• 한국환경생태학회지
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• 제27권5호
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• pp.614-624
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• 2013

본 연구는 경주국립공원 전체 지구를 대상으로 토양침식에 대해 RUSLE 기법을 활용하여 잠재적 토양유실량과 침식위험도를 파악함으로써 토양생태계의 지속적인 보전과 더불어 재해방지 계획 수립을 위한 기초 자료 제공에 그 목적이 있다. 연평균 토양침식량 분석 결과, 전체 지구의 평균 토양침식량은 5.7ton/ha/yr로 나타났으며, 지구별로 남산 지구가 7.6ton/ha/yr로 가장 높았고 서악 지구가 2.1ton/ha/yr로 가장 낮았다. 토양침식위험등급 지역은 1% 미만으로 분석되었으며, 구미산 지구와 화랑 지구는 심각한 지역이 없었다. 그러나 남산 지구는 심각한 지역이 다른 지구에 비해 높게 나타났으며, 금오봉 일대에 집중되어 있었다. 따라서 금오봉 일대를 보호하기 위해서는 적절한 복원 및 관리방안이 수립되어야 할 것이다. 경주국립공원의 토지피복형태는 대부분 산림지역으로 나타났으며, 평균 토양침식량이 3.7ton/ha/yr로 양호한 수준인 것으로 확인되었다. 지형에 따른 토양침식량 분석 결과, 깊은 계곡이 단위면적 당 7.3ton/ha/yr로 나타났으며, 다음이 평탄곡지로 6.1ton/ha/yr로 분석되었다. 평탄지와 산정능선은 토양침식이 적게 발생되는 것으로 예측되었다. 향후, 국내 국립공원의 토양유실량을 분석한다면, 전체 국립공원의 토양생태계를 보전 및 복원할 수 있는 계획 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.39-46
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• 2007

본 연구에서는 최근 국내에서 신기술 등으로 인증되어 활용되고 있는 보수재료 공법을 적용한 폭로시험체를 제작한 후, 해양환경 및 일반 대기환경 하에서 장기폭로실험에 의한 정량적 폭로실험 데이터를 확보함으로서 향후 성능저하된 철근콘크리트 구조물의 보수재료 공법 성능평가 방법 및 품질관리기준 확립을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 해양 및 일반 대기환경 하에서 폭로재령 30개월까지 폭로실험을 실시한 결과 탄산화 및 염화물이온 침투 깊이는 피복두께에 비해 매우 적게 침투하였으며, 철근의 부식 면적과 부식 속도 결과를 토대로 폭로재령 30개월까지 철근 부식의 주된 원인은 내재 염화물량 및 매크로셀에 의한 부식이 가장 큰 원인으로 판단된다. 향후 폭로시험체의 지속적인 평가를 통하여 정량적인 폭로실험 데이터를 확보함으로서 보수재료 공법 성능 평가 방법 및 품질 관리 기준 확립을 위한 기초 자료를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.145-149
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• 2011

우리나라의 강우특성은 여름철인 6월~9월에 집중되며 대부분이 일시에 집중적으로 발생하여 하천을 통하여 호소 및 바다로 유입된다. 이러한 강우특성으로 여름철에 집중되는 강우로 인한 하천의 유량을 댐과 같은 수공시설물을 통해 저류시킴으로써 하류지역의 홍수피해를 예방하고 이용할 수 있는 물을 안정적으로 확보할 수 있도록 하고 있으나 대형 인공호의 유역에서는 인구 증가와 상업 및 공업화에 따른 토지이용이 변화함에 따라 오염물질의 유입이 증가하고 있는 추세이다. 댐이나 호소는 지표면에 고여 있는 수체를 말하며 물이 천천히 흐르거나 흐름이 전혀 없는 경우도 있다. 댐이나 호소에서는 장기간 수류의 지체현상이 발생하므로 발생하는 수체 및 수질의 문제가 하천과는 다르다고 할 수 있다(서동일 등, 2009). 호소의 물은 정체되어 있기 때문에 흐르는 물에 비해 자정능력이 부족하고 바닥에 퇴적된 유기물이 분해되어 수질에 나쁜 영향을 미치기 때문에 수질관리에 여러 가지 어려움이 따른다(박석순, 2009). 따라서 흐름방향 보다 수심방향으로의 특성이 강하게 작용하는 댐이나 호소에서는 3차원 수리 수질 모형의 적용이 타당하며 본 연구에서는 이를 위하여 EFDC를 적용하였다. 섬진강 유역의 경우 전체유역의 65.8%가 임야로 이루어진 산림유역으로 비교적 적은 양의 유역오염물질이 발생하지만 산불이나 벌채와 같은 산림의 손실은 홍수기 때 유역오염물질의 발생 및 유출을 증가시켜 주변수체의 수질을 악화시킬 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 운암호 수질측정망 상류 유역면적인 $526.23km^2$에 대하여 토지변화 시나리오를 임야의 25%, 50%, 75%가 손실되어 나대지화 되었다고 가정하고, EFDC 모형을 이용하여 산림지역의 소실에 따른 토지피복 변화가 섬진강 댐 운암호의 수질에 미치는 영향 정도를 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1104-1108
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• 2010

최근 수자원의 효율적인 배분을 위한 수자원관리의 중요성에 대한 인식과 하천의 환경적 기능에 대한 사회적 요구 증대로 수자원 기초조사에 의해 수집되어진 자료의 활용빈도가 다양한 분야에서 증가하고, 높은 신뢰도와 정확도를 요구하고 있다. 개발된 수위-유량 관계식의 신뢰도 검증은 일반적으로 지점별 수위-유량 관계식과 수위자료에 의해 산정된 유하량을 유역의 면적평균 강우량을 이용하여 산정한 유출률과 비교 분석하는 수문학적 방법에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 최근에는 공간적인 비균질성을 고려하여 유출과정에서 운동역학적인 이론을 기반으로 물의 흐름을 수리학적으로 추적해 나가는 물리적 기반의 분포형 유출모형의 활용도가 높아지고 있음에 따라 본 연구에서는 낙동강수계 임하댐유역을 대상으로 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$을 적용하여 유출량을 산정하고, K-water에서 수자원 환경기초조사 성과로 개발된 임하댐 상류 영양 수위관측소의 수위-유량 관계 곡선식을 이용하여 산정된 유출량과 비교함으로써 수자원기초조사 성과의 신뢰도를 검증하였다. 분포형 유출모형 적용에 필요한 매개변수 추출을 위해 GIS 기법을 이용하여 DEM, 토지피복도, 토양도에서 $Vflo^{TM}$의 입력인자인 경사도, 흐름방향, 조도계수, 수리전도도, 유효공극률, 토양심도를 추출 산정하였으며, 임하댐 유역의 8개 우량관측소 시우량자료를 이용하여 강우의 공간적인 통계 특성을 잘 반영하는 크리깅(Kriging) 기법에 의한 분포형 강우를 생성하였다. 또한, 본 모형을 통해 검증된 초기함수조건 등의 유역의 특성을 이용한 단기유량예측을 통하여 홍수량 예측 및 수문조사 효율성 향상에 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.888-888
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• 2012

본 연구는 3년(2008~2011년)간의 연구기간동안 저탄장에서 발생하는 유량과 수질농도를 분석하여 저탄장의 비점오염 유출특성을 파악하고자 하였다. 연구지점은 강원도 태백시에 위치한 가행 광산으로써 광산작업으로 인해 생산되는 비축탄(석탄과 광재)을 저장하는 대규모 저탄시설이다. 저탄장에는 강우로 인해 발생하는 강우유출수의 오염물질 배출량을 줄이기 위해 콘크리트 배수로와 침사지 시설이 설치되어 있다. 침사지를 거쳐 하천으로 유입되기 전에 강우유출수의 모니터링을 위해 모니터링 시설(유량계, 자동수질시료채취기, 강우량계)을 설치하여 유량과 농도를 측정하였다. 또한 정확한 강우량 측정을 위해 자기우량계를 설치하였다. 연구결과 강우에 의해 유출이 발생한 최저 강우량은 6.0 mm 인 것으로 나타났으며, 강우사상의 강우량은 6.0~248.4 mm의 범위로 나타났다. 이때 평균 강우강도는 0.6~13.1 mm/hr 인 것으로 나타났으며, 강우에 발생한 강우유출수의 유출률은 0.02~0.40으로 나타났다. 저탄장의 경우 저탄장의 표면을 비닐 캔버스로 덮어두기 때문에 불투수층이 많아 6.0 mm 정도의 적은양의 강우가 발생해도 유출이 발생하는 것으로 나타났다. 각 강우사상의 EMC 농도는 SS 6.5~712.3 mg/L, $COD_{Cr}$ 11.6~263.9 mg/L, $COD_{Mn}$ 3.4~106.8 mg/L, $BOD_5$ 1.0~56.0 mg/L, TN 0.145~5.600 mg/L, TP 0.101~2.526 mg/L, DOC 0.6~22.0 mg/L로 나타났다. 저탄장에서 측정된 수질농도는 기존 가행 광산에 관한 연구에 비해 SS 농도가 낮게 산정 되었으며, 이는 저탄장에 설치되어 있는 침사지 시설의 영향인 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 저탄장에서 발생하는 비점오염원의 유출특성을 파악하고, 모델링이나 환경정책에 필요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 강우량, 면적, 피복율 또는 침사지 시설 등의 영향에 대한 추가적인 모니터링을 통한 다각적인 분석의 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.647-647
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• 2015

본 연구는 새만금 유역에 잔디초생대 적용 시 수질오염 저감효과와 적용비용을 산출해 보았다 또한 초생대 본래의 기능 외에 잔디의 활용성에 대해서도 평가해 보았다. 새만금유역 내 익산시 밭경지에 세로 22m${\times}$폭 5m 규모로 대조구 1개소, 처리구 2개소를 각각 조성하여, 처리구 말단에 세로 2m${\times}$폭 5m 규모의 잔디 초생대를 조성하여 실험을 수행하였다. 시험포의 경사는 8%이며, 토성은 양토로서 토양배수등급이 양호한 것으로 조사되었다. 연구기간동안 모니터링 실시한 강우에 대해 각 시험구별로 측정된 유출과의 관계를 분석한 결과 초생대 처리구의 대조구 대비 유출저감 효과는 14.1~64.0%로 나타났으며, 비점오염저감효과는 SS 9.8~73.9%, T-N 24.0~84.2%, T-P 31.6~80.9%으로 나타났다. 잔디초생대 적용시 소요되는 총비용의 산정은 초생대 조성을 위한 잔디구입비 및 관리비용, 초생대 조성 면적만큼의 작물재배 포기로 인한 손해비용 등을 고려하여 산출하였다. 그 결과 초생대 조성을 위한 잔디구입 및 조성비용과 유지관리비용은 1,730천원/ha로 소요되는 것으로 산정되었으며,, 초생대 구역의 작물 재배포기로 감수해야 할 손해비용은 1,649천원/ha로 산정되어 잔디초생대 적용을 위한 총비용은 3,379천원/ha/year로 산정되었다. 또한 차년에는 조성비용은 제외할 수 있으므로 유지관리비용 및 손해비용만을 고려한 1,899천원/ha/year이 소요되는 것으로 산정되었다. 잔디의 활용성 평가는 초생대가 완전 피복된 후 잔디를 일정부분 떼어 내어 판매할 경우를 고려하여 파악해 보았다. 그 결과 초생대 40% 규모의 잔디를 떼어내 판매할 경우에 발생할 수 있는 수익은 1,260천원/ha/year으로 추정되었으며, 떼어낸 부위의 잔디 재활착은 정상적으로 진행됨을 파악하였다. 따라서 잔디초생대는 새만금유역의 수질오염 저감효과 뿐만 아니라 잔디판매를 통한 농민 소득증대에 기여할 수 있으므로 초생대의 현장 적용성은 매우 높을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.177-177
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• 2021

우리나라는 최근 이상기후로 유발되는 여름철 태풍과 집중호우로 인해 매년 심각한 홍수피해가 발생되고 있다. 또한, 도시화에 따른 자산 및 인구의 집중화로 인해 홍수피해 규모도 지속적으로 증가하고 있다. 이와 같은 재난 발생 시 위험도를 저감하기 위해서는 재난에 대한 예방이 선행되어야 한다. 한정된 예산에서 효율적인 재난관리의 일환으로 경제성 분석이 있는데, 이는 경제성이 높은 사업을 우선적으로 순위에 두고 시행하는 것이다. 다차원 홍수피해 산정법(이하 다차원법)은 2004년에 개발된 경제성 평가모형으로서, 예상피해액 산정 결과가 개선법에 비해 정확하다고 평가되고 있다. 하지만 다차원법에 적용되는 토지피복도는 동일한 구역에 있는 군집으로 나누어진 자료로 건물피해액 산정 시 도로면적까지 포함되는 경우가 있어 실제 피해액이 과대평가되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 도로명주소 전자지도를 활용해 다차원법을 보완하고자 하였다. 여기서 도로명주소 전자지도는 폴리곤 객체 단위로 건물이 구현되는 공간분석 자료로 건물피해액 산정 방법을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 경안천 유역의 홍수위험지도를 사용하여 도로명주소 전자지도와 토지피복도를 각각 적용했을 때 나타나는 경제성 분석 결과를 비교분석 하였다. 분석 결과, 기존의 토지피복도를 사용한 피해액 산정결과보다 개선된 공간분석 자료를 적용했을 때 더 정확한 예측피해액 산정결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 다차원법의 일반자산 피해항목 중 건물피해 산정방법만을 개선시켰는데, 향후 연구에서 농업지역, 산업지역, 공공시설물 피해 등의 산정방법의 보완이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국유기농업학회:학술대회논문집
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• 한국유기농학회 2009년도 하반기 학술대회
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• pp.287-287
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• 2009

우리나라의 시설재배면적은 51,237ha에 이르며 수경재배 면적을 제외하면 대부분 경운재배를 하고 있는 실정이다. 경운 작업은 대형 농기구를 이용하여 경운하기 때문에 시설내 토양 입자가 단립으로 잘게 부서지며 대형농기구로 인하여 토양이 답압되고 경운층 아래 경반층이 형성되어 뿌리 발육과 배수 불량의 원인을 제공하게 된다. 경운은 기존에 설치되어 있는 관수시설과 지주, 멀칭을 제거한 후 유기물을 투입하고 2~3회 경운작업 후 다시 소형농기구를 이용하여 이랑을 조성한다. 그리고 제거된 관수시설, 멀칭, 지주를 다시 설치하여야 하기 때문에 시설의 경운재배는 가장 고통스러운 악성노동을 수반하게 된다. 따라서 본 시험에서는 시설 고추 유기재배 시 무경운재배 효과에 대하여 검토하고자 전남 나주시 남평읍 평산리 "JD 중동통 미사질양토"에서 시험을 수행하였다. 2009년 3월 11일 "녹광" 고추 품종을 재식 거리 135${\times}$38cm로 정식하여 7월 27일까지 재배한 후, 시험포를 1/2로 나누어 트렉터를 이용하여 경운작업을 실시하고 2009년 8월 1일 억제작형으로 "녹광" 고추 품종을 정식하였다. 그리고 나머지 시험포 1/2은 전작물을 재배한 이랑에 경운작업을 생략하고 전작물 고추의 식물체는 지제부를 절단하여 분해되도록 고랑을 피복하였으며, 고추 포기와 포기 사이에 무경운으로 고추를 정식하여 시험을 수행하였다. 고추 정식 전 7월 30일에 경운 시험포에 10a당 29톤의 물을 관수하였으며, 무경운 시험포에는 10a당 48톤의 물을 관수하고, 관수 2일 후 시험포의 습도와 이랑에 발생되는 균열수를 조사하였다. 이랑의 수분함량은 표토 0.23%, 토양 30cm 깊이의 수분함량은 0.18%로 경운방법에 따라서 차이가 없었으나 토양 20cm 깊이의 수분함량은 경운은 0.25%, 무경운은 0.14%로 경운재배 토양에 비하여 뿌리의 주요 분포지역인 작토층의 수분함량이 44% 정도 낮았다. 그리고 경운재배 이랑에서는 7~35cm 정도 되는 균열이 m당 22개정도 발생되었으나 무경운에서는 관찰되지 않았다. 시설 토양의 생물다양성 지표가 되는 미소동물의 분포를 조사한(9월 16일) 결과 경운재배 토양에서는 보리톡톡기 등 8종 97개체가, 무경운 토양에서는 10종 101개체가 포획되었다. 경운 방법에 따른 시설 유기재배 고추의 수확과수는 주당 139~141과, 수량은 1,367~1,431g/주가 수확되고 10a당 수량은 경운재배가 2,790kg, 무경운재배는 2,666kg이 생산되어 경운방법에 따른 수량 차는 인정되지 않았다. 경운방법에 따른 경영비를 분석한 결과 무경운은 경운재배에 비하여 10a당 유기질 비료비 178천원, 대농구상각비 211천원, 노력비 261천원의 절감으로 경운재배 경영비 4,815천원/10a 대비 약 14%의 경영비가 절감되었다. 그리고 작기마다 반복되는 경운작업과 관수시설, 멀칭, 지주설치 작업을 1회 설치 작업으로 연속사용이 가능하여 시설재배에서 가장 고통스러운 악성노동의 회피가 가능하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.414-419
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• 2005

본 연구는 토양피복 접촉산화공정에서 새로 개발된 생물담체(Bio-rock)와 기존에 이용되어온 쇄석의 처리효율을 비교하기 위해 실시되었다 합성폐수는 $COD_{Cr}$ $150{\sim}370\;mg/L$, $BOD_5$ $150{\sim}270\;mg/L$, $T-N$ $20{\sim}60\;mg/L$, $T-P$ $5{\sim}25\;mg/L$, pH 7, 미량원소용액 2 mL/L로 조제되었다. 반응조는 2기를 준비하여 유입수량을 40 L/day로 하여 약 13개월간 운전했다. 초기 바이오락 반응기는 시멘트중의 $Ca(OH)_2$의 용출에 의해 pH 12까지 증가하였으나, 쇄석은 유기물 분해와 질산화에 의해 pH 4까지 감소하였다. pH의 불균형은 유기물 및 질소 분해균의 성장 및 활성에 저해를 초래했다 그러나 바이오락의 높은 pH는 암모니아 탈기와 인의 화학침전에는 유리한 것으로 판단되었다. 정상상태에서 바이오락은 $COD_{Cr}$ 96%, $BOD_5$ 98%, T-N 80%, T-P 85%의 높은 제거율을 나타내었고. 유입농도의 변화에도 매우 안정적이었다. 반면 쇄석의 경우 $COD_{Cr}$ 96%, $BOD_5$ 96%, T-N 42%, T-P 40%의 제거율을 나타내었다. 바이오락은 쇄석에 비해 질소, 인의 처리효율이 2배나 높았다. 또 전자현미경 분석결과에서 바이오락은 미생물의 부착이 쇄석에 비해 양호했고, 미생물 농도는 바이오락이 $5.2{\times}10^6\;CFU/mL$, 쇄석이 $2.6{\times}10^6\;CFU/mL$로 바이오락이 2배 높았다. 따라서 바이오락은 미생물 부착이 용이하고 처리효율이 높으며 유입농도 변동에도 안정적으로, 향후 처리기간 단축 및 부지면적의 감소에 유리하리라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.481-490
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• 2018

최근 기후변화와 이상기후의 영향으로 인한 홍수재해의 시 공간적 패턴의 변화가 복잡해짐에 따라 홍수범람 예측은 점점 어려워지고 있다. 이러한 기상이변에 따른 홍수피해를 예방하고 대응하기 위한 비구조적 대책으로 홍수위험등급 및 범람범위 등의 정보를 포함하고 있는 홍수위험지도의 작성이 필요하다. 실제로 고정밀도 홍수위험지도를 작성하기 위해서는 1차적으로 지형, 지질, 토지피복, 기상 등의 자료를 기반으로 강우-유출-범람해석을 통해 침수면적 및 침수깊이 등 범람 정보를 획득해야 되며, 2차적으로 피해액 산정을 위해 사회 경제와 관련된 다양한 DB를 필요로 한다. 하지만 개발도상국에서는 이러한 자료가 부족하고, 일부지역에서는 자료자체를 획득할 수가 없어 홍수위험지도 제작이 불가능하거나 그 정확도가 매우 낮은 실정이다. 본 연구에서는 ASTER 또는 SRTM과 같은 범용 지형자료로부터 주요 지형학적 인자를 선정하고, 선형이진분류법(Liner binary classifiers)과 ROC분석(Receiver Operation Characteristics)을 사용하여 실제 홍수유역을 유사하게 모의하는 최적 지형학적 인자를 도출하고, 이를 기반으로 광역 홍수범람지도를 작성하는 방안을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 방법론의 정확도 검증을 위해 북한(2007), 방글라데시(2007), 인도네시아(2010), 태국(2011), 미얀마(2015) 5개국의 대규모 홍수범람에 대해 적용하였다. 실제 홍수범람 영상정보에서 획득된 침수면적과의 공간적 비교 검토 결과, 최저(38%, 방글라데시), 최고(78%)으로 평균적으로 약 60%의 정확도를 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시하는 지형학적 인자 기반의 홍수범람지도 작성방법은 미계측유역에 대해서도 DEM만을 사용하여 홍수위험 지역을 쉽게 구분할 수 있다는 장점을 가지고 있어 1 2차원 범람해석 모형의 적용이 어려운 대유역에 대해 홍수범람 우려지역에 대한 공간정보를 제공해줄 수 있을 것으로 판단된다.