• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권1호
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• pp.18-25
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• 2017

기후변화의 영향으로 자연재해에 의한 인명 및 재산의 피해가 증가함에 따라 자연재해 취약성에 관한 연구들이 근래에 폭넓게 수행되고 있으며, 기후변화의 영향평가와 적응 방재대책 마련이 활발히 진행되고 있다. 종래의 재해영향을 평가한 연구에서는 대리변수를 이용하여 취약성 평가를 수행하였으나, 이는 정성적이고 상대적인 결과를 도출하여 절대적인 비교나 방재 또는 적응능력의 기준을 제시하기 어려운 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 시스템 생태학적 접근법으로 재해를 Order와 Disorder의 관계로 인식하고 에머지평가법을 이용하여 정량적인 평가를 하고자 하였다. 먼저, 2003년 부산시를 대상으로 유입 에너지와 내부 자산을 파악하였고, 태풍 매미로 인해 발생 된 태풍 에너지, 태풍 영향 그리고 복구 에너지를 분석하였다. 그 결과, 유입 에너지는 4.66E+22 sej/yr, 내부 자산은 1.98E+22 sej, 태풍 에너지는 7.80E+18 sej, 태풍 영향은 4.55E+20 sej, 복구 에너지는 3.87E+20 sej로 나타났다. 이를 통해 재해 에너지에 대한 재해 영향을 허리케인 앤드류와 비교 고찰해봤을 때, 부산시의 방재능력을 증가시킬 경우, 매미보다 큰 태풍의 에너지에 대한 영향 정도를 줄일 수 있음을 알 수 있었고 피해에 대한 실질적인 복구를 통하여 추가피해에 대한 예방이 필요함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 재해에 대한 영향을 동일한 척도로 나타내어 자연환경과 인간의 경제 시스템별로 정량적이게 파악할 수 있었으며 이러한 정량적인 취약성 평가가 이루어지고 추후 태풍 크기에 따라 방재능력을 어느 정도까지 증가시키는 것이 효율적인 방재인지에 대한 추가적인 연구를 통해 도시의 방재정책마련에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권4호
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• pp.71-80
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• 2005

본 연구는 XP-SWMM 모형과 GIS 기법을 이용하여 도시지역인 사당동 지역의 국지성 돌발홍수를 사례로 강우단계에 따른 내수침수상황을 모의하여 침수예상지역을 분석하고 그에 따른 대피 강우기준을 개발하였다. 사당천의 배수영향을 크게 받는 지역적 특성을 고려하여 배수관망해석시 사당천 좌안 기점수위를 지정, 경계, 위험 홍수위 및 만수위로 입력한 후 각 수위에 대하여 강우를 단계별로 적용하여 침수예상지역을 분석하였고, 이를 바탕으로 침수예상지도를 작성하였다. 분석된 결과를 통하여 사당동지역의 경우 대피강우기준을 2단계인 준비 및 경계강우(40mn.hr), 대피강우(65mm/hr)로 설정하였다. 본 연구에서 제시된 침수예상지도 작성 및 대피강우기준 개발 방법론을 응용함으로써 도시지역 침수피해에 대비한 합리적인 방재대책 및 침수피해 최소화를 위한 효과적인 대응체계를 구축하는데 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1462-1466
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• 2008

본 연구에서는 청라지구 경제자유구역 개발사업의 일환으로 지구내 하천 및 공원에 최적의 주운시설을 도입하기 위한 방안을 모색하였다. 유역의 일반현황 및 국내외 사례조사를 통해 현재까지 진행된 주운관련 사례를 분석하여 적용가능성을 검토하였으며 이수, 치수, 환경 측면에서 주운시설 도입을 위한 종합적인 검토를 수행하였다. 물수지분석, 담수량 및 손실량 파악, 물갈이율 조사 등을 통해 필요수량을 파악하였으며, 산정된 필요수량 확보를 위해 하수처리장 고도처리수, 상수원수, 상수도, 유역관리 등의 다각도의 수량확보 방안을 검토하여 적용가능방안을 제시하였다. 또한 하천수질현황, 국내외 수질기준, 생태계 친수환경에 미치는 영향을 고려하여 목표수질을 설정하였으며, 유역, 하천, 호수공원 및 내부수로 등에 적용가능한 수질보전방안을 제시하였다. 인근하천, 중앙호수 공원, 내부수로를 동시에 고려하여 유역통합관리 차원의 치수안전성 확보 방안을 제시하였으며 주운시설 도입에 따른 추가적인 치수안전성 확보방안을 검토하였다. 특히 간척지라는 지역적 특수성을 고려하여 항구적인 치수 및 이수 대책의 필요성을 제시하였으며, 지속 가능한 개발을 위해 최첨단 유지관리 시스템의 도입 및 안전시설 확보를 통해 재해로 부터 안전한 주운계획을 제시하였다. 향후 청라지구-서해-굴포천 방수로-한강을 잇는 해상과 연계된 주운 개발을 통한 광역운하망 구축 방안을 제고하였다. 향후 주운시설의 도입에 따라 도시의 어매니티 증진과 친수도시 구현, 물순환 확보와 치수에 안전한 방재도시 수립이 가능할 것으로 판단되며 이를 통해 지속가능한 신도시 개발의 초석이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.915-922
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• 2006

본 연구는 소방방재청에서 계획하고 있는 도시유역의 침수피해를 방지하기 위한 대책 수립의 일환으로 도시유역의 중상류부에 중소규모의 저류지를 설치하는 방안에 대한 유출저감 효과 분석에 관한 것이다. 이를 위해 시범유역을 선정하여 유출분석을 실시하였고 저류지의 위치와 규모에 따른 유출저감 정도 및 치수안전도 확보 효과를 분석하였다. 분석결과 유역의 유출량을 모두 하도에서 소통시키는 개념이 아닌 유역에서 홍수량의 일부를 저류하여 유량을 분담하는 유역분담 저류지를 설치함으로써 하도의 부담을 완화시킬 수 있음을 확인하였고 저류지의 입지 및 규모의 선정에 따라 그 효과에 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 중상류부에 저류지를 설치하는 경우 하류부 유출 저감에는 상당히 효과적인 것으로 나타나 유역의 치수안전도 확보에 효율적인 방안이 될것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.238-250
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• 2020

본 연구는 도시지역에 침수피해가 발생하였을 경우, 장기적인 측면에서 침수피해를 최소화 할 수 있는 방안을 마련하기 위해 비구조적인 대책에 초점을 맞추어 도시공간적인 요인과 침수피해의 영향 관계를 분석하였다. 도시공간적인 요인에 의한 침수피해 영향을 분석하고자 다중회귀 분석(Multiple Regression Analysis)을 활용하여 적용하였다. 도시공간적인 요인은 Open Space, 방재시설, 도시화 부문으로 유형화하였다. 분석 결과, 침수피해 지역은 일정한 지역에 한정되어 발생하며, 공간적으로 매우 높은 상관성을 보이고 있음을 알 수 있다. Open Space의 면적이 넓을수록 침수피해액이 감소하는 바, 녹지, 공원 등의 감소가 침수피해를 증가시키고 있음을 확인할 수 있어, 도시의 안전이라는 기능적인 부분에 있어서 침수피해를 예방하고 대응하기 위해 매우 중요한 요인임을 알 수 있다. 도시화 부문에 포함되는 인구밀도, 지역내총생산(GRDP) 등의 요인은 그 값이 클수록 침수피해액은 증가하는 것으로 분석되어, 침수피해를 유발시키는 원인으로 판단된다. 따라서 기후변화에 적응하기 위해서는 녹지, 공원 등의 도시공간 계획을 전략적으로 수립해야 하며, 인구밀도, 지역내총생산(GRDP) 등은 침수피해를 유발시키는 주요 요인이므로 회복력 차원에서 적절하게 활용한다면 대응과 복구 역할을 할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.189-189
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• 2011

최근 공동주택은 보편적인 도시주거 유형으로 자리매김 하고 있지만, 성장 위주의 경제 산업 정책에 따른 안전의식미약, 사회구조개편에 따른 급격한 증가, 생활환경 변화와 에너지 사용 증가 등 화재 유발인자의 다양화로 인해 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 다른 건물들과는 달리 공동주택의 거주자가 유아, 노인, 신체장애자 등 다양한 인적 구성의 형태로 이루어져 있어서 화재 발생 건수에 비해 인명피해가 월등히 높은 편이다. 공동주택에서의 화재에 대한 위험성을 인식하고, 그에 대한 인적 물적 피해를 최소화하기 위한 대책 마련이 시급하다. 본 논문은 CFAST(Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport)를 사용하여 공동주택을 대상으로 실물 화재 실험을 실시하고 공간화재에서의 화재 성상을 파악하여 화재 시 개구부의 개폐 여부에 따라 발생되는 산소와 이산화탄소의 농도와 온도가 인체에 미치는 영향에 대해 알아본다. 개구부를 개방 했을 경우에 외부창문의 개폐 여부에 상관없이 모든 방의 온도 분포가 뚜렷하게 나타났지만 개구부를 폐쇄 할 경우에는 발화지점인 거실의 온도 분포만 나타났다. Flashover현상과 Back Draft현상은 개구부의 개폐여부에 상관없이 외부 창문을 폐쇄 했을 경우에 나타났지만 특히 모든 개구부와 외부창문을 폐쇄 했을 경우에 더욱 뚜렷하게 나타났다. 각 실은 점화 후 4분경에 최고 온도를 보였으며 다른 방에 비해 발화지점인 거실의 온도가 가장 높게 나타났다. 온도에 의해서는 두 가지 영향이 일어날 수 있는데, 하나는 비교적 장시간에 걸쳐 발생하는 열응력이고, 다른 하나는 짧은 시간에 발생할 수 있는 화상이다. 만약 피부온도가 $45^{\circ}C$에 이르면 인체는 고통을 느끼게 되며, 이보다 더 높은 온도에서는 깊은 피부조직까지 손상을 줄 수 있다. 움직이지 않는 사람에 대한 고통 유발 임계온도는 약 $200^{\circ}C$이며, 인체는 땀의 발산으로 온도에 대한 내성이 증가하지만 이체가 장시간 열을 받으면 사망에 이를 수 있다. 결론적으로 공동 주택을 대상으로 CFAST를 이용해 분석한 결과 플래쉬오버 현상으로 인해 화재가 성장하여 급격히 온도가 상승하다가, 산소 부족으로 인해 화재가 성장하지 않고 온도가 떨어지는 것을 알 수 있다. 화재 시 온도, 산소, 이산화탄소를 고려하였을 때 약 3분 이내에 대피해야 온도 및 가스로 인한 피해를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2018

현재 우리나라에서는 행정안전부의 풍수해저감종합계획, 사전재해영향성검토협의, 재해위험지구개선사업 등에 해외에서 개발된 상용프로그램이 사용돼 접근성 저하로 인해 지자체 방재담당자의 실무나 대학에서 연구용으로 다루기에는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 내수침수, 외수침수, 2차원 침수해석으로 구성하여 GUI 기능을 강화한 통합침수재해지도 작성시스템(i-FIM, Integrated Flood Inundation Modeling system)을 개발하여 입력자료의 구성 및 매개변수의 수정이 용이하게 함으로써 하수관망 등에 부분적인 설계 변경이 있는 경우 지자체 방재담당자가 간단한 작업을 통해 침수영향 변화를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 또한, 상세한 지형의 반영이 필요한 도시지역의 2차원 침수해석의 경우 계산격자 망의 크기가 작아질수록 소요되는 계산시간이 기하급수적으로 증가하는 한계가 있어 i-FIM에서는 계산격자를 $2{\times}2$, $3{\times}3$, $5{\times}5$ Subgrid 형태의 격자를 적용하고, 병렬프로그래밍과 계산시간조정 기능을 추가하여 2차원 침수해석 모형의 계산 속도를 향상시켰다. 이를 실무에 적용하기 앞서 2006년 집중호우로 인해 안성시에서 발생한 제방 붕괴사상, 2016년 태풍 차바로 인해 울산시에서 발생한 제방 월류 사상을 통해 침수흔적도와 비교하여 검증을 실시하였다. i-FIM에서 최종적인 2차원 침수해석 결과는 2017년에 개정된 '재해지도 작성 기준 등에 관한 지침'의 침수심 등급 구분의 색채 설정에 따라 각 격자별 침수심을 표출함으로써 표준화된 재해지도 작성이 가능하도록 하였다. 또한, 포털사이트의 지도 및 위성지도에 표출함으로써 침수 위험이 발생할 수 있는 지역의 현재 이용 용도를 파악하여 침수재해에 대한 상세한 대책을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.428-428
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• 2022

본 연구에서는 최근 RCM을 이용하여 생산된 미래 강우자료를 1시간강우량으로 변환하기 위한 Neyman-Scott Rectangular Pulse(NSRP) 모델 기반의 강우분해기법을 개발하고 이를 기반으로 짧은 지속시간에 대한 확률강우량이 어떻게 변화하는지 전망해보고자 하였다. 강우분해기법의 성능평가는 관측자료를 이용하여 수행되었으며, 관측 시계열을 우수하게 모의했으나 일최대 시간 강수량이 20mm를 초과하는 경우 불확실성이 증가함에 따라 사용에 주의가 필요할 것으로 판단된다. 미래 확률강우량 전망결과는 모든 지점(울산, 부산, 창원, 밀양)에서 향후 재현기간별 1시간 확률강우량이 증가될 것으로 전망되었다. 울산과 밀양 지점의 경우, 재현기간에 클수록 증가율 또한 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났는데 이는 상대적으로 복잡한 산악지역 내 위치하고 있고, 다른 지점보다 산지효과 영향이 크기 때문으로 판단된다. 부산과 창원지점은 다른 두 지점에 비해 재현 기간별 확률강우량의 변동성이 크게 나타났는데, 이는 해안에 가깝에 위치해 있어 RCM별 불확실성이 다소 크게 작용한 것으로 판단된다. 특히 과거 200년 빈도 확률강우량 보다 미래 50년미만 빈도 확률 강우량이 더 커질 수 있는 가능성을 확인하였다. 다양한 불확실성이 포함되어 있는 결과이긴 하나 이러한 결과를 기반으로 곧 도래할 미래의 도시유역 방재성능 재정비가 필요할 것으로 사료된다. 아울러, 극한 강우발생 가능성이 높아질 수 있음을 의미하기 때문에 이에 대한 새로운 수자원의 이수와 치수 대비를 위한 구조적/비구조적 대책이 시급할 것으로 판단된다.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.37-43
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• 2016

최근 사회기반시설이 밀집한 도심지에서 싱크홀이 빈번히 발생하고 있다. 무엇보다 대부분의 싱크홀이 시민의 생활영역 주변에서 발생하고 있어, 싱크홀의 주요 발생요인인 도시개발과 지하수관리에 대한 체계적인 대책수립이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 싱크홀과 직간접적으로 관련성이 깊은 지형공간정보를 이용하여 연구지역에서 발생한 싱크홀의 위험요인을 분석하고자 하였다. 분석에 사용된 지형공간정보는 싱크홀의 발생원인을 지형학적 관점에서 구축한 정보이며, 정보의 처리와 분석은 GIS를 기초로 한 다양한 공간분석도구를 이용하였다. 연구결과, 지형학적 요인이 싱크홀의 발생원인과 유의미한 관련성이 존재하며, 지하에 설치된 각종 관망과 지하수위의의 이동특성, 기타 지형학적 특성의 관리가 필요함을 파악할 수 있었다. 이와 같은 연구결과는 향후 도시방재분야의 의사결정지원자료로 활용 가능하며, 수문지형학 및 공간모델링분야를 접목한 확장 연구가 필요하다고 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.121-129
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• 2020

도시화로 인한 불투수층 증가와 하천 주변 개발은 홍수 시 위험에 노출되는 재해요인의 증가뿐 아니라 피해의 파급을 발생시켜 홍수 관리 측면에서 어려움을 낳는다. 홍수 방재대책을 위해서는 도시지역에 분포하는 다양한 지표면 공간특성을 반영하여 침수가 예상되는 지역에 대한 파악이 우선시되어야 한다. 본 연구에서는 도시하천의 홍수 위험지역을 대상으로 확률적 홍수위험 평가가 수행되었다. 홍수와 관련된 지형적 영향요인인 고도, 경사, 유출곡선지수, 하천까지 거리를 예측변수로 하여 하천 주변 침수 예상지역을 설명하기 위해 모형의 학습데이터로 100년 빈도 홍수위험 지도가 사용되었다. 연구 대상 지역은 격자로 변환하여 Bayesian Logistic 회귀분석을 수행하여 각 격자별로 홍수영향요인이 침수 여부를 설명하는 모형을 구축하였다. 최종적으로 모형을 통해 대상 지역 전체에 대하여 침수위험도를 확률적으로 제시하였다.