• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.87-87
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• 2018

지난 30년간 한반도의 연평균 기온은 $1.2^{\circ}C$ 상승하여, 전세계 100년간 평균 기온 상승 $0.74^{\circ}C$에 비해 그 상승폭이 크게 증가하였다. IPCC 5차 평가보고서(2013년)의 RCP 시나리오에 따르면, 4차 평가보고서(2007년)의 SRES 시나리오에서 보다 우리나라의 기후변화 영향이 크게 증가될 것으로 예상하고 있으며, 2050년 연평균기온의 변화가 기존 $2.0^{\circ}C$에서 $3.2^{\circ}C$로, 강수량은 기존 11.5%에서 15.6%대로 증가할 것으로 전망하고 있다. 우리나라의 최근 10년간 발생한 자연재난을 살펴보면 호우, 태풍에 의한 피해가 가장 크게 나타났고, 대설, 강풍에 의한 피해가 뒤를 이었으며, 기후변화의 영향으로 재난 재해의 형태는 점차 대형화 다양화 되어가고 있다. 이러한 기후변화에 대비하여 효율적인 재난 대응 및 대책수립을 위해 재난 위험도 평가의 필요성이 증대되고 있으며 국내의 다양한 부처에서 연구를 수행하고 있다. 그러나 재난 위험도 평가체계 및 방법론이 각 연구별로 다원화되어 있고, 실무적용 또한 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 UNISDR 등 국제기구에서 제시하는 위험도 평가방법론을 기반으로 우리나라에 적용 가능한 위험도 평가 방법론을 정립하고, 홍수, 태풍, 대설, 가뭄 등에 대한 재난 위험도 평가 기법을 개발하였다. 또한 실제 피해 통계와 평가 결과에 대한 비교 및 적정성 분석을 통해 우리나라 실정에 맞는 최적의 위험도 평가 체계 및 방법론을 구축하고자 하였다. 본 연구를 통해 위해성, 노출성, 취약성 및 저감능력 지표로 구성된 재난 위험도 평가 기법을 개발하였고, 재난 유형별 지역별 10단계, 5등급의 위험도 평가 결과를 도출하였다. 본 연구에서는 홍수, 태풍, 대설, 가뭄 등 6개 자연재난 유형에 대한 위험도 평가 지표를 개발하였으며, 향후, 국가 및 지역 재난안전관리계획에 자연재난 위험도 평가 결과 활용을 위해 후속 연구를 추진 중에 있다.

• 자원환경지질
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• 제40권3호
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• pp.277-293
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• 2007

비소와 납 함유량이 높은 인대광산 지역에 분포하는 여러 폐광석 적치장으로부터 유출된 침출수와 광산배수에 영향을 받은 수계에서 미량원소, pH 및 산화환원전위차의 계절적 및 공간적인 변화가 관찰되었다. 채광활동이 약 40년전이었고 폐광석 적치장이 유실되었기 때문에 이 수계는 심각하게 오염된 상태이었다. 침출수와 광산배수의 유입으로 인하여 수계 상류구간의 지표수는 비교적 약 산성 및 강한 산화환경 특성이 있으며, 아연(최대 $5.830mg/{\ell}$), 구리(최대 $1.333mp/{\ell}$), 카드뮴(최대 $0.031mg/{\ell}$) 및 황산염(최대 $173mg/{\ell}$) 함량의 계절적 및 공간적인 변화가 큰 특징이 있었다. 침출수에서 가장 함량이 높은 원소의 순서로 나열하면 아연($0.045-13.909mg/{\ell}$), 철($0.017-8.730mg/{\ell}$), 구리($0.010-4.154mg/{\ell}$) 및 카드뮴($n.d.-0.077mg/{\ell}$)이며, pH는 낮으며 황산염 함량(최대 $310mp/{\ell}$)은 높았다. 광산배수도 아연, 구리, 카드뮴 및 황산염 함량이 높았으며, pH는 연중 중성으로 일정하게 유지되었다. 침출수와 광산배수가 단기적인 수계 유량의 변동에 영향을 줄 수 없을 지라도 수계의 화학원소 함량에 강한 영향을 주었다. 수계 내 철(수)산화광물이 풍부하다는 것과 화학적 특성은 철(수)산화광물의 침전이 이 수계의 지표수로부터 미량원소를 제거하는 데 중요한 역할을 하고 있음을 지시하였다. 이 수계의 하류 구간에서의 공간적 및 계절적인 변화는 오염되지 않은 지류로부터 유입되는 지표수에 의해 크게 기인하였다. 또한, 이 구간에서의 미량원소의 함량은 어떠한 인위적인 처리 없이도 광산배수와 침출수가 배출되는 지점으로부터 가까운 거리에서 지류와 수리학적으로 혼합되어진 후 배경값과 거의 유사한 함량으로 낮아졌다. 비보존성 반응(즉 침전, 흡착, 산화, 용해 등)과 보존성 반응(예: 수리학적 혼합)은 미량원소가 강으로 이동되는 것을 크게 감소시키는 효과적인 자연저감 기작이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.92-97
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• 2014

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수는 물론이고 토양지하수의 신규 오염물이다. $ClO_4^-$는 요오드가 갑상선에 흡수되는 것을 방해하므로 갑상선 호르몬 생성을 저하시킨다. $ClO_4^-$는 물에서 매우 용해도가 높고 안정적이라는 특징으로 인해 $ClO_4^-$를 환원하는 세균(PRB)에 의한 생분해가 자연저감의 가장 중요한 요인으로 여겨지고 있다. 산업단지 내 하천은 점 또는 비점오염원으로부터 배출된 $ClO_4^-$에 오염될 잠재성이 있다. 그래서 본 연구에서는 구미지역 산업단지 내 하천에서 물시료를 채취하여 하천미생물의 $ClO_4^-$ 분해 잠재능을 회분배양으로 조사하였다. 외부 전자공여체를 첨가하지 않고 83시간 동안 배양한 결과 모든 시료는 $ClO_4^-$ 제거효율이 0.77% 이하로 매우 낮은 것으로 나타났다. 그러나 외부 전자공여체(acetate, thiosulfate, $S^0$, 또는 $F^0$)를 첨가한 경우는 제거효율이 최고 100%로 나타났고, 첨가된 전자공여체의 종류와 시료채취지점에 따라 제거효율은 다양한 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 전자공여체 중에서는 acetate를 사용했을 때 $ClO_4^-$분해효율이 가장 우수한 것으로 나타나 종속영양방식 PRB의 활성이 우세함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 산업단지 내 하천 미생물에 의한 $ClO_4^-$ 자연저감에 대한 기초정보를 제공하여 원위치 생물복원처리에서 $ClO_4^-$ 생분해를 증진하기 위한 전략마련에 유용하게 사용될 것이다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.471-484
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• 2002

금강 유역의 충적층(면적 $3,029\textrm{km}^2$)에는 총 81억톤에 이르는 지하수가 부존하는 것으로 알려져 있으나, 과도한 농업활동에 의해 질소계 비료의 사용량이 증가함(250 N kg/ha 이상)에 따라 질산염 오염이 증가하고 있다 본 연구에서는 금강 권역의 대표적인 충적층 분포 지역의 충적층 지하수를 대상으로 질산염의 오염 현황 및 거동 특성을 파악하고자 광역적인 수리지구화학 연구를 수행하였다. 채취된 지하수 시료(총 186개)는 대체적으로 높은 질산염 농도(평균 42.2 mg/L, 최대 295 mg/L)를 보여주어 심하게 오염되어 있음을 나타내었다. 특히, 채취된 시료의 약 29%는 먹는물 수질 기준(44 mg/L $NO_3$)을 초과하고 있다. 연구지역 내 지하수 중의 질산염의 분포는 충적 대수층의 지구화학적 환경에 따라 크게 좌우되고 있다. 특히, 충적층 지하수의 산화-환원 전위(Eh)의 감소는 질산염의 농도 및 철과 망간의 농도 감소와 뚜렷한 상관성을 나타내었다. 따라서, 충적 대수층 지질매체 자체의 퇴적 환경의 차이를 반영하는 것으로 판단되는 산화-환원 상태(redox state)의 변화는 충적층 지하수 내의 질소계 오염물질의 거동을 지배함은 물론 탈질(denitrification)에 의한 자연저감을 조절하고 있는 것으로 판단된다. 특히, 탄소가 풍부한 실트질 충적층의 존재는 혐기성 환경을 조성함으로써, 질산염 오염에 대하여 상당한 정도의 완충 능력을 지니게 하는 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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• pp.121-125
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• 2007

대구시는 여름철을 제외하고 서북서풍내지 서풍으로 서풍계열의 바람이 우세하여 지리적으로 서쪽에 위치한 공장지대와 신흥 부도심의 영향이 도심지 내부에 크게 나타날 수밖에 없는 그런 구조를 가지고 있으므로 도심내의 녹지공원 조성과 같은 오아시스 효과로 자연형 대기 순환 구조를 구축하지 않을 경우 환경오염과 지구온난화로 인한 심각한 피해가 초래할 수 있으므로 친환경도시를 위한 준비를 소홀히 해서는 않된다고 사료된다. 아울러 대구광역시의 연평균 대기오염물질의 농도는 $PM_{10}$, $NO_2$ 제외하고 환경기준을 초과한 것은 없으며, 주로 자동차와 주변 공장에 의한 오염원이 대부분임을 알 수 있었다. 또한 $PM_{10}$의 경우 대구시에 산재한 환경측정만 대부분의 지점에서 환경기준을 초과하고 있으므로 디젤 자동차 및 비산먼지 저감 등 미세분진에 대한 저감 대책을 신속히 마련하여야 한다고 생각한다. 그리고 대구시의 $O_3$과 $PM_{10}$의 고농도 현상은 고기압이 장시간 우리나라를 지배하면서 대기가 안정되고 바람이 약하여 국지풍의 발달이 용이할 경우 도심지내에 고농도 오염을 야기하고 있으며 지형적으로 도심의 오염물이 다른 지역으로 수송되거나 확산이 용이하지 않는 지형구조를 갖고 있으므로 도심을 흐르는 신천을 바람통로 이용하고 도심에 녹지공간 형성 및 도심지의 불투수성 지표면을 잔디 이식을 통한 자연형 도로로 바꾸어 줌으로서 도심내의 열 축적 현상을 줄이고 증발산을 도울 수 있는 cold island 역할을 증대시킬 수 있을 것이다. 이와 같은 사업은 풍속이 약하고 건조한 독일을 포함한 유럽의 내륙지방에서 활발하며 최근에는 해안에 있는 대도시에 저온의 해풍 또는 강바람을 도심에 유입시켜 도시열섬을 완화하고자 하는 시도가 일본을 포함한 아시아 국가에서 많은 관심을 가지고 있다(Ichinose, 1999, 2000; 김해동 외, 2002).

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.65-71
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• 2010

본 연구에서는 디젤오염토양에서 활성화된 토착미생물을 이용한 DBM을 포한한 디젤첨가제와 유사한 물리화학적 특성을 갖는 가솔린첨가제를 대상으로 호기성 조건에서의 생분해성 평가를 수행하였다. Toluene, Ethanol 등이 가장 높은 활성도를 보였고, 일차분해상수는 $0.11{\sim}0.3day^{-1}$의 범위를 보여주었다. 반면에, 가솔린첨가제인 MTBE는 낮은 분해 특성을 보여주어 토양미생물에 제한적인 분해기질로 나타났다. 이와 더불어, DBM과 TGME를 대상으로 초기농도의 증가에 따른 분해 특성을 조사한 결과 초기농도 증가에 따라 분해속도는 감소하는 것으로 관찰되었다. 또한 DBM과 TGME의 생분해도를 평가하기 위한 방안으로 디젤첨가제의 저감과 동시에 $CO_2$ 생성 모니터링과 조류에 의한 독성 변화를 조사한 결과, 디젤첨가제의 농도 감소와 더불어 $CO_2$ 생성량의 증가는 DBM과 TGME의 무기화를 간접적으로 보여주고 있으나, DBM과 TGME이 완전히 분해되었음에도 불구하고 조류에 의한 잔류 독성이 남아있는 결과는 완전 무기화가 일어나지 않고 중간 부산물이 생성된 것으로 추정된다. 그럼에도 불구하고, DBM과 TGME를 포한한 디젤첨가제에 대한 생물학적 분해 연구는 국내에서 처음 보여주는 결과로 국내 유류오염지역의 생물학적 자연저감의 원리를 적용한 현장적용 타당성을 좀 더 높여주는 결과라고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.422-422
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• 2023

최근 발생되고 있는 도시지역에서의 침수피해는 과거와는 다른 양상으로 발생되고 있으며, 이로 인해 많은 재산피해와 소중한 인명피해가 발생되고 있다. 도시지역의 침수피해는 다양한 원인에 의해 피해가 발생된다. 기후변화로 인해 발생되는 높은 강우강도의 집중호우로부터 도시 피복의 불투수화나 부족한 우수유출저감시설로 인한 침투비율의 감소에 따른 유출량의 증대, 짧은 도달시간으로 인한 빠른 하천수위의 상승, 빠른 하천수위의 상승으로 인해 발생되는 하수도의 만관에 따른 관수로화로 인한 역류 발생, 역류된 홍수류의 도시 내 저지대로의 유입, 최대 조위와 맞물려 발생되는 홍수류 배제의 어려움 등은 도시침수라는 결과를 제공하는 주요 원인으로 작동하고 있다. 이러한 현실은 도시지역에서의 침수대책의 수립에 있어 과거와는 다른 특정한 대책의 수립이 필요하다는 점을 시사해 주고 있다. 특히 도시침수를 발생시키는 주요 원인에 대한 개별적인 대책수립보다는 도시침수의 발생확률이 높은 지역에 대해서는 이러한 원인을 종합적으로 고려하여 이를 방어할 수 있는 효율적이고 실제적인 계획을 수립할 필요가 있다. 우리나라는 현재 행정안전부의 자연재해저감종합계획, 환경부의 특정하천유역치수계획 및 하수도정비기본계획을 기본으로 소하천정비기본계획, 하천기본계획 등 소관 부처를 달리하는 다양한 계획들을 수립하여 홍수로부터 귀중한 자산을 보호하려는 노력을 시행하고 있다. 이러한 계획들은 주로 홍수에 대비하고자 하는 특정 구조물의 설계를 중심으로 하고 있으며, 설계에는 항상 경제성의 개념이 수반되므로 설계용량을 초과하는 자연재해의 발생에 대해서도 홍수 발생에 대비하기 위해서는 홍수예보 및 재난대응체계의 운용과 같은 비구조물적인 대책도 매우 중요하게 활용되어야 한다. 이와 같은 현실에서 도시지역의 침수피해를 방지하기 위해서는 이제 과거와는 달리 개별법에 의해 수립되는 각종 계획들을 특정공간에 대해서 종합적으로 고찰하고 최적화하여 현실적이고 효율적인 하나의 계획으로 수립될 필요가 있으며, 하천을 중심으로 시행되고 있는 홍수예보와 유사한 도시침수예보와 같은 비구조물적 대책의 기술적 제고와 시행의 확산이 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 최근 발의된 「도시하천유역 침수피해방지대책법(안)」의 경과와 이 법률에서 다루고 있는 주요 내용들을 살펴봄으로써 향후 우리나라가 지향해야 할 도시지역의 침수피해에 어떻게 대응해나가야 하는지에 관해 살펴보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1807-1814
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• 2014

자연재해는 발생 자체를 막는데 한계가 있기 때문에 피해저감을 위해서는 예방사업을 통해 재해발생을 사전에 예방하는 것이 중요하다. 자연재해발생의 증가와 함께 자연재해와 관련된 예방사업에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이와 관련된 투자도 증가하고 있다. 이와 함께 자연재해예방사업에 대한 투자 시, 그 파급효과 등을 검증할 수 있는 평가 역시 중요한 과제로 대두되고 있다. 자연재해예방사업과 같은 국가 공공투자사업을 평가하기 위해서 비용편익분석과 같은 정량적 분석을 통한 연구는 지속적으로 수행되고 있다. 정량적 분석방법만으로 사업의 효과를 충분히 설명하지 못한다는 문제점에도 불구하고 재해관련 분야에서 효과분석이나 평가를 위한 다양한 방법이 제시되지 못하고 있는 것이다. 본 연구에서는 정성적 분석을 통한 자연재해예방사업의 사후평가를 위해서 자연재해예방사업의 사후평가에 영향을 미치는 항목들을 도출하고, 구조방정식모델(SEM : structural equation modeling)을 통해 사후 평가항목과 사업효과 간 인과관계 분석 및 가중치를 산정하였다. 이를 바탕으로 자연재해예방 사업에 대한 사후평가지수 산정식을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.723-733
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• 2016

본 연구는 도시특성 요소가 자연재해 피해액에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 한다. 특히, 자연재해 피해액에 대한 공간적 자기상관성을 분석하고, 이를 고려한 공간회귀모형을 통한 실증분석을 실시하였다. 연구 대상지는 울릉군, 제주시, 서귀포시를 제외한 전국의 227개 지방자치단체로 설정하였고, 수집할 수 있는 가장 최근의 자료가 2013년이라는 점을 고려하여 분석 시점을 2013년으로 설정하였다. 여기서 울릉군, 제주시, 서귀포시를 제외한 것은 해당 지역들이 육지와 원거리에 있어 공간적 자기상관성 분석에서의 오차 내지는 오류가 발생할 소지가 있기 때문이다. 공간적 자기상관성 분석 결과, 2013년의 전국 지자체에서 발생한 자연재해 피해액은 통계적으로 유의한 공간적 자기상관성이 존재하는 것으로 도출되었다. 따라서 공간회귀모형을 활용하여 공간적 자기상관성을 통제할 필요가 있었고, 공간회귀모형과 OLS회귀모형의 비교를 통하여 공간회귀모형 중 공간시차모형이 최적합 모형인 것을 확인하였다. 공간회귀모형의 추정 결과를 살펴보면, 주거지역 면적이 증가할수록 자연재해 피해액이 감소하는 것으로 추정되었다. 반면에 녹지지역 및 하천 면적은 증가할수록 자연재해 피해액을 증가시키는 것으로 추정되었고, 통제변수로 활용된 연 강수량과 강우강도도 자연재해 피해액의 증가 요인으로 추정되었다. 실증분석 결과를 토대로 향후 자연재해 피해액 저감을 위하여 피해액 증가 요인에 대한 적절한 정책의 수립과 시행이 필요하다고 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권2호
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• pp.31-39
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• 2023

NNbF는 자연 (경관) 자체나 자연 (과정)을 모방한 경관특징을 이용하여 해안이나 하천에서 홍수위험 저감 편익을 기대하고, 동시에 생태계가 주는 공급, 조절, 사회문화 서비스를 공동편익으로 기대하는 방법론이다. NNbF는 우리말로 간단히 '자연·자연기반 특징'이라 쓸 수 있을 것이다. NNbF 이전에 대두된 NbS를 포함하여 Eco-DRR, NI, GI, EwN, BwN 등 유사 개념들은 자연을 직접 이용하거나, 자연과정을 모방하여 인간사회에 편익을 기대한다는 점에서 사실상 서로 크게 다르지 않다. 다만 행위 주체와 목표의 포괄성 면에서, NbS > NNbF > (Eco-DRR, NI/GI)로 정리할 수 있다. NNbF 국제가이드라인에서 하도와 홍수터 관리 범주에서 제시된 총 18개 항목 중 국내하천 여건을 고려하면 천변저류지와 홍수터 복원 (제방 후퇴/철거, 샛강복원 등) 등의 적용성이 높아 보인다. 이 결과는 2022년 별도로 수행된 저자의 다른 연구성과와 일치한다. 특히 현재 시행중인 하천수질 보호를 위한 수변토지 매수정책과 병행하면 그 적용성은 더 높아질 수 있을 것이다.