• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.985-985
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• 2012

최근 지구온난화 및 기후변화로 인해 단시간에 높은 강우강도를 가지고 발생하는 집중호우 홍수 등의 위험기상으로 인한 인명 및 재산피해가 빈번하게 발생하고 있어 초단기 및 단기 강수 예측에 대한 중요성이 부각되고 있다. 단기 강수예측모델은 다양한 관측자료의 사용과 자료동화기법의 개발로 예측능력이 크게 향상되었지만 수치모델의 고유특성인 스핀업(spin-up) 문제로 1~6시간까지 강수예측성능에 한계를 보인다. 반면 초단기 강수예측모델은 레이더기반으로 외삽법을 이용하여 1~3시간까지 높은 정확도의 강수예측을 하지만 강수에코의 생성 소멸의 물리과정을 포함하지 않아 3시간 이후의 정확도가 낮다. 이러한 단기 및 초단기 강수예측모델의 장점을 반영하여 최적 강수예측 자료 생산을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 초단기 및 단기 강수예측모델의 예측성능을 평가하였으며 모델의 예측성능 기반의 최적 강수자료 병합기법을 개발하였다. 향후 최적 강수예측 자료 생산체계가 구축되면 수문관련 유관기관에서 하천관리에 사용하는 유량예측모델에 시 공간적 고해상도의 강수예측정보를 제공하여 수문분야의 유량예측 정확도 행상에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.88-88
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• 2016

최근 우리나라에서 발생한 홍수 중 많은 관심을 불러일으킨 2010년 광화문 일대와 2011년 강남역 일대 홍수의 주요 원인은 하천관리를 통하여 대응해온 지금까지의 홍수와는 달리 도시의 우수배제 기능이 높은 강도의 강우에 대응하지 못한 것으로 분석되고 있다. 도시내부에서 발생한 이 같은 홍수는 도시의 기능에 심각한 영향을 줄 수 있으며, 거주민의 안전과도 밀접하게 연관된다. 본 연구에서는 도시의 기능과 거주민의 안전을 우선적으로 고려한 홍수 취약성평가 인자를 선정하고자 한다. 기존의 여러 홍수취약성 연구들에서는 취약성을 평가함에 있어 피해금액을 기준으로 적용하는 경우가 많이 있다. 장기적인 홍수대응, 완화 정책의 구상에 있어 예상되는 피해금액은 중요한 지표라고 볼 수 있다. 그러나 이 방법으로는 도시에서 발생 가능한 피해를 모두 반영하는데 한계가 있다. 도로, 지하철, 철도 등의 교통수단이 침수되는 경우, 피해회복을 위한 비용뿐만 아니라, 도시기능에 심각한 영향을 주어 도시의 생산성, 안정성에 막대한 피해를 남길 수 있다. 따라서 피해금액의 규모에 대한 접근만으로는 도시에서 발생한 홍수에 의해 피해를 받는 취약요인을 적극적으로 반영할 수 없다. 본 연구에서는 도시홍수 피해양상과 이에 대한 대응 방법 등 홍수의 물리적 위험성 뿐 아니라 홍수와 연관된 사회적인 요인들을 반영한 취약성 평가인자를 구성하기위하여 인자간의 인과관계 등을 고려하여 인자의 범위를 규정하고 델파이 설문조사와 문헌 연구를 통하여 전문가 의견을 수집, 분석하였다. 홍수취약성에 영향을 주는 요인들을 크게 3가지 그룹으로 정리하여 도시구조물, 거주민, 위험요인으로 구분하고 각 항목별로 영향인자을 선정하였다. 결정된 인자는 2011년 홍수피해가 발생한 도림천 유역에 적용하여 홍수취약성 평가를 수행하고자 한다.

• 농업과학연구
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 1996

암반사면의 안정성 검토는 암반내에 존재하는 불연속면의 물리적인 특성에 의하여 좌우되므로 암반에서 불연속연의 공학적 특성을 파악하는 것이 중요하다. 현재 암반사면의 경사도는 경험적인 요소들에 의하여 결정되거나 암석강도에 의한 표준경사 기준을 적용하고 있는 실정이나 이러한 기준은 절취사변의 풍화정도와 불연속면의 발달상태를 고려하지 않고 사변경사가 결정되기 때문에 사면 붕괴 발생의 위험이 항상 내재되어 있다. 따라서, 안전하고 합리적인 암반절취사면의 설계를 위하여 강원도 지역 도로의 암반사면 6개소를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 절리가 발달된 암반사면을 대상으로 평사투영법에 의하여 안전성을 분석한 결과, 현재와 같이 절리를 고려하지 않는 암반의 표준구배로 설계된 사면은 모두 불안하게 나타났다. 2. 강우와 사면붕괴와의 관계에서 최대시우량이 20mm이상이고 2일 연속강우량이 200mm이상일 때 사면붕괴의 위험성이 높은 것으로 나타났다. 3. 사면설계에서는 대표적인 불연속면의 공학적인 특성을 고려하여 평사투영법을 실시하고, 평사투영법에 의해 불안정한 것으로 판단된 사면은 한계평형식을 이용하여 정밀분석하는 것이 바람직하다. 4. 암반사면의 설계는 강도에 의한 것보다는 암반의 불연속면(절리, 층리, 단층)등을 고려하여 설계하는것이 바람직하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1205-1214
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• 2021

강수는 공극수압의 상승에 관여해 토양 강도 및 응력의 변동을 발생시켜 산사태의 주요 원인 인자 중 하나로 지목된다. 따라서 강수는 산사태 발생 임계값 산정에 빈번히 사용되나, 지반 안정성을 직접적으로 산정하고 예측하기에는 무리가 있어 오탐지 사건에 대한 분석에는 한계가 있다. 한편 토양수분은 공극수압의 변동에 보다 직접적인 연관성을 지니므로, 다수의 연구에서 지반 안정성의 정량적인 평가에 활용된 바 있다. 이에 본 연구에서는 산사태 발생에 대한 임계값 산정에 있어 토양수분 인자 활용의 적정성을 평가하고자 하였다. 먼저 두 수문 인자의 거동 분석을 통해 강수에 대한 토양 포화도의 반응성을 파악하고, 선행 강수지수(Antecedent Precipitation Index)를 활용해 산사태 발생 임계값을 산정하였다. 이후 토양 포화도를 활용하여 산사태 발생 임계값을 산정했으며, 분할표를 활용해 두 임계값을 정성적으로 평가하였다. 그 결과, 일 강수량(P_daily)을 단일 인자로 사용해 결정된 산사태 발생 임계값 대비 괴산읍에서는 각각 75% (API), 42% (SM)의 향상을 보였고 창수면에서는 각각 33% (API), 44% (SM)의 향상을 보였다. 따라서 토양수분과 선행 강수지수 모두 임계성공지수(Critical Success Index)를 효과적으로 향상시켰으며 오탐지율을 감소시켰다. 추후 토양 포화도를 통해 산사태 발생에 요구되는 강우 강도를 산정하는 연구와 토양 포화도 수준에 따른 강우 저항성을 산정하는 연구 등 토양수분 자료를 다각적으로 접목한 연구가 수행된다면 산사태 예측 정확성을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.995-1009
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• 2010

기후변화에 의해 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하고 지속적인 유역개발에 따른 토지이용의 증가는 토양침식 및 토사유출로 인한 재해 및 환경문제를 야기한다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 토양침식량 산정기법은 대부분 대상유역내의 평균 토양침식량을 산출하는 총량적 개념의 경험식이므로 호우기간동안의 침식 및 퇴적의 시 공간적 변화양상을 모의할 수 없다는 한계를 지니고 있다. 따라서 보다 합리적인 유역규모의 강우-유사-유출 메카니즘 해석을 위해서는 기존의 집중형 모의기법을 대체하고 다양한 기상학적/지형학적 정보를 활용할 수 있는 물리적 기반의 분포형 모형이 요구된다. 본 연구에서는 사면의 지표 및 지표하 흐름을 고려한 유출모의 모듈과 단위수류력 이론을 기반으로 하는 유사유출 모의모듈을 결합한 분포형 강우-유사-유출 모형을 확장개발하고, 용담댐 상류부의 천천유역에 적용하여 모형의 재현성 평가를 수행하였다. 수문곡선의 모의 결과 모형의 재현성은 우수하였으며, 유사량곡선의 경우 첨두부분에서 과소선정되는 경향이 나타났다. 또한, 지표면 유동거리 및 국부경사에 따른 침식 및 퇴적의 공간분포를 분석한 결과, 침식된 토사는 비교적 경사가 완만한 하천주변에 퇴적되었으며, 강우량과 침식 및 퇴적의 공간분포의 분석결과, 강우량의 증가에 따라 침식량이 증가하였으며, Thiessen망 유역별로 침식 및 퇴적 분포는 상이하게 나타났다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권6호
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• pp.133-146
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• 2021

오늘날 도로의 기상정보를 제공하기 위해 기상청에서 관리하는 기상관측 지점의 관측데이터를 활용하여 기상관측 지점 인근의 도로 기상상태를 도로관리자와 도로이용자에게 제공하는 방식을 취하고 있다. 하지만, 강수량 수집지점과 기상정보 제공 대상 도로와의 거리와 자연지형으로 인해 현실적으로 정확한 기상정보의 제공이 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고속도로 C-ITS로부터 수집되는 PVD(Probe Vehicle Data)에 포함되어있는 수집시간, 좌표정보, 와이퍼 정보 등을 활용하여 노선 전체에 걸쳐 실시간 강우 정보를 추출함으로써 기존 지점 단위의 기상청 강우 정보제공의 한계를 극복해 보고자 한다. C-ITS 기반 PVD로부터 추출된 와이퍼 정보와 기상청 기반 정보를 비교해본 결과 강우강도에 관계없이 두 정보는 대체로 유사함을 알 수 있었으며, 시간당 누적강수량이 많아질수록 일치 확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 기존 도로의 기상정보 제공방법의 한계점을 극복하기 위해 C-ITS 기반 PVD를 활용했다는 점과 향후 다양한 지역에서 수집될 것으로 예상되는 PVD의 새로운 활용방안을 제시했다는 측면에서 의의가 있다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.545-554
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• 2007

자연사면 산사태는 주요 유발인자인 강우나 지진 이외에 토질특성, 지형 및 지질요소 등 다양한 인자의 영향으로 발생될 수 있다. 본 연구지역의 경우 파괴의 시점에 인공구조물이 시공되어 있어 이들과 사면붕괴와의 관련성을 밝히는 것은 매우 의미가 있다. 이를 위해 원지반의 물성을 추정하여 자연사면 자체의 붕괴에 대한 취약성을 파악하고 구조물에 의해 변화된 지반에 대한 불안정성을 비교하여 붕괴원인을 살펴보았다. 현장조사와 실내시험으로 원지반과 성토지반의 물성을 구하였고, 지구물리탐사를 통해 추정된 파괴면의 심도를 이용하여 지하수위 변화에 따른 2차원과 3차원 한계평형해석을 각각 수행하였다. 해석결과는 지반의 토질특성과 강도정수에 상관없이 비슷한 안전율을 보였고, 지하수위는 만수위시 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2020

본 연구에서는 제방의 세굴이나 붕괴를 방지하기 위해 바이오폴리머(Biopolymer) 기반 신소재를 활용한 흙 제방의 보강공법을 제시하였다. 바이오폴리머 기반 제방의 보강공법은 흙과 바이오폴리머를 소량만 섞어도 흙의 강도 증진시킴과 동시에 빗물에 대한 내침식성과 식생의 생장을 촉진하는 생태성도 뛰어나기 때문에 제방 사면을 보호할 수 있는 친환경적이고 효율적인 공법이다. 이에 안동하천연구센터는 실증실험을 통한 신소재 제방 보강공법의 안정성 검증을 목표로 2 건의 월류붕괴 실험을 수행하였다. 첫 번째는 흙 제방 조건(Case 1)이며, 두 번째는 바이오폴리머 혼합 토양을 사면에 도포한 후 식생이 활착된 조건(Case 2)이다. 제방 붕괴에 따른 수로 내 수위변화를 측정하기 위해 압력식 수위계를 설치하였으며, 영상분석을 위한 다수의 카메라 및 드론을 활용하여 실험의 전 과정을 실시간 촬영하였다. 또한, 제내지 측 사면을 대상으로 월류에 따른 붕괴 지연효과를 정량적으로 제시하기 위해 이미지 픽셀 변화 측정 기법을 통한 시간에 따른 표면 손실률을 산정하였다. 흙 제방과 신소재 처리 제방의 시간에 따른 표면손실률을 비교한 결과, Case 2의 사면손실률이 Case 1에 비해 약 1.5~2.3 배 지연되는 것을 확인하였다. 하지만 단일 조건만으로 실험군과 비교군의 붕괴지연 결과가 제방 성능을 평가함에 있어서 일반화될 수 없으므로 이러한 정량적 평가는 다소 한계가 있다. 향후 이러한 부족한 부분을 해결하기 위한 노력과 다양한 조건의 추가실험을 통한 계측 데이터 및 붕괴지연시간의 평균값을 도출하여 신소재 제방의 안정성을 평가하기 위한 타당한 결과를 도출할 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.377-382
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• 2010

국내에는 약 14,000개의 중 소규모의 저수지들이 있다. 최근에 이상기후로 인한 많은 강우가 발생하여 저수지들의 월류나 파이핑으로 인한 붕괴가 지속적으로 일어나고 있어 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 특히 설계홍수량을 초과하는 월류로 인한 댐 붕괴 발생 시 피해규모가 크기 때문에 전국적으로 본포되어 있는 저수지들의 설계홍수량을 시급히 파악하여 저수지의 수문학적 안전성을 판단하고 설계홍수량이 작은 저수지의 경우 별도로 관리 할 수 있어야 한다. 하지만 기존에 저수지의 안전여부를 판단 할 수 있는 댐 붕괴 모의의 경우 많은 시간과 노력이 요구 되어 저수지의 안전여부를 보다 쉽고 빠르게 판단 할 수 있는 기준 마련이 시급히 필요하다. 본 연구에서는 보다 쉽고 빠르게 소규모저수지의 수문학적 안전성 평가를 할 수 있는 간편법에 대하여 연구 하였다. 연구 방법은 HEC-HMS을 이용한 댐 붕괴와 본 연구에서 제시한 간편법을 통하여 홍수량의 비교 검토 및 저수지의 수문학적 안전성을 평가를 하였다. HEC-HMS의 첨두홍수량은 빈도별 지속시간별 확률강우량을 이용하여 산정하였으며, 가능최대홍수량(PMF)은 실제호우전이법으로 산정한 가능최대강수량(PMP)을 이용하였다. 간편법의 첨두홍수량은 합리식과 통합형 강우강도식을 이용하여 산정하였고, 가능최대홍수량(PMF)은 Creager공식을 이용하여 산1)정하였다. 댐 붕괴의 경우 HEC-HMS에서는 댐 붕괴 모듈을 실행하여 모의를 하였고, 간편법의 댐 붕괴는 여수로의 한계 유출을 파악할 수 있는 위어공식을 이용하여 댐 붕괴 모의를 하였다. 마지막으로 산정된 첨두홍수량과 가능최대홍수량(PMF)을 작성된 수문학적 안전성 평가표에 기입하여 비교 분석하였다. 연구결과 HEC-HMS로 산정한 빈도별 첨두홍수량 가능최대홍수량(PMF)과 간편법으로 구한 빈도별 첨두 홍수량 가능최대홍수량(PMF)의 차이는 약 편차가 50%정도로 간편법으로 구한 첨두홍수량 가능최대홍수량(PMF)이 더 크게 산정되었다. 편차의 발생 이유는 본 연구에서 제시한 간편법의 경우 안전율을 고려한 경험공식을 사용하였기 때문이라고 판단되며, 간편법을 통한 소규모저수지의 수문학적 안전성 평가를 다른 대상지역의 소규모저수지에도 적용하여 보고 수문학적 평가방법이 올바르게 적용 될 수 있는지 확인이 필요하다고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제16권2호
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• pp.109-134
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• 2006

암반(암석)은 생성시와는 다른 온도 압력조건, 대기와 지하수 및 강우 등의 영향으로 풍화작용을 겪게된다. 풍화작용은 암석을 구성하는 조암광물의 화학적 성질을 변화시키며, 불연속면을 따른 물리, 화학적 제반특성에 영향을 준다. 암석이 풍화작용을 겪게 되면 암석(암반)의 물성이 저하되는 현상이 나타나 이로 인한 사면의 파괴, 지하수의 유출, 암종간의 차별풍화로 인한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 대규모 사면 절개시에는 현재의 풍화특성을 분석하여 풍화상태가 앞으로 어떻게 진행될 것인지 예측하고, 이 결과를 토대로 비탈면 보호 및 보강공법에 기준을 판단하는 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해 기존의 여러 건설사업의 설계단계에서 화학적 풍화속도와 암석의 다른 특성들을 종합하여 분석하는 화학적 풍화민감도 분석 기법이 적용되어 왔다. 그러나 기존의 화학적 풍화민감도 분석은 본래 암반이 아닌 토양의 풍화에 대해 개발된 기법이며 고려되어야 할 변수들의 수가 많고 그 관계가 복잡하며, 공학적 시간단계별로 암반사면의 풍화민감특성을 적용하는데 한계가 있다. 또한, 기존의 방법은 주로 등방성이 강한 화강암질 암석에 특성분석 기법을 적용하여 퇴적암과 같이 이방성이 강한 암반에 적용하기 어려운 문제도 있다. 풍화지형을 연구하는 지형학자들의 연구(Oguchi et al., 1994; Sunamura, 1996; Norwick and Dexter, 2002)에서 시간에 따라 진행되는 풍화에 의한 암석의 강도저하는 음지수 함수의 형태를 나타내는 것을 제안되었다. 이 관계를 공학적으로 적용하면, 풍화에 작용하는 여러 요인들의 결과를 강도저하로 표현할 수 있으며, 강도라는 암석의 물성을 설명함으로써 공학적으로 의미가 있는 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 전술한 관계에 의해 풍화진행 시간에 따른 암석의 강도특성 변화를 고려하여 퇴적암에 특화시킨 풍화민감특성 분석을 암반사면의 풍화민감특성을 설명하고 설계에 직접적으로 적용할 수 있는 방법으로 제안한다.