• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.379-387
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• 2006

본 연구의 목적은 Dual-Drainage 개념에 의한 도시침수해석모형을 개발함에 있으며, 이를 위해 도시지역 배수시스템 해석 모형으로 널리 이용되고 있는 SWMM모형과 월류유량의 전파과정을 계산하는 DEM기반 침수해석모형을 통합하였다. 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형의 계산결과를 이용하여 침수해석을 수행하는 연계모형의 경우 월류지점으로부터의 침수진행 과정을 잘 모의할 수 있으나, 월류발생이 끝난 시간에도 지형상의 영향으로 인하여 일부 침수유량이 일부지점에 계속 침수된 채 있는 등 지표침수유량의 배수과정을 제대로 모의하지 못할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 침수지역에 대한 지표류 홍수 추적시 일부 침수유량이 과부하가 발생하지 않는 유입구 지점을 통과함 때 다시 배수시스템으로 유입되는 것을 고려하여 재유입되는 양을 산정하고 유입된 유량은 배수시스템 내의 흐름에 반영되도록 배수시스템과 침수해석모형을 통합한 새로운 모형을 개발하였다, 본 모형을 이용하여 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 주민대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.76-92
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• 2018

본 연구는 상습적으로 도시침수 피해를 입은 지역을 대상으로 도시 홍수 예 경보를 위한 강우 시나리오별 사전 침수면적 데이터베이스를 구축하고 강우강도에 따른 침수예상도를 작성하여 기상청 최대강우량 예보와 함께 홍수위험지역을 사전에 예보할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 데이터베이스 구축을 위하여 1D-2D 모형 구축을 실시하고 실제호우사상에 대한 검증을 완료한 다음 시나리오별 해석을 실시하였다. 2010년 9월 21일에 대상유역에 내린 강우사상에 대한 2D 해석결과를 NDMS 자료와 비교 분석 하였다. NDMS 신고지점은 총 118지점에서 신고가 되었으며, 2D 침수해석 결과 82개 지점이 계산결과에 포함되었다. NDMS 신고 지점과 2D 침수해석 결과에 대하여 적합도를 계산한 결과 69.5%의 적합도로 분석되었다. 사전 침수 데이터베이스를 이용하여 침수예상도를 작성하였으며, 70mm의 침수예상도의 경우 NDMS 신고 지점과 70.3%의 적합도를 가졌으며, 80mm의 침수예상도의 경우 72.0%의 적합도를 가지는 것으로 분석되었다. 구축된 사전 침수면적 데이터베이스를 이용하여 기상예보와 함께 침수예상도 정보를 함께 제시할 수 있으며 침수 예 경보 시 선행시간을 확보할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.113-113
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• 2016

기후변화로 인한 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며, 도시지역에서는 호우에 의한 침수피해가 더욱 빈번히 발생하고 있다. 인구와 건물이 밀집한 도시지역은 불투수율이 높아 호우 발생시 홍수 위험도가 커지고 있으며, 침수에 의한 사유재산뿐만 아닌 사회기반시설에 대한 피해도 증가하고 있다. 도시는 건물과 건물 사이로 도로 네트워크가 복잡하게 설계되어있다. 이러한 건물과 도로들은 투수성이 떨어지며, 지하공간과 건물들이 발달하여 유역지표면의 가하학적 형상이 매우 복잡하게 변화하고 있다. 도시지역은 저류 및 침투능이 부족하고, 지역의 특성에 따라 내수배제시설이 부족하여 우수관망에 대한 우수배제의 의존도가 높으며, 호우에 의한 침수와 관거 월류에 의한 침수피해 발생시 우수는 도로를 따라 저지대로 흐르며 침수지역이 넓어지게 된다. 이와 같은 도시지역의 침수를 예측하기 위한 침수해석에는 지형의 높낮이, 형상을 고려한 예측이 필요하다. 특히 건물 및 도로망이 복잡한 지역일수록 지형이 정교하게 고려되어야 한다. 지형이 적절히 고려되지 않은 침수해석은 침수예상지역을 다소 과대 또는 과소하게 나타낼 수 있고, 침수심을 제대로 반영하지 못한 결과가 도출될 수 있다. 건물과 도로가 밀집된 도시지역에서 이러한 문제가 발생할 경우 예상치 못한 지역에서 침수가 발생하여 피해를 줄 수 있으며, 이는 곧 인명과 재산피해로 이어지게 된다. 본 연구에서는 과거 침수피해가 있었던 도림천 유역을 대상으로 지형자료의 해상도에 따른 침수분석을 실시하였다. 우수관망과 도시지역의 유출모의에 적합하다고 알려진 SWMM 모형을 활용하여 LiDAR(Light Detection And Ranging), 10m DEM, 1:1,000 수치지형도를 활용하여 지형상세도의 변화에 따른 침수모의를 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.443-443
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• 2015

자연적 및 인공적 조건들이 유출을 발생시키고, 발생시킨 유출수를 이동시키며, 특정지역에서 누적을 일으킬 수 있다. 이용 가능한 데이터베이스들은 쉽게 접근할 수 있고 사용할 수 있는 지리정보들로부터 구성된다. 이러한 자료를 이용해서 공간적 유출 위험 지도를 작성할 수 있다. 유출누적지도는 유출수에 의해 잠재적으로 침수되기 쉬운 지대들을 나타낸다. 침수지역은 원인지역의 규모, 원인지역의 형태와 경사, 천이점에 관련된 일시적인 감속과 누적들 및 토양의 침수상태와 같은 여러 요인들을 통해 발생된다. 유출에 대한 위험도 분석에서는 유출에 대한 누적위험도를 표현하기 위해 유출 과정에 유리한 요인들을 조합한다. 조합된 유출 민감도 지도는 유출민감도 값에 따라 등급화 된 형태로 표현된다. 5개의 민감도수준에 해당하는 요소들이 유출누적 지도에 사용되었는데, 여기서 민감도수준 1등급의 격자들은 누적에 유리하지 않고, 5등급은 물을 누적하는데 뛰어난 잠재력을 보여주고 있다. 본 연구에서는 안성천 유역의 유출누적지도를 작성하였으며, 이는 유역에서 유역 유출에 의한 홍수 위험도가 큰 지역을 탐지하는데 유용하며 이 자료를 기초로 하여 외수범람위험 지역과 합성하여 하천재해 위험지역을 도시하고 관리하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.454-454
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• 2023

지구 온난화와 무분별한 도시 개발은 농촌 및 자연 지역에 비해 도시에서의 수문 피해를 야기하고 있는 현실이다. 특히 우리나라의 6~8월에는 태풍과 강우가 집중적으로 발생하여 도시 지역에서의 위험성이 증가하고 있다. 1990년대 이전과 달리, 2000년대 이후에는 태풍과 강우로 인한 집중적인 호우가 도시 지역의 잠재적 내수침수 위험을 높이고 있는 실정이며 이에 대한 대책이 중요하다는 것은 현실로 다가왔다. 국지적인 호우는 최근 우리나라에 자주 발생하고 있어, 도시지역의 홍수 피해가 증가하고 있으며, 특히, 서울은 급속히 발전한 도시 중 하나로 2010년, 2011년, 2012년, 2022년에 홍수로 인한 도시 침수로 인명과 재산 피해가 크게 발생했다. 현재 우리나라는 도시 지역을 대상으로 개별 시설물에 대한 방재성능평가를 수행하고 있으나, 방재성능평가 기법 미흡에 따른 평가 결과의 신뢰성 부족으로 방재성능평가 수행에 어려움이 있다. 시설물뿐만 아니라 유역에 대한 방재성능평가 및 도시 통합적인 면적 개념의 방재성능평가 기법 개발이 필요하다. 도시 지역은 인구와 재산이 밀집되어 있어, 집중적인 호우에 의한 피해 노출 및 홍수에 대한 취약성이 증가하고 있어 지자체별 방재성능목표 강우량 설정에 대한 문제점을 검토하고, 지역 특성을 반영한 방재성능목표 설정 및 활용 개선을 위한 방안이 필요하다. 따라서, 각 시·군에 적용되고 있는 도시 방재 시설물의 평가에 대한 현재의 운영 상황과 문제점을 검토하고 이를 바탕으로 방재성능평가를 향상시키기 위한 개선 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.288-288
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• 2022

행정안전부는 뉴딜사업 일환으로 인명피해 우려가 높은 산악지역 및 마을 상류부에 위치한 재해위험지구, 급경사지 및 노후저수지 등에 대해 위기상황에 신속·정확하게 작동하는 조기경보시스템 구축 사업을 진행 중이다. 특히 재난발생 시, 인명피해에 가장 민감한 조기경보발령에 대해서는 지역적 수리·수문특성을 고려한 단계별 위험요소(강우량, 수위, 조위 등)를 정량화하여 위험지역 내 주민들이 적절한 대응을 할 수 있도록 조기경보 기준을 정립하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 충청남도 보령시를 관통하는 대천천 유역에서 집중호우가 발생할 경우 침수피해 발생 가능성이 높은 대천천 하상주차장 구간을 중심으로 상류의 청천저수지에서 방류하는 홍수량과 하류의 서해 조위가 대천천 본류의 하상주차장에 미치는 영향을 수리학적 모형을 이용하여 분석하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.852-852
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• 2012

태풍이나 국지성 집중호우로 인해 하천에서 발생하는 재해는 제방이 붕괴되면서 제내지가 침수되거나 제방의 설계빈도를 초과하는 강우로 인해 하도 홍수량이 제방을 월류하는 경우와 하천에 설치되어 있는 수공구조물이 피해를 입거나 구조물로 인한 주변이 침수되는 경우 등 수많은 재해 양상이 있다. 본 연구에서는 하천에서 수해를 유발하게 되는 여러 가지 원인들 가운데 하천 중심에서 중요도를 판단하여 위험인자를 평가하고자 한다. 이를 위해 10개의 대상인자들을 선정하여 기하학적 인자, 수리학적 인자, 수공구조물 그리고 정성적 인자로 구분하였으며, 세부 인자들에 대해 재해 유발과 관련된 중요도를 조사하기 위해 수자원분야 전문가를 포함한 다양한 분야의 전문가들을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문결과를 토대로 인자들에 대한 가중치를 설정하였으며, 이를 주요 하천에 적용하여 하천별로 제방붕괴와 관련된 위험인자에 대한 영향을 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.35-45
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• 2013

본 논문에서는 통합홍수위험관리 측면에서 지역의 홍수위험도에 따라 지구를 구분할 수 있는 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI)의 산정 및 적용방안을 제시하고자 하였다. 낙동강 유역에대하여 시 군 구 단위의 공간해상도로 홍수위험지수(FRI)를 산정하기 위해 P-S-R(Pressure-State-Response) 구조로 분류하여 3개의 홍수지수인 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)를 대표하는 총 17개 세부지표들을 엄선하였다. 세부지표들은 각기 다른 범위와 단위로 측정된 값이므로, T-Score 방법을 사용하여 동일한 범위로 변환되었다. 또한 엔트로피(Entropy) 가중치 산정방법에 의한 가중치를 사용하여 가중치 적용에 따른 주관적인 판정을 최소화하였다. 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)의 3개 지수를 통합하여 지역의 전반적인 홍수위험 상태를 파악할 수 있는 홍수위험지수(FRI)를 산정하고, 가중치 적용 유 무에 따른 홍수위험지수 산정결과와 2010년에 고시된 자연재해위험지구 중 침수위험지구와의 비교를 통해 제안된 홍수위험지수의 적용성을 검토하였다. 충분히 검증된 홍수위험지수를 활용하면 과거 홍수의 원인 및 현상별 홍수재해에 대하여 지역적 방재대책 수립이 가능할 것이라 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.67-67
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• 2011

지구 온난화 등에 의한 이상기후 현상으로 인해 야기되는 대규모 호우 등의 기상이변 현상은 댐 및 제방 붕괴와 같은 비상상황을 발생시키고 있고, 실제로 최근 10년간 태풍 등의 기상이변 현상으로 인해 낙동강의 여러 지류하천의 제방이 붕괴되는 피해가 발생했으며, 잇따른 피해들은 이 분야에 대한 종합적인 연구의 필요성을 증대시켰다. 본 연구의 목적은 이상홍수 및 국지성 호우에 의해서 하천 제방의 붕괴로 인한 제내지에서의 비상상황 발생에 대비하기 위해, 제내지에서의 범람홍수 해석결과를 통한 홍수위험지도 제작을 위한 tool로 활용함으로써 피해예상지역 내 주민 등의 신속한 대처를 통해 주민의 생명과 재산을 보호하기 위함에 있다. 이러한 하도 및 제내지에서의 범람홍수 양상을 효율적으로 계산하기 위해 실제 제방붕괴사례를 포함하는 사상에 대해 1차원 하천흐름 해석을 실시하였으며, 이를 통해 산정되는 제방붕괴 유출유량을 통해 제내지에 대한 2차원 범람홍수해석을 실시하였다. 1차원 제방붕괴 해석을 위해 FLDWAV 모형을 적용하였으며, 2차원 범람해석 모형으로 흐름의 전파양상을 정확하게 반영할 수 있는 상류이송기법인 Godunov 기법과 수치적인 계산 이전에 인접자료의 값을 이용하여 자료를 재구성하는 MUSCL(Monotone Upstream-centered Schemes for Conservation Laws) 기법을 사용하여 개발된 고정확도 유한체적모형을 적용하였다. 실제 제방붕괴 사상을 적용하기 위해 남강의 제방붕괴 사례를 고려하였으며, 2003년과 2006년에 각각 발생한 태풍 매미와 에위니아 사상에 대해 1차원 하천흐름해석 및 2차원 홍수범람해석을 실시하였다. 1차원 하천흐름해석에 대해서 하천 내에 위치한 수위표에서 관측된 실측수위를 통해 검증을 실시하였으며, 2차원 범람홍수모형에 의해 산정된 홍수범람범위는 침수흔적도를 통해 검증하였다. 본 연구에서 개발되어 적용된 2차원 범람해석 모형을 국가홍수위험지도 제작에 대해 활용할 수 있다면, 정확도 높은 통합홍수방재시스템 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.33-33
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• 2019

최근 반복적인 도시침수 피해가 발생하고 있으나 다양한 강우 및 홍수 자료를 이용하여 실시간으로 침수분석을 실시할 수 있는 기술력이 부재한 실정이다. 한정된 시나리오에 따라 다양한 강우패턴에 의한 침수지역 파악에 어려움이 있으며, 불필요한 자료의 사용으로 인해 짧은 시간에 발생하는 도시침수에 대해 실시간으로 대응하는 데에 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 강우패턴과 극치강우 사상을 반영하기 위한 강우시간 분포법을 나타내고자 하였으며, 강우-유출 자료에 대한 최적의 자료조합을 선정하는 정량적 기준을 제시하고자 하였다. 지역 특성에 따른 극치강우사상의 시간분포에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔지만, 기존의 강우시간분포는 다양한 강우의 집중현상을 나타내기에는 한계가 있음을 보였다. 따라서 본 연구에서는 기존 강우시간분포 기법의 단점을 보완하고 극치강우사상의 집중지속시간 특성을 반영한 강우시간분포 방법과 Huff에 의한 강우시간 분포법을 사용하여 다양한 강우시나리오를 생성하였다. 본 연구에서는 부산 및 울산 연구대상지역의 도시유출해석의 입력 자료로서 사용하였다. 강우 및 유출 자료의 상관성 분석과 불확실도 분석을 기반으로 추후 홍수예측을 위한 최적의 입력 자료를 선정하고자 하였다. 위의 과정들을 통해 다양한 강우조건에 따른 연구대상 지역에서의 침수예상도를 분석할 수 있었으며, 선정된 극치강우사상을 통해 다양한 강우의 집중현상을 나타낼 수 있었다. 1차원 도시유출해석을 실시하여 구축한 강우-유출 데이터베이스의 최적화를 위해 불확실도 분석을 실시하였으며, 수리학적 특성이 고려된 입력 및 출력자료에 대한 사용자의 합리적인 판단을 위해 정량적 기준을 제시하고자 하였다. 더욱이 제시된 방법론을 이용함에 따라 지속적으로 나타나는 국지성 호우와 급변하는 수재해 양상에 능동적으로 대처하는데 도움을 줄 수 있는 기초자료를 제공할 것으로 판단된다.