• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.187-187
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• 2011

방재마을 구축 및 운영은 구조적 및 비구조적 재해예방사업을 통하여 지역의 전체적인 방재능력을 향상시키는 것을 기본방향으로 방재마을 구축에 따라 구조적 및 비구조적 컨텐츠가 활용된다. 방재마을 조성에 따른 구조적 및 비구조적 사업은 서로 상호보완적으로 작용되며, 이를 통해 각각의 재해유형과의 연계 및 컨텐츠 제시로 방재력향상을 도모한다. 현재 도시화로 인해 풍수해 발생시 우수유출량 증가로 침수피해 위험이 가중되고 있다. 이에 도시가 돌발성 집중강우에 의한 도시형 침수로부터 주민의 인명과 재산을 보호하기 위해 우수를 신속하게 저류시켜 우수유출량을 줄이는 대책을 수립해야 하며, 풍수해에 대비한 방재마을 구축 컨텐츠 및 운영방안에는 하천정비 및 하도개수, 하수도 정비 및 확충, 홍수조절, 저류지설치, 우수저류 및 우수침투시설 설치 등이 있다. 방재마을 운영 및 활성화를 위한 비구조적 사업은 재해예방을 위한 주민 기업 단체자구노력, 풍수해 예방주민활동, 침수피해 주민예방 활동, 지역자율방재단 운영, 주민주도의 추진체계 구축 등이 있다. 성공적인 방재마을만들기를 위해서는 주민주도의 추진체계를 확립하도록 하는 것이 무엇보다 중요하며, 방재마을에 있어 주민참여가 방재도시만들기와 밀착되어 전개될 때 방재마을의 운영 및 관리 효과가 향상된다. 따라서 구조적 운영방안과 함께 주민추진체계를 중심으로 한 방재마을 구축 및 운영을 통해 방재마을 활성화를 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.356-360
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• 2007

최근 급속한 도시화로 인한 유역내 불투수 면적의 증가는 자연유역에 비해 짧은 도달시간과 높은 첨두홍수량을 유발하여 도시홍수 피해의 원인이 되고 있다. 이러한 도시지역 하천에서의 홍수량산정은 강우-유출관계를 근간으로 하는 HEC-HMS 모형 등을 주로 활용하고 있으며, 산정된 홍수량을 토대로 각종 치수대책을 수립하여 왔다. 그러나 도시지역내의 배수체계는 하천과 연결된 우수관로를 통해 이루어지도록 구성되어 있음에도 불구하고, 우수관로 시스템의 능력평가를 하천의 홍수량과는 별개로 평가하고 있다. 즉, 하천이 외수위에 대한 영향을 고려하지 않고 배수체계의 통수능력을 평가하여 배수능이 부족한 관거를 찾는 것으로 매우 근사적이고 비합리적인 대안을 제시하고 있는 실정이다. 따라서, 본연구에서는 도시하천의 홍수량 산정에 있어 우수관로를 통한 배수체계를 고려한 도심지의 홍수량을 산정하기위하여 도시하천의 비시가지역의 홍수량은 HEC-HMS모형으로 산정하여 XP-SWMM모형의 상류경계조건으로 두고 도심지의 모든 우수관로를 하천에 연결하여 홍수량을 산정하는 방법을 제시하였으며, 대상유역은 대전광역시를 관류하는 갑천에 대하여 적용하였으며, 갑천하구에 위치한 회덕수위표의 실측유량과의 비교를 통해 그 신뢰성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 도시홍수예방과 침수범람도 작성 등의 도시침수해석 및 치수대책수립에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.975-975
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• 2012

최근까지 용수확보와 홍수예방, 하천환경관리 등의 목적으로 많은 댐이 건설되어 왔으며 이러한 댐 건설은 주변지역의 자연 및 사회 환경의 변화를 유발하게 된다. 이는 구체적으로 유출특성의 변화로 나타나며 유출특성의 변화는 수자원의 계획과 관리 측면에 상당한 영향을 끼친다. 따라서 정확한 장기유출량의 예측은 이수 측면에서 대단히 중요하며 이에 대한 신뢰성 있는 해석이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 댐 건설에 따른 유역의 장기유출특성변화를 분석하였다. 충주댐 상류유역을 대상으로 분석기간을 댐 건설 전(1975~1985년)과 댐 건설 후(1986~1995년, 1996~2005년)로 나누어 적용하였고, 해당 관측소에서 제공하는 수문 기상자료와 지형자료를 이용하여 입력자료를 구축하였다. SWAT 입력 모형의 최적값을 결정하기 위해 유출총량 및 첨두유량 감쇄곡선 형태에 영향을 미치는 유출관련 매개변수를 선정하여 보정하였고, 유역 최종 출구점인 충주댐 지점에서의 일 유출자료에 대해 관측치와 모의치를 비교하였다. 그 결과 상관계수는 0.89와 0.71, 모형효율은 0.87과 0.76으로 매우 양호한 결과를 보였으며 이는 SWAT 모형이 장기 유출 모의에 있어 안정적 결과를 제공함을 판단할 수 있었다. 보정된 결과를 바탕으로 장기유출모의결과 계산평균유량과 계산첨두유량 모두 관측결과와 상대오차 10%이하의 만족스러운 결과를 보였으며 댐 건설 전 후의 유출특성 비교결과 전반적으로 댐 건설 이후 유출률이 증가하는 특성이 나타났다. 댐 건설 후 나타나는 유출률 변화를 규명하고자 수문성분별 모의를 실시하였으며 그 결과 지표유출이 4% 증가 하였고 증발산량이 3% 감소하였다. 이는 대상유역의 도시화에 의한 불투수면적의 증가와 산림면적 감소 때문으로 추정되며, 이로 인하여 댐 건설 후 유출률이 소폭 증가하였음이 판단된다. 이상의 결과들로부터 SWAT 모형은 장기 일 유출량 추정 및 유역 전반의 통합관리 측면에서 적용성과 활용성이 우수하다고 판단되며 댐 건설로 인한 자연환경의 변화는 유역의 유출특성의 변화에 영향을 준다는 결론을 얻을 수 있었다. 이러한 결과를 확장하여 댐 건설 이외에 다양한 요소들을 모형에 적용하고 유역개발에 따른 수문환경의 전반적인 변화에 대한 유출평가가 필요하다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.301-306
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• 2006

본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA) 이론을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저..갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 선행 유출량의 지속성을 갖는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 도입하여 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 이는 기존의 인공신경망 모형이 하나의 모형을 구성하여 유출량의 전 범위에 해당하는 자료를 예측하는 방법을 개선한 것으로 SOM에 의해 패턴이 분류된 강우-유출관계의 각 패턴별 예측모형을 통해 분류된 자료들의 예측을 수행하는 방법이다. 이와 같이 SOM을 강우-유출예측모형의 전처리과정으로 이용함으로서 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 현상들을 해결할 수 있었고, 예측력 또한 기존의 인공신경망 모형의 결과에 비해 우수하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.212-212
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• 2019

일반적으로 도시 우수 관망의 계획에 대부분 합리식 등을 이용하여 첨두유량만 검토하였기 때문에 설계 강우의 시간 분포 방법은 고려되지 않았다. 하지만 최근에는 집중 호우로 인한 침수 피해가 많이 발생함에 따라 하수도 시설물들의 연계를 통한 침수 해결이 요구되었고, 첨두 유출량뿐만 아니라 홍수 수문 곡선도 산정 할 수 있는 강우-유출 모형을 설계에 도입해야 할 필요성이 제기되었다. 그러나 현재까지 우수 관망 등 하수도 시설물에 대한 분석에 적합한 강우의 시간 분포 방법은 제시되지 않고 있다. 이에 본 연구는 실무적으로 널리 이용되고 있는 Huff 4분위 방법과 중 소규모 배수 시설물의 계획에 합리적이라고 알려져 있는 ABM(alternating block method) 방법을 비교 검토하여 도시 우수 관망 해석에 적합한 강우의 시간 분포 방법을 제시하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 동해 기상 관측소의 관측 강우자료를 이용하여 강우-빈도 해석을 수행하였고, 다양한 유역 규모에 대한 적용을 위해 임의의 13개 유역을 대상으로 SWMM을 이용하여 홍수량을 분석하였다. 도시 유역의 우수 관망 계획에 적합한 확률 강우의 시간 분포 방법을 결정하기 위해 실제 강우 현상의 재현성, 소규모 배수 구역에 대한 첨두 홍수량 산정의 정확성, 우수 관망의 연속성을 고려한 계획의 3가지 관점에 대하여 검토하였다. 우선, 실제 강우 현상의 재현에 있어서 실제의 시간 최대 강우량의 발생분위가 대부분 강우의 지속기간 중 40~50% 사이에 위치하는 것을 감안할 때, ABM의 시간 분포 형태와 유사한 것으로 검토되었다. 두 번째 첨두 홍수량 산정의 정확성 면에서는 시간 단위 자료를 이용하여 유도되어 시간 단위 이하의 지속기간에 대한 확률 강우량 산정에 불확실성이 큰 Huff 방법보다는 ABM에 의한 시간분포 방법이 보다 적절한 것으로 분석되었다. 세 번째로 우수 관망의 연속성을 고려한 계획에서는 소규모 배수 구역 내에 존재하는 다수의 관거를 동시에 고려해야 하는 도시 우수 관망의 특성 상, 동일 지속기간의 확률 강우량에 대한 시간 분포를 적용하는 것이 합리적이다. 이에 배수 면적별로 임계 지속기간이 상이한 Huff 방법보다는 홍수량이 수렴하는 ABM의 24시간 시간 분포를 이용하는 것이 적용에 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 합리적인 도시 우수 관망 설계 기술을 구현하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.6
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• pp.3983-3989
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• 2014

As the storm water runoff characteristics in urban areas have changed owing to urbanization, centralized facilities to reduce the urban flood runoff had been implemented. On the other hand, because they have their limitations, LID (Low Impact Development) of the distributed facilities for storm water runoff reduction is being actively planned and applied. The purpose of this study was to analyze the runoff characteristics for the spatial distribution of typical LID element techniques. This study set a study basin consisting of the five subbasins with the same basin and drainage systems, and analyzed the flood runoff characteristics from the two scenarios, one is for the locations and the other is for the number of green roofs (GR) and permeable pavement (PP), respectively, selected as typical LID element techniques. The SWMM implementation results showed that GR reduces 11.07% of the total and 3.42% of the peak amounts of storm water runoff, and PP leads to 18.09% of the total and 17.94% of the peak discharge reduction for a subbasin. Such a reduction rate is constant regardless of the LID locations, and increases linearly with the number of LID applications. The different runoff reduction rates between the GR and PP applications appear to be due to the effects of the different hydraulic conductivities in the control parameters for each LID.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.298-302
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• 2004

In this study, the runoff reduction effect was analyzed quantitatively focusing on the infiltration collector well located in the test area. On the basis of the analysis of the data obtained by examining the real-time measurement field data, the runoff reduction was examined through the measured rainfall of the year 2003 by applying the analysis result, with the PCSWMM model to the Kiheung-Gugal residential area, which is selected as the test basin. According to the analysis, it is revealed that an infiltration collector well can reduce up to $65\~98\%$ of runoffs, compared to a conventional one. For measured rainfalls, an infiltration collector well was able to reduce up to $15\~23\%$ of runoffs and $3\~25\%$ of peak runoffs. These results show that the effects of infiltration collector wells might vary with rainfall intensity and its duration. However, the infiltration collector well was confirmed as the one of the alternatives of runoff reduction facilities in urbanized catchment.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.37-37
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• 2015

본 연구는 남강댐 유역($2,293km^2$)을 대상으로 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 홍수추적을 수행하고, 침수실적자료와 비교하여 레이더 강우자료의 효용성을 검토하였다. 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 한강홍수통제소로부터 보정된 비슬산 레이더 강우자료를 제공받아 사용하였다. 레이더 강우와 지점 강우를 비교하기 위해 면적평균강우량을 산정하여 분석한 결과, 유출량산정 지점별 면적평균 강우량은 대체적으로 레이더가 지점 강우보다 더 낮은 값으로 예측되었지만, 강우의 패턴은 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, 평균 $R^2$는 0.97로 매우 우수하게 분석되었다. 이후 분포형 홍수추적을 위해 KIMSTORM을 이용하였으며, 격자크기 $500{\times}500m$ 해상도의 156행${\times}$137열의 총 21,372개의 셀로 모형을 구축하였다. 분포형 모형의 보정을 위해 지상강우를 적용하여 모형을 보정하고, 보정된 매개변수를 레이더강우에 그대로 적용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정 결과, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI (volume conservation index)의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09%, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96으로 모의유량이 관측유량을 잘 재현하였다. 이후 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 침수지역(신연, 문대, 신기지구)과 레이더에 의한 침수지역 유출분석 결과를 비교하였다. 침수지역 호우 및 유출의 공간분포를 분석한 결과 레이더 강우가 침수지역 상류유역의 호우와 유출상황을 자세하게 재현하였으며, 침수지역의 침수기간 전 후를 분석한 결과 지점강우 보다 레이더 강우가 실제 첨두유량에 가깝게 우수하게 모의되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.242-246
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• 2012

우리나라의 경우 비점오염원에 의한 오염부하 기여도가 점차 증가하면서 '06년 관련 법규 개정을 통해 일정 규모 이상의 개발사업에 대해서는 비점오염저감시설 설치를 의무화하였으며, '11년 기준 국내에는 약 6,000여개 이상의 저감시설이 설치되었다. 해당 시설에 대한 모니터링 결과 장치형에 비해 자연형이 처리효율 및 유지관리 측면에서 유리한 것으로 보고되면서 환경부는 개발사업에 대해 저영향개발기법(LID)의 적용을 의무화하는 방안을 추진 중이다. 개발사업에 있어 LID는 토지이용기법을 통해 우수 유출과 오염원 유출을 저감하고자 하는 기법으로, 비용 및 유지관리 측면에서는 유리하나 기존 단위시설 적용기법에 비해 계획적인 요소가 강해 적용 확대 및 의무화가 용이하지 않은 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 적용 확대와 관련된 문제점을 분석하고 적용 의무화를 위해 필요한 대안을 모색해 보고자 하였다. 이를 위해 해당 기법 자체가 가지는 한계와 제도적인 문제점을 분석하였으며, LID 기법의 확대 적용을 위해 필요한 대안을 제안하였다. 분석 결과, LID 기법은 기존 장치형 시설에 비해 계획기법의 측면이 커 기술개발이 어려울 뿐만 아니라, 저감시설의 적용여부에 대한 검증도 곤란한 것으로 분석되었다. 또한, 처리효율 계량화가 어려워 오염총량제와 연계된 오염부하 삭감효과 인정이 곤란해 확대 적용에 한계가 있는 것으로 나타났다. 상기의 분석결과에 근거할 때, LID 기법의 확대 적용은 국내의 제도적 여건 및 LID 기법 자체의 한계를 감안하여 단계적으로 추진되어야 할 것으로 판단되며, 조속한 확대 시행을 위해서는 다음의 방안 마련을 제안한다. 첫째, 적용 여부에 대한 판단이 모호한 단점을 보완하기 위해 적정 적용여부를 심의할 수 있는 인증제도 도입을 제안한다. 이 제도는 친환경건축물인증제도 등 기존 유사 제도에 항목을 추가하는 방법과 별도의 제도를 신설하는 방법이 가능할 것이다. 둘째, 처리효율 정량화를 위해 기존 농도 위주의 처리효율 개념을 벗어나 유량 개념의 처리효율 산정이 필요하다. 즉, 처리용량 범위내에서 외부에 유출없이 우수저류 및 침투가 가능한 경우 전량 처리되는 것으로 간주하는 방식이다. 연구결과로 제안한 LID 기법 적용에 대한 인증제도 마련과 유량개념의 처리효율 산정방안이 도입된다면, 보다 조속한 시일내 LID 기법의 확대 적용이 가능할 것이다.