• 한국수자원학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.327-333
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• 2016

최근 우리나라는 지구 온난화에 의한 기후 변화로 지역별 기후 변동뿐만 아니라 극한 기상 발생의 규모와 빈도가 커지고 있다. 2013년 장마 전선이 주로 중부지방에 위치하여 중부지방에서 강수일수 최고값을 기록하였으며, 남부지방은 강수일수 최저값을 기록하였다. 이러한 강우의 공간적, 시간적 집중 현상으로 호우 피해가 발생하여 치수의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 홍수기 신속한 홍수 방재를 위하여 예측 강우 자료를 활용하고자 한다. 이를 위해 수치 예보 자료의 적용 가능성을 지상 관측 강우 및 유입량을 이용하여 분석하였다. 지상 관측 강우와 정량적 비교를 위해 상관계수, 최대 강우강도 퍼센트 오차 및 총 강우량 퍼센트 오차 등을 이용하였으며, 유입량은 상관계수, Nash-Sutcliffe 효율계수, 표준화된 RMSE를 사용하였다. 모의 결과 6시간까지의 상관계수는 0.7 이상으로 높은 상관성을 나타내었으며, Nash-Sutcliffe 효율계수는 6시간까지 양수를 나타내어 예측 강우의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권5호
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• pp.38-48
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• 2010

이상기후는 도로교통 사고 위협요소로써 빈번하게 심각한 영향을 주고 있다. 특히, 도로교통에서 기상변화 또는 재해에 의한 영향은 장대교량, 터널, 사면 및 결빙 지역에서 영향이 크기 때문에 이들 지역에 대한 관심 있는 관리가 필요하며 발생할 수 있는 사고를 줄이기 위해서도 집중적인 도로 관리와 도로 기상 정보 제공 및 조기 경보, 도로 순찰, 교통통제와 같은 요소들이 필요하다. 도로의 눈과 결빙은 제설로 위험을 줄일 수는 있으나, 강풍은 피할 수 없는 요소이다. 본 연구에서는 도로 기상 정보와 기후, 재해 정보를 활용하여 국지 지역에서 안전운전을 위한 경보 정보를 설계를 하고자 한다. 극한 기상에 노출된 운전자를 위한 최상의 경보 정보 설계는 도로 상황 감시 개선, 도로 기상정보 감시, 정확한 사용자 정보전달들이 될 것이며, 또한 바람 및 재해 상황에 대한 통계, 표면 조건 통계, 차종 및 차종에 따른 바람에 의한 사고 통계와 조기 경보 정책과 교육들도 이를 위해서는 수반되어야 할 요소들이다.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.116-125
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• 2017

극한 기후에서 수분매개자가 부족한 고산식물은 번식보장을 위해 자가수정을 겪는 것으로 믿어졌다; 그러나 반대되는 증거도 있다. 고산지역에서 융설체제는 고산식물의 개화시기와 개화기간 같은 생활사 특성을 변화시키는 기능을 한다; 그러나 국내의 고산식물에 대한 융설체제 효과는 검정된 바 없다. 본 연구에서는 소백산 정상부의 아고산식물인 모데미풀의 자웅이숙성, 교배체제, 두 개체군[이른 융설 구역과 늦은 융설 구역(각기 ESP와 LSP)]의 개화특성을 조사하였다. 모데미풀은 암술과 수술의 성숙시기가 부분적으로 겹치는 불완전 자예선숙성을 나타냈다. 교배실험의 결과 대조구와 인공타가수분 처리구가 자율 및 인공자가수분 처리구보다 꽃당 골돌 및 종자를 유의하게 더 많이 생산하였다. 취과성숙률에 근거한 자율자가 수정지수(AI)와 자가화합성지수(SI)는 각기 0.33, 0.50이었다. ESP의 융설이 LSP보다 10일 빨랐고 이에 따라 ESP와 LSP의 개화수명과 계화계절이 현저한 차이를 보였으나 두 개체군의 개화절정일은 거의 차이가 없었다. 결론적으로, 소백산 아고산지역 모데미풀은 수분매개자 서비스를 통해 거의 타가수정으로 번식하는 조건부타가수정 식물이다. 또한 기후변화로 인한 융설 시점(이른 vs. 늦은)과 후속적인 개화특성의 변동은 이미 희귀식물인 모데미풀을 더욱 위협할 가능성이 있다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권4호
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• pp.811-818
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• 2017

환경시험은 시험대상품이 수명주기 동안 겪을 수 있는 환경에 노출되었을 때 정상기능을 수행할 수 있는지 확인하는 과정이다. 군수품의 경우 민수품과는 달리 극한 환경에 노출되는 경우가 많으므로 환경시험에 대한 중요성은 상당히 높다고 할 수 있다. 하지만, 한반도 내에서 운용하는 무기체계 환경시험 기준 설정을 위한 기후 데이터는 거의 없는 실정이다. 수출용 군수품의 경우 운용 환경이 전 세계이므로 전 세계 기후 데이터 기반으로 환경시험 기준을 테일러링 하는 것이 타당하다, 그러나 국내에서만 사용하는 군수품을 전 세계적 환경시험 기준으로 설계/제작할 경우 과도한 설계로 인해 불필요한 비용이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 한반도 주변 해수의 온도와 염분에 대한 분석 결과를 제시하였다. 이 분석을 통해 환경시험 중 염수분무시험 기준으로 활용할 수 있는 한반도 주변 해수의 최고 온도, 최고 염분, 온도와 염분의 발생빈도값을 산출하였다.

• 대기
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• 제29권3호
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• pp.257-267
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• 2019

This study is to assess the applicability of the Extreme Forecast Index (EFI) algorithm of the ECMWF seasonal forecast system to the Global Seasonal Forecasting System version 5 (GloSea5), operational seasonal forecast system of the Korea Meteorological Administration (KMA). The EFI is based on the difference between Cumulative Distribution Function (CDF) curves of the model's climate data and the current ensemble forecast distribution, which is essential to diagnose the predictability in the extreme cases. To investigate its applicability, the experiment was conducted during the heat-wave cases (the year of 1994 and 2003) and compared GloSea5 hindcast data based EFI with anomaly data of ERA-Interim. The data also used to determine quantitative estimates of Probability Of Detection (POD), False Alarm Ratio (FAR), and spatial pattern correlation. The results showed that the area of ERA-Interim indicating above 4-degree temperature corresponded to the area of EFI 0.8 and above. POD showed high ratio (0.7 and 0.9, respectively), when ERA-Interim anomaly data were the highest (on Jul. 11, 1994 (> $5^{\circ}C$) and Aug. 8, 2003 (> $7^{\circ}C$), respectively). The spatial pattern showed a high correlation in the range of 0.5~0.9. However, the correlation decreased as the lead time increased. Furthermore, the case of Korea heat wave in 2018 was conducted using GloSea5 forecast data to validate EFI showed successful prediction for two to three weeks lead time. As a result, the EFI forecasts can be used to predict the probability that an extreme weather event of interest might occur. Overall, we expected these results to be available for extreme weather forecasting.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.359-369
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• 2024

한국은 6월 21일부터 9월 20일까지를 법정홍수기로 지정하여 잠재적 홍수에 대비하여왔다. 하지만 2020년 54일의 역대 최장 장마 사례와 같이 과거와 다른 기후양상으로 인한 극한 홍수로 피해를 겪고 있다. 그동안 홍수 피해 저감을 위한 연구는 매우 많았지만, 법정홍수기가 앞으로도 유효할지에 대한 연구는 시도된 적 이 없었다. 따라서 본 연구는 21세기 관측 자료를 통해 현행 법정홍수기의 타당성을 통계적으로 검토하였으며, 이를 통해 현행 법정홍수기가 강수량 증가 추세와 지역별 강수 특성의 강화를 고려하지 못하고 있음을 확인하였다. 이러한 한계점의 해결을 위해 본 연구에서는 대상 유역에 대한 7개의 새로운 홍수기 후보군을 제안하였고, 이의 타당성을 모의 운영을 통해 분석하였다. 모의 운영 시 댐 운영룰 rigid operation method를, 댐 유입량 예측에는 long short-term memory model을 적용하였다. 제안한 홍수기 각 후보는 댐의 계획방류량과 하천의 계획홍수량을 초과하느냐를 기준으로 평가하였다. 첫 번째 기준으로 평가한 결과, 본 연구에서 제안한 홍수기 적용 시 초과 빈도와 지속시간이 각각 0.068%와 0.33% 감소되었으며, 크기 또한 24.6% 감소하였다. 두 번째 평가 기준으로 평가한 결과 역시, 홍수피해 발생 구간이 기존의 4회에서 2회로 감소하였다. 본 연구 결과를 계기로 법정홍수기 재검토가 공식적으로 이루어져 새로운 양상으로 변화하고 있는 강우 양상에 적극적으로 대비하길 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권9호
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• pp.571-583
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• 2024

중장기적으로 댐에 유입될 물의 양을 예측하는 것은 댐의 안정적 운영 및 홍수·가뭄 등 물 재해 예방을 위해 필수적이지만, 기후변화에 따른 극한 기후 현상의 증가에 따라 미래 수문상황을 정교하게 예측하는 것은 더욱 어려워지고 있다. 2000년 이후, 중장기적 수문학적 예측을 위해 향후 약 7개월까지에 대한 예측 정보를 제공하는 계절 기상 전망과 이를 수문학적으로 해석한 계절 유량 전망(Seasonal Flow Forecasts, SFFs)이 전 세계적으로 관심을 받아왔다. 본 연구는 2011년부터 2020년 까지 국내 12개 다목적댐에 대해 ECMWF에서 제공하는 계절 기상 전망을 수문학적 모형을 통해 유입량으로 변환하고, 그 예측의 성능을 국내외 물 관리에 많이 활용되는 Ensemble Streamflow Prediction (ESP)과 비교하였다. 본 연구의 결과는 SFFs가 1에서 2개월의 단기간에 대한 예측에 더 효과적이지만, 장기간 예측에서는 ESP가 더 나은 성능을 나타낸다는 것을 확인하였다. 계절적으로는 10~11월에서 SFFs의 유입량 예측 신뢰도가 높았지만, 12~2월에서는 다소 낮게 나타났다. 또한, SFFs는 건조한 조건을 정량적으로 예측하는데 나은 성능을 나타낸 반면, 습윤한 조건에 대해서는 유입량을 과소평가하는 경향을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1482-1488
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• 2009

최근 전 세계적인 기후변화로 인하여 홍수 해일 지진 등의 자연재해가 거대해지고 빈번하게 발생되고 있다. 이러한 점차 대형화되고 다양화되는 자연재해발생시 국민의 생명과 재산 피해를 최소화하기 위한 다양한 방안이 수립되고 있으며, 특히 풍수해에 대비하기 위한 방안으로써 비상대처계획(Emergency Action Plan, 이하 EAP)수립, 홍수위험지도 및 비상대피지도 등 재해지도 제작, 홍수재해관리시스템 개발 등이 이루어지고 있다. 특히 EAP는 이러한 점차 대형화되고 다양화되는 자연재해에 대비하기 위한 방안으로써, 재해 발생시 국민의 생명과 재산 피해를 최소화하기 위해 시설물 지역의 관리주체 및 유관기관이 발생 가능한 비상상황을 미리 예측하고 대응조치를 신속하고 효율적으로 집행할 수 있도록 구성되어 있으며, 이를 시스템화 한 것이 비상대처시스템(Emergency Action System, 이하 EAS)이라 할 수 있다. 현재 우리나라를 비롯하여 미국, 유럽, 일본 등 선진국을 중심으로 댐 저수지 붕괴에 대비한 EAP 수립을 의무화하고 그 대상 범위를 확장하는 단계에 있으며, 홍수위험지도 및 비상대피지도 제작 등에 있어서 일부 선진국의 경우 다양한 시나리오와 시민의 복합적인 요구를 반영하는 시도를 진행 중에 있다. 또한 일부 선진국의 경우 비상대처계획을 반영한 홍수재해통합관리시스템 구축이 진행중에 있으며, 일본의 경우 첨단기술의 접목을 통해 시민의 대피 시뮬레이션 모델을 개발하는 단계에 이르고 있다. 따라서 본 연구에서는 풍수해에 대비해 수립된 국내 외 EAP, 재해관련 지도, 홍수재해관리시스템 등에 대한 사례조사를 통하여 통합적인 비상대처 및 관리가 가능한 표준화된 EAS 모델의 정립 방향을 모색하고자 한다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권2호
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• pp.160-169
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• 2017

The objective of this study are to analyze changes in future rainfall patterns in the Soyang-dam watershed according to the RCP 4.5 scenario of climate change. Second objective is to project peak flow and hourly sediment simulated for the future extreme rainfall events using the SWAT model. For these, accuracy of SWAT hourly simulation for the large scale watershed was evaluated in advance. The results of model calibration showed that simulated peak flow matched observation well with acceptable average relative error. The results of future rainfall pattern changes analysis indicated that extreme storm events will become more severe and frequent as climate change progresses. Especially, possibility of occurrence of large scale extreme storm events will be greater on the periods of 2030-2040 and 2050-2060. In addition, as shown in the SWAT hourly simulation for the future extreme storm events, more severe flood and turbid water can happen in the future compared with the most devastating storm event which occurred by the typhoon Ewiniar in 2006 year. Thus, countermeasures against future extreme storm event and turbid water are needed to cope with climate change.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.147-147
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• 2011

이상기후 및 극한 홍수 발생빈도의 증가 등으로 인해 많은 수공 구조물이 붕괴 위험에 노출되어 있다. 사전 피해 예방 및 경감을 위해 다양한 수공구조물의 붕괴 현상에 대하여 수리실험적 접근방법을 통한 현상이해 및 예상결과 비교 검증이 필요하다. 그 중에서 제방붕괴에 대한 수리실험은 수치모의를 통한 분석의 어려움 때문에 대부분 모형실험을 통해서 이루어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 실제규모의 제방붕괴 선행실험의 측정결과를 활용하여 실험설계에 이용 하였다. 모형은 실험공간의 규모를 고려하여 축척을 1:10 으로하고, 하도내 흐름 안정을 위해 수로의 길이 는 16, 저폭은 $b\geq10h$를 만족하는 하천으로 설계하여 b를 3m로 설정 하였다. Fr수는 0.29로 원형과 동일하게 하고, 그에 따른 유량 ( )는 0.538m/s로 하였다. 실제 모형 제작에서는 현장 실험실의 펌프용량에 따른 가용유량 ($Q__{max}$)의 제약에 따라 수로가 직선이고 좌우가 대칭인 점을 감안하여 폭을 1/2로 절단 하고 유량은 $0.269m^3/s$(Q/2)를 공급하였다. 위와 같이 모형제작을 위한 실험 설계시 현장 여건을 고려하여 모형을 변형할 경우 EIM(Experimental Information Modeling)을 이용한 수리영향에 대한 분석을 통한 설계검증이 필요하다. FLOW-3D를 이용한 3차원 수치모의를 통하여 동일 지점에서의 유속과 수심을 분석하여 흐름양상을 비교 하였으며, 유속과 수심의 측정위치는 그림 1에 도시하였다. 수치모의 결과 측정지점에서의 수위가 하도 바닥을 기준으로 0.25m로 동일할 경우 수로 단면에 대한 유속 분포가 제방을 기준으로 2b/3까지는 유사한 경향을 보였다. 그 결과, $b\geq10h$인 수로에서 제방붕괴를 위한 모형 설계시 하도 폭을 1/2만 만들 경우에도 실험의 신뢰성이 확보된다는 것을 확인하였다.