• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.81-87
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• 2010

유역에서의 정확한 유출을 계산하기 위해서는 강우-유출현상의 비선형성을 고려해야한다. 그러나 대부분의 강우-유출모형이 선형성을 가정하고 있거나 해석하기가 복잡하여, 비선형성을 고려하면서도 비교적 간단히 계산이 가능한 저류함수법을 유출계산에 이용해오고 있다. 저류함수법은 강수특성과 유역특성에 따라 달라지는 5개의 매개변수를 포함하고 있으며, 주로 유역별로 개발된 회귀식이나 유전자 알고리즘 등 최적화 기법을 이용하여 추정하나, 그 정확한 산정이 어렵다. 그러므로 본 연구에서는 인공 신경망과 유전자 알고리즘을 이용한 Metamodel을 이용하여 매개변수 최적화를 시도하였다. 제안된 기법은 두 단계로 나누어지는데, 첫 번째 단계에서는 기존의 강우-유출관계를 인공신경망에 입력하여 일대일대응 관계를 규명한 후, 두 번째 단계에서는 훈련된 인공신경망과 유전자 알고리즘을 이용하여 강우사상에 대한 저류함수법의 매개변수를 최적화한다. 제안된 모형은 평창강 유역 21개 강우사상에 적용되어 그 적용성을 입증하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.85-95
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• 2007

우리나라의 계절별 편차가 큰 강우 특성과 도시화에 따른 도시유역 수리 수문 양상의 변화로 인해 도시의 유출변화를 초래하여 홍수피해가 증가하고 수자원 관리 측면에서도 매우 불리한 형편에 있다. 현재 이러한 문제를 해결하기 위해 각종 개발 사업으로 인해 가중되는 홍수유출량을 처리할 수 있는 우수유출 저감시설을 설치하고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 우수유출저감 기능을 가진 침투-저류 시스템을 제안하고, 수리모형 실험을 통해 침투-저류 시스템의 저감효과를 분석하였다. 각종 개발 사업이나 도시화에 따른 영향을 고려할 수 있도록 표면재료를 고려하여 인공강우 실험장치와 상 하부층으로 구성된 침투-저류 시스템을 이용하여 수리모형실험을 수행하였다. 상부와 하부 침투율을 비교한 결과, 대체적으로 하부의 침투율이 더 크게 나타났으며, 이러한 결과로 침투-저류시스템의 효과가 침투율을 증가시켜 기존 침투형 우수유출저감시설보다 더 효율적인 것으로 판단되었다. 본 연구의 침투-저류시스템 저감효과 분석내용은 침투-저류시스템 및 침투형 우수유출저감시설의 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.89-93
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• 2010

유역의 급격한 도시화는 지체시간, 첨두유량 및 총 유출량 등 홍수 유출특성 뿐만 아니라 개발행위에 따른 토사유출특성 변화를 초래하여 배수관로내의 토사퇴적을 유발하여 도시홍수 발생 가능성 등 다양한 문제를 유발하고 있다. 본 연구에서는 도시화가 진행 중인 시험유역을 선정하여 지난 3년 동안 토지이용분포의 변화양상은 물론 강우 및 수위 자동계측기를 이용하여 연속적으로 유출수문 특성을 계측하였으며 유량-유사량 관계곡선을 유도하였다. 실측결과로부터 호우사상별 토지이용분포 변화에 따른 유출률과 첨두유출량의 변화를 정량적으로 분석하였으며 유역개발 건설과정에 따른 토사유출량의 변화특성을 정성적으로 분석하였다. 도시화가 진행될수록 합리식의 유출계수는 증가하였다. 토사의 경우 공사기간 중 유출량의 변화가 심하다는 사실과 특히, 공사기간 중 1 cms 미만의 유출을 유발하는 소규모 강우에 의한 부유사 유출은 약 10배 이상 증가한다는 사실을 확인하였다. 그러나 소류사의 경우 강우의 크기에 민감하지 않음을 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.117-122
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• 2008

사람들은 수로 또는 하천에서 취수를 목적으로 하천을 횡단하는 보와 같은 수중 구조물을 설치하여 물을 임시 저류시켜 사용하는 방법을 이용하고 있으나, 구조물에 의하여 하천의 흐름이 정체되어 수질사고 및 홍수 등의 부작용이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 다양한 가동보 중 저층수 배출식 공압식 가동보를 실험수로에 설치하여 가동보 설치각도 변화에 따른 흐름 영향을 분석하였으며, 저층수 배출을 위해 설치해 놓은 저층수 유입구에 따라 변화하는 흐름특성을 분석하였다. 분석 결과 보 설치 각도에 따라 저층수 배출장치로만 물을 배제시킬 경우 설치각도의 증가에 따라 유량은 점차 증가하며, 저층수 유입구의 유무 따른 흐름특성 변화는 유속의 경우 최대 21.9배 증가한 것을 확인할 수 있으며, 수위변화에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, 보 상류 부분에서 국부적으로 평균 이상의 수위 감소를 나타내고 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.147-154
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• 2010

본 연구에서는 침투형 우수유출저감시설 중 침투트렌치에 대한 치수효과를 25 cm 관경을 가진 트렌치를 사용하여 수위별(5, 10, 15, 20, 25 cm) 유입유량을 적용하여 실험하였고 침투량, 유출량, 유출 시작시간, 종기침투능 및 종기침투능에 도달하는 시간 등을 계측하여 실험을 통한 침투트렌치의 적용방안을 도출하고자 하였다. 침투트렌치의 규모는 배수구역을 $130m^2$($6.5\;m{\times}20\;m$)로 가정하여 유역면적에 대한 CN값으로 산정하였으며 AMC-I 조건에서 5개의 침투트렌치 수위에 대한 CN은 트렌치경사 2%일 때 84, 경사 5%일 때 83으로 산정되었고, AMC-III 조건에서 CN은 트렌치 경사 2%, 5% 모두 84로 산정되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.139-145
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• 2010

최근 도시하천에 자연형 하천공사가 많이 이루어지고 있으며 호안 부분은 생태성이 강조된 공법을 많이 채용하고 있다. 이러한 호안공법들은 과거의 콘크리트 재료에 비해 홍수시 훼손되거나 유실되는 횟수가 늘어나고 있어 시공 시 많은 주의가 요구된다. 본 연구는 집중호우에 의한 홍수시 도시하천에서 호안피해가 발생하였을 경우 피해분석방법을 제시하였다. 분석 방법은 그래프를 이용한 방법과 Grid를 이용한 방법을 제시하였으며 광주천의 피해사례를 조사하여 분석방법을 도출하였다. Grid를 이용한 방법 중에서 유속 Grid와 재료강도 Grid를 교집합시킨 피해분석 Grid가 피해결과 Grid와 가장 높은 상관관계를 나타내었다. 분석결과 횡단구조물 주위에서 가장 큰 호안 피해가 발생하였으며 저수호안과 고수부지의 연결부, 고수부지의 시설물 주변에서도 많은 피해가 발생하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.51-60
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• 2004

최근 도시지역의 수해요인은 내수침수불량에 기인하기 때문에 유수지 및 배수펌프장을 신설하여 유수지로 유입되는 유출량을 하천으로 강제배수하게 된다. 그러나 하수관거의 용량이 부족하여 유수지로 미처 유입되기 전에 하수관거의 역류로 침수피해가 자주 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시 내배수 체계의 조사방법을 제시, 하수관거의 위험도를 평가하고 개선할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 배수펌프의 가동대수를 단순한 수위기준에서 변화시켜 실무에서 전문가가 아니더라도 사용할 수 있는 전산모형 8개를 개발하여 제시하였고, 지속기간, 설계빈도, 시간분포 등을 변화시켜 유수지 수위의 적정 조절여부를 검토하였다. 그리고 강제적인 배수에 의해 하류부의 수위영향이 예견되기 때문에 해당 유역의 수위를 안전하게 유지하면서도 하류부에 수위영향을 최소화할 수 있는 방안에 대해서도 검토하였다. 연구결과 Fuzzy 모형이 기존의 운영방법보다 더 효과적으로 유수지의 수위를 저하시킬 수 있었으며, 하류부 수위는 약 8cm 정도 감소시킬 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.143-151
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• 2009

최근의 극한 수문사상은 홍수, 가뭄과 같은 심각한 재해를 발생시킨다. 많은 연구자들은 불확실한 미래의 확률강우량 및 유출량의 예측을 위해 많은 노력을 하고 있다. 본 연구에서는 불확실성이 낮은 확률강우량의 산정을 위하여 매개변수 추정법을 평가하였다. 인천, 강릉, 광주, 부산, 추풍령 관측소를 연구 대상 관측소로 선정하여 자료를 수집하였고, ARMA모형을 이용하여 합성강우자료를 구축하였다. 본 연구에서는 극치강우사상에 적합한 것으로 알려진 Gumbel 분포와 GEV 분포모형에 대한 매개변수를 최우도법과 베이지안 추론방법을 사용하여 추정하였으며, Bootstrap 방법을 이용하여 확률강우량의 신뢰구간 길이를 추정하였다. 매개변수 추정 방법별 산정된 확률강우량의 신뢰구간 길이를 비교함으로서 불확실성이 낮은 확률강우량을 산정할 수 있는 매개변수 추정방법을 선정하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.77-85
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• 2009

우리나라는 기후의 계절적 변화가 뚜렷하며 지역별 시간에 따른 강우발생의 특성이 다양하다. 이러한 계절적, 지역적 강우특성의 반영은 수공구조물의 설계 및 안정성 평가 시 매우 중요하다. 이때 설계 강우량의 선정을 위해 적절한 강우 지속시간, 강우량, 그리고 시간에 따른 강우양상을 결정해야 한다. 일반적으로 수공구조물의 설계 및 신뢰도 평가 시 설계강우에 대한 시간적 강우양상의 결정은 매우 중요하다. 본 연구에서는 강우사상을 분리하여 각 강우사상의 무차원화를 실시하였고 이를 4가지 양상으로 구분하여 감천유역의 시간에 따른 강우발생에 영향을 주는 인자를 규명하고자 하였다. 이 분석은 강우관측소의 지리학적 위치, 강우량, 강우 지속시간, 계절, 태풍 및 장마, 건 우기에 관련된 시간에 따른 강우양상의 발생빈도의 상관관계를 통한 분할표에 의한 군집분석을 통해 실시되었다. 본 연구를 통해 해당 지역에 대한 시간에 따른 강우양상 발생의 영향인자를 파악할 수 있으며 이는 결국 수공구조물의 설계 및 평가뿐 만 아니라 유역의 홍수대책수립 시 매우 중요한 사전자료로 활용될 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.99-106
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• 2009

본 연구에서는 침투형 우수유출저감시설 중 투수성 보도블록에 대한 침투량을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 다양한 강우 조건하에서 투수성 보도블록의 침투량 산정 실험을 실시하였고 수리실험 결과와 수치모의 결과를 비교 분석하여 적정성을 파악하였다. 투수성 보도블록의 수리실험을 통해 종기침투능을 분석한 결과 강우강도가 커짐에 따라 종기침투능과 유출시작시간은 급격하게 감소되어도 유출이 발생하기 전까지의 침투량은 강우강도에 관계없이 약 300.0 l 이상으로 유지되는 것을 알 수 있었다. 수리실험과 수치모의 결과를 바탕으로 강우강도별 누적침투량의 통계분석에 의한 결정계수 산정결과 $0.958{\sim}0.996$의 높은 상관관계를 나타내었다.