• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.451-451
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• 2011

홍수피해경감편익 가운데 직접편익 항목은 크게 일반자산피해액, 인적피해액, 공공시설물피해액으로 구분되며, 이 가운데 공공시설물피해액은 현재까지 국내실정을 고려하지 않은 일본수치를 그대로 차용하여 실제 적용시 해당지역의 규모, 특성을 무시한 채 평가되어 왔다. 이러한 공공시설물 홍수피해액은 전체 피해액에서 차지하는 비율이 상대적으로 매우 크고, 해당지역의 개발정도에 따라 피해정도가 상이할 수 있기 때문에, 이에 대한 보다 실증적이고 합리적인 접근이 필요하다. 그리하여 본 연구에서는 국내 실정에 적합하고 지역특성을 실제적으로 고려한 공공시설물피해액을 산정하기 위한 방안을 모색하였다. 이를 위해 본 연구에서 고려하는 공공시설물을 재정의하였고, 피해특성 및 양상에 따라 침수심 예민 공공시설물과 침수심 비예민 공공시설물로 분류하여 각각에 대한 분석절차를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.453-453
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• 2018

2017년 12월 기준 우리나라에 등록된 자동차는 약 2,200만 이상으로, 그 증가율은 매년 증가하는 추세이다. 이러한 최근 차량대수 및 고자산인 외산차 보유율 증가는 자연재난에서 노출과 관련한 위험도를 증가시키는 주요인이 되며, 홍수발생 시 상당한 규모의 경제적 피해를 야기한다. 현재 국가연구개발사업으로 진행 중인 행정안전부(2017) 연구는 위험지역 내 차량의 공간적 분포와 차량유형별 침수심에 따른 취약성을 고려하여 어떠한 홍수사상으로부터 예상되는 차량 피해액을 추정하는 방법을 제시한 바 있다. 여기서는 어떠한 집계구 내에서 동일한 침수심 구간을 가지는 면(polygon)을 분석단위로 하고 있는 데, 이를 편의성 차원에서 벡터자료에 기반 한 연산과정을 수행할 경우 정의된 침수구역도(재해정보)의 고유 정보가 훼손되거나, 세분화된 침수심 구간에 따른 손상률 관계를 사용할 수 없는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 격자 기반의 침수구역도와 인벤토리 지도로부터 Raster GIS 공간연산을 활용한 차량피해 산정절차를 제시하였고, 이를 신천수계 하천기본계획(경기도, 2011)에서 계획된 치수사업에 적용하여 홍수빈도별 사업시행 전후 상황에 적용하였다. 이 과정에서 침수구역도는 인벤토리 상의 집계구 면적을 고려하여 $5m{\times}5m$ 크기로 제작하였고, 동일한 격자크기로 변환된 인벤토리는 변환 전후 면적을 기준으로 할 때 거의 오차가 없는 것으로 확인되었다. 그리고 Raster 공간연산으로부터 침수편입률을 결정하는 과정에서 집계구 넘버 및 침수심 정보를 확인하기 위한 자료별 전처리 과정을 제시하였고, 여기서 집계구 넘버는 인벤토리 정보와 침수심 정보는 손상함수와 연계된다. 본 연구에서 제시한 결과는 향후 실무에서 직접 적용하는 데 활용하기 위하여 방법론과 함께 가이드라인 문서로 정리할 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.135-135
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• 2011

지구온난화와 이상기후에 따라 최근 우리나라를 둘러싼 기후패턴의 변화가 가속화되고 있으며 한반도는 장마기간이 소강상태를 보이는 반면, 장마 후 국지성 집중호우가 증가하고 태풍이 내습하는 현상이 빈번해짐으로써 홍수에 대한 위험과 피해규모도 증가하고 있다. 특히 도시지역에서는 강우규모가 배수시스템의 용량을 초과하거나, 하천수위 상승으로 관로 내에 역류가 발생하는 등 우수 배제 기능을 제대로 수행하지 못할 경우 발생하는 지표침수로 인해 심각한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 실제로 현재 홍수해석 및 홍수위험지도 작성시 내수시스템을 반영하지 않아 침수면적 및 범위의 오차가 존재하며 홍수위험지도 작성시 내수범람과 외수범람을 따로 고려하는 문제점이 있다. 따라서 도시 침수 해석시 내수시스템을 반영한 정확한 침수심 및 침수면적계산뿐만 아니라 이상기후에 대비한 복합적 요인으로 인한 침수해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 하천해석을 위해 1차원 하천 해석 모형인 FLDWAV모형을 적용하고 가상의 제방 파제 시나리오를 통하여 외수범람 영향을 구하였으며, 배수시스템의 SWMM모형과 제내지에서 내수와 외수범람의 영향을 고려한 DEM기반의 2차원 범람해석을 연계한 Dual-Drainage모형에 대하여 외수범람 영향에 따른 흐름의 양상, 침수심, 침수위 등을 분석하였다. 개발한 모형에 대한 적용성을 검토하기 위하여 대구 신암5동 유역을 선정하였고 대상유역의 수치지도를 활용하여 정형 격자 20m 크기로 지형자료를 구성하였으며, 건물의 영향도 고려하기 위해 DEM에 건물자료를 합성하였다. 침수해석 결과 내수시스템의 영향을 고려하지 않을 때가 고려하였을 때 보다 Node(맨홀)에서의 재유입의 영향으로 인하여 최대 침수심이 더 높게 나왔으며 침수면적도 넓게 나타나는 것을 확인하였고, 기존의 홍수위험지도 작성시 외수침수와 내수침수를 구분하여 해석하였던 것을 본 연구에서 통합하여 외수범람의 영향을 고려한 통합침수해석을 실시하여 내수에서 발생할 수 있는 유출량과 내수시스템의 월류량 등에 대한 고려가 없는 외수침수만 해석시 보다 최대침수심이 더 높게 나타났으며 침수면적 또한 넓게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구를 통해서 도시홍수, 돌발홍수 등의 발생시 정확한 도시 침수 해석이 가능하며 도시침수구역에 대한 적절한 예 경보 및 피난대책 수립에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한 국내의 홍수위험지도나 도시 침수해석과 연계하여 선행시간을 확보한 정확도 높은 홍수정보시스템 구축에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.280-284
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• 2011

본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계에 포함된 불광천 유역을 대상으로 도시지역 침수모의를 수행하였다. 1차원 모형인 HEC-GeoRAS를 이용하여 외수침수에 대한 모의를 수행하였고, 2차원 모형인 CCHE2D를 이용하여 외수침수와 내 외수침수에 대해 모의를 수행하여 비교하였다. SWMM을 이용하여 확률 홍수량과 유출량을 산정한 후, HEC-GeoRAS를 이용하여 50년, 100년, 200년 빈도의 홍수량에 대한 침수지역 및 침수심을 구하였다. 외수침수와 내 외수침수를 각각 수행하여 빈도별 홍수량에 따른 침수지역 및 침수심을 구하였다. 두 모형을 이용한 1차원 및 2차원 해석결과를 바탕으로 기법별 침수면적 및 침수심을 비교한 결과 HEC-GeoRAS가 CCHE2D보다 과다 산정되는 것을 확인할 수 있었다. CCHE2D 모형을 이용한 외수침수모의와 내 외수침수모의를 비교했을 때 침수면적은 높은 빈도에서 최소 1.03배로 큰 차이가 없었으나 낮은 빈도에서 6.85배로 큰 차이가 발생하며, 침수심은 최소 1.01배, 최대 1.28배로 큰 차이가 없었다. 이는 내수침수가 침수면적 산정에 큰 영향을 미치며, 침수지역을 결정하는데 높은 빈도에서는 제방을 월류한 유량이 크게 영향을 미치고, 낮은 빈도에서는 맨홀을 월류한 유량이 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.339-339
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• 2017

손상함수란 건물, 차량, 농작물 등과 같은 피해대상물에 재난강도에 따른 취약도(vulnerability)를 정량화한 함수로, 재난리스크 모델에서 널리 사용되는 개념이다. 홍수재난에서 손상함수는 일반적으로 피해지역에서 조사된 경험적 피해자료(empirical data)를 활용하거나, 표준화된 피해대상물에 대한 손상성을 전문가의 의견(expert opinion)을 참고하여 개발된다. 이때, 취약도를 설명하는 설명변수는 일반적으로 침수심(inundation depth)이 사용되며, 그에 따른 취약도는 손상률(percent damage)로서 상대함수 형태가 일반적이다. 본 연구는 주거건물(residential building)에 대한 손상함수 개발을 위해 자연재난 손해사정 경력자(8인)를 대상으로 표준화된 주거건물(단독주택, 아파트, 연립/다세대주택)에 대해 침수에 따른 건물 손상성을 조사하였다. 주거건물 손상성을 설명하는 최대범위는 건물내부 바닥고를 기준으로 침수심 3m까지이며, 침수심 변화에 따른 손상성을 건물신축 공종에 따라 질의하고 이를 종합하였다. 조사과정은 (1) 표준건물에 대한 정의, (2) 공종별 침수에 따른 손상여부 질의, (3) 공종별 최대 손상률 평가 및 주요 피해내역 토의, (4) 공종별 침수심에 따른 손상률 평가, (5) 결과종합의 단계로 진행되었고, 이를 통해 주거건물 유형에 따른 손상함수를 개발할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 손상함수는 다양한 침수높이에서 주거건물에 대한 취약도를 설명하는 데 장점이 있으나, 그 결과는 향후 홍수피해지역을 대상으로 수집된 다양한 피해조사 결과와 비교하여 보완될 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.546-550
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• 2012

본 연구에서는 홍수시 제내지 침수로 인한 큰 인명 및 재산 피해의 가장 큰 원인이 되는 제방 붕괴과정을 제방의 침식 및 세굴이론 등 물리적 이론에 근거하여 해석하고 이를 토대로 하천제방 붕괴 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 하천제방 붕괴 모의를 수행하여 제내지의 2차원 침수양상을 분석하고 이를 이용하여 침수위험도를 작성하였다. 작성된 침수위험도는 제내지에 거주하는 주민들이 효율적으로 제방붕괴에 대한 대처할 수 있을 뿐만 아니라 제방붕괴로 인한 홍수재해보험 보험요율 산정시 침수위험도에 근거한 합리적 산정이 가능할 것으로 판단되었다. 본 모형의 적용 결과 홍수로 인한 제내지 침수위험도 산정을 위해 하천흐름-제방붕괴-제내지 침수해석을 연계하여 일관성 있게 모의할 수 있는 수치모형을 개발하여 실제 유역에 적용한 결과 제내지에서의 침수심, 침수면적, 하천 홍수위, 제방붕괴 폭 등이 합리적으로 계산됨을 알 수 있었다. 시간에 따른 제방 붕괴폭은 기존의 모형에서 사용하고 있는 순간적, 선형적인 붕괴가 아니라 포물선형의 붕괴가 이루어지고 있었으며 시간에 따라 붕괴폭도 합리적으로 계산되고 있음을 알 수 있었다. 제내지의 침수심을 토대로 제내지 홍수시 침수위험도 산정기법을 개발하여 위험도를 산정한 결과 하천변에 위치한 지역이 위험도가 무조건적으로 높은 것은 아니라 지형에 따라 달라질 수 있음을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.377-377
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• 2020

이상기후변화에 따른 홍수피해는 매년 빈번히 발생하고 있고, 이러한 피해에 대비하여 예측 및 대응방안을 신속히 확보할 수 있는 재난예측 및 대응시스템은 필수로 요구되는 실정이다. 강우의 의한 홍수발생과 하천수위 급상승에 의한 제방의 월류 및 파제 메커니즘은 상당히 복잡하고 유동적이며 다양한 불확실성을 포함한다. 본 연구에서는 극치 강수량의 매개변수들의 불확실성을 고려하기 위해 수행된 비정상성 빈도해석 기반의 수문시나리오를 바탕으로 산정된 MCS(Monte Carlo Simulation)기반 확률홍수위를 산정하였고, 이를 활용하여 2차원 제내지 침수해석의 경계조건으로 활용하여 홍수위 변동에 의한 하천 제방 붕괴 변동폭의 범위를 설정하고, 그에 따른 제방붕괴 유출량의 변동 범위를 산정하였다. 또한 확률론적 파제 유입량에 의한 제내지의 침수심과 침수범위를 MCS기반의 2차원 제내지 침수해석을 통해 정량화하여 확률침수심도를 작성하였다. 이러한 홍수발생의 전반적인 메커니즘을 고려하여 매개변수들의 불확실도를 정량적으로 평가함으로써 기존의 결정론적 해석기법보다 신뢰성 있는 침수심 예측결과를 확보하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.276-276
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• 2011

우리나라는 강우의 계절적 편기가 심하여 겪는 홍수 조절의 어려움 이외에도 최근 생 공 용수의 증가와 더불어 생태학적 환경 보전, 미관을 위한 물 수요등이 증가, 홍수 범람구역 내의 인구 밀도의 상승과 산업의 증대, 수해 내성이 취약한 전자 통신망의 구축 등에 따라 홍수 피해가 발생할 경우 그 피해가 막대하다. 따라서 실제적으로 보(weir) 운영은 홍수와 이수를 고려하여 운영한다. 이러한 점에서 본 연구는 이수를 고려한 직렬보의 홍수기 운영시 예비방류의 효과에 대하여 논하였다. 예비방류는 다음과 같은 방식으로 도입한다. 1)홍수 조절용량의 일부를 이수용량으로 할당한다. 2)홍수가 예상될 경우 이수용량의 일부를 홍수조절을 위해 이용한다. 3) 홍수조절후 예비방류로 초기 저수위를 확보하지 못하는 경우 이수용량의 감소에 따른 벌칙을 가한다. 제시된 기법을 기상청의 강우 예보자료를 이용하여 낙동강의 실제 홍수사상에 대해 적용하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.254-254
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• 2019

최근 가속화되는 온난화와 이상기후 현상으로 인하여 전 세계적으로 홍수 및 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있다. 우리나라에서도 기상이변으로 인한 집중호우 및 이상강우 발생이 증가하고 있는 실정이며 이러한 이유로 하천 제방월류 및 댐 구조물의 붕괴 등 다양한 홍수피해가 발생하고 있다. 댐 구조물의 경우 붕괴 시하류에 직접적인 재산 및 인명피해가 발생할 수 있으며 이에 따른 정확한 해석이 필요하다. 기존의 댐 붕괴로 인한 하류하천 영향 및 홍수범람해석의 경우 하류하천 지형 및 기하학적 환경을 고려하지 못한 1차원적 해석에 그치고 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 전남 영광군에 위치한 불갑저수지를 대상으로 1:5000 DEM 및 하천측량 자료를 적용하여 GIS Tool인 HEC-RAS Mapper를 구성하기 위한 하류지역의 기하학적 자료(Terrain MAP)를 추출하였으며, 미국 공병단에서 개발한 HEC-RAS 2D 모형을 이용하여 댐 구조물 붕괴 시 하류영향 및 홍수범람도를 작성하였다. 댐 붕괴에 따른 유출수문곡선을 유도하기 위해서 도면과 보고서를 참고하여 붕괴지속기간, 붕괴부 평균폭의 변화에 따른 다양한 모의를 수행하였으며, 각각의 조건들이 붕괴파 형성에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 댐 직하류를 포함함 전 구간에서 범람현상이 발생되었으며 하도의 특성 및 구조물의 영향으로 구간별 침수심이 다르게 분포되었다(3.0~5.1m). 또한 하류로 진행되며 홍수파 및 침수심의 영향은 감소하는 것으로 확인되었다. 이는 댐 직하류에 유입된 붕괴유출량이 제내지로 확산되어 하류지역의 홍수파 에너지가 감소되는 것으로 이러한 결과는 실제하천에서 일어날 수 있는 현상이며 제내지의 홍수범람을 양상이 반영된 결과로 판단된다. 향후 이러한 2D 범람해석 결과를 토대로 보다 더 세밀한 유역특성을 고려할 수 있는 홍수 범람해석 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.69-77
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• 2014

본 연구의 목적은 소하천 유역에 대한 홍수범람해석 모형을 비교하는 것이다. 검청천을 대상으로 1차원 수리모형인 HEC-RAS와 범람해석을 위한 HEC-GeoRAS, RAS Mapper, RiverCAD 모형을 적용하여 홍수범람해석을 수행하였다. 실측 강우량과 빈도별 홍수량을 적용하여 3가지 모형에 따른 홍수범람해석을 모의하였으며, 해석결과와 당시 조사된 침수흔적도를 비교하고 각 모형들의 빈도별, 침수심별에 따라 홍수범람면적을 비교하였다. 실측 강우량을 적용하여 해석된 홍수범람면적은 HEC-GeoRAS 모형의 결과가 침수흔적도와 비교적 유사하게 나타났다. 또한, 빈도별 설계홍수량을 적용하여 해석된 범람면적은 RAS Mapper 모형이 가장 크게 나타났으며, 3가지 모형의 전체 범람면적 차이가 10% 이내로 비교적 유사한 결과를 나타내었다. 침수심별 범람면적을 비교한 결과 침수심 2.0 m 이하 구간에서는 3가지 모형의 결과가 비교적 유사하게 나타났으며, 침수심 2.0 m 이상의 구간에서 RiverCAD 모형의 범람면적이 비교적 큰 차이를 나타내었다.