• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.500-500
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• 2022

「물환경보전법」은 2007년의 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」에서 개정된 법률로 그 목적이 수질과 수생태계로 국한되어 왔다. 하지만 통합물관리 도입으로 인하여 제정된 「물관리기본법」에서는 "국가와 지방자치단체가 물과 관련된 정책을 수립, 시행할 때에는 물순환 과정의 전주기를 고려하여야 한다"고 명시되어 있으며 「물환경보전법」의 물순환관리지표는 수량이 제외되어 물순환 왜곡으로 인한 문제점이 충분히 포함되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국민들의 안전을 도모하기 위하여 물순환관리지표에 도시유역의 물순환 왜곡으로 인한 수재해 현황을 추가적으로 고려하고자 한다. 수재해 현황은 행정안전부의 자연재해로 인한 최근 10년간 인명피해와 피해액 조사를 바탕으로 가장 심각한 피해를 불러일으킨 폭염과 태풍 및 호우를 고려대상으로 선정하였다. 그 중 도시유역에서의 폭염피해란 불투수면적률이 증가함에 따라 증발산량이 감소하며 발생하는 도심의 열섬현상과 깊은 관계가 있고, 태풍 및 호우피해는 첨두유량의 증가와 도시배수의 연결성에 의하여 발생하는 침수와 깊은 관계가 있기에 이를 본 연구에서의 수량의 대표인자로 결정하였다. 수계 단위의 물순환관리지표와 행정구역 단위의 수재해 현황을 공간적으로 비교하기 위해 면적가중평균법을 이용하여 물순환율과 불투수면적률을 행정구역별로 재척도화를 하였다. 그리고 고려할 요소를 판단하기 위해 행정구역 별 물순환관리지표와 열섬현상, 도시침수를 측정하는 지표의 순위를 매겨 등위상관계수를 계산하였다. 도시침수와 열섬현상을 대표하는 지표 중 물순환율과 상관계수가 낮은 지표부터 물순환관리지표에 포함시켜야 할 요소라고 판단하였으며, 이를 바탕으로 보다 개선된 물순환관리지표를 제안하였다. 기후변화에 따라 현재 수재해 위험성이 더욱 커지고 그의 패턴도 달라지고 있기에 본 연구의 결과를 바탕으로 물순환관리지표가 좀 더 국민들에게 실효성이 있는 평가지표로 개선되기를 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.117-117
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• 2022

범지구적인 기후변화로 인하여 도시유역의 국지성 집중호우가 빈번히 발생하고 기상이변 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 이로 인해 도시지역의 침수 등의 자연재해 증가로 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 따라 하수도의 제 기능을 수행하고 있다면 문제가 없지만 이상기후로 인한 기록적인 폭우에 의해 침수가 발생하고 있다. 홍수 및 집중호우와 같은 극치사상의 발생빈도가 증가됨에 따라 강우사상의 변동에 따른 하수관로의 수위를 예측하고 침수에 대해 대처하기 위해 과거 수위에 따른 수위 예측은 중요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 서울 열린데이터 광장에서 제공하는 서울시 하수관로 수위 현황 자료를 활용하여 하수관로 수위 예측을 확인해 보았다. 대상자료는 서울특별시 강동구에 위치한 하수관로 수위 자료로, 서울 열린데이터 광장에서 제공하고 있는 2012년 ~ 2020년 25개 구 데이터 중 가장 누락데이터가 적은 자료를 활용하여 연구를 진행하였다. 하수관로 수위 예측에는 딥러닝 알고리즘RNN-LSTM 알고리즘을 활용하였으며, RNN-LSTM 알고리즘은 하천의 수위 예측에 우수한 성능을 보여준 바 있다. 하수관로 수위 예측에 앞서 1분 단위로 수집된 수위 데이터를 5분 평균, 5분 스킵자료, 10분 평균, 10분 스킵 등 비교를 위해 데이터를 구분하여 학습에 활용하였으며, 데이터 분석을 위해 하수관로 수위값 변동이 심한 1주일을 선정하여 분석을 실시하였다. 연구에는Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하였으며, 하수관로 수위 고유번호 25-0001을 대상으로 예측을 하였다. 학습에는 2012년 ~ 2018년의 하수관로 수위 자료를 활용하였으며, 모형의 검증을 위해 결정계수(R square)를 이용하여 통계분석을 실시하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권4호
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• pp.610-621
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• 2021

지진 발생과 집중호우에 의해 땅밀림형 산사태 유형으로 분류되는 땅밀림 현상이 전국적으로 광범위하게 나타나고 있다. 산림청은 땅밀림으로 인한 인명 및 재산 피해를 예방하기 위해 땅밀림 우려지 현장조사 판정표를 통해 땅밀림 발생 위험지를 사전에 파악하고 있다. 한편 최근에는 컴퓨터 기술의 발달로 인공지능의 한 분야인 기계학습 분류기법을 이용하여 산지재해 취약성을 평가하거나 자연재해를 예측하고 있다. 따라서 이 연구에서는 기계학습 분류기법인 k-Nearest Neighbor(k-NN), Naive Bayes(NB), Random Forest(RF), 그리고 Support Vector Machine(SVM) 분류모델을 이용하여 땅밀림 발생 위험등급을 분류하였다. 한국치산기술협회의 2018~2020년 조사 자료 4,618개 중에서 땅밀림 현상의 발생 여부를 고려하여 발생지 총 146개소, 그리고 미발생지 146개소를 임의추출하여 292개 자료를 선정하였으며, 이 중 70%에 해당하는 204개소 자료를 훈련자료로 하여 모델을 구축하였다. 전체 자료의 30%에 해당하는 88개 검증자료에 대해 모델을 평가한 결과, k-NN은 0.727, NB는 0.750, RF는 0.807, 그리고 SVM은 0.750의 분류정확도를 보였다. 또한, Kappa 상관계수는 각각 0.534, 0.580, 0.673 및 0.585, 그리고 AUC는 각각 0.872, 0.912, 0.943 및 0.834로 계산되었다. 따라서 땅밀림 위험지역 판정을 위한 기계학습 분류모델은 RF, NB, SVM, 그리고 k-NN 순으로 높은 성능을 보였다. 기계학습 분류모델은 향후 산지토사재해의 예방 및 대응을 위한 기초자료로 활용 가능하며, 땅밀림 재해 관리 및 피해 경감에 위한 정책 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.63-69
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• 2012

우리나라는 기후변화에 따른 국지성 호우의 증가로 비탈면 붕괴와 같은 재해 가능성이 높아지고 있으며, 이러한 재해를 사전에 예방하기 위해 "건설공사 비탈면 설계기준"에 관련 지침사항을 규정하고 있다. 최근에는 관련 지침 중 기존의 우기시 비탈면 안정성 검토 방법이 강우의 침투를 고려하여 보다 현실적으로 수행할 수 있도록 개정되었다. 본 연구에서는 이러한 동향에 따라 통일분류법에 따른 흙의 종류와 강우강도별 포화깊이를 분석하였다. 분석 결과, 전반적으로 투수계수와 강우강도가 클수록 포화깊이도 비례하여 증가하는 양상을 보였으나 MH, CL에서는 포화영역이 발생하지 않았다. 또한 선행강우를 해석상에 반영한 경우에 포화깊이가 전반적으로 증가하였으며, 강우량이 많은 경우 보다 적은 경우에 포화영역의 증가율이 높은 것으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제32권5호
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• pp.515-525
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• 2014

최근 기후변화로 인한 집중호우와 태풍의 증가로 산사태 및 토석류와 같은 산지토사재해가 급증하고 있다. 산지토사재해는 자연사면에서 발생하는 산사태와 토석류를 말한다. 넓은 지역에 대하여 토석류 피해범위를 예측하기 위해서는 물리적 기반의 수치해석보다는 Random Walk Model과 같은 응답모델이 적절하다. Random Walk Model은 계산방법이 간단하고 넓은 지역을 대상으로 토석류의 유동 및 퇴적 특성을 경사도의 인자로 단순화한 확률 모델이다. Random Walk Model을 이용하여 토석류 피해범위 예측을 할 수 있지만 이 모델을 적용하기 위해서는 지형조건에 맞는 초기 입력변수가 결정되어야한다. 본 연구에서는 2011년 대규모 토석류가 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 현장조사 자료와 항공사진, 항공라이다 자료로부터 생성된 토석류 발생 전 후 수치표고모형의 육안판독을 통해 토석류 발생부와 퇴적부를 추출하여 Random Walk Model의 최적 변수를 산정하였다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.623-631
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• 2011

최근 기후변화에 따른 전지구적인 지구온난화는 대형 태풍의 발생, 집중호우의 증가 등 기존의 기후 특성을 변화시키고 있다. 이로 말미암아 자연재해의 강도가 강해지고 있고, 인명과 재산피해가 대규모화되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위하여 미래 기후변화를 예측하고 도심지에 미치는 영향을 파악하고자 하였으며, 대상지역으로는 배수 관거의 용량 초과로 인해 상습적으로 침수가 발생하는 인천광역시 계양구 일대를 선정하였다. 먼저, 기후변화 시나리오 및 기후모형들을 검토하여 적정 기후시나리오와 기후모형을 선정하고, 수집한 강우자료를 시간단위로 축소한 뒤 미래 기후변화의 영향으로 인해 발생할 수 있는 확률강우량을 구하였다. 미래 증가하는 확률강우량을 XP-SWMM모형에 적용해 도시배수시스템의 홍수유출량을 산정 하였는데, 대상지역에 월류가 발생할 것으로 예상되었다. 따라서 이에 대한 적절한 대책 마련이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.15-23
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• 2010

토석류는 사면 붕괴, 산사태, 홍수 등과 같은 인명 및 재산피해를 수반하는 자연재해의 일종이다. 2006년 7월 집중호우로 인하여 대규모 토석류가 발생하였으며, 이에 따라 고속국도, 일반국도, 철도 등의 국가 기간망이 통제되어 언론에 보도되는 사태가 발생하곤 하였다. 토석류에 대한 연구는 지금까지 충실히 수행되지 않은 것이 사실이다. 원인으로는 예측이 매우 어려웠을 뿐 아니라, 발생위치가 산지에서 주로 발생하였으며 도심지 및 주택가에서 발생하지 않아 국민들에게 부각되지 않았던 이유도 있다. 본 연구에서는 토석류를 방지하기 위하여 사방댐 등의 대책방안이 수립되어 적용되어 오고 있으나, 단점 및 보완점을 개발하여 새로운 기법을 적용하였다. 또한, 계곡부의 특성 및 형상에 따라 다단계의 유연성 시설물을 설치함하여 인명 및 재산피해를 최소화 할 수 있도록 고안하였다. 대상지역을 2개소 선정하여 적용성에 대한 평가를 실시하고 결과를 제시하였다. 연구결과, Site A, B 지역에 토석류 방지시설이 각각 17개와 13개가 설치요구되었다. 향후 토석류에 대한 체계적인 지침 및 방안에 대하여 정립해 나갈 필요가 있을 것으로 생각된다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권7호
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• pp.1333-1339
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• 2018

최근 집중호우 등 기상으로 인한 재해가 증가함에 따라 수문기상, 방재분야에서 레이더를 이용한 기상 및 재해예측에 대한 관심이 증대되고 관련연구가 활발히 이루어지고 있다. 환경부 등에서는 레이더 네트워크를 전국적으로 구축 운영함에 따라 레이더의 활용성이 강조되고 있지만, 레이더자료를 활용하고자 하는 실무자 및 연구자들은 레이더자료의 특성을 이해해야하고 레이더자료 형식(UF)의 변환과 보정에 시행착오를 경험하고 있다. 이에 본 연구에서는 UF형식의 레이더자료를 이미지 및 텍스트파일(ASCII file)로 생성할 수 있도록 JAVA 언어를 이용한 GUI방식의 레이더자료를 표출 및 분석 프로그램(RaDAP; Radar Display and Analysis Program)을 개발하였다. 본 프로그램을 이용하여 원하는 레이더강우 자료를 도출하고 이를 이용한 분석을 수행하는데 필요한 소요시간을 최소화 할 수 있어 다양한 분야에서 레이더자료의 활용성을 높이는데 기여할 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.63-68
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• 2010

본 연구에서는 지상 LiDAR(Light Detection And Ranging) 스캔자료를 이용하여 토석류 재해 발생지역에 대한 토석류 발생량을 산정하고자 하였다. 충북 제천시를 연구대상지역으로 선정하여, 1:5000 수치지도를 이용한 DEM(수치표고모형)자료와 LiDAR 측량자료를 이용한 수치표고모형자료를 비교분석 하고 토석류 발생량을 산정하였다. 연구결과 침식량은 $24,150m^3$, 퇴적량은 $14,296m^3$로 산정되었고, 수로형 토석류와 사면형 토석류의 형태, 만곡부에서의 퇴적 등이 적절히 표현되었다. 토석류 발생량의 산정연구는 토석류 재해저감이나 대책수립 및 수치모의에 유용한 기초자료로 활용 될 것이다.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.75-82
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• 2010

도시개발은 불투수면적의 증가를 가져오는 요인이다. 영구저류지는 도시개발 유역의 우수유출을 저감시키는 시설이다. 본 연구에서는 사전재해영향성 제도에서 합리적인 홍수조절방안을 제시하고자 하였다. 먼저 홍수량 계산에서 도달시간 채택에 관한 문제점을 고찰하였다. 홍수유출 모의모형의 적합성 검토는 전원유역과 도시유역에 대하여 수행되었다. 홍수유출 모의모형은 2009년 7월 7일과 9일의 실제 호우 시 측정자료를 통하여 검증되었다. 그 결과, 전원유역과 도시유역에 적합한 모형은 각각 운동파 모형과 SWMM인 것으로 분석되었다. 본 연구에서 수행한 홍수량 산정모형과 합리적인 홍수설계 방안은 국내의 영구저류지 설계 시 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 수문학적 분석방법은 영구저류지의 합리적인 용량 및 규모산정에 활용될 것으로 사료된다.