• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.107-119
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• 2015

인적 물적 자원이 고밀화된 도시에서 발생하는 홍수 또는 침수는 도시의 기능을 마비시키거나 많은 인명피해를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 유역을 재해발생지점, 재해직접영향권, 재해간접영향권으로 구분하고 각 구역별로 적합한 재해저감 도시설계기법을 적용하여 피해를 최소화하고자 한다. 이를 위해서는 우선적으로 도시설계기법을 적용하여 시뮬레이션하고 정량적으로 효과를 검증할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 사용되고 있는 도시유출모형을 활용하여 재해저감 도시설계기법의 효과 분석을 위한 적용성을 검토하였다. 검토결과로써 효과분석을 위한 FFC2Q모형, XP-SWMM과 같은 집중형 모형의 한계점을 제시하였다.

• 환경정책연구
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• 제9권2호
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• pp.185-205
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• 2010

기후변화 적응정책을 수립하기 위해서는 지역에 기초한 취약성 평가가 선행되어야 한다. 지금까지 기후변화 취약성에 관한 연구는 주로 국가별 취약성의 비교 및 분석에 집중되었기 때문에 지역별 기후변화 취약성을 평가하고 비교하기 위한 방법론은 아직 국내외적으로 확립되어 있지 않은 실정이다. 본 논문의 목적은 기후변화 취약성의 개념적 틀을 확립하고 이를 지역적으로 평가하기 위한 일반적인 방법론을 개발하는 데에 있다. 기후변화 취약성을 IPCC (1996) 개념틀에 따라 기후노출과 시스템의 민감도, 그리고 시스템이 대응할 수 있는 적응능력의 함수로 보았다. 여러 기후노출 중 본 논문에서는 기후변화에 의해 일차적으로 피해를 입을 수 있는 해수면 상승을 상정하였다. 방법론 적용 대상도시로는 국내 해안에 위치한 목포시를 선정하였다. 이는 목포시가 포함된 우리나라 서남해 지역의 평균 해수면이 전반적으로 증가추세를 보이고 있고, 특히 목포시가 가장 큰 증가폭을 보였으며, 하구언과 방조제 건설 이후 이상고조 발생 가능성이 현격하게 높아진 해역이기 때문이다. 해수면 상승에 따른 민감도는 GIS 기술을 활용하여 해수면이 1~5m 상승할 경우의 침수 시뮬레이션 결과를 기반으로 계산하였다. 행정구역(동)별 침수면적 비율에 기초하여 여기에 인구밀도 및 65세 이상 인구비율에 대한 통계자료를 고려하였고, 표준화 과정(dimension index)을 거쳐 민감도 지수를 도출하였다. 적응능력으로는 하드웨어적인 측면과 소프트웨어적인 측면을 고려하였는데, 하드웨어적 적응능력으로는 방파제와 방조제의 존재여부 및 높이를 고려하였고, 소프트웨어적 적응능력은 목포시 75명 공무원을 대상으로 설문조사를 수행하여 평가하였다. 설문조사 문항에는 기후변화에 대한 인식, 거버넌스, 경제적 능력 및 정책 기반이 포함되었는데, 0~1 사이의 정량적인 값을 설문문항 응답수준에 따라 부여하였다. 해수면 상승에 따른 취약성은 민감도에서 적응능력을 뺀 나머지로 표현하였다. 목포시의 해수면 상승에 따른 취약성은 총 20개 동 중 7개 동이 높은 것으로 나타났다. 본 연구결과를 이용하여 기후변화 적응대책 수립의 방향성을 제시하기 위해서는 첫째, 과거 침수피해와의 상관관계 다이어그램을 통하여 적응정책 시행의 우선순위 지역을 선정하고, 둘째, 우선순위 지역에 대한 단기, 중기, 장기 개발계획 및 프로젝트를 검토한 후 이에 합당한 적응조치를 제언할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한조선학회지
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• 제61권1호
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• pp.16-29
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• 2024

2014년 4월 18일 오전 8시 48분경 전라남도 병풍도 인근 해역에서 세월호는 전복된 후 침몰하였다. 사고 당시 이 배에는 승객 443명과 선원 및 승무원 33명 모두 476명이 타고 있었고, 이 중 미수습자 5명을 포함하여304명이 생명을 잃었다. 그 동안 공식적인 사고원인 규명활동이 꾸준히 진행되어 이 사고의 원인을 규명하기 위한 조사가 네 차례 있었다. 하지만 아직까지 사고 원인이 무엇인지 명쾌하게 밝혀지지 않고 있다. 이 글에서는 먼저 그동안 있었던 네 차례의 공식적인 세월호 사고원인 규명활동을 정리하였다. 가장 먼저 사고원인 규명활동을 전개한 해양안전심판원 특별조사부는 2014년 사고 직후부터 그해 12월까지 활동하였다. 특별조사부 최종보고서에는 화물의 과적과 평형수 적재 부족으로 인한 선박복원성 기준 미달, 타각의 대각도 조타와 장시간 유지로 인한 부적절한 조타, 화물의 부실한 고박으로 인한 화물의 이동, 수밀문의 관리 부실로 인한 조기 침수와 비상대피장소(muster station)로의 승객대피 조치 미이행을 사고의 원인으로 들고 있다. 2015년 3월부터 2016년 6월까지 활동한 4·16세월호참사 특별조사위원회(특조위)는 '4·16 세월호 참사 특별 조사위원회 청산 백서'만을 간행하고 최종보고서를 제출하지 못한 채 활동을 종료하였다. 세월호 선체조사위원회(선조위)는 2017년 4월부터 2018년 8월까지 활동하였다. 선조위는 세월호 사고원인 규명을 위한 다른 기구에 비해 위원의 구성도 균형이 있었고, 직권사건 위주의 조사방법도 적절하였다. 또한 조타기와 조타 과실 여부, 급선회 항적 및 횡경사와 핀안정기의 물리적 손상에 관한 용역을 국내 여러 기관에 발주하였다. 뿐만 아니라 다양한 해양사고 원인규명 용역에 참여한 실적이 있는 영국의 기술용역회사인 Brookes Bell에 급선회와 빠른 침몰의 원인 조사를 요청하였다. 아울러 세계에서 가장 활발히 수조실험을 수행하고 있는 상업 연구소인 네덜란드의 MARIN에 수조시험과 시뮬레이션도 의뢰하였다. 하지만 아쉽게도 선조위는 서로 다른 사고 원인을 주장하는 두 권의 종합보고서를 간행하였다. 종합보고서로 '내인설' 종합보고서[6]는 타기 솔레노이드 밸브의 고착으로 시작된 급선회를 사고의 직접 원인으로 지목하고 있다. 하지만 '열린안' 종합보고서[7]에서는 수중체와의 충돌을 직접적인 사고 원인으로 밝히고 있다. 마지막으로 가습기살균제 사건과 4·16세월호 참사 특별조사위원회(사참위)가 2019년 3월부터 2022년 9월까지 활동하였다. 사참위는 위원으로 조선해양공학과 항해학 전문가가 포함되어 있지 않아 세월호의 사고원인 규명활동을 효과적으로 수행하기에는 적절하지 못하였다. 사참위는 주로 조타장치 고장에 따른 세월호 전타 선회현상 검증, 세월호 변형 손상부의 확인 및 원인 조사와 세월호 횡경사 원인과 침수과정 분석을 직권 과제로 추진하였다. 또한 네덜란드 MARIN에 자유항주시험을 추가로 의뢰하였으며, 핀란드의 NAPA group에도 복원성 계산과 침수해석을 의뢰하였다. 사참위는 선조위의 두 가지 사고원인에 대해 '내인설'의 솔레노이드 밸브 고착은 사고원인일 가능성이 매우 낮고, '열린안'의 수중체와의 충돌 시나리오는 근거가 부족함을 확인하였다. 이상에서 정리한 바와 같이 규명활동이 진행됨에 따라 사고원인이 수렴되어야 함에도 불구하고 아직까지 원인을 시원하게 밝히지 못하고 있다. 이 글에서는 사고원인 규명활동을 수행한 네 개 기구의 구성과 활동 내용을 비교하고, 사고조사 위원회의 바람직한 구성과 위원회의 운영 방법을 제시하고 있다. 또한 Brookes Bell 보고서에 수록된 출항 당시의 흘수에 근거한 배수량과 선미 램프의 폐쇄 전후의 횡경사각으로부터 도출한 GoM도 소개하고 있다. 아울러 출항 당시의 GoM값으로 추정한 사고 당시의 GoM값도 소개하고 있고, 수중체와의 충돌 시나리오를 후보 사고 시나리오에서 제외시켜야 할 이유도 열거하고 있다. 끝으로 해양사고 원인규명 활동이 보다 과학적으로 그리고 보다 합리적으로 이루어질 수 있기 위해 그리고 우리 사회의 안전문화 제고를 위한 몇 가지의 방안을 제시하고 있다. 또한 세월호 사고로 치른, 아직도 치르고 있는 희생을 딛고 해양안전문화가 한 걸음 더 나아가기 위해서는 세월호 사고의 원인을 반드시 규명해야 한다는 말씀으로 글을 마무리하고 있다.

• 대한교통학회지
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• 제25권6호
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• pp.33-42
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• 2007

우리나라는 하절기 기후 특성으로 인해 매년 집중호우와 태풍으로 수해를 경험하고 있다. 자연재해인 수해는 많은 재산피해와 인명피해를 유발시킬 수 있기 때문에 이에 대한 사전관리대책이 요구된다. 본 연구에서는 재난관리 시점을 예방 및 대비에 중점을 둔 예측 최적화 시뮬레이션을 이용한 교통방재 개념에 근거하여 수해 시 피해를 최소화 할 수 있는 방안으로 우회교통정보 제공 및 교통류 관리방안을 제시하였다. 연구의 결과로는 첫째 폭우나 폭설로 인한 감속 운행 시 교통상황에 적합한 연동신호운영으로 평균통행속도가 증가할 가능성을 보여주었으며, 둘째 도시부 도로에서 일부구간 침수 시 변동부등식 기반의 Route Guidance전략을 제안하여 차량과 운전자를 위험상황으로부터 안전하게 보호하고, 이로 인한 네트워크 전체의 소통악화를 비상 신호 Mode(좌회전 규제 해제) 등을 통해 개선할 여지를 보여주었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.710-720
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• 2020

Tsunami occurred by a rapid change in the ocean floor is a natural disaster that causes serious damage worldwide. South Korea seems to be out of the range of this damage, but it is quite possible that South Korea will fall within the range due to the long-distance propagation features of tsunami and many earthquakes occurred in Japan. However, the analysis and preparation for tsunami have been still insufficient. In this paper, we propose a tsunami simulation model based on cellular automata for analyzing coastal inundation. The proposed model calculates the range of inundation in coastal areas by propagating the energy of tsunami using the interaction between neighboring cells. We define interaction rules and algorithms for the energy transfer and propose a software tool to effectively utilize the model. In addition, to verify and tune the simulation model, we used the actual tsunami data in 2010 at Dichato, Chile. As a case study, the proposed model was applied to analyze the coastal inundation according to tsunami height in Gwangali Beach, a famous site in Busan. It is expected that the simulation model can be a help to prepare an effective countermeasure against tsunami and be used for a virtual evacuating training.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.648-657
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• 2014

본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.211-211
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• 2021

최근에 기후변화로 인한 한반도에 내습하는 태풍에 빈도는 점차 증가하고 있다. 2020년도 8월 26일 태풍 '바비', 9월 2일 태풍 '마이삭', 9월 7일 태풍 '하이선'은 일주일 내의 간격으로 한반도를 내습하였다. 한반도에 내습한 태풍 중에서 마이삭과 하이선은 동쪽 해역을 지나가면서 강풍과 많은 강우를 초래하였다. 그 결과 특정 원전은 자동 가동중지가 발생되는 사태를 야기 시켰다. 본 연구에서는 원자력 발전소 인근 해역에서 폭풍해일에 의한 가능최대파고 높이를 추정함으로써 발전소 안전성에 대한 검토에 목적을 두고 있다. 이를 위해 첫 번째로 '2019 전국 심해 설계파 산출 보고서'를 바탕으로 원전 인근 해역 심해 설계파 지점에 대해 파고, 주기, 해상풍과 같은 변수들을 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 100년부터 1000만년까지의 변수들을 예측하였다. 두 번째로 해도자료를 바탕으로 GIS를 통한 지형자료를 구축하였다. 구축된 지형자료를 바탕으로 SWAN 모델의 기초자료를 구성하였다. 세 번째로 추정된 변수들과 구축된 지형자료를 바탕으로 100년부터 1000만년까지의 시나리오별 SWAN 시뮬레이션을 통해서 원전 인근 해역에 대한 가능 최대 파고 높이를 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 특정 원전인근 해역에서의 평균적인 파고 높이에 대한 재해도 곡선을 추정하고 제시하였다. 본 연구를 바탕으로 향후 확률론적인 분석 방법을 적용하여 불확실성을 고려한 재해도 곡선 추정 과정의 기초자료로 활용될 수 있다. 또한 EurOtop을 적용하여 파고 높이에 따른 원전부지의 Overtopping을 추정하고, 최종적으로 폭풍해일에 의한 원전부지의 2차원 침수해석의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 통해 홍수 방지 및 예방과 관련한 홍수저감 활동과 관련된 통제실 외부 시설물에 대한 수동 조작에 대한 안전성 평가가 이루어질 수 있겠다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.6-6
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• 2022

최근 수재해에 대응하기 위한 물관리 환경은 기후변화에 따른 홍수 피해 심화와 댐과 하천 시설의 노후화 점증, 하천관리일원화 등 정책적 변화, 그리고 포스트코로나 디지털 혁신 등 복합적 대전환 시대 진입에 따라 복잡다단한 양상을 보이고 있다. 디지털 트윈은 디지털 대전환(digital transformation) 시대 다양한 산업 영역에서 지능화와 생산성 향상을 목적으로 도입되고 있다. 본 국가 시범사업에서는 170 km에 달하는 섬진강 유역 전체를 대상으로 홍수에 대응하기 위한 디지털 트윈 플랫폼(K-Twin SJ)을 구축하고 있다. 본 플랫폼은 국가 인프라 지능정보화 사업의 일환으로 시작되었으며, 공간정보와 시설물 모델링, 홍수 분석 등 수재해에 대응하기 위한 수자원 분야의 다학제적인 강소기업들과 K-water에서 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있다. 본 사업의 내용은 섬진강 댐-하천 유역에 대하여 고정밀도 3D 공간정보화, 실시간 물관리 데이터 연계, 홍수 분석 시뮬레이션, AI 댐 운영 최적화, AI 사면 정보 생성, 하천 제방 안전성 평가, AI 지능형 CCTV 영상분석, 간이 침수피해 예측, 드론 제약사항 조사 체계 개발을 포함하고 있다. 물관리 데이터와 하천 시설정보를 트윈 플랫폼 상에서 위치기반으로 시각화 표출하기 위해서는 유역의 공간정보를 3차원으로 구축하는 과정이 필수적이다. 따라서 GIS 기반의 섬진강 하천 중심 공간정보 구축을 위해 유역의 국가 정사영상과 5m 수치표고모형(DEM)은 최신성과를 협조 받아 적용하였으며, 홍수 분석을 위한 하천 중심 공간정보는 신규 헬기에 LiDAR 매핑을 수행하여 0.5m 급 DEM을 신규 구축하였다. 또한 하천 시설물 중 섬진강댐과 79개 주요 하천 횡단 교량과 3개 보 시설을 지상기준점 측량과 드론 매핑, 패턴 방식의 경량화 작업을 통해 트윈에 탑재할 수 있는 시설물 3D 객체 모델을 제작하였다. 홍수 분석을 위해서는 섬진강 유역에 대해 K-Drum, K-River, K-Flood 모델을 구축하였으며, AI 하천 수위 예측 학습 모델을 개발하였다. 섬진강 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼을 통해 데이터 기반의 똑똑한 물관리를 구현하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.367-380
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• 2014

지진해일파(tsunami)에 의한 피해로 소중한 인명손실뿐만 아니라 침수 범람에 의한 가옥과 같은 건물의 유실 및 방파제, 교량 및 항만과 같은 사회간접자본의 심각한 파괴 등을 들 수 있다. 본 연구의 대상인 연안구조물에서 피해원인으로 먼저 큰 지진해일파력을 고려할 수 있지만, 더불어 기초지반에서 세굴과 액상화와 같은 지반파괴를 고려할 수 있다. 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 해저지반내에 액상화의 가능성이 나타나고, 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델로 부터 고립파를 조파시켜 직립호안 및 해저지반상에서 시간변동의 동파압을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적응답과 구조물의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄 소성해저지반응답의 수치해석프로그램인 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)모델에 입력치로 적용하여 해저지반 및 직립호안의 주변에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시 공간변화, 지반변형, 구조물의 변위 및 지반액상화 등을 정량적으로 평가하여 직립호안의 안정성을 평가한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1991년도 하계학술발표회 한국항해학회
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• pp.37-44
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• 1991

영산강 하구언 방조제의 건설로 인한 항만 및 이의 인접해역 해면의 변화는 예상한 바 있으며 실제 여러개소에서 월 2회정도의 주기로 목포 구항부근 상업지역에서 해면상승에 따라 주기적으로 침수되는 현상이 나타나고 있다 목포항의 영산강 하구언 방조제 조성으로 인한 조류성분중 최고기록을 가진 수로에서는 6kts 정도로 감소된 것으로 보고되고 있으나 주위자연환경 변화에 따른 수면 상승 및 해수면의 주기적인 변화 등에 대한 상세한 언급 및 깊이 있는 분석은 회피되어왔다. 수자원의 효율적관리를 위해 하구언 방조제는 이미 건설되었고 앞으로 대규모의 항만개발과 대불산업단지조성을 위해 추가 3개의 만입해안해역에 댐으로 해역을 막아 매립공사를 추진하고 있다 그러나 이 지역에 대한 분석은 타당성의 여부만을 강조한 상업적 용역이 이루어지고 있고 장래 개발에 대해 학술적이고 실질적인 문제점 추출과 해결방아네 대해서는 무시하거나 경시한 바가 많다 더구나 태풍 저기압 등과 같은 자연재해를 고려한 분석은 시도되지 못하고 있다 따라서 개발전후의 현상에 대한 상세한 자료 및 현장 조사와 극한 상태를 고려하여 개발에 따른 수위상승 부진동, 조류 수질등 이해역의 변화요소를 수집하고 분석하며 과학적 접근방법에 기초를 둔 수치모델의 실험을 포함하여 현장관측 및 측정자료를 검증하는 것이 필수적이라고 사료되어 종합분석의 한단계로 여기서는 하구언 및 하구간척(Land Reclamatic of Estuary barren)으로 해역축소에 따른 해면변화의 실제현상을 조사하여 정리하고 이를 수치모델을 통해 시뮬레이션하여 보았다 이는 종합개발의 좋은 기초자료로 이용됨은 물론이로 이지역의 개발에 기여할 것으로본다.적절하게 가정된 지반의 응력-변형률 관계와 간극수압특성에 의하여 고려되었다. 그 결과 응력 및 변위가 심하게 발생하는 지역은 황색 점토층이었으며 이로부터 황색 점토층에서 부터 파괴면이 생성되어 다른 지역으로 전파되었음을 유추할 수 있었다.form trap with 2.88[eV] deep of injected space charge from the chathode in the crystaline regions. The origin of ${\alpha}$$_2$ peak was regarded as the detrapping process of ions trapped with 0.9[eV] deep originated from impurity-ion remained in the specimen during production process of the material, in the crystalline regions. The origin of ${\beta}$ peak was concluded to be due to the depolarization process of "C=0"dipole with the activation energy of 0.75[eV] in the amorphous regions. The origin of ${\gamma}$ peak was responsible to the process combined with the depolarization of "CH$_3$", chain segment, with the activation energy of ca