• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.415-415
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• 2023

홍수는 일반적으로 많은 피해와 인명 손실을 초래하는 자연재해 중 하나로, 홍수위 예측은 이를 방지하고 대처하는 데 중요한 역할을 한다. 최근 기계학습 기술을 이용하여 홍수위 예측 모델을 개발하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 특히, LSTM(long short-term memory) 모형은 시계열 예측에 대해 검증된 모형으로 홍수위 예측 연구에도 활발하게 적용되고 있다. 하지만 기계학습 모델의 학습 성능은 하이퍼파라미터의 값에 영향을 크게 받을 수 있으며, 특히 집중호우로 인해 수위가 급변하는 경우에는 과거 시계열 자료에 영향을 받는 LSTM 모형의 예측 성능이 오히려 낮게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 홍수위 예측시 LSTM 모형의 예측 성능을 향상시킬 수 있는 세부 하이퍼파라미터 값을 분석하여 최적의 하이퍼파라미터 조합을 제안하고자 한다. 이를 위해 하이퍼파라미터 조정을 위한 자동화 도구인 W&B(Weights&Bias)의 Sweep 기능을 적용하고자 한다. 본 연구를 통해 LSTM 모형을 적용한 홍수위 예측의 정확도를 향상시키는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.269-269
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• 2020

수자원은 유역 내에서 제한적인 범위 내에서 무한하게 순환한다. 이러한 물의 순환의 특성을 지속적으로 파악하는 것은 지속적인 수자원 확보, 자연 환경에 대한 변화를 유연하게 대처할 수 있는 가장 중요한 연구 중 하나이다. 유역 내에 물의 유입은 대표적으로 강우량이 있고 유출로는 하천 및 지하수의 유출량과, 증발산량이 있다. 유입의 형태와 지면의 상태에 의해 다양한 유출 특성이 나타나기 때문에 지면 내에서의 물의 이동 특성을 분석하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 토양수분량을 지속적으로 측정하여 토양내의 물의 저류량을 실증적으로 추정하였으며 초기 토양수분량과 토양 저류량의 관계를 분석하였다. 또한 유역내의 얼마만큼의 강우량이 토양 내에서 저류하고 유출 발생에 기여하는지에 대해 분석하고자 하였다. 이를 위해 토양수분량과 강우량이 안정적으로 측정되고 있는 2018, 2019년 설마천 유역에 적용하였다. 특히 선정된 설마천 유역은 증발산량과 유역 하단부에 유량 관측소가 존재하여 물수지 분석에 유리한 조건을 가지고 있어 유역 내에 물 흐름에 정량적으로 비교 및 파악할 수 있는 지역이다. 사양토 성질을 가진 설마천 유역은 20%때의 습윤 구간에서 중력에 의한 직접유출이 발생하며 이때를 기준으로 초기토양수분과 선행토양수분량의 조건에 따라 토양내의 저류량의 거동의 경향성이 뚜렷하게 나타났다. 향후 본 연구를 통해 각 유역의 토양 성질에 따른 토양 저류량을 파악하고 그에 따라 유출량 자료를 결합한다면 수자원 재해에 대한 예보 및 피해 저감 방안을 마련할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.389-389
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• 2020

최근 이상기후의 영향으로 게릴라성 호우 및 태풍과 같은 자연재해의 발생 요인이 증가하고 있다. 특히 여름철 집중호우는 농경지의 범람, 도심지역 저지대의 침수피해 유발, 하천 주변 저지대 및 수공구조물의 안전을 위협하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 HEC-RAS 5.0.3을 활용하여 금강 유역의 2차원 침수 모의를 수행하고, 그 적용성을 평가하고자 한다. 대상지역은 금강 수계 하천기본계획 보고서의 하천 횡단면도와 평면도를 활용하여 모형을 구축하였으며, 강우자료는 인근 기상관측소의 관측자료를 수집하였다. HEC-HMS를 이용하여 강우에 의한 유출량을 산정하였으며, 산정된 유출량을 HEC-RAS에 입력하여 수위를 계산하고 2차원 모의기능을 이용하여 침수해석을 수행하였다. HEC-RAS의 2차원 침수 모의 기능은 기존 1차원 하천 수위 모의와의 연계하여 하천기본계획 수립을 위한 침수 해석 등에 널리 활용될 수 있을 것이라 판단되고, 본 연구의 결과는 침수 모의 적용성 분석의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.324-324
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• 2021

2020년 우리나라 중부지역의 장마철('20.6.10.~8.16.) 기간이 54일로 1973년 전국적인 기상관측을 시작한 이래 가장 길었고, 장마철 전국강수량(686.9mm)은 역대 2위로(1위 '06년 699.1mm) 약 8,000여명의 수재민과 42명의 인명피해가 발생하였다. 이처럼 '이상기후'라 부르는 극한 기상 사건들인 홍수, 폭우, 폭염, 가뭄 등의 자연재해가 해마다 우리나라 포함 전 세계적으로 자주 발생하면서 수문기상 정보 관리 및 활용의 중요성 또한 점차 커지고 있다. 이를 위해 기상청에서는 일반국민과 물관리 관계기관(회원)의 편의와 자료의 활용 증진을 위해 유역별 수문기상 관측·예측 정보를 생산하여 서비스를 제공하고 있다(https://hydro.kma.go.kr). 수문기상 관측 정보는 유역별 면적강수량, 증발산량 등을 산출하여 GIS기반으로 실시간 자료와 2000년 이후 과거 관측강수량의 기간(월, 계절, 연)자료를 제공하며, 예측 자료는 초단기 수치 모델(KLAPS), 레이더(MAPLE), 수문기상 예측모델(UM3km), 한국형 수치 예보 모델(KIM)을 활용하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.314-314
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• 2021

홍수(floods)는 인간의 생명과 재산에 큰 피해를 발생시키는 자연재해 중 하나로 최근 지구 온난화와 기후 변화로 인하여 홍수 발생 빈도와 강도가 증가하고 있다. 때문에, 홍수 발생 시 정확한 홍수량 산정을 위하여 유역 내 지표수 및 지하수 흐름 분석을 통하여 전반적인 물 순환의 이해가 필수적이다. 이에 본 연구는 지표수-지하수 연계 모형을 활용하여 홍수 발생 시 미호천 유역에서 지하수가 하천 유량에 미치는 영향을 분석한다. 본 연구는 Hydrological-Ecological Integrated watershed-scale Flow (HEIFLOW) 모형을 적용하여, 국내 유역 특성을 고려하여 시간단위 홍수 사상 분석을 수행한다. 모형 구축을 위하여 2013년과 2014년도의 미호천내의 7개 기상 및 강우관측소, 1개의 수위 관측소의 정보를 활용하여 지표수 모형을 구축하며, 같은 기간의 지하수 모형 구축을 위해 7개의 국가 지하수 관측망의 지하수 수위 자료와 유역의 수문지질도(Hydrogeological map)의 정보를 활용한다. 미호천 유역 내 HEIFLOW 모형의 홍수 모의 결과 산정된 하천 유량은 관측 유량과 0.79 R²의 우수한 모의 성능을 나타내고 있으며, 지하 수위 모의 역시 지하수 수위 변동을 적절하게 모의한다. 또한, 미호천 유역의 하류 지역은 하천으로 유출되는 지하수가 하천의 기저 유량에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타나며 홍수 시에는 지하수 유출의 증가로 인한 급격한 첨두 홍수량의 상승을 보인다. 이와 같은 결과는 홍수 모의 시 지표면 유출 분석에 초점을 두고 있는 홍수 국내의 홍수량 산정 방법에 지하수의 거동 및 하천 유량에 미치는 영향을 정량적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며, 추후 국내 홍수량 산정의 새로운 방법의 하나로 활용될 가능성을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.33-40
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• 2008

우리나라는 6월부터 9월까지의 우기에 강우가 집중 발생하는 기상특성으로 인해 자연재해의 95% 이상이 집중호우와 태풍에 의한 풍수해로 집계되고 있을 만큼 홍수피해에 취약하며, 오래전부터 홍수방어에 대한 구조적 대책이 시행되어왔다. 본 연구의 목적은 의사결정기법중의 하나인 의사결정나무를 이용하여 유역내 홍수방어를 위한 기본적인 후보대안을 제시하는데 있다. 이러한 후보대안은 유역이 가지고 있는 치수적 기능을 최대한 살리고 상 하류의 유기적인 홍수방어기능을 효율적으로 증대시키는 다수의 조합으로 제시되었다. 또한 본 연구에서는 유역종합치수계획 수립시 적용가능한 홍수방어 대안 조합 지침을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.308-308
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• 2022

가뭄은 지구 대기 형성만큼이나 오래된 현상으로 생태계, 수문학, 농업 및 경제에 중대한 영향을 주며 세계 어디에서나 발생할 수 있는 자연재해 중 하나이다. 가뭄에 의한 사회·경제적 피해를 줄이고 가뭄 위험을 관리하기 위해서는 가뭄의 시공간적 특성을 이해하는 것이 중요하다. 하지만, 기존의 가뭄 감시는 가뭄 지표를 계산하여 산정된 결과 값을 바탕으로 해당 지역의 가뭄 유무의 정보를 제공하는 1차원적 방법으로 가뭄 감시 및 관리를 위해서는 시·공간적 정보제공이 필요하다. 본 연구에서는 시·공간적 가뭄 전이 분석을 위해 GPM(Global Precipitation Measurement) 자료를 활용하여 2000년부터 2020년까지 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 산정하였으며, 산정된 SPI를 Spatial drought tracking (S-TRACK) 방법을 적용하여 가뭄의 대륙규모(continetal scale) 시공간적 변화와 전이현상을 살펴보고자 하였다. 본 연구를 결과를 바탕으로 가뭄의 시·공간적 변화에 대한 이해 및 광역규모에서의 가뭄현상의 이동과정을 알아볼 수 있으며, 더 나아가 본 연구의 성과는 기존의 국지적 가뭄 감시 및 예측 방법에 적용하여 가뭄에 대한 효율적인 대응방안을 마련하는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.381-382
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• 2022

국내에서 1980년대까지 연탄을 에너지로 많이 사용하면서 일산화탄소 중독이 빈번하여 고압산소치료가 활용되다가 이후 연탄 사용의 감소로 고압산소치료기가 대부분 활용되지 못하고 폐기되는 경우도 많았다. 이후 세월호 사고에서의 잠수사들에 대한 고압산소치료 적용, 가스누출이나 번개탄을 활용한 자살시도가 빈번해지며 고압산소치료기를 보유하고 있는 기관이 부족해 적절한 치료를 제 때 받지 못하여 고압산소치료기의 필요성이 되두되었다. 국내에서는 2021년 기준으로 한해 36,266 건의 화재가 발생하고 2020년에 365명이 화재로 사망하며, 화재로 인한 손상은 1,917건이었는데. 화재 시 여러 유독가스를 흡입하게 되고, 이에 따라 고압산소치료가 필수적으로 진행되어야 한다. 유해화학물질 사고, 대규모 오염, 다양한 교통수단에서의 대형 사고, 건축물 붕괴 사고 및 대규모 지진, 화산폭발 같은 자연재해 시에도 가스 중독이 발생하며, 이는 고압산소치료가 필요하게 된다. 따라서 다양한 종류의 재난에서 발생하는 유독가스 피해자에게 고압산소치료는 필수적이나 본 연구에 의하면 국내에는 고압산소치료챔버의 숫자와 동시에 고압산소치료로 수용할 수 있는 환자수에도 한계가 있고 그 분포의 불균형도 존재하고 있어 재난 시 인명 피해 감소의 기반 장비, 시설로서 고압산소챔버의 균형있는 확산, 적용이 시급한 실정이다. 다행히 최근 전국적으로 고압산소챔버가 증가하는 추세에 있어 그 현황과 배치 상황을 조사하여 이를 통하여 고압산소챔버가 필요한 유독가스 발행 재난에 대비할 수 있는 역량이 증가하고 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.404-416
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• 2020

홍수는 도시가 피할 수 없는 자연재해이다. 홍수 재해는 도시의 경제와 안전, 그리고 지속발전을 심각하게 저해한다. 수변 공간에 대한 개발과 건설 과정에서 기본적인 방재시설의 건축을 통해 홍수의 경제적 피해를 줄이고자 막대한 자본을 투입하더라도 이를 완전히 피할 수는 없으며. 재해 발생 후 도시의 재건 비용은 방재(防災)시설의 건설비용보다 훨씬 많은 비용을 필요로 한다. 최근 몇 년간 도시재건 등에 있어 탄성(resilient)이론은 학계의 광범위한 토론과 주목을 불러일으키며 도시의 문제해결에 관한 주제가 되어왔다. 즉, 탄성의 방재개념을 이론과 경험적 요소를 토대로 어떻게 실천으로 전환시켜야 하는지가 도시방재가 마주하고 있는 현실적 문제이다. 본 논문은 도시의 수변(공간) 완충지역(홍수 취약지역)여 관한 이론 문헌과 도시의 실천 사례연구를 통해 탄성 방재이론인 5R 요소를 명확화하고, 이에 따른 상세 대책을 제시하고자 한다. 또한, 도시의 수변완충지역을 중심으로 탄성 방재이론 요소의 도시수변(공간)계획에서의 실행 가능성을 강조하는 동시에 다음과 같은 두 가지 문제를 해결하고자 한다. 첫째, 방재계획수단을 이용해 도시수변토지의 개별 효용과 수변완충지역의 방재기능 간의 갈등을 완화하는 것과 둘째, 수변완충지역이 탄성 방재계획을 통해 방재 측면에서 홍수가 수반하는 문제에 최대한 대응할 수 있게 하는 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.485-492
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• 2014

자연재해에 있어서 취약성 분석계획의 우선순위 설정활동을 위한 기초자료로서 재해 위험분석의 주요한 요소이다. 화산폭발은 화산이 인구밀도가 높은 지역에 위치하고 있는 경우 많은 사상자와 재산피해를 야기한다. 화산폭발을 막을 수 없지만, 위험도와 취약성은 미래의 위기를 예측하는 신중한 계획과 준비작업을 통해 저감될 수 있다. 사회적 불평등으로서 사회적 취약성은 다양한 사회 구성원이 재해에 대응 능력에 민감한 영향을 미친다. 본 연구에서는 인도네시아 중부 자바에 위치한 메라피 화산 인근 지역주민들의 사회적 취약성을 평가하기 위하여 사회적 취약성 지수(SoVI) 기법을 활용하였다. SoVI는 사회적 위험부담을 이해하고 정량화하기 위하여 지역사회의 복원탄력성에 영향을 미치는 사회 경제적 및 인구 통계학적 요인을 이용하여 평가된다. 본 연구에서 사회적 취약성은 이해 관계자와 지역주민과의 설문조사를 통해 평가되었다. 연구결과로 도출된 취약성 지수는 사회적 취약성의 분포와 원인에 대한 정보를 반영함을 확인하였다.