• 한국수자원학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.139-150
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• 2006

최근 급속한 도시화로 인한 유역 내 불투수 면적의 증가는 자연유역에 비해 짧은 도달시간과 높은 첨두 홍수량을 유발하여 도시홍수 피해의 원인이 되고 있다. 따라서 홍수피해를 저감시키고자 구조물적 또는 비구조물적 홍수방어 대책들을 마련하여 시행하고 있다. 본 연구의 대상유역인 굴포천 유역은 유역 내의 유출 특성이 아닌 하류의 한강 외수위 조건에 의해 잦은 침수 피해가 발생하고 있으며, 이를 예방하고자 폭 20m의 임시 방수로를 폭 80m로 확장할 예정이다. 이에 따라 본 연구에서는 대표적인 도시 유출 모형의 하나인 EPA의 SWMM 모형을 근간으로 하는 XP-SWMM모형을 이용해 굴포천 방수로 확장에 따른 홍수소통능력을 분석하였다. 재현기간 100년인 설계 강우와 동일한 조위 조건 하에서 개수전과 후에 대한 수위와 유량을 비교하였으며, 분석결과 개수전 상황이 개수후에 비해 통과 유량이 1/3임에도 불구하고 비슷하거나 더 높은 수위를 나타내었다. 또한 개수후 상태에서 모의한 결과 방수로 분기점에서 자연 분류시킬 경우 최고 $300m^3/sec$ 가까운 유량이 방수로 방향으로 역류함을 확인할 수 있었다. 따라서 방수로의 안정적 운영을 위해서는 굴포천 하류로부터 방수로로의 역류를 차단하기 위한 수리 시설물의 설치가 필요함을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권10호
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• pp.1009-1022
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• 2012

본 연구에서는 댐 건설 사업을 추진하는 경우 발생되는 갈등사안 중에서 수문학적으로 접근하여 이수 및 치수에 대한 갈등 발생원인을 파악하고 이해당사자들의 직접적인 참여와 의견을 수렴하여 대안 모의와 결과를 도모할 수 있는 공영시각모형(SVM)을 개발하였다. 이수부문에서는 각 행정구역별 생활용수, 공업 및 농업용수 수요를 예측하고, 치수부문에서는 각 구조적 대안이 형성되는 경우 신속하게 모의하여 수위저감효과, 침수면적 및 피해액의 변화를 제시하여 상호의견 교환에 따른 합의점을 도출할 수 있도록 구축하였다. 이러한 공영시각모형의 이용은 정보공개의 정확성, 결과의 신뢰성 등을 확보할 수 있게 함으로써 댐 건설에 대한 갈등 조정 및 완화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권12호
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• pp.225-230
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• 2016

댐은 생활에 필요한 수자원을 안정적으로 공급하고, 집중호우에 의한 피해를 저감하기 위해 건설된다. 댐의 건설은 많은 토지, 가옥 등이 수몰되고 주변지역의 환경에도 큰 영향을 주기 때문에 최근에는 댐 주변지역에 대한 공간정보의 분석 및 활용이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 무인항공기를 활용하여 댐건설로 인한 수몰지역에 대한 공간정보를 구축하고 효과적인 공간정보 분석 방안을 제시하고자 하였다. 연구를 통해 댐 및 주변지역에 대한 정사영상과 DSM의 공간정보를 효과적으로 구축할 수 있었다. 또한 DSM에 대한 분석을 통해 댐의 담수에 따른 침수 지역의 변화와 수량을 효과적으로 산정할 수 있었다. 무인항공시스템을 활용하여 공간정보를 구축하고, 이에 대한 분석을 기반으로 효과적인 댐 주변지역의 관리 방안 제시할 수 있었으며, 연구에서 수행된 공간정보 구축 및 분석방법은 관련 분야의 기초자료로 활용이 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.135-143
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• 2014

본 연구에서는 중앙태평양 지역의 비정상적인 해수면 온도변화를 3가지 진화패턴(Prolonged-decaying, Abrupt-decaying, Symmetric-decaying)에 따라 분류하였으며, 이에 따른 한반도 영향 태풍을 중심으로 태풍의 발생지점 및 경로, 중심기압의 특성변화와 낙동강유역의 태풍 강우량 및 중호우사상의 발생빈도에 대한 특성변화를 분석하였다. 분석결과, Prolonged-decaying 해와 Symmetric-decaying 해의 경우, 낙동강 유역의 태풍에 의한 여름철 강우량 및 중호우사상의 발생빈도가 평년보다 크게 나타났다. 그러나, Abrupt-decaying 해의 경우, 태풍강우는 대체로 감소하는 패턴을 보이는 것으로 분석되었으며, 이는 태풍의 발생지점이 비교적 한반도에 근접하게 위치하며 태풍의 중심기압이 높고 태풍의 경로가 대체로 일본으로 이동하기 때문인 것으로 나타났다. 본 연구의 성과는 중앙태평양 엘니뇨의 진화패턴별 태풍활동특성 및 지역적 태풍강우 특성 분석을 통하여 침수피해를 저감하고 기후변화에 대비한 적응방안 수립에 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.305-314
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• 2008

도시 우수 배수 시스템에서 우수 관거는 개수로 흐름 상태로 가정하여 설계되었기 때문에 맨홀에서의 에너지 손실은 일반적으로 중요하게 고려되지 않았다. 그러나 과부하흐름에서 에너지 손실은 관거의 배수능력을 저하시켜 도심지역의 침수피해를 가중시키는 요인이 된다. 그러므로 과부하 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 맨홀에 대한 문헌조사 및 현장조사를 실시하여 실험장치 제작과 실험조건을 선정하였다. 선정된 실험조건인 인버트 형상 조건(CASE A, B, C), 단차 조건(CASE I, II, III) 및 실험 유량($1.0\;{\sim}\;5.6\;{\ell}/sec$)을 변화시키면서 실험을 실시하였다. 맨홀 직경($D_m$)과 유입관경($D_{in}$)의 비($D_m/D_{in}$)가 증가할수록 손실계수가 증가하였으며, 맨홀 수심($h_m$)과 유입관거 직경($D_{in}$)의 비($h_m/D_{in}$)가 $1.0{\sim}1.5$일 때 손실계수가 가장 크게 산정되었다. 또한, CASE A, B, C의 평균 손실계수는 각각 0.45, 0.37, 0.3으로 산정되었다. 맨홀에 U자형 인버트를 설치하면, 원형 맨홀에서 에너지 손실을 저감시킬 수 있다. 또한 산정된 맨홀에서의 손실계수는 과부하흐름을 고려한 우수 관거 설계에 활용될 수 있다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.449-455
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• 2019

최근 도시화로 인한 불투수면의 증가는 지표 유출수를 집수하여 배수하는 기존의 배수시스템의 부담을 증가시킨다. 이러한 방식의 우수배수시스템은 표면유출수와 함께 이송되는 각종 쓰레기, 낙엽, 등의 부유물질에 의해 배수면적이 감소하는 구조적 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 새로운 형태의 배수시스템이 개발 및 적용되고 있다. 본 연구는 3차원 전산 유체역학 프로그램 중 하나인 ANSYS CFX를 이용하여 투수성 포장 하부에 위치한 배수층의 체적 공극과 투수도 결정을 위한 모의를 각각 수행하였다. 모의결과 35% 체적공극을 가진 배수층의 배수구 유속이 20%, 50%에 해당하는 배수층보다 큰 값을 보여 체적공극과 배수성능 사이의 상관관계는 없는 것으로 파악되었다. 투수도는 구성물질의 입경에 따라 결정되며, 5가지 조건을 모의하여 배수구 유속을 분석한 결과 입경 2 mm의 사질토가 사용성과 시공성 측면에서 가장 적절하다고 분석되었다. 본 연구는 배수층의 적절한 체적 공극과 구성물질의 입경을 제시하였고 이러한 조건을 갖는 배수층이 침수피해를 저감 및 방지의 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.9-15
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• 2021

최근 급증하는 이상기후의 영향으로 산지 지역의 돌발홍수의 발생 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인하여 인명 및 물적 피해가 증가하고 있다. 이에 다양한 재해저감 대책방안을 수립하고 있으나 국립공원과 같이 자연보호를 최우선으로 하는 계곡 및 하천부는 제방 증고 및 하상 정리 등과 같은 인위적인 대책이 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 우리나라 국립공원 중 계룡산 국립공원을 대상으로 유역내 계곡 및 하천부에 대하여 WMS(Watershed Modeling System) 강우유출모형을 활용한 침수 위험도 평가를 수행하였다. 분석 결과, 계룡산 국립공원 중 3개 소유역(지석골, 수통골, 동학사)에서 재현빈도 50년 이상의 강우 발생 시, 침수가 발생하는 것으로 모의 되었으며, 탐방객이 이용하는 탐방로 및 시설물에 위험성이 높게 나타남을 확인하였다. 본 연구 결과를 통하여 국립공원 내 탐방로에 대한 위험성을 정량적으로 제시하였으며, 이를 바탕으로 향후 국립공원의 안전한 관리 방향을 제시하고자 한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.137-145
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• 2008

이 연구는 계획규모를 초과하는 홍수량으로 인하여 예상되는 하천범람피해를 경감하기 위한 지하방수로 계획에서의 적정 위치선정 및 규모를 결정하기 위한 기초분석기술에 대한 것으로서, 1998년과 2001년에 집중호우로 일부제방의 범람 및 붕괴에 의해 막대한 손실이 발생한 중랑천을 대상으로 하였다. 지하방수로의 유입부 위치는 200년 빈도홍수에 취약한 서울시경계, 당현천 합류부, 월계 1교, 묵동천 합류부의 4곳을 후보지로 선정하였고, 유출부는 국공유지로서 사용이 가능한 중랑천하구부와 한강의 반포대교 우안부을 선정하였다. 유입부의 월류고별 횡월류량을 산정하고 홍수저감효과를 분석하였다. 검토결과, 유입부의 위치는 당현천 합류부가 적정한 것으로 판단되었는바, 이곳에 지하방수로 유입부를 설치하였을 때 홍수저감효과가 가장 큰 것으로 나타났다. 지하방수로의 적정규모검토를 위해 방류구 운영규칙을 단순저류, 일정률, 일정량, 일정률+일정량의 혼합방류의 4가지 방식을 기본으로 하는, 총 8가지 경우를 적용하여 비교 분석하였다. 200년 규모의 홍수에 대응하는 지하방수로의 적정규모를 검토한 결과 방수로의 크기는 단순저류(Rule D)일때 가장 큰 규모인 직경 12 m로 분석되었고, 일정률 방류(Rule E)에서는50%방류에서 직경 9 m, 일정량 방류(Rule F)에서는 직경 8 m, 일정량 + 일정률 방류(Rule G)의 경우는 직경 7 m로 각각 산정하였다. 이 연구에서 제시한 검토과정은 하천제방의 범람으로 연안의 침수피해가 막대할 것으로 예상되는 경우에 EAP 차원에서의 방수로 건설 계획에 유용할 것으로 판단된다. 또한, 중랑천 방수로를 건기시에는 서울시와 의정부지역을 연결하는 지하 도로로 활용하는 방안을 함께 고려함으로써 방수로의 활용성을 크게 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제34권1호
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• pp.43-52
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• 2016

기상과 시간의 제약을 받지 않고 영상을 획득할 수 있는 레이더 위성 영상은 오랫동안 홍수 탐지 분야에서 이용되어 왔다. 많은 연구들이 홍수를 효율적으로 탐지하기 위하여 다양한 기법들을 적용하였고 그 결과 홍수 지역의 탐지율은 비약적으로 상승하였다. 홍수는 침수피해를 유발하는 특성상 침수지와 비침수지의 경계 부분이 뚜렷하게 구분돼야하고 아주 세밀한 탐지가 가능해야한다. 이를 위해서는 레이더 자체의 해상도가 좋아야 할 뿐만 아니라 필터링 과정에서 해상도 저하를 최소화해야 한다. 레이더 위성의 해상도는 기술이 발전함에 따라 고해상도의 위성이 증가하고 있지만 필터링 기법을 달리하여 홍수 탐지의 정확도 및 효율성을 비교하여 홍수탐지에 적합한 필터링을 찾는 연구는 부족한 것이 현실이다. 본 연구에서는 Lee, Frost, NL-means(Non-Local means) 필터링을 위성레이더 영상에 적용하였고 필터링된 영상을 이용하여 홍수 지도를 생성한 뒤 각각의 결과를 비교하였다. Frost와 NL-means 필터는 Lee 필터에 비해 스펙클 노이즈를 저감하는데 효과적이었다. 하지만 Frost 필터의 경우에는 해상도의 저하가 심하다는 문제가 있었다. NL-means 필터는 다른 필터에 비해 shadow 현상을 효과적으로 제거하지 못하였고 이로 인해 잘못 탐지되는 픽셀이 존재한다는 문제가 있었다. 그럼에도 전체 영상의 픽셀 수에 비해 shadow 효과의 영향을 받아 오탐지되는 픽셀 수가 많지 않기 때문에 NL-means 필터를 이용한 경우가 가장 높은 홍수 탐지율을 보였다. 테스트 지역에서 필터링이 적용되지 않은 영상을 이용하여 홍수를 탐지한 경우 카파계수가 0.55로 나타났고 Lee, Frost, NL-means 필터를 적용한 경우 각각 0.64, 0.74, 0.81로 나타났다. 또한 NL-means 필터를 적용한 영상은 해상도의 변화가 거의 없는 상태에서 노이즈를 효과적으로 감소하였기 때문에 침수지와 비침수지의 경계를 가장 명확하게 구분할 수 있어 효과적으로 분석 결과를 도출하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.121-129
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• 2018

도시 지역의 불투수층에 내린 강우는 지표면을 따라 흐르다가 대부분 우수관으로 유입되어 유역에서 배출된다. 그러므로 도시 우수관의 설계빈도를 결정하고 설계홍수량을 결정하는 일은 도시 홍수 저감을 위한 구조적인 대책 중 가장 우선적으로 고려되어야 하고, 또 가장 중요한 대책이기도 하다. 그러나 최근 들어 기후변화 등으로 인해 짧은 시간에 큰 강우강도의 호우가 발생하는 일이 잦아지고 있다. 이런 형태의 호우는 불투수면이 많은 도시 지역에서 갑작스럽게 유출량을 증가시켜 증가된 유출량이 일시에 우수관으로 유입되지 못하고 일시적이고 국부적인 홍수를 야기하기도 한다. 그러므로 도심지의 홍수 저감을 위해 우수관망의 적절한 설계가 매우 중요하다. 그러나 무한정 큰 관경의 우수관을 건설하는 것은 경제적으로 타당한 방법이 될 수 없으므로, 적절한 크기의 우수관을 설계하고 유출해석의 신뢰도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 과거 홍수피해가 빈번히 발생했던 도시유역들 중 유역면적과 우수관망의 구조가 다른 4개의 도시를 서울과 부산지역에 선정하여 다양한 강우에 따른 유출해석을 실시하였다. 서울과 부산 기상관측소의 과거 호우 자료에 대한 EPA-SWMM 모형에서의 유출해석 결과, 첨두강우량의 변화에 따른 첨두유출량의 변화를 선형회귀모형으로 분석하였다. 회귀모형의 결정계수와 95% 신뢰구간 및 변동계수를 비교하고, 수계밀도 개념을 적용하여 첨두유출량의 변화를 해석한 결과, 우수관망이 조밀하게 건설되어 수계밀도가 높을수록 증가된 첨두강우량에 따라 함께 증가하는 첨두유출량의 예측이 상대적으로 정확하게 가능함을 확인하였다. 이는 수계밀도가 높을수록 유출응답이 빨라지고 국부적인 우수관의 통수능 부족으로 발생하는 침수의 발생 가능성이 낮아지기 때문인 것으로 보이며, 갑작스러운 강우에 대한 대응이 수월함을 의미한다. 이러한 우수관의 구조적인 특성에 따른 유출 응답 속도를 고려하여 우수관을 설계한다면, 보다 효율적인 우수관 설계가 가능할 것으로 판단된다.