• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.161-170
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• 2020

농업비점오염에 의한 수질문제 해결을 위하여 인공습지 조성이 늘어나고 있으나 긴 체류시간과 긴 일조량 등으로 인하여 습지 내 조류 발생 등의 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구는 농업 비점오염원관리를 위하여 조성된 인공습지의 효율을 평가하여 자연기반 능력이 향상된 고도화된 인공습지 개선방안을 제시하고자 수행되었다. 인공습지의 성능평가는 구성성분(물, 퇴적물 및 식물)의 모니터링을 통해 구성성분이 시스템의 처리 성능에 주는 기여도 평가를 통해 수행되었다. 건기시에는 식물성 플랑크톤의 과다성장, 긴 체류시간 및 일조량 과다로 습지내 탁도 및 미립자 농도가 각각 80~197 % 및 10~87 %정도 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 강우시에는 습지내 적절한 물 순환과 지속적인 물 흐름으로 미립자, 유기물 및 영양분의 농도가 43 ~ 70 %, 22 ~ 49 %, 15 ~ 69 % 정도 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과로 볼 때 인공습지가 가진 문제해결을 위해서는 자연습지가 가진 안정적 물 흐름이 필요하다는 것을 알수 있다. 그러나 일정수심을 유지하도록 되어있는 인공습지 설계기준은 건기와 강우기가 뚜렷하게 나타나는 한국적 기후상황에 타당하지 않다. 따라서 본 연구에서는 인공습지가 가진 문제를 해결하고 홍수관리, 수질 관리 및 환경 기능을 지속적으로 유지할 수 있도록 다기능 설계기법을 개념화하였다.

• 한국습지학회지
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• 제22권3호
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• pp.187-193
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• 2020

최근 찾아지는 이상기후와 급격한 도시화에 따른 불투수 면적의 증가는 저류량 감소로 이어져 지표유출량의 증가를 가져오게 되었다. 증가한 지표유출량은 도시하천의 범람으로 인한 침식, 수중 생태계 파괴, 도심지 내 인적 및 재산상의 피해를 유발하는 원인이 되고 있다. 최근 국내에서는 국지성 호우, 태풍, 홍수로 인해 이러한 피해가 증가하고 있다. 이에 대한 대책으로 부산광역시는 2012년부터 2023년까지 미래지향적인 수변도시 조성을 목표로 부산 에코델타시티 친수구역 조성을 진행하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 미환경보호국에서 개발한 SWMM(Storm Water Management Model)을 활용하여, 현 도시하천 상태와 강수량 자료를 분석수집하고 홍수 피해를 모의하기 위한 목표 유역을 선정하였다. 모의된 자료를 사용하여 다양한 경우에 대한 수해저감 대책을 제시하였다. 수해저감 대책 방안에 대한 시나리오를 구축하여 각 케이스 별로 재해방지방안을 구축하는 방법이다. 30년 빈도 80분의 강우사상으로 침수모의 해석을 실시하여 구조적 방안과 비구조적 방안을 고려하였을 때, 배수문 증설보다 배수펌프장의 증설 효과가 큰 것으로 판단되며 비구조적 재해방지방안인 사전배제 방법과 결합하여 8개의 시나리오와 그에 대응하는 대안을 계획하였다. 각 대안에 대한 평가를 실시한 결과, 6안의 펌프장 증설 100㎥/s와 사전배제 EL.(-)1.5m가 최적대안이라고 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.45-55
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• 2015

본 연구에서는 연안지역의 방재를 위하여 외해에 방조제를 설치하였을 때 유입하천의 홍수량을 고려하여 만내의 2차원 수리분석을 실시하였다. 대상지역으로 영산강과 목포항 해역을 선정하였으며, 먼저 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설 및 하도변화에 따른 영산강의 수위영향을 검토하기 위하여 HEC-RAS 모형을 적용하여 1차원수리분석을 실시하였다. 또한, 전세계적으로 사용되고 범용 및 상용화 되어있는 2차원 동수역학 모형인 SMS의 CMS-Flow 모델을 이용하여 외해에 Harbor Gate 설치를 통한 2차원 수리분석을 하고, 영산강의 홍수량에 대한 수리학적 흐름의 특성을 분석함으로써 2차원 모형의 적합성을 검토하였다. 2차원 수리분석은 방조수문 설치 유 무와 내수경계조건으로 영산강 유입량 적용 유무을 고려한 4가지 경우에 대하여 외해 경계조건을 부여하여 실시하였으며, 2차원 모형의 적용 결과 방조수문 설치로 인하여 목포항 해역의 해수면 변화는 영산강 하구둑의 방류량이 지배적이며, 방조수문과 하구둑에 의해 만들어진 저수지의 용적량이 방류량의 용적에 비해 많이 부족하므로 방조수문 설치시 영산강 하구둑과 방조수문의 유기적인 운영이 필요하다고 판단된다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제13D권6호
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• pp.775-788
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• 2006

무선 통신 기술의 발달과 무선기기의 소형화, 그리고 환경에 대한 감지와 제어를 수행하는 센서 네트워크 기술의 확산으로 환경오염, 터널 및 건축물의 붕괴, 홍수, 태풍, 지진 등의 재난에 대비하기 위한 재해 감시 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 재해 감시 시스템은 원격지의 상태 정보를 검출하고, 재해 상황을 판단하기 위한 규칙 처리 과정 후, 인식된 상황에 따라 방재작업을 지원한다. 그러나 기존의 모니터링 시스템들은 주로 현재 데이터를 위주로 간단한 집계함수 및 연산자만을 지원하기 때문에, 재해를 미리 예측하고 방재하기에는 부족한 점이 있다. 따라서 이 논문에서는 실외 센서 네트워크 및 공간 정보를 고려하여 재해 위험 지역을 미리 예측하는 재해 방지 시스템을 설계, 구현한다. 제시된 위험 지역 예측 기법은 현재 센서 데이터를 토대로 시간에 대한 공간 정보의 변화를 고려하여 미래에 재해 위험이 있는 지역을 추정하여 제시한다. 이로 인해 재해를 미리 예측하고 방비할 수 있게 되고, 재해 피해 감소 및 복구비용을 줄일 수 있다. 제시된 재해 방지 시스템과 위험 지역 예측 기법은 센서네트워크를 기반으로 하는 다양한 재해 방지 시스템에 활용되어 재해 예방 및 피해 감소에 많은 도움을 줄 수 있다.

• 대기
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• 제20권3호
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• pp.239-246
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• 2010

In this study, the climatological characteristics of the landfall typhoons on North Korea are surveyed to estimate the frequency, the intensity, the track, and their damage. The data for the period of 1951-2008 are used from both RSMC (Regional Specialized Meteorological Center) Tokyo Typhoon Center and NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research), EM-DAT (Emergency Events Database). There are the ten highest frequencies from 1961 to 1965 and is one frequency for the period of both 1966-1979 and 1976-1980 respectively. Even if a clear trend on the frequency of typhoon is not defined, it is noticeable the intensity has been weak since the frequency of TS (Tropical Storm) decreased. In order to figure out both the characteristic of intensity and the relation between the typhoon track and the expansion of North Pacific High (NPH), Typhoon's tracks are classified into three types as follows: (I) landing on the west coast of North Korea through the mainland of China, (II) landing on the west coast of North Korea, (III) landing on a central/eastern part of the Korean peninsula through South Korea. More often than not, the characteristic of Type (I) is the case of a landfall after it becomes extratropical cyclone. Type(II) and Type(III) show a landfall as TS grade, by comparision. On the relation between the typhoon's track and the expansion of NPH analyzed, Type (I) shows the westward expansion while both Type (II) and Type (III) show the northward expansion and development of NPH. This means the intensity of a typhoon landfall on North Korea is variable depending on the development of NPH. Finally, only two cases are found among total five cases in EM-DAT, reportedly that North Korea was damaged. And therefore, the damage by the wind of Prapiroon (the $12^{th}$ typhoon, 2000) and heavy rainfall with Rusa (the $15^{th}$ typhoon, 2002) landing on North Korea was analyzed. Moreover, it is estimated both Prapiroon and Rusa have done badly damaged to North Korea as the economical losses of as much as six billion and five hundred-thousand US dollar, respectively.

• 대기
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• 제20권3호
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• pp.247-260
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• 2010

A recent dramatic increase of natural hazards in the Korean peninsular (KP) due to typhoons have raised necessities for the accurate typhoon prediction. Ieodo ocean research station (IORS) has been constructed in June 2003 at the open ocean where typhoons pass frequently, aiming to observe typhoons before the landfall to the KP and hence to improve the prediction skill. This paper investigates the importance of measurements at the IORS in the typhoon research and forecast. Analysis of the best track data in the N. W. Pacific shows that about one typhoon passes over the IORS per year on the average and 54% of the KP-landfall typhoons during 59 years (1950-2008) passed by the IORS within the range of the 150-km radius. The data observed during the event of typhoons reveals that the IORS can provide useful information for the typhoon prediction prior to the landfall (mainland: before 8-10 hrs, Jeju Island: before 4-6 hrs), which may contribute to improving the typhoon prediction skill and conducting the disaster prevention during the landfall. Since 2003, nine typhoons have influenced the IORS by strong winds above 17m/s. Among them, the typhoon Maemi (0314) was the strongest and brought the largest damages in Korea. The various oceanic and atmospheric observation data at the IORS suggest that the Maemi (0314) has kept the strong intensity until the landfall as passing over warm ocean currents, while the Ewiniar (0603) has weakened rapidly as passing over the Yellow Sea Bottom Cold Water (YSBCW), mainly due to the storm's self-induced surface cooling. It is revealed that the IORS is located in the best place for monitering the patterns of the warm currents and the YSBCW which varies in time and space.

• 대기
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• 제25권4호
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• pp.623-637
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• 2015

The accurate analysis of water vapor in initial of numerical weather prediction (NWP) model is required as one of the necessary conditions for the improvement of heavy rainfall prediction and reduction of spin-up time on a very-short-range forecast. To study this effect, the impact of a ground-based Global Positioning System (GPS)-Precipitable Water Vapor (PWV) on very-short-range forecast are examined. Data assimilation experiments of GPS-PWV data from 19 sites over the Korean Peninsula were conducted with Advanced Storm-scale Analysis and Prediction System (ASAPS) based on the Korea Meteorological Administration's Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS) included "Hot Start" as very-short-range forecast system. The GPS total water vapor was used as constraint for integrated water vapor in a variational humidity analysis in KLAPS. Two simulations of heavy rainfall events show that the precipitation forecast have improved in terms of ETS score compared to the simulation without GPS-PWV data. In the first case, the ETS for 0.5 mm of rainfall accumulated during 3 hrs over the Seoul-Gyeonggi area shows an improvement of 0.059 for initial forecast time. In other cases, the ETS improved 0.082 for late forecast time. According to a qualitative analysis, the assimilation of GPS-PWV improved on the intensity of precipitation in the strong rain band, and reduced overestimated small amounts of precipitation on the out of rain band. In the case of heavy rainfall during the rainy season in Gyeonggi province, 8 mm accompanied by the typhoon in the case was shown to increase to 15 mm of precipitation in the southern metropolitan area. The GPS-PWV assimilation was extremely beneficial to improving the initial moisture analysis and heavy rainfall forecast within 3 hrs. The GPS-PWV data on variational data assimilation have provided more useful information to improve the predictability of precipitation for very short range forecasts.

• 대기
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• 제25권4호
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• pp.611-622
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• 2015

Heavy rainfall ($>30mm\;hr^{-1}$) over the Korean Peninsula is examined in order to understand thermo-dynamic characteristics of the atmosphere, using radiosonde observational data from seven upper-air observation stations during the last 17 years (1997~2013). A total of 82 heavy rainfall cases during the summer season (June-August) were selected for this study. The average values of thermo-dynamic indices of heavy rainfall events are Total Precipitable Water (TPW) = 60 mm, Convective Available Potential Energy (CAPE) = $850J\;kg^{-1}$, Convective Inhibition (CIN) = $15J\;kg^{-1}$, Storm Relative Helicity (SRH) = $160m^2s^{-2}$, and 0~3 km bulk wind shear = $5s^{-1}$. About 34% of the cases were associated with a Changma front; this pattern is more significant than other synoptic pressure patterns such as troughs (22%), migratory cyclones (15%), edges of high-pressure (12%), typhoons (11%), and low-pressure originating from Changma fronts (6%). The spatial distribution of thermo-dynamic conditions (CAPE and SRH) is similar to the range of thunderstorms over the United States, but extreme conditions (supercell thunderstorms and tornadoes) did not appear in the Korean Peninsula. Synoptic conditions, vertical buoyancy (CAPE, CIN), and wind parameters (SRH, shear) are shown to discriminate among the environments of the three types. The first type occurred with high CAPE and low wind shear by the edge of the high pressure pattern, but Second type is related to Changma front and typhoon, exhibiting low CAPE and high wind shear. The last type exhibited characteristics intermediate between the first and second types, such as moderate CAPE and wind shear near the migratory cyclone and trough.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.127-137
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• 1992

다목적댐 유역에서의 호우(濠雨)발생지 저수지 실시간(實時間) 운영을 위해서는 Telemeter 설비를 통해 온라인으로 전송된 강우(降雨) 및 유입량(流入量)(수위(水位)) 관측자료를 이용하여 강우(降雨)-유출(流出) 모형(模型)의 매개변수(媒介變數) 신속하게 보정(補正)하고 정확한 유입량을 예측하여야 한다. 지금까지는 유출모형의 매개변수 보정을 모형 운영자의 주관적인 판단 아래 시행착오(試行錯誤)에 의한 수동보정(手動補正) 방법을 사용하여 왔으나 최적화 기법을 이용하여 강우-유출모형의 매개변수를 자동으로 보정할 수 있는 방법을 제시하는 것이 본 연구의 목적이다. 최적화 기법으로는 다양한 조건하에서도 해의 안정성이 우수한 Pattern-Search법을 선정하였으며 목적함수로는 모형에 의해 산정된 유출량과 관측 유출량과의 편차의 제곱에 대한 누계치를 최소화 하는 것으로 하였다. 본 연구를 위하여 개발한 최적화 기법을 현재 한국수자원공사(韓國水資源公社)에서 소양강 다목적댐의 실시간 홍수조절에 사용하고 있는 저유함수(貯留函數) 유출모형의 매개변수를 과거의 홍수사상(洪水事象) 사용하여 자동으로 보정 하는데 적용하였다. 적용결과에 시행착오에 의한 수동보정 방법보다 시간 및 노력면에서 보다 효율적일 뿐아니라 홍수예측 기능도 보다 우수하여 저수지의 실시간 홍수예측 및 홍수조절에 알맞은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.215-226
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• 2018

본 연구에서는 도시지역 관망 내 수위 관측자료를 이용하여 도시지역 유출해석 및 관망해석의 정확도를 높이고자 한다. 이를 위해 도시유출해석의 주요 매개변수별 민감도 분석을 수행하고, 매개변수의 보정을 수행하였다. 매개변수의 민감도는 관의 조도계수, 불투수지역의 조도계수, 유역폭, 투수지역의 조도계수 순으로 나타났다. 민감도가 높은 4개의 매개변수를 이용하여 매개변수 고려 개수와 종류에 따라 6가지 시나리오를 구성하였으며, 자동보정기법인 PEST를 도시유출 모형인 SWMM과 연계 해석하여 분석하였다. 각 조건을 2013년 7월 21일 집중호우로 인하여 침수피해가 발생한 서초3, 4, 5, 역삼, 논현 배수분구에 적용하였다. 민감도 결과를 이용하여 시나리오별 분석을 실시하였을 때 SWMM 모형만을 이용하였을 때 보다 불확실성이 줄어든 결과를 보였다. 모의결과 RMSE는 최대 2.41cm가 감소하였으며, 상대첨두오차는 13.7%가 감소하였다. 민감도가 낮은 투수지역의 지표면 조도계수를 고려한 시나리오의 경우가 고려하지 않은 시나리오의 경우보다 정확도가 소폭 낮아졌으며 계산시간도 많이 소요되었다. 본 연구 결과 대상 유역에 대한 민감도 분석 후 민감도가 높은 매개변수만을 고려하여 시나리오를 구성하였을 때 보다 효율적인 모의가 될 수 있다는 것을 알 수 있었으며 향후 추가적인 강우사상과 침수해석을 연계할 시에는 도시지역의 침수예경보 연구에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.