 사용한 회귀분석 결과와 비교해 봄으로써 GenAlg기법의 유용성을 정량적으로 비교분석해 보았다. 분석결과 회귀분석과 유사하게 설명변수들에 대해 비교적 일관되고 설득력 있는 계수 값들이 도출되었고 이로써 GenAlg모형은 적자생존의 유전학적 원리를 기반으로 도시현상과 관련한 제반 문제의 적정해를 찾는 유용한 학제적 탐색기법임을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.289-300
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• 2024

본 연구의 목적은 물리적 분포형 유출 모형인 GRM (Grid based rainfall-Runoff Model)을 이용하여 댐 유입량을 모의함으로써 연속형 모의에 대한 GRM 모형의 적용성을 평가하는 것이다. GRM 모형은 기존에 강우-유출 사상의 모의를 위해서 개발되었으나, 최근에 연속형 모의가 가능하도록 개선되었다. 대상 유역은 충주댐 유역, 안동댐 유역, 용담댐 유역, 섬진강댐 유역이며, 500 m × 500 m의 공간 해상도로 유출 모형을 구축하였다. 모의 기간은 21년(2001년~2021년)이다. 모의결과의 평가는 17년 기간(2005년~2021년)에 대해서 수행하였으며, 17년 전체 자료(total duration), 풍수기(6월~9월, wet season), 갈수기(10월~5월, dry season)의 3개 자료 기간으로 구분하고, 각 댐의 관측된 일유입량과 비교하였다. 모의결과의 적합도 평가는 Nash-Sutcliffe efficiency 계수(NSE), Kling-Gupta efficiency 계수(KGE), 상관계수(CC), 총용적 오차(VE)를 사용하였다. 모의된 댐 유입량의 평가결과 total duration과 wet season에서 관측자료를 잘 재현할 수 있었으며, dry season에서도 저유량 자료의 불확실성을 고려할 때 양호한 모의결과를 나타내었다. 연구결과 GRM 모형의 연속형 모의기법은 적절히 구현된 것으로 판단되었으며, 본 연구의 댐 유입량 모의에 충분히 적용성이 있는 것으로 나타났다.

• 응용통계연구
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• 제23권6호
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• pp.1157-1167
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• 2010

본 논문은 남한지역 풍력자원의 계량화 및 바람환경분석 등에 필요한 풍력에너지지도를 고해상도로 작성하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 $1Km{\times}1Km$ 격자로 나누어진 남한전역(345,682 지점)의 월별풍속에 적합한 통계적 바람장모형을 설정하여 각종 풍력에너지통계를 $1Km{\times}1Km$ 격자지점 별로 계산하고, 통계값들를 지도로 구현하는 절차를 연구하였다. 바람장모형의 적합성검정에는 국내 76개 기상관측소에서 관측된 TMY (typical meteorological year) 바람자료가 사용되었으며, Kolmogrov-Smirnov 검정결과 로그정규모형이 남한지역의 월별 바람장모형에 적합하였다. 또한 로그정규모형 하에서 얻어지는 다양한 형태의 풍력에너지통계들을 소개하였으며, 국립기상연구소가 제공하는 $1Km{\times}1Km$ 격자지점(345,682 지점)의 풍속자료를 사용하여 남한(지상 80m)의 풍력에너지밀도(W/$m^2$)지도를 공간분포도 형태로 작성해 보였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.37-48
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• 2010

본 논문의 목적은 격자형 레이더 강우자료와 지상강우를 이용하여 홍수유출모의 시 강우장이 미치는 영향을 평가하는 것이다. 본 논문에서는 공간 강우장을 생성하기 위해 광덕산 레이더와 지상 관측강우자료를 이용하였으며 각각의 방법에 의해 생성된 강우장이 현실적으로 타당한 시공간적 분포를 재현하는지를 평가하기 위해 홍수 유출모형을 이용하였다. 대상유역은 강원도 인제군에 위치한 내린천 유역이며 유출모형의 지형학적 매개변수들을 구축하기 위해 250m 격자 규모의 수치고도자료, 토지피복도 그리고 토양도를 사용하였다. 강우입력자료는 관측-레이더강우(Quantitative Precipitation Estimation, QPE), 보정-레이더강우(adjusted Radar rainfall), 지상-강우(gauge rainfall)를 이용하였으며 동일한 조건의 $Vflo^{TM}$ 모형에 입력하여 관측 유출량과 비교 하였다. 모의결과, 관측-레이더강우와 지상-강우의 경우 관측치 보다 과소 추정되었으며 보정-레이더강우의 경우 실제 관측치와 유사한 유출모의를 하는 것으로 분석되었다. 이를 통해 기상레이더와 지상강우자료를 합성할 경우 레이더 강우만을 또는 지상강우만을 사용하는 것 보다 수문모형의 입력 자료로써 수문학적 활용성이 더 큼을 확인할 수 있었다.

• 대한교통학회지
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• 제16권4호
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• pp.225-237
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• 1998

본 연구의 목적은 가로망의 구조 및 통행수요의 변화에 따라 통행 중 교통정보제공의 효과가 어떻게 달라지는가를 모의실험을 통하여 분석하고자 하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 실제의 대규모 가로망에 대하여 적용할 수 있는 통행배정기법을 제안하였다. 제안된 모형은 시간의 흐름에 따른 가로망의 상태를 고려하여 통행을 배정하는 방법으로 $\ulcorner$시간종속적 통행배정$\lrcorner$이라 명하였다. 본 연구에서는 가로망 형태(격자형 및 방사환상형), 가로망 크기, 통행수요의 지역별 분포, 그리고 교통혼잡정도에 따라 각각 시나리오를 작성하고, 각 시나리오에 대하여 모의실험 및 사례연구(노드 348개, 링크 1179개)를 통해 정보를 받는 차량의 비율에 따른, 그리고 정보를 제공하는 빈도에 따른 통행중 교통정보제공에 대한 효과를 분석하였다. 연구 결과, 모의실험에서는 정보를 받는 차량의 비율이 30%~70% 구간에서 14%까지의 총체계비용의 감소효과가 나타났으며, 가로망의 규모가 클수록, 혼잡이 심할수록, 그리고 대안도로가 많을수록 교통정보제공의 효과는 커지는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권12호
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• pp.1011-1027
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• 2010

모형의 구조, 모델링에 사용되는 자료, 매개변수 등에 포함된 다양한 불확실성 원인들은 수문모의 및 예측결과에 있어 불확실성을 야기한다. 본 연구에서는 강우-유출 및 강우-유사유출 모의가 가능한 분포형 강우-유사-유출 모형을 용담댐 상류유역인 천천유역에 적용하여 수문곡선 및 유사량곡선의 재현성을 평가하고, 다중최적화기법인 MOSCEM을 이용하여 강우-유출 모듈, 강우-유사유출 모듈의 매개변수를 독립적으로 보정한 경우(Case I과 II), 그리고 두 모듈이 결합된 강우-유사-유출 모형의 매개변수를 동시에 보정한 경우(Case III)에 대하여 Pareto 최적해를 추정하고, 이에 따른 수문 예측결과의 불확실성을 평가한다. 매개변수 불확실성의 전이에 따른 수문곡선의 불확실성 평가 결과(Case I), 모의기간 동안 고유량보다는 저유량 부분에서 불확실성 범위가 두드러졌으며, 이에 반해, 유사량곡선의 경우(Case II) 저농도보다는 고농도 부분에서 불확실성 범위가 넓게 분포하였다. 강우-유사-유출 모형의 매개변수의 불확실성을 동시에 추정한 경우 수문곡선 및 유사량곡선 모두 Case I과 II에 비해 모의기간 전반에 걸쳐 불확실성 범위가 넓게 분포되었으며, 매개 변수의 불확실성으로 인해 대상유역내 격자별 침식 및 퇴적 공간분포 양상이 상이하게 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.157-163
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• 2011

본 연구에서는 대상유역을 지표면과 하천 격자로 분할한 후, Manning 식을 기반으로 각 격자 중심에서 유역 출구점까지의 유하시간을 계산하여 등시간별 체적유량을 산정하였으며, 이로부터 유역의 동수역학적 특성인 특성유속을 고려한 직접유출수문 곡선을 도출하였다. 대상유역은 보청천유역의 산성유역을 선정하였다. 대상유역에 대한 매개변수 산정 결과 흐름누적값은 3800, K는 3.3으로 결정되었다. 보정된 매개변수를 실제사상에 대해 적용하여 검증한 결과 첨두유량과 첨두시간의 평균 절대오차는 각각 3.41%, 0.67 hr로 비교적 양호한 모의결과를 나타냈다. 또한 유효우량에 따른 유하시간별 기여면적 주상도를 분석한 결과 본 연구에서 적용된 모형은 강우강도에 따른 유역의 수리학적 특성을 잘 표현하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.41-48
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• 2006

Crib wall은 헤더와 스트레처를 사용하여 옹벽의 골조를 축조하는 격자형 조립식 옹벽공법의 일종이다. 이 공법에서는 부재의 교차에 의해 생긴 격자 안에 자갈로 채움을 실시하여 옹벽의 중력을 유지하게 된다. 따라서 일반 옹벽에 비해 시공속도가 빠르며 경제적이다. 더불어, 옹벽의 배수 능력이 뛰어나며, 전면에 식생이 가능하다는 점을 들어 환경친화적인 장점도 강조되어 왔다. 그러나 Crib wall 시스템에서는 개별 부재 사이의 상대적인 움직임을 허용하며 채움재의 자중이나 외부하중에 의해 채움재에 응력 재분포가 발생한다. 이 때문에 콘크리트 옹벽과 같은 일체식 옹벽과는 토압의 분포에 있어 차이가 있다는 사실이 인식되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Crib wall의 토압특성을 관찰하기 위하여 축소된 모형을 이용한 재하시험을 실시하였다. 토압 특성은 6개의 특정한 높이에서 계측되었으며 이를 이용하여 위치별 토압의 분포 형태를 예측하였다. 시험결과는 기존의 이론식 및 일체식 옹벽과 비교되었으며 차이점에 대해 고찰하였다.