• 물과 미래
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• 제24권4호
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• pp.16-21
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• 1991

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.123-123
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• 2022

자연유역 내에 도시가 자리잡고 발달해 나가면 유역의 특성에 급격한 변화를 가져온다. 이러한 변화로 인해 도시유역은 자연유역과는 상이한 수문학적 특성을 나타낸다. 그 동안 도시수문학의 주된 관심사는 도심지 홍수예방, 상수관망 등에 주어졌고, 장기적인 관점에서 도시유역의 물순환에 대한 정량화는 별로 다루어지지 않았다. 이 연구에서는 비교적 최근에 급격하게 도시화가 이루어진 탄천 유역에 대해 도시유역의 장기적인 물순환에 대해 정량화하고 자연유역과의 차이를 분석하고자 한다. 강수량, 유출량, 증발산량, 상수공급량, 하수처리량 등의 가용한 자료를 동원하여 탄천 유역의 물수지 분석을 수행하였다. 탄천유역은 유역 외부에서 상수를 공급받고 사용된 용수는 하수처리시설을 통해 하천으로 방류되고 있으며 이로 인해 유출 특성이 자연유역과 많은 차이를 보이고 있다.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.419-428
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• 2018

본 연구는 도시개발로 인하여 농촌에서 도시로 급격한 토지이용 변화를 겪은 신도시 지역의 수문변화 예측과 저감방안 도출을 목적으로 하였다. 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP) 기후변화 시나리오로 2100년까지 분석결과 강수량 증가가 유출고 증가에 직접적으로 기여함을 알 수 있었다. 기후변화와 함께 도시 용지 형태도 저영향개발(Low Impact Development; LID) 기법으로 적용한 식생체류지의 효율에 영향을 미쳤다. 서로 다른 도시 시설 용지를 결합하면 각 시설 용지 별 차이가 있는 저류 가능 강수량을 보완할 수 있고 첨두유출량 경감과 도달시간 지체를 유도할 수 있어 도시개발로 인한 수문 영향을 완화시킬 수 있는 새로운 접근이 될 수 있음을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.63-63
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• 2022

기상 예보자료는 발생 가능한 재난의 예방 및 대비 차원에서 매우 중요한 자료로 활용되고 있다. 우리나라 기상청에서는 동네예보를 통해 5km 공간해상도의 1시간 간격 초단기예보와, 6시간 간격 정량강우예보(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)의 단기예보 정보를 제공하고 있다. 그러나 이와 같은 예보자료는 강우량의 시·공간변화가 큰 집중호우와 같은 기상자료를 활용한 수문학적인 해석에는 한계가 있다. 예보자료를 수문학에 활용하기 위한 시·공간적 해상도 개선뿐만 아니라 방대한 기상 및 기후 자료의 예측성능을 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기상청이 제공하는 지역 앙상블 예측 시스템(Local ENsemble prediction System, LENS)와 종관기상관측시스템(ASOS) 및 방재기상관측시스템(AWS) 관측 데이터 및 동네예보에 기계학습 방법을 적용하여 수문학적 정량적 강수량 예측(Hydrological Quantitative Precipitation Forecast, HQPF) 정보를 생산하였다. 전처리 과정을 통해 모든 데이터의 시간해상도와 공간해상도를 동일한 해상도로 변환하였으며, 예측 변수의 인자 분석을 통해 기계학습의 예측 변수를 도출하였다. 기계학습 방법으로는 처리속도와 확장성을 고려하여 XGBoost(eXtreme Gradient Boosting) 방식을 적용하였으며, 집중호우에서의 예측정확도를 높이기 위해 확률매칭(PM) 방식을 적용하였다. 생산된 HQPF의 성능을 평가하기 위해 2020년에 발생한 14건의 호우 사상을 대상으로 태풍형과 비태풍형으로 구분하여 검증을 수행하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.191-201
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• 2018

최근 기후변화의 영향으로 호우의 발생빈도가 증가하고 있으며, 도시지역의 호우는 돌발적이고 국지적인 특성을 가지고 있어 인명과 재산피해 역시 증가하고 있다. 도시지역에서의 국지성호우에 의한 홍수는 예고없이 빠르게 발생하고 시 공간적으로 빈번하게 발생함으로써 인명과 재산피해를 증가시킨다. 결국 도시지역의 성공적인 홍수 관리는 얼마나 빠르고, 세밀하게 관측할 수 있느냐가 관건이다. 국지성 호우는 저층에서 형성되는 강우가 지배적이며, 기존의 대형레이더는 저층 강우의 탐지 및 변동성 관측에 취약하다. 이에, 도시지역에서의 국지성 호우를 신속하게 관측하고 예측함으로써, 도시홍수 대응체계를 고도화하고 관측 및 예측 정확도를 향상시켜 도시홍수 피해를 최소화하기 위한 기존과 다른 새로운 도시홍수예보 관리시스템 구축이 필요하다. 현재 수재해 정보플랫폼 융합기술 연구단에서 고해상도 수문정보를 강우예측 및 홍수 모형과 연계하여 신개념 수재해 대응기술 확보를 목표로 추진 중에 있으며, 국지성 호우 관측을 위하여 고정밀 수문레이더를 기반으로 국지성 호우 탐지 및 예측, 도시홍수 예측 및 운영기술을 개발 중에 있다. 이 연구를 통해 도시지역에 대한 고정밀 관측이 가능함으로써 도시홍수 경보 시스템이 보다 정확하고 상세화될 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권6호
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• pp.565-574
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• 2006

넓은 면적의 유역에 대한홍수유출모형 및 수문분석에서 중요한 인자로 이용되는 토지피복 정보를 얻기 위하여 인공위성 영상이 많이 활용되고 있다. 도시지역과 같이 다양한 형태의 토지피복이 혼재하는 공간에서는 보다 세분화된 토지피복 정보가 필요하나, 기존의 다중분광영상을 이용한 수문학적 토지피복분류에는 한계가 있다. 이 연구에서는 초분광영상을 이용하여 도시지역의 수문학적 토지피복 분류에 있어서 기존의 다중분광영상 보다 분류등급을 세분화하고 분류정확도를 향상시킬 수 있는 가능성을 밝히고자 한다. 미국 농무부 토양보전국(USDA SCS)의 도시지역 수문학적 토지피복분류를 목표로 서울지역의 Hyperion 영상을 분석하였다. 도시지역의 피복특성을 감안한여 투수성 및 불투수성 표면특성을 대표하는 8개의 endmember를 선정하여 분광혼합분석을 수행하였다. 분광혼합분석 결과 얻어진 각 endmember의 점유비율을 조합하여 17개 등급의 수문학적 토지피복도를 제작하였다. 분광혼합분석을 적용하여 얻어진 토지피복도의 정확도를 10곳의 표본점에 대한 항공사진 판독 결과를 통하여 검정한 결과, 미국 농무부에서 제시한 수문학적 토지피복등급이 비교적 정확하게 분류되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.354-354
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• 2020

최근 기후변화로 인하여 극한 강우사상이 증가하고 있으며, 이에 대한 재해 위험도도 커지고 있는 추세이다. 서낙동강 지역에서는 부산 에코델타 스마트시티 조성사업이 2023년 완공을 목표로 개발을 진행 중이다. 부산 에코델타 스마트시티는 대저수문과 녹산수문이 각각 상/하류에 위치하고 있으며, 스마트시티가 위치한 좌안에는 평강천이 유입하고 우안에는 대감천, 예안천, 주중천, 신어천, 금천천, 조만강 및 지사천이 유입하고 있다. 스마트시티의 대저수문과 녹산수문 구간은 4월-10월 기간 동안 주변지역 농업용수 공급을 위하여 하계의 일시적인 방류를 제외하면 연중 담수가 이루어지는 전형적인 하천형 저수지의 특성을 가지고 있다. 낙동강의 홍수예보는 낙동강의 본류 구간만을 대상으로 수행하고 있으며, 스마트시티 구간은 주로 수질에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 스마트시티의 조성과 함께 서낙동강 구간의 홍수 영향 분석의 필요성이 제기되고 있으나 스마트시티 하천구간을 대상으로 한 홍수분석은 거의 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 부산에코델타 스마트시티 구간을 대상으로 시나리오 기반의 홍수분석을 수행할 수 있는 웹기반 통합플랫폼을 개발하였다. 홍수분석에 필요한 자료는 에코델타 스마트시티 개발계획을 기반으로 단기유출모의, 하천흐름모의 및 도시유출모의를 연계하여 분석을 실시할 수 있도록 하였다. 홍수분석을 실시함에 있어 대상 하천구간의 농업용수이용, 수문조작 기준을 고려하였다. 단기유출모의는 홍수통제소의 유출분석을 위하여 사용되는 저류함수법을 적용하였으며, 하천흐름 모의는 미국 공병단에서 개발한 HEC-RAS모형을 적용하였으며, 하천흐름모형의 결과를 미국 환경청(EPA) 도시유출모형인 SWMM과 연계할 수 있도록 하였다. 대상 구간의 하천 취수량을 산정하기 위하여 일별 담수심추적법을 활용한 논 농업용수 수요량을 산정하여 반영하고, 농업용수 수요량에 따른 저수량과 수문운영 룰을 고려하였다. 또한 부산에코델타 스마트시티의 개발에 따른 상태 변화를 반영할 수 있도록 웹기반으로 사용자가 시나리오를 설정하고 각 모형의 입력자료와 매개변수를 조정할 수 있도록 하였다. 본 연구의 결과는 부산에코델타 스마트시티의 개발에 있어 홍수위험을 분석 및 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 이를 활용하여 홍수에 안전한 부산에코델타 스마트시티를 만들 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2023

본 연구에서는 대한민국 도시 유역에 대하여 딥러닝 네트워크 기반의 분산형 수문 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 완전연결계층(Fully Connected Layer)으로 연결된 여러 개의 장단기 메모리(LSTM-Long Short-Term Memory) 은닉 유닛(Hidden Unit)으로 구성되었다. 개발된 모형을 사용하여 연구 지역인 중랑천 유역을 분석하기 위해 1km² 해상도의 239개 모델 격자 셀에서 10분 단위 레이더-지상 합성 강수량과 10분 단위 기온의 시계열을 입력으로 사용하여 10분 단위 하도 유량을 모의하였다. 모형은 보정과(2013~2016년)과 검증 기간(2017~2019년)에 대한 NSE 계수는각각 0.99와 0.67로 높은 정확도를 보였다. 본 연구는 모형을 추가적으로 심층 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다: (1) 모형을 기반으로 생성된 유출-강수 비율 지도는 토지 피복 데이터에서 얻은 연구 지역의 불투수율 지도와 유사하며, 이는 모형이 수문학에 대한 선험적 정보에 의존하지 않고 입력 및 출력 데이터만으로 강우-유출 분할과정을 성공적으로 학습하였음을 의미한다. (2) 모형은 연속 수문 모형의 필수 전제 조건인 토양 수분 의존 유출 프로세스를 성공적으로 재현하였다; (3) 각 LSTM 은닉 유닛은 강수 자극에 대한 시간적 민감도가 다르며, 응답이 빠른 LSTM 은닉 유닛은 유역 출구 근처에서 더 큰 출력 가중치 계수를 가졌는데, 이는 모형이 강수 입력에 대한 직접 유출과 지하수가 주도하는 기저 흐름과 같이 응답 시간의 차이가 뚜렷한 수문순환의 구성 요소를 별도로 고려하는 메커니즘을 가지고 있음을 의미한다.

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.191-198
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• 2019

도시지역의 높은 불투수면은 강우시 지표 유출량을 증가시키고 지하침투량을 줄이면서 물순환을 왜곡시킨다. 왜곡된 물순환은 도시침수와 가뭄, 비점오염유출로 인한 수질오염 및 수생태계 훼손 등의 다양한 도시환경 문제 등을 유발시킨다. 기후변화는 도시강우의 계절적 편중현상을 더욱 심화시키고 도시 미기후에 영향을 줌으로써 도시침수와 가뭄의 강도 및 빈도를 증가시킨다. LID(Low Impact Development) 기법은 도시내 자연적 물순환 체계를 회복함으로써 물로 인하여 발생하는 도시환경문제를 줄일 수 있는 기법으로 다양하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 도시지역 내 적용된 다양한 LID 기법의 장기 모니터링 결과를 활용하여 LID 적용 이후 수문특성의 변화와 물순환 회복에 기여도를 평가하기 위하여 수행되었다. LID 시설의 높은 저류량과 침투능력은 강우시 첨두유출 저감과 유출지연에 크게 기여하는 것으로 나타났다. LID 시설에서 강우시 평균 유출저감효과는 60% 이상으로 나타났으며, 유역면적 대비 LID 시설 면적비(Surface area of Catuchment area, SA/CA)와 LID 저류 용량은 첨두유출 저감과 유출지연 효과에 영향을 끼치는 중요한 인자로 평가되었다.

• 한국조경학회지
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• 제24권4호
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• pp.74-84
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• 1997

최근. 급격한 도시화 현상으로 인한 불투성 지표의 증가는 도시의 생태적 측면에 변화를 일으키고 있으며, 도시의 온난화 현상. 도시의 사막화 현상 등이 그 결과로 나타나고 있다. 특히, 분투수성 지표가 많은 도시에서는 그 수문학적 기능이 투수성 지표에 의존하고 있으며, 도시의 투수성 지표에는 오픈 스페이스와 주변의 생산녹지 등이 있다 이러한 관점에서 투수성 지표에 관한 연구가 필요함에도 불구하고 많지 않았고, 대부분 포인트별 연구였다. 본 연구는 도시 내의 수문기능 환경변화개선에 관한 기초자료로 동경의 대표적 도시공원인 코카네이 (소금정) 공원과 동경 근교의 치바현 (천엽현)위치한 치바(천엽)대학 부속 카시와 (상) 농장을 대상지로 선정 토양환경기능의 간접적 지표가 되는 토양경도를 나카야마식(산중식) 토양경도 계륵 사용하여 5120 Cm의 라인위에 10 Cm간격으로 512개씩 코카네이(소금정) 공원에서 9라인. 카시와(상) 농장에서 7라인을 공간별로 측정하고. 그 측정값을 다중비교검정과 Bartlett's 검정에 의하여 검정후에, 랜덤 데이타분석에 적합한 FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하여 분석하였다 본 연구의 측정값을 다중비교검정과 Bartlett's 검정한 결과, 유의타가 없었고, 각 데이터를 분석한 결과. 공원의 9라인과 농장의 7라인은 분석 그래프의 유형에 의해 각각 2가지로 분류되었고, 전체적으로는 3가지로 분류할 수 있었다 특히 공원과 농장의 분석 그래프에서는 수평 방향으로의 변화에 대한 수직방향의 변화가 비슷한 스펙트럼이 공통적으로 나타났고. 각각 최대 값은 다르나 제1주기 부분에서는 답압과 같은 인위적인 요인에 의한 논은 수직방향의 스펙트럼 변화가 관찰되었다. 또한, 강우가 녹지의 경도변화에 미치는 가를 관찰하기 위하여 강우전과 강우후에 같은 라인(Line1과 Line2)을 측정하여 분석한 결과, 측정값의 평균에서는 차이를 보였으나. 주기의 변화는 거의 없었다. 전체적으로 분석 그래프에서는 공간별로 스펙트럼의 수평방향에 대한 수직방향의 변화량의 차이는 보였으나 비슷한 주기를 나타냈고, 가작의 유형은 공원의 녹지공간(lawn-area)과 나지공간(bare-area)으로, 농장을 녹지공간(lawn-area)과 경작공간(field-area)으로 분류할 수있었다. 종합적으로 녹지를 지질학적 구조의 고유한 특징이 아닌. 답압 등과 같은 인위적인 요인에 따른 속성들에 의하여 나타나는 스펙트럼의 분석을 통하여 녹지공간(lawn-area). 나지공간(bare-area)그리고, 경작공간(field-area)으로 분류할 수 있었다..