• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.6B
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• pp.503-512
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• 2009

Watershed models, which are a tool for water cycle mechanism, are classified as the distributed model and the lumped model. Currently, the distributed models have been more widely used than lumped model for many researches and applications. The lumped model estimates the parameters in the conceptual and empirical sense, on the other hand, in the case of distributed model the first-guess value is estimated from the grid-based watershed characteristics and rainfall data. Therefore, the distributed model needs more detailed parameter adjustment in its calibration and also one should precisely understand the model parameters' characteristics and sensitivity. This study uses Jungnang basin as a study area and $Vflo^{TM}$ model, which is a physics-based distributed hydrologic model, is used to analyze its parameters' sensitivity. To begin with, 100 years frequency-design rainfall is derived from Huff's method for rainfall duration of 6 hours, then the discharge is simulated using the calibrated parameters of $Vflo^{TM}$ model. As a result, hydraulic conductivity and overland's roughness have an effect on runoff depth and peak discharge, respectively, while channel's roughness have influence on travel time and peak discharge.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.454-458
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• 2005

여름철 집중강우시 유입되는 고탁수층은 저수지의 밀도성층으로 인하여 표수층 하부에 위치하며, 이를 적기에 배제하지 않을 경우에는 수평방향의 확산현상과 연직방향의 전도현상으로 인해 저수지 전역에 분포하게 되어, 탁수현상의 장기화를 유발한다. 일본 사메우라댐의 경우에는 1977년 9월 태풍 17호에 의한 집중호우로 대량의 고탁수가 유입되어 하류하천으로의 댐 방류수의 고탁도현상이 장기간 지속된 바 있다. 이와 같은 탁수장기화에 대한 저수지내 대책의 하나로서 홍수유입후 탁도가 높은 물을 단기간동안 방류하고, 갈수기에는 탁도가 낮은 물을 방류하는 선택취수 개념이 제안된 바 있다. 국내의 임하댐의 경우에도 2002년 태풍 '루사'와 2003년 태풍 '매미'로 인해 발생한 탁수가 전도현상을 거치며 저수지내 전수층에 확산됨으로써 댐방류수의 고탁도현상이 장기화된바 있다. 이로 인하여 댐하류에 위치한 안동시 용상정수장의 동절기 정수처리 장애로 2003년 11월이후 약 160여일동안 댐방류가 중단된 바 있다. 임하댐의 경우에도 탁수장기화에 대한 대책으로서 홍수기 고탁수층을 우선배제한 후, 저수지내에 유입되는 청수을 담수함으로써 이를 방지할 수 있다. 이러한 선택취수 기법은 동일한 수리동역학적 개념을 적용하여 하류하천의 냉해문제를 대비하기 위한 방법으로 표층의 온수를 선택방류하는 데에도 이용될 수 있다. 이와 같은 선택취수를 효율적으로 수행하기 위해서는 취수시설에 접근하는 밀도흐름을 정확하게 이해하고 있어야 한다. 또한 취수탑 인근에서의 온도 및 탁도 등의 연직분포를 실시간으로 파악할 수 있는 자동수질측정시스템이 구축되어 있어야 한다. 현재 임하댐의 경우, 하류하천의 수질을 고려한 효율적인 탁수배제를 위하여 상류 유입부 2개소, 발전취수탑 전면 1개소, 조정지댐 1개소 등 총 4개의 자동수질측정시스템이 설치되어 탁도와 온도가 실시간으로 모니터링되고 있으며, 향후 강우시 저수지에서의 밀도흐름을 보다 정밀하게 모니터링하기 위하여 저수지내 4개의 주요지점에 추가적으로 설치될 예정이다. 이와 같은 자동측정시스템과 더불어 주기적인 세부 수질조사를 실시하면 저수지내의 온도성층 변화와 탁수층 분포를 매우 정확하게 파악할 수 있으며, 호소의 수질모형과 연계하여 강우시 탁수 도달시간과 탁수량을 사전에 예측할 수도 있다. 또한 이와 같은 기초적인 정보를 바탕으로 하류하천의 탁수 피해를 최소화할 수 있는 선택취수탑의 운영방안을 수립할 수 있다 본 연구에서는 이를 위해 선택취수탑 주위의 성층흐름을 기존의 실험자료와 수치해석을 통하여 분석하였고, 온도성층구조나 취수구의 위치변화에 따른 방류수 수질특성을 조사하였다.

• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.2 no.1
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• pp.35-44
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• 1997

A column study using artificial acid rain was conducted to evaluate the buffering capacities in soil layer and host rock. In an effort to compare the effect of composition of host root two valleys of which compositions of host rock are different were chosen within the study area and the pHs of the water flowing in the valleys were measured from May, 1996 to October, 1996. The pHs of the artificial acid rain prepared by adding appropriate amounts of both sulfuric and nitric acids to distilled water were 3, 4, and 5, and the column effluents were analyzed for major cations and anions. The cation exchange capacities(CECs) of A Horizon and the B Horizon were 9.68 and 6.16 meq/100g, respectively, Compared to the B Horizon, the pH in the column effluent of A Horizon with larger CEC was higher. The sums of $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^{+}$in the column effluents gradually decreased, indicating the loss of CEC by acid rain. The field study showed that pHs of the surface water in the valleys increased as the water flows downwards. The magnitude of this buffering capacity was greater for the valley in which smectite in addition to kaolinite and illite was a weathered product of host rocks. This also indicates that host rock as well as soil layer retains the buffering capacity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.141-141
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• 2012

비점오염물질은 강우 시 유출되기 때문에 일간, 계절 간 유출량 변화가 대단히 크게 나타나며, 기후, 지형, 토지이용, 토양 등과 지역적인 특성과 유역 형상에 따라 변화되므로 비점오염원 유출량에 대한 정량화를 위해서는 강우지속시간동안 정확한 수질과 유량에 대한 측정 자료가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비점오염물질에 대해 현장 모니터링 및 현장 실측 관련 기존 연구자료 수집을 통해 중분류 토지피복분류별 원단위를 산정하였다. 또한 특정 유역에 중분류 토지피복 분류별 산정된 원단위를 적용하여 유역기반의 비점오염부하량을 산정 하였다. 대상 유역에 해당하는 하천 말단에서의 실측 자료를 활용하여 유역모형을 구축하고, 강우를 입력 자료로 하여 비점오염 물질별 부하량을 모의 산정하였다. 유역모형으로 HSPF(Hydrologic Simulation Program - Fortran)을 실제 대상유역에 적용하였고, 이에 따른 모의 결과를 실측치와 비교하여 부하량을 산정하였다. 이렇게 모의 산정된 부하량은 실측자료를 기반으로 산정된 원단위의 적용에 따른 부하량과 비교 검토하여 유역에 대한 비점오염원 부하량 산정 시 모형의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 대상유역은 동천유역으로 병성천의 주요 지류로서 유역의 상단에 위치하고 있다. 중분류 토지피복 중 공업지역, 교통지역, 과수원재배지, 비닐하우스재배지, 기타재배지에 대해서는 2008년부터 2010년까지 모니터링을 실시하였고, 이외의 중분류 토지피복에 대한 결과는 수계별 현재까지 진행되고 있는 환경기초조사사업 중 '주요 비점오염원 유출 장기 모니터링'사업의 자료를 활용하였다. 동천유역의 비점오염원 발생부하량을 산정한 결과, BOD 부하량은 대지의 경우 391.4 kg/day로서 중분류 군으로 구분한 결과에 비해 높게 산정되었다. T-N, T-P 발생부하량도 토지피복군이 대분류에서 중분류로 변화됨에 따라 부하량의 차이가 발생 하였다. 또한 동천유역에 대해 구축된 HSPF 모형의 적합도를 시기별 4개의 Case로 구분하여 평가해 보았는데 그 결과, 모형 모의치의 실측치에 대한 적합도가 높게 평가 되었다. 현재 특정 지역에 편중되어 조사되고 있는 중분류 토지피복을 조사 기관간의 교차 조사를 통해 지역적 제한성을 낮추고, 중분류에 속하는 세부피복지점을 확대하여 모니터링 지점의 다양성을 확보하여야 할 것으로 판단된다. 이와 동시에 한시적인 조사가 아닌, 장기간에 걸쳐 연구가 진행 될 경우 원단위에 대한 현재의 불확실성 및 제한성을 줄일 수 있을 것으로 판단되므로, 이러한 기초 자료 확보에 대한 장기적인 투자와 노력이 수반될 시 우리나라에 대표적으로 적용할 수 있는 비점오염원 원단위가 산정될 것으로 생각되며, 이러한 기틀이 마련되어야 비점오염원에 대한 적절한 유역관리방안을 수립할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.1
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• pp.1-7
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• 2009

Most developed models are designed to determine pipe diameter, slope and overall layout in order to minimize the cost for the design rainfall for the optimal sewer layout. However, these models are not capable of considering the superposition effect of runoff hydrographs in the sewer pipes. The flow characteristics in the sewer pipes, such as the sewer layout, pipe diameter and slope, vary according to the design of the sewer system. In particular, when the sewer network is modified, the shapes of the runoff hydrographs in the sewer pipes also change because of the superposition effect. In this study, the sewer layout is designed to control and distribute the flows in the sewer pipes, while considering the runoff superposition effect, in order to reduce the inundation risk at each junction. This is accomplished by separating the inflows that enter into each junction by changing the way in which pipes are connected between junctions. And this model combines SWMM (Storm Water Management Model) to perform the hydraulic analysis for the flows in the sewer network. The current sewer layout was modified to minimize the peak outflow at outlet in Garak basin, Seoul, South Korea. As the results, the peak outflows at the outlet were decreased by approximately 20% for the design rainfall during 30 minutes and the total overflows were also decreased for the excessive rainfalls.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.323-323
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• 2016

최근 강우강도 등의 기후변화로 인한 표토침식량이 증가하고 있고, 이에 따른 사회적 환경적 문제가 부각되고 있다. 특히 표토는 인류에게 식량생산의 기반이 되고, 정주공간을 제공할 뿐만 아니라 에너지 생산, 수자원 함양, 기후변화 대응, 생물 다양성 유지, 생태계의 건전성, 자원함양 및 순환, 오염물질 정화 등 소중한 생명자원이다. 이에 환경부에서는 2012월 12월 표토의 침식현황에 관한 고시를 제정하고, 표토 유실 대책 방안을 수립하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이에 자원으로서의 표토를 보전하기 위한 단기적 관점의 대책 수립을 위한 웹GIS 기반 단일 강우에 의한 표토침식량을 예측하는 시스템을 개발하였다. 본 연구는 크게 표토침식 예측 모듈 개발과 정확성 평가를 위한 시험포 단위 모니터링 그리고 모듈을 적용한 웹GIS 시스템 개발, 시범적용을 위한 강원도 홍천군 자운리 DB 구축으로 구분된다. 표토침식예측 모듈의 정확성을 검증하기 위하여 가로 4m ${\times}$ 세로 22m, 경사도 3%, 9% 시험포 2개를 조성, 2015년 5월 11일부터 2015년 11월 23일까지 강우량, 유출량, 표토침식량을 조사하였으며, 웹 GIS 시스템은 Open Source Software인 Geoserver, PostGIS, OpenLayers를 활용하여 개발하였다. 마지막으로 개발된 웹GIS 표토침식예측시스템의 시범적용을 위하여 강원도 홍천군 자운리의 농경지 경계, 경사도, 경사장, 작물특성 등에 대한 GIS DB를 구축하였다. 시험포 모니터링 결과 강우발생일수는 총 64일로 관측되었고, 이중 유출은 총 30회가 발생되었다. 이 결과를 활용하여 표토침식 예측 모듈을 검증한 결과 3 % 시험포의 유출량 NSE : 0.88, $R^2$ : 0.91, 표토침식량 NSE : 0.87, $R^2$ : 0.90, 9 % 시험포의 유출량 NSE : 0.76, $R^2$ : 0.82, 표토 침식량 NSE : 0.82, $R^2$ : 0.88로 나타났다. 웹GIS 표토침식 예측 시스템은 Layer 정보, 맵, GIS tool, 경작기 정보, 날씨 정보 등으로 구성되어 있으며, 기상청 Open API와 연동하여 당일의 강수량 예보 데이터와 표토침식량 산정 모듈을 이용하여 예측 표토 침식량 데이터를 제공한다. 하루가 지나면 기상청에서 실측한 강수량 데이터를 이용하여 표토 침식량 산정모듈이 자동적으로 수행된 뒤 실측 강우량에 대한 표토침식량 정보가 제공된다 본 연구에서 개발된 웹GIS기반 표토침식 예측 시스템은 시범 대상 유역인 강원도 홍천군 자운리 유역을 대상으로 구축되었으며, 지속적으로 대상유역을 확대할 계획이다.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.11 no.2
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• pp.1-8
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• 2018

Extreme climate phenomena are occurring around the world caused by global climate change. The heavy rains exceeds the previous record of highest rainfall. In particular, as flash floods generate heavy rainfall on the mountains over a relatively a short period of time, the likelihood of landslides increases. Gangwon region is especially suffered by landslide damages, because the most of the part is mountainous, steep, and having shallow soil. Therefore, in this study, is to predict the risk of disasters by applying topographic classification techniques and landslide risk prediction techniques to mountain watersheds. Classify the hazardous area by calculating the topographic position index (TPI) as a topographic classification technique. The SINMAP method, one of the earth rock predictors, was used to predict possible areas of a landslide. Using the SINMAP method, we predicted the area where the mountainous disaster can occur. As a result, the topographic classification technique classified more than 63% of the total watershed into open slope and upper slope. In the SINMAP analysis, about 58% of the total watershed was analyzed as a hazard area. Due to recent developments, measures to reduce mountain disasters are urgently needed. Stability measures should be established for hazard zone.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.4
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• pp.545-550
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• 2019

The frequency of natural disasters and the scale of damage are increasing due to the abnormal weather phenomenon occurring all over the world. As a result, as the hydrological aspect of the urban watershed changes, the increase in impervious area leads to serious domestic flood damage due to increased rainfall. In order to minimize the damage of life and property, domestic flooding prediction system is needed. In this study, we developed a flood nomogram capable of predicting flooding only by rainfall intensity and duration. This study suggests a method to set the internal water immersion alarm criterion by analyzing the characteristics of the flooding damage in the flooded area in the metropolitan area where flooding is highly possible and the risk of flooding is high. In addition, based on the manhole and the pipe, the water level was set as follows under the four conditions. 1) When manhole overflows, 2) when manhole is full, 3) when 70% of the pipe is reached, and 4) when 60% of the pipe is reached. Therefore, it can be used as a criterion and a predictive measure to cope with the pre-preparation before the flooding starts, through the rainfall that causes the flooding and the flooding damage.

• Journal of the Society of Disaster Information
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• v.20 no.2
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• pp.270-283
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• 2024

Purpose: Considering the rising frequency of earthquakes in Korea, it is crucial to revise the rainfall thresholds for landslide triggering following earthquake events. This study was conducted to provide scientific justification and preliminary data for adjusting rainfall thresholds for landslide early warnings after earthquakes through soil physical experiments. Method: The study analyzed the change in soil shear strength by direct shear tests on disturbed and undisturbed samples collected from cut slopes. Also, The study analyzed the soil strength parameters of remolded soil samples subjected to drying and wetting conditions, focusing on the relationship between the degree of saturation after submergence and the strength parameters. Result: Compaction water content variation in direct shear tests showed that higher water content and saturation in disturbed samples led to a significant decrease in cohesion (over 50%) and a reduction in shear resistance angle (1~2°). Additionally, during the ring shear tests, the shear strength was observed to gradually decrease once water was supplied to the shear plane. The maximum shear strength decreased by approximately 65-75%, while the residual shear strength decreased by approximately 53-60%. Conclusion: Seismic activity amplifies landslide risk during subsequent rainfall, necessitating proactive mitigation strategies in earthquake-prone areas. This research is anticipated to provide scientific justification and preliminary data for reducing the rainfall threshold for landslide initiation in earthquake-susceptible regions.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.11 s.172
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• pp.905-914
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• 2006

For an accurate rainfall-runoff simulation in the river basin, not evaluation of runoff model but accurate runoff data are very important. In this study, SSARR model was applied to the Geum River basin and these results are compared with runoff data observed at the Gongju gauging station. The model results didn't good fit the discharge data determined from the rating curve at Gongju gauging station during normal and dry season, especially. For the reliability analysis for the existing rating curve, we observed new stream discharge set from 2003 to 2005. We also estimated long term runoff data from the base flow separation method and defined the hydraulic characteristics. The results show that the new observed stream discharge is similar to the rainfall-runoff model results but existing rating curve seems to be overestimated about 10-20% during normal and dry season. We found that the continuous monitoring and update for the existing rating curve at the gaging station are needed for accurate estimation of runoff data.