• 한국수자원학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.373-382
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• 2007

수로가 시작되는 지점의 정확한 위치를 찾는 것은 구릉지 사면상의 물의 동적거동으로 인하여 매우 어렵다. 이러한 목적을 위하여, 김주철과 김재한(2007)은 DEM을 이용한 경사와 면적 사이의 규모에 따른 거동특성에 따라 실제 유역내 수로망을 제시한 바 있다. 본 연구는 이들의 연구 성과의 연장으로서, 배수밀도와 수원유역의 기하학적 특성을 기반으로 하여 DEM으로부터 동정된 가설수로망의 신뢰성을 평가하여 보았다. 그 결과 경사-면적한계기준에 의한 가설수로망이 자연유역의 배수구조를 매우 잘 묘사하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 지형학적 동질성을 가진 지역내 수원유역의 형상들 사이에는 훌륭한 기하학적 상사성이 존재함을 추론할 수 있었다. 면적한계기준은 수원유역의 형상을 구속하여 왜곡된 배수구조를 야기할 수도 있었다. 그럼에도 불구하고 DEM으로부터 동정된 가설수로망들이 공간 채움 구조를 잘 표현하고 있는 점이 특히 주목된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.237-247
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• 2018

유역 특성은 유역과 하도망의 지형학적인 구성에 대한 특성을 반영하는 것으로 유출 특성에 영향을 준다. 본 연구에서는 유역의 형태학적 특성과 유출의 관계를 분석하기 위해 한강 유역의 19개 하천의 27개 지점을 대상으로 유역 형태학적 특성을 Arc-map을 이용하여 구하였다. 하천 형태학적 특성은 선형, 면적, 기복 측면으로 구분하여 산정하였고, 강우에 의한 유역의 반응인 연평균 유출률은 실측 강수량과 유출량 자료를 이용하여 산정하였다. 각각의 형태학적 매개변수에 대한 상관을 도식화하고, 상관특성을 분석하였다. 길이비, 형상계수, 형상인자, 면적비, 기복비, 함몰도에 의한 연간 유출률에 대한 다중 회귀분석식을 제시하였고, 결정계수는 0.691로 나타났다. 실측과 회귀분석식에 의해 계산된 연간 유출률과의 RMSE와 MAPE는 각각 0.09, 11.61%로 나타나 비교적 정확히 예측하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.411-411
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• 2019

지형학적으로 다양한 형상을 가지고 있는 하천유역은 지역적 조건에 따라 뚜렷한 특징을 나타낸다. 이러한 조건은 하천유역의 발달 및 수문학적 특징에 영향을 미친다. 금회 연구는 여러 가지 유역의 특징 중 유역을 대표할 만한 특징을 이용하여 간단하고 유용한 하천 유역 분류 기법을 제시하였다. 하천유역의 여러 특징 중 지류교차각(Tributary Junction Angle)은 유역을 분석하기 위해 많이 사용되었으며 다른 특징들과 함께 유역 구분을 위해 분석되어 왔다. 하지만, 지류교차각만 이용하여 유역 분류를 제시하는 기법은 연구되지 않았다. 하천유역 분류 기법 제시를 위해 수지형 유역, 평행형 유역, 부채형 유역, 직사각형 유역, 격자형 유역 등 5가지의 형태를 중심으로 50개의 하천유역을 사용하였고, 지류교차각의 Beta Distribution 모델을 적용하여 매개변수 추정치 산정 후 유역 분류를 위한 분석을 실시하였다. 매개변수 추정치는 각 유역 형태 구분을 위해 적용되었고, 이후 Support Vector Machines를 이용하여 하천유역 형태를 분류하도록 하였다. 분석을 통한 결과는 일반적인 통계기법과 다른 유역형태 구분 기법을 이용하여 검증하였다. 제안된 기법은 수지형, 평행형, 부채형 유역 형태들에 대하여 정확하게 분류할 수 있으며, 얻어지는 결과는 중요한 수문학적 정보 제공에 사용 될 것으로 판단된다. 금회 연구를 통해 Beta 분포형의 매개변수 추정치는 하천유역 분류 적용에 유용하게 사용 될 수 있음을 확인하였고, 하나의 주요 유역 인자로 유역 구분이 가능함을 제시하였다. 향후 연구로는 하천유역 분류를 통해 수문학적인 동질 유역을 구분하여 수문모델의 수행능력을 향상 시킬 수 있는 수문모델 분석과 개발에 적용 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.946-946
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• 2012

현재 국내 하천의 설계홍수량은 하천정비 기본계획이나 유역종합 치수계획 등을 통하여 고시 되고 있다. 이러한 설계홍수량은 홍수량 산정 지침에 따라 산정되며, 최종적으로 결정된 설계홍수량을 기준으로 하도계획이나 교량, 암거 등의 설계를 실시하였다. 현재 많은 수의 홍수조절용 다목적 댐과 강변저류지 등 각종 수리조작 구조물들이 축조되면서부터 홍수량을 시간별로 조절할 수 있게 되었지만, 미계측 유역에서는 유역의 유출량을 예측하기가 쉽지 않기 때문에 수리조작 구조물들의 효과를 예상하고 조작 및 운영방법을 결정하기 어려운 실정이다. 이러한 이유로, 본 연구에서는 미계측 유역 내 축조하는 수공 구조물의 최적 설계 및 운영방법 결정을 위하여 설계홍수량과 함께 합성단위도법을 적용한 수문곡선을 적용할 수 있도록 Nash 모형을 이용하였다. 유역의 유출특성이 반영된 대표단위도를 산정하기 위해 여러 유역의 다양한 형상계수를 이용하여, 도달시간과 첨두유량에 관한 회귀식을 산정하였다. 이렇게 산정된 회귀식을 여러 형태의 유역과 강우-유출 사상에 적용하여, 미계측 유역의 특정지점에서 발생의 개연성이 충분하고 수공구조물의 설계와 효과에 가장 중요하게 영향을 미칠 수 있는 설계홍수수문곡선을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 결과로 나타나는 대표홍수수문곡선을 미계측 유역에 적용한다면 미지의 설계홍수량을 추정함과 동시에 설계홍수량에 상응하는 수문곡선을 도출하여 수공구조물 설계에 이용할 수 있을 것이라 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1B호
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• pp.47-55
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• 2011

본 연구에서는 유역의 동수역학적 특성을 고려할 수 있는 합성단위도 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 폭함수 GIUH 이론을 기반으로 하였으며 적용절차는 다음과 같다. 1) GIS에 의해 유역 각 격자 중심에서 유역출구점까지의 유하거리 분포도(폭함수) 산정, 2) 유역의 동수역학적 매개변수에 의한 유하시간 유하시간 분포도(재조정된 폭함수) 작성, 3) 재조정된 폭함수로 부터 순간단위도 및 지속시간 단위도 유도, 4) 기존 합성단위도와의 비교, 대상유역은 보청천 유역의 이평 및 탄부 유역을 선정하였다. 두 유역은 유사한 유역규모(유역면적)를 가지나, 배수구조(배수밀도 등)는 상이한 형태를 나타낸다. 따라서 두 유역은 동수역학적 특성에 따라 상이한 수문학적 응답함수를 나타낼 것으로 예상된다. 단위도 유도결과 기존 합성 단위도법은 두 유역에서 비슷한 형태의 형상을 나타낸 반면 제시된 방법은 상이한 형상의 수문학적 응답을 보였다. 실제사상의 적용결과 제시된 기법의 첨두유량은 기존 합성단위도법과 유사한 모의 양상을 나타냈으나, 첨두시간은 본 연구방법이 우수하게 모의되었다. 따라서 본 연구에서 제시된 방법과 합리적인 유속산정 방법이 결합된다면 미계측 유역의 단위도 합성에 유용한 도구가 될 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1999년도 정기총회 및 봄 학술발표회 프로그램 The Korean Environmental Sciences Society
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• pp.304-307
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• 1999

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권9호
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• pp.691-702
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• 2009

본 연구에서는 집수평면의 신장도에 대한 검토와 함께 자연유역의 자기유사성 및 자기상사성을 고려하여 Hack의 법칙에 대한 체계적인 접근을 수행하여 보았다. DEM으로부터 추출된 대상유역의 집수평면들은 Hack의 법칙에 대한 두 가설이 상호작용을 할 경우 나타날 수 있는 유역 형상들에 대한 모집단처럼 나타났다. 유역면적에 따른 집수평면 신장도의 변화를 도시해 본 결과 유로연장을 기반으로 한 고전적인 지형인자들보다는 관성적률을 기반으로 한 신장도가 보다 직관적인 결과를 줄 수 있을 것으로 판단되었다. Hack의 법칙에 대한 지수 h는 Gray (1951)의 연구결과와 유사하게 산정됨을 확인할 수 있었다. 하지만 대상유역들에 대한 Hurst의 지수 H는 0.96으로 나타나 본 연구에서 고려한 집수평면들은 규모에 따라 등방성 성장률을 가지고 있는 것으로 사료되었다. 이로부터 본 연구의 대상유역들의 형상은 집수평면의 자기유사성보다는 유로연장의 자기상사성에 더 영향을 받는 것으로 추론할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.628-628
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• 2015

유역의 형상은 강우, 산사태 등과 같은 지배적인 침식작용과 더불어 지형 지질학적 요인들에 의해 결정되어 진다. 그러므로 유역형상에 대한 공간특성 분석을 위해서는 지형학적 요인과 다양한 침식작용에 대한 분석이 필요하다. 국내 외 많은 연구결과에 의하면 지형학적 인자에 의한 침식 형태는 국부경사와 집수면적의 크기에 의해 다양한 구간으로 나뉘며, 그 특성에 따라 지표침식, 세굴, 산사태 등으로 구분되는 것으로 연구된 바 있다. 일례로 유역 내 세굴과 관련된 지배인자는 집수면적보다는 국부경사에 반대로 지표침식, 산사태는 국부경사보다는 집수면적의 크기에 따라 영향을 받는다. 따라서 지형학적 인자(국부경사, 집수면적)의 임계치(threshold) 산출을 통해 침식특성(불안정지역)을 검토할 수 있으며, 이에 대한 물리적 검증은 여러 연구를 통해 물질플럭스(유량, 에너지)에 대한 Power Law로써 검증된바 있다. 본 연구에서는 이러한 지형학적 침식특성 분석을 위하여 2006년 집중호우에 의해 광역적 산사태가 발생한 강원도 평창군 진부면 일대의 $10m{\times}10m$ DEM로부터 국부경사, 집수면적을 산출하고 경사-면적한계곡선(Slope-Area Threshold Curve, SATC), 배수면적 확률분포곡선(Probability distribution of Drain Areas Curve, PDAC), 에너지지수 확률분포곡선(Probability distribution of Energy Index Curve, PEIC)를 실제 산사태지점과 중첩하여 도시하였다. 그 결과, 특정 임계구간(Threshold Area, Unstable area, 2~3권역)내에서 산사태 발생지점이 분포하는 것으로 분석되었다. 이를 통해 지형학적 인자만을 고려하여 미계측 유역에 대한 잠재적 불안정지역의 판별이 가능할 것으로 판단되며, 추후 광역적 사면안정해석에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.801-810
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• 2005

자연 하천으로부터 홍수유출을 추정할 경우, 반드시 고려해야 할 중요한 인자들 중의 하나는 지체시간이다. 지체 시간은 집수형상디스크립터로 표현될 수 있는 유역의 형태적 특성의 영향아래 있음이 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 Moussa(2003)에 의하여 제안된 등가타원의 기하학적 특성에 대한 개념을 유역 출구에 대한 지형학적 순간단위도 (GIUH)의 지체시간 산정에 적용한다. 강우-유출 관측 자료에 대한 지체시간은 Nash(1957)가 제안한 적률법을 이용하여 산정하고, GIUH 유도에는 지형학에 기초한 절차가 적용된다. 국내 3개 유역에 대한 적용사례를 통하여, 유역의 형태적 특성과 수문학적 응답사이의 관계를 고찰한다. 또한 상류지역으로부터 하류지역까지 등가타원 형상의 변화양상이 시험된다. 그 결과, 수문학적 응답특성과 디스크립터 사이에는 비교적 우수한 관계가 존재함이 확인되었고 타원의 형상은 하류방향을 따라 원의 형태로 접근해 감을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 미계측 유역으로 확대 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-24
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• 2016

현재 우리나라는 기후변화로 인해 여름철 집중호우와 국지성 호우가 증가하고 있다. 이에 토사유실 예방에 관한 연구들이 활발하게 이루어지고 있고 산림청에서는 산사태 위험지도를 제공하고 있다. 산사태 위험지도는 9가지의 요소들로 가중치를 주어 5등급화 하여 위험도를 나타낸다. 2014년 8월 25일 부산시 금정구 오륜터널 일대에서 국지성 호우로 인한 토사유실이 발생했으며 산사태위험지도와 비교해 본 결과 실제 토사유실이 발생한 지역은 위험지도상의 안전지대였다. 토사유실이 발생한 오륜터널 일대를 강우량, 토양도, 지질도, 임상도, 경사도, 하계망, 분수령, 유역형상, 유출량을 분석하였다. 분석한 결과 산사태가 발생한 지점의 토양, 임상, 다량의 유출량과 첨두유량, 수계망의 차수, 유역의 형상이 토사유실의 원인요소라고 판단된다. 이 요소 중 산사태 위험지도에서는 고려하지 않은 집중 강우량에 의한 유출량과 첨두유량, 수계망의 차수, 유역의 형상이 산사태의 가장 큰 원인이라고 분석되었다. 기록적인 국지성 호우로 인해 많은 재산피해가 있었던 발생지점 중 하나인 오륜터널 일대의 토사유실원인분석 연구를 통하여 강수량에 의한 유출량, 첨두유량, 유역의 형상이 중요하다고 판단된다. 이 요소들을 산사태 위험지역 판정 시 고려하여 집중호우 시 토사유실에 대비하여야 한다.