• 대한토목학회논문집
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• 제29권6B호
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• pp.543-550
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• 2009

선형외삽법에 기초한 전형적인 단시간 강우예측모형은 호우를 발생하는 강우시스템의 발달과정을 모의하지 못하는 한계를 내포하고 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 기상레이더로 획득할 수 있는 여러 시간대의 반사도 정보로부터 획득한 정보변화 과정과 다항 회귀식을 이용하여 x방향과 y방향의 전파속도의 성장과정과 레이더 반사도의 성장과정 모의에 기초한 단시간 강우예측 모형을 개발하였다. 검정통계량이 제시한 결과는 2-CAPPI를 이용한 기존의 단시간 강우예측모형보다 개선된 결과를 보여주었다. 그럼에도 불구하고 본 모형이 완전한 물리적 모형이 아니라 자료사이의 상관성과 다항 회귀식을 이용한 통계적인 방법에 기초하였으므로 강우의 성장과 소멸과정을 구현과 예측성 개선에도 한계가 있음을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.27-31
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• 2011

우리나라의 지점들은 강우자료 관측기간이 다른 나라에 비해 상대적으로 짧고 50년이 넘는 지점이 적기 때문에 지점빈도해석에 의한 확률강우량 추정시 불확실성을 내포하는 문제점을 갖고 있다. 또한, 긴 재현기간에 대한 확률강우량 추정시 더 큰 불확실성이 내포되는데 이러한 이유로 짧은 강우 관측기간의 문제를 보완하고자 지역빈도해석 기법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 전국의 838개소 지점자료로부터 지속기간별 연 최대 강우자료를 추출하였으며, FORGEX 기법의 절차에 따라 확률강우량을 추정하고자 하는 대상지점을 중심으로 네트워크를 구성하였다. 강우자료에 대하여 자료 이상치 보정 후 지속시간별 연 최대강우량 자료를 추출하여 신뢰성 있는 자료를 구축하였다. 구축된 자료를 토대로 중앙값(median)을 이용하여 표준화하였으며 자료 보존기간이 상대적으로 긴 대상지점들을 중심으로 네트워크를 형성하였다. 네트워크별로 pooled points 자료와 netmax 자료를 매년마다 추출하여 구축하였고 이 자료를 이용하여 성장곡선을 유도한 뒤 긴 재현기간에 대한 확률강우량을 구하였다. 또한, 우리나라 강우자료의 지역빈도해석에 적합한 모집단 성장곡선으로부터 netmax 자료의 분포 위치를 조사하기 위하여 강우지점자료를 토대로 기존의 영국에서 사용된 $lnN_e$식이 아닌 새로운 $lnN_e$식을 산정하여 FORGEX기법을 적용하였다. $lnN_e$식은 GEV분포를 토대로 기상청 산하 545개소 지점자료를 이용하여 산정하였다. 지점빈도해석과 FORGEX 그리고 새로운 $lnN_e$식이 도입된 FORGEX기법을 적용하였고, 긴 재현기간에 대한 확률강우량 값을 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.335-335
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• 2012

기후변화에 의한 미래 수문량 전망에 대한 연구는 전지구 모델 결과를 바탕으로 이루어진다. 현재 전지구 모델의 모의 결과 생산된 강우 자료는 기상청에서 제공되며, 제공된 자료는 기상청 관측 지점에 국한되어 있다. 어떤 유역의 확률홍수량 전망은 유역내 강우 지점의 확률강우량을 강우-유출 모형인 HEC-1에 입력하여 추정할 수 있다. 한강 유역과 같은 대유역의 확률홍수량을 구하기 위해서는 유역내 기상청 관측 지점만으로는 지점수가 부족하기 때문에 국토해양부나 수자원공사 관할의 지점 자료를 활용한다. 하지만 이러한 대유역의 미래 확률홍수량을 전망하고자 하는 경우에 제공되는 전지구 모델 결과가 기상청 지점에 국한되어 있어 다른 지점의 확률강우량을 산정하는 데 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 보완하기 위해 지역빈도해석을 이용하여 미래 전망 자료가 없는 지점들의 확률강우량을 추정하였다. 지역빈도해석을 수행하기 위해서는 관측 자료가 있는 유역내 지점들의 특성치(site characteristics)를 바탕으로 지역을 구분하고, Hosking and Wallis(1997)가 제안한 이질성 척도(heterogeneity measure)를 근거로 구분된 지역의 수문학적 동질성 여부를 검토하며, 각 지역에 대한 성장곡선(growth curve)를 추정한다. 지역별로 추정된 성장곡선에 지점의 연최대값 평균을 곱하면 그 지점의 확률강우량을 추정할 수 있다. 따라서 미래 기간의 지역별 성장곡선과 지점의 연최대값 평균을 전망할 수 있으면, 미래 기간의 지점별 확률강우량을 산정할 수 있고, 이를 바탕으로 확률홍수량도 전망할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 전지구 모델에서 모의된 강우 자료를 바탕으로 미래 기간의 성장곡선을 추정하고, 과거 대비 미래 기간의 지속기간별 연최대값 평균의 비율을 산정하여 모의 자료가 없는 지점에 적용함으로써 미래 기간의 연최대값 평균을 산정하였으며, 이를 바탕으로 미래 기간의 확률강우량을 산정하도록 하였다. 이 기법의 신뢰도를 검증하기 위해 관측 자료를 두 기간으로 구분하여, 이 기법을 적용하여 추정한 확률강우량과 관측 자료로부터 산정한 확률강우량을 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.536-536
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• 2015

지난 반세기에 걸쳐 우리나라 대도시에서는 집중호우로 인한 피해가 증가했다. 강우 특성의 변화를 야기하는 요인으로 여러 가지가 있겠으나, 그 중 도시화의 영향에 주목할 필요가 있다. 도시화는 여러 가지 기상특성의 변화를 야기하는 것으로 알려져 있으며, 수문순환에도 영향을 줄 수 있다. 우리나라 도시는 한국전쟁 이후 급격히 성장했으므로, 도시화의 영향이 같은 시기 우리나라 도시에서 증가한 집중호우 빈도와 관련이 있을 개연성이 있다. 이에 본 연구에서는 도시화 진행과 강우특성 변화와의 상관관계를 분석하여 이러한 가설을 뒷받침할 기초 증거를 수집하였다. 구체적으로 12개 지점, 37년간(1975~2011)의 일 강우 자료를 이용하여 총 강우량, 연 최대 강우량, 연 중 강우일수, 10/30/50/80 mm 초과강우일수의 경향성을 파악하였고, 도시화의 진행 정도를 분석하기 위해서 시가화면적비, 인구를 고려한 도시화지수(urbanization index, UI)를 구축하여 같은 방법으로 경향성을 파악하였다. 강우특성의 경향을 살펴본 결과, 대상 지역의 총 강우량과 큰 호우사상은 해마다 증가하는 추세로 확인되었으며, 나머지 강우 특성에는 큰 경향성이 없는 것으로 확인되었다. 최종적으로 UI의 변화와 강우특성 경향 간의 상관관계를 비교한 결과, UI는 50 mm 이상 강우일수, 80 mm 이상 강우일수, 총 강우량과 높은 상관관계를 보이는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 도시화가 진행되는 정도에 따라 큰 호우 사상의 발생빈도가 크게 달라진다고 볼 수 있다. 따라서, 향후 도시화의 진행에 따른 집중호우의 피해를 예방하기 위해서는 해당 분야의 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.600-604
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• 2010

수문설계 인자인 확률홍수량 산정시 짧은 홍수량 자료 길이로 인해 홍수량을 직접 이용하기 보다는 강우자료와 강우-유출모형에 의존하고 있는 현시점에서 무엇보다 중요한 것은 신뢰할 만한 확률강우량이 산정되어야 한다는 것이다. 하지만 지금까지의 강우빈도해석(rainfall frequency analysis)은 강도(intensity), 지속기간(duration), 깊이(depth) 사이의 연관성은 고려하지 않은 단편적인 방법론에 그치고 있다. 즉, 강우를 표현하는 인자들 간 독립(independency)이라는 가정을 거친 후, 간단한 단변량(univariate) 강우빈도분포(rainfall frequency distribution)로 확률강우량을 산정하고 있다는 것이다. 간단한 모형에 따른 이점은 있으나 최근의 강우 형태는 매우 복잡한 양상을 띠고 있어, 단변량 강우빈도분포로 이를 대표하기에는 무리가 따른다. 따라서 본 연구에서는 강우빈도해석의 인자가 독립적이며 정규분포(normal distribution)라 가정하지 않고, 세 개의 주변 분포(marginal distribution)의 형태가 같지 않다는 점, 또한 가정하지 않는 방법론 중, 그 가치를 널리 인정받고 있는 Archimedean Copula (AC)에 대한 연구를 수행하였다. AC를 이용하여 강도, 지속기간, 깊이 사이의 종속성 중, 두 가지 변량을 고려한 이변량(bivariate) 강우빈도해석을 수행하였고 그 효용성을 검토해 보았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2015

도시하천유역은 인위적인 하수계통으로 인해 강우-유출관계의 불확실성이 클 뿐만 아니라 홍수의 도달시간이 매우 짧고 강우-유출관계의 비선형성도 매우 크다. 현재의 수문해석절차에서는 유역의 확률강수량을 수문모형의 입력자료로 활용하여 확률홍수량을 추정하는 방법이 채택되고 있으며, 입력되는 확률강수량의 빈도와 추정되는 홍수량의 빈도가 동일하다는 가정에 근거하고 있다. 그러나 유역에 발생하는 강수량 및 유역의 수문학적 특성에 따라 동일한 강수라 하더라도 유역의 반응 측면에서 변동성이 매우 큰 것으로 알려지고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 도시하천유역에서 강우-유출관계의 다양한 불확실성요소를 고려하여 확률홍수량을 추정할 수 있는 홍수빈도곡선 개발절차를 수립하고자 한다. 도시하천유역에서 강우-유출 관계의 불확실성을 고려하기 위하여 첫째, 강수 및 강우-유출모형 매개변수의 변동성을 파악한 후 이를 확률밀도함수를 통해 모의할 수 있는 절차를 수립하고 둘째, 강우-유출 모의를 통해 앙상블형태의 유출수문곡선을 도출한다. 최종적으로 도출된 유출수문곡선 앙상블을 토대로 홍수량의 성장곡선(growth curve)를 개발하여 모의기반의 홍수빈도해석을 수행하고, 기존 수문해석절차와의 비교 분석을 통하여 제안된 방법론의 장단점을 평가하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.234-243
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• 2007

청계천 복원이후 하천수질의 생태학적 평가를 하기 위하여 청계천을 비롯한 인접수역 중랑천 및 한강 본류를 대상으로 강우 전후 조류 및 수질변화와 현장수에 대한 조류성장잠재력(AGP)을 조사하였다. 조사는 청계천(정점 1, 2), 중량천(정점 3), 두 하천의 합류부(정점 4), 한강 본류의 상류(정점 5)및 하류(정점 6)등 총 6개 정점을 선정하여 2006년 하계(강우 이 전 7월 25일, 강우 이 후 8월 28일)에 각각 1회씩 실시하였다. 한편, AGP조사를 위해 각 정점에서 채수한 현장수를 공시종 남조 Microcystis aeruginosa 배양계에 1/6, 2/6, 3/6씩 각각 첨가하고, 온도 $25^{\circ}C$, 광조건 100 ${\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$ (14h : 10h LD cycle)에서 11일간 배양하였다. 조사결과, 총질소는 중랑천과 청계천의 합류부에서 높았는데, 특히 후자는 강우 전후 각각 14.4, 18.5 mg $L^{-1}$를 기록하며 가장 높았다. 총인 역시 중랑천과 청계천의 합류부에서 높았는데, 총질소의 경우와 같이 정점 4의 총인은 강우 전후 각각 1.1, 1.3 mg $L^{-1}$를 기록하며 가장 높았다. 엽록소-${\alpha}$는 강우 후에는 중랑하수처리장 방류지점을 포함하고 있는 청계천과 중랑천의 합류부인 정점 4에서 매우 높았으며 가장 우점한 조류는 Cyclotella sp.로 조사되었다. 현장수에 대한 AGP조사결과, 강우 전에는 대조구에 비해 모든 정점에서 높은 성장을 보였으나, 강우 후에는 대조구에 비해 전반적으로 낮은 성장을 나타냈다. 다만, 강우 후에는 현장수 첨가량이 증가함에 따라 대조구와 큰 차이를 보이지 않았는데 이는 강우에 의한 영양물질의 증가가 원인인 것으로 판단되었다. 따라서 청계천을 포함한 조사하천들은 평상시에는 비교적 안정된 생태계를 유지하고 있으나 집중강우시 영양물질 유입으로 인한 하류의 조류번식 가능성이 우려되며, 특히 중량천의 수질개선이 시급한 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.181-187
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• 2005

한강 중하류의 남조류 및 환경요인의 연간변화 (2000 ${\sim}$ 2003)를 파악하기 위하여, 2000년 4월부터 2003년 10월까지 4년간 성수대교에서 성산대교까지 총 5개 지점을 선정하여, 수계의 기초환경요인 및 식물플랑크톤 현존량 변화를 조사하였다. 조사기간 동안, 남조류의 현존량은 점차적으로 감소하여 장기간 강우가 가장 많았던 2003년에는 거의 관찰되지 않았으며, 총 식물플랑크톤 현존량에 대한 남조류의 기여도는 약 10%범위내였다. 이러한 현상은 매년 강우집중기 동안 팔당댐으로부터 많은 방류수가 유입됨으로서 수온감소는 물론 광량감소, 영양염류 희석 등에 의한 남조류의 성장이 제한된 것으로판단되며, 동일시기에 다른 조류 (녹조, 규조 등)의 높은 성장으로 엽록소 a와 식물플랑크톤 현존량이 뚜렷하게 증가하였다. 따라서 한강 하류의 고온기 동안 남조류 성장은 잦은 강우와 방류에 의해 제한을 받지만 규조나 녹조와 같은 다른 조류들의 높은 성장으로 대치되는 천이현상을 보였으며, 기후영향을 크게 받는 전형적인 하천생태계의 특성을 나타냈다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2002년도 창립 10주년 기념 국제학술심포지움
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• pp.159.3-160
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• 2002

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.13-19
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• 2014

청정한 물환경에 대한 기대가 높아지는 시대에서, 관리가 쉽지 않은 비점오염원에서 발생하는 오염부하량을 산정하여 합리적인 국토관리를 도모할 수 있는 기초자료를 제시하였다. 연구는 2개소의 밭경작지를 대상으로 하였으며 고구마와 벚나무를 재배하는 비점오염원으로 각각 3년 동안에 걸쳐 강우사상을 모니터링 하였다. 오염부하량에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 강우량으로 50 < rainfall (mm)의 강우사상에서는 100% 강우유출량이 발생하여 오염물질을 발생하였다. 그러나 30 < rainfall (mm) ${\leq}50^a$와 10 < rainfall (mm) ${\leq}30^b$에서는 강우유출수에 의한 오염부하에는 작물의 재배방법과 토양의 특성 등이 결정인자로 작용되어, 작물성장이 현저한 벚나무경작지에서 강우유출수 발생빈도는 a : 60%, b : 5%로 고구마경작지에서의 강우유출수 발생빈도보다 낮았으며, 이로 인해 오염부하량도 적었다. 반면, 고구마경작지에서의 강우유출수 발생빈도는 a : 80%, b : 15%로 나타났다.