• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.215-215
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• 2020

최근 집중호우로 인한 환경시설의 침수피해는 시설의 직접 피해 이외에 단수와 수질 불량 등 사회적 2차 피해를 발생시킬 위험이 높기 때문에 효율적인 대응체계 및 대응시스템 구축이 요구된다. 하지만 환경시설에 대한 침수피해 영향예측과 피해저감기술의 개발이 미흡하고, 국내 실정에 적합한 환경시설의 침수피해 해석을 위한 전문시스템이 부재하여 환경시설의 방재대책 수립시 피해예측의 정확성 확보에 어려움이 따르고 있다. 따라서 본 연구는 환경시설의 침수피해에 대비하고 선제적 재해 예방 능력을 강화하기 위한 방안으로 국내 실정을 고려할 수 있는 공간정보기반의 환경시설 침수피해 시뮬레이션 플랫폼을 개발하고자 하였다. 이를 위해 공간정보 기반의 국내 환경시설에 대한 침수피해 인벤토리를 구축하고, 내수침수와 외수침수의 시뮬레이션 및 결과해석의 기능 지원하는 시스템을 개발하였다. 본 연구를 통해 개발한 시스템은 자연재해로부터 발생하는 환경시설 침수피해를 예측하고 피해를 저감하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권7호
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• pp.52-60
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• 2022

지구 온난화와 자연환경의 변화로 인하여 풍수해로 인한 농경지 침수피해가 지속되고 있다. 건국 이래 지속적인 방재사업을 펼치고 있으나, 지속된 기간에 비해 진척은 미흡하고, 여전히 막대한 비용이 소비되고 있다. 따라서 농경지 침수에 선제적 대응을 위한 예측 시뮬레이션 등의 개발과 활용이 필요하다. 본 논문에서는 GIS(공간정보)기반 SWMM 모델을 활용한 침수분석 시뮬레이션 사례를 소개하고, 해당 시뮬레이션 결과와 미국과 국내의 타 모델의 결과 간의 오차율을 통해 타당성을 확인했다. 또한 해당 시뮬레이션을 농경지 침수에 활용하기 위한 방향으로 침수흔적도 작성 등 현행 농경지 침수 대비 기반 정보 정책을 보완할 다양한 활용 방안을 제시하였다. 향후 보다 많은 지역의 시뮬레이션 결과가 침수분석도 형태로 축적되면 범국가 차원의 수재해에 대한 선제적 대응, 나아가서는 예방을 위한 각종 응용에 활용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국측량학회지
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• 제27권6호
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• pp.723-731
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• 2009

최근 지구 온난화 등의 영향으로 집중호우의 빈도가 급증하고 있으며, 강우강도 역시 강해지고 있는 실정이다. 이에 따라 국지적인 홍수피해가 증가하고 있으며, 댐 상류지역에서는 지형적 특성과 댐에 의한 배수위의 영향으로 많은 피해가 발생하고 있다. 그러나 대부분의 홍수피해의 경감대책은 인구밀집지역인 하류지역에 집중되고 있어 상류지역의 침수는 상대적으로 소홀히 다뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 정밀 3차원 지형모델을 구축하여 상류지역의 지형적 특성을 반영하고 강우발생시 유출특성을 조사하여 홍수시뮬레이션을 수행함으로써 상류지역의 침수피해양상과 침수취약지역을 분석하고자 하였다. 연구 결과, 홍수시뮬레이션에 의해 상류지역의 침수발생을 재현할 수 있었으며, 발생 가능한 강우에 대한 가상 홍수 시나리오에 의해 시뮬레이션을 수행함으로써 침수 취약지역과 그 피해면적을 효과적으로 도출할 수 있었다. 또한 침수 취약 지역에 대한 침수 예측도를 제작함으로써 강우 규모별 피해지역의 신속한 판단과 침수방어 대책의 수립에 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.301-302
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• 2023

연구목적:본 논문에서는 기후변화로 기존 도심지 침수 발생이 증가하는 현 상황에서 공동주택 단지에 소규모 우수저류시설을 계획하였을 때 기존 하류부 도심지 침수량 증가율과 기존 도심지 침수량 저감 정도를 분석하고자 한다. 연구방법:미국환경보호청 SWMM 모델을 활용해서 대규모 하수도 모델을 구축하고 시뮬레이션을 통해 하류부 기존 도심지 침수영향을 분석하였다. 구축한 모델은 개발지구, 하류부 기존 도심지, 우수를 방류하는 하천유역 전체를 포함하였다. 연구결과: 대규모 개발행위 시 연구대상지역에서 공동주택 블록별로 최소 우수저류조 용량을 산정하여 시뮬레이션한 결과, 하류부 기존 도심지에서 방재성능목표강우량 1시간 기준 4,893m³, 2시간 기준 25,815m³, 3시간 기준 55,528m³의 침수량을 저감할 수 있을 것으로 나타났다. 결론:본 연구와 같이 하류부 기존 도심지까지 고려한 대규모 침수 시뮬레이션을 실시하였을 때 하류부 도심지 침수가 크게 증가하는 것을 알 수 있고, 개발전 공동주택 단지 블록별로 필요한 우수저류조 용량을 계획하고 개발시 비용 지원 등으로 우수저류조 건설을 권장한다면 하류부 기존 도심지 홍수 부담을 감소시킬 수 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.227-238
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• 2024

본 연구에서는 최근 이상기후로 인해 양극화된 기후 패턴으로 인한 침수 피해가 증가하고 있으며, 그 해결책이 빗물 침투저류블록이라고 설명하고 있다. 또한, 기존 프로그램의 한계점으로 드론 기술과 결합된 새로운 기능이 필요함을 제안하며, 저류조 기능을 가진 빗물침투저류블록의 최적 설치 장소 선정을 목표로 하는 침수·범람 시뮬레이션 기술 개발에 대한 실험 및 평가를 진행한다. 실제 빗물침투저류블록이 실시공된 지역을 대상으로 평가를 진행하였으며, DEM과 DSM을 통한 기존 프로그램과의 비교, 침수·범람 시뮬레이션 프로그램의 실현장 적용성 검토의 2개 항목을 통해 평가를 진행하였으며, 그 결과, 침수·범람 시뮬레이션 프로그램의 실무에 적용함으로써 빗물침투저류블록의 설치 시 최적지 선정을 위한 의사결정 도구로 활용할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.372-372
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• 2022

스마트시티 하천관리를 위해 선행된 연구에서는 도시하천관련 데이터를 수집-정제-제공하는 도시하천 통합데이터 플랫폼을 개발하였다. 이에 하천 분석을 위한 유역 유출, 하천 흐름 그리고 도시유출 등의 모듈과 하천 환경, 친수, 종합 평가 모델을 연계하여 도시하천관리 연계플랫폼으로 연구개발을 진행하였다. 본 연구에서는 스마트시티 하천관리를 위한 시나리오 기반 제방 파제 시뮬레이션 분석 결과 가시화 모듈에 관한 연구를 진행한다. 부산 EDC 지역을 대상으로 DEM, 항공영상, 위성영상, 하천 지리 정보, 하천 단면도 등의 데이터를 결합하여 하천 및 유역 전산 3D 형상 모델링을 진행한다. 또한 하천 내부 유량 및 파제 제체 모델링, 유동장 격자 모델링을 통해 제방 붕괴 범람 시뮬레이션 대상 지역을 구현한다. 해당 EDC 지역 구현 모델에 연속방정식, 운동량방정식, 수송방정식 등 지배방정식과 삼상 유동 기법 등 수치 해석 기법을 활용하여 제방 파제 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션의 침수범위 및 침수심 분포 결과는 위경도를 포함한 ASCII Grid로 반환되며 GeoServer를 통한 좌표계 설정 및 도시하천 연계플랫폼에서 가시화하는 연구를 진행하였다. 제방 파제 시나리오는 제방 높이 2m, 제방 폭 7.5m, 파제 길이 20m로 설정하여 4개의 붕괴 위치를 지정하였고, 지정된 위치에 대한 제방 파제 3D 시뮬레이션을 통해 도출된 Case 별 2D/3D 영상과 침수심 공간 분포에 대한 Raster Graphics를 전처리하여 시나리오별 침수범위-침수심을 도시하천 연계플랫폼 상에서 가시화하는 연구를 진행하였다. 도시하천 연계플랫폼의 시나리오 기반 제방 파제 시뮬레이션 모듈을 통하여 스마트시티의 제방 파제 피해 양상 및 대책 마련 의사결정 보조로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.451-466
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• 2017

원양어선 제501 오룡호는 황천 중인 베링해에서 조업 후 피항하던 중 개구부를 통한 침수로 인하여 침몰하였으며 많은 선원들이 사망하고 실종되었다. 본 연구에서는 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도 정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선 침수 침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 과정을 정확하고 과학적으로 분석하고자 하였다. 베링해 침몰사고 시의 기상 및 해상상태를 객관적으로 확보하기 위하여 침몰사고 지역의 시간대별 기상 및 해상 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고 당시 파랑과 강풍 등을 분석하고, 불규칙 파랑과 강풍 스펙트럼을 사용하여 구현하였다. 사고선박의 선체 도면 등을 통하여 선박의 선형, 배치 및 중량 분포와 외부 해수 침수 개구부 및 선내 침수 경로를 분석하고 주요 탱크들의 용적과 그들의 중량 분포를 추정하여 침수 침몰 시뮬레이션을 위한 시나리오를 작성하고, 사고선박의 전선과 유체(공기 및 해수)를 상세 모델링을 하였다. 본 연구를 통하여 침수 침몰사고는 단순한 복원성의 부족으로 인한 일반적인 전복 침몰사고와는 다소 차이가 있다는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.123-132
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• 2020

연구목적: 초고층 건축물 지하공간 관련 법령, 국내외 지하공간 침수사례 및 침수 시뮬레이션으로 대피경로를 산정하여 초고층 건축물의 침수 대피 방안 도출을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 연구방법: 초고층 건축물 지하공간 관련 법령 및 국내·외에서 발생한 지하공간 침수사례를 바탕으로 Test Bed를 활용한 침수 시뮬레이션을 실시하여 대피경로를 파악하였으며, 초고층 건축물에 대한 지하공간 침수가능성을 파악하였다. 연구결과: 위험도 레벨 4에 해당하는 지역이 존재함에도 침수위험도에 따른 대피경로의 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 대부분 대피 출발지점에서 위험도가 높아 기존 대피경로를 따라 이동하기 때문이며, 위험도가 적은지역이 시간이 지남에 따라 위험도가 높아져도 결국 그 지역을 신속히 지나야 대피장소로 갈 수 있기 때문에 경로 자체의 변화는 없는 것으로 판단된다. 결론: 본 연구에서는 침수위험도에 따른 대피경로의 차이가 없었으나, 건축물 별 지하공간의 규모와 형태가 상이한 경우, 시간에 따른 침수심의 변화가 다를 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 침수심 변화에 따라 피난경로 또한 고정된 것이 아니라 안전하게 피난할 수 있는 경로가 변화할 수 있으므로 구체적인 피난경로에 대해서는 건축물에 따라 상세한 재분석이 요구될 것으로 사료된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.364-365
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• 2017

본 연구에서는 울산시 지진해일 주민 대피지구에 대한 의사결정을 지원하기 위한 지진해일 침수예상도를 작성하고 사전 대응체계를 구축하였다. 이를 위해 울산시 15개 지진해일위험 지구 중 기 구축된 3개소(정자, 주전, 진하)를 제외한 12개 지구(강양, 송정대송, 평동, 나사, 신암, 장생포, 일산, 방어, 신명, 산하, 구유, 당사)에 대한 현장조사와 함께 지진해일 침수범람 수치시뮬레이션을 수행하였다. 현장 조사된 자료와 시뮬레이션된 침수범람 결과를 기반으로 지진해일 침수예상도를 작성하고 지진해일대응시스템에 DB화하였다. 본 연구결과를 활용하여 지진해일 대응 및 취약지구 개선을 위한 정책 개선 등에 활용될 수 있는 기반을 마련하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.667-678
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• 2023

본 연구에서는 단순한 형상의 지하역사를 대상으로 준3차원 침수 흐름 시뮬레이션을 수행하였으며, 우수유입지점 수와 우수 유입량 변화에 따른 침수 흐름 특성 및 침수 위험도를 분석했다. 침수 해석 결과로부터 보행 안정성 평가를 위한 한계유속을 계산하여 미끄러짐 및 전도 사고 발생 가능 영역을 분석했다. 그 결과, 미끄러짐 사고는 침수계단에서 발생할 가능성이 있고 전도 사고는 침수계단과 지하2층 계단 주변에서 발생할 우려가 있었다. 침수 위험도에 대한 세부적 판단을 위해 4단계로 침수 위험도를 평가하는 Flood Hazard Degree (FD)와 3단계로 평가하는 Flood Intensity Factor (FIF)를 적용했다. 그 결과, FD가 FIF에 비해 더 넓은 영역에서 침수 흐름에 의한 위험이 있는 것으로 판단했다. 한계비력, 미끄러짐 및 전도 사고 발생 한계유속, FD, FIF 방법으로 평가한 침수 위험 발생 영역을 비교했을 때 한계비력은 다른 평가 방법에 비해 침수 위험 영역을 과대 산정했고, FIF는 과소산정하는 결과를 나타냈다. 또한 모든 평가 방법을 고려했을 때 우수 유입량이 우수유입지점 수보다 침수 위험도 평가 결과에 지배적 영향을 미쳤다. 또한 동일한 방향으로 침수 흐름을 일으키는 우수 유입 조건 보다 서로 충돌하는 침수 흐름을 일으키는 조건에서 침수 위험도가 증가했다.