• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.202-202
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• 2018

본 논문에서는 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)(최윤석, 김경탁, 2017)을 이용해서 낙동강 유역을 대상으로 대유역 홍수해석시스템을 구축하고, 유출해석을 위한 실행시간을 평가하였다. 유출모형은 낙동강의 주요 지류와 본류를 소유역으로 구분하여 모형을 구축하고, 각 소유역의 유출해석 결과를 실시간으로 연계할 수 있도록 하여 낙동강 전체 유역의 유출모형을 구축하였다. 이와 같이 하나의 대유역을 다수의 소유역시스템으로 분할하여 모형을 구축할 경우, 유출해석시스템 구성이 복잡해지는 단점이 있으나, 소유역별로 각기 다른 자료를 이용하여 다양한 해상도로 유출해석을 할 수 있으므로, 소유역별 특성에 맞는 유출모형 구축이 가능한 장점이 있다. 또한 각 소유역시스템은 별도의 프로세스로 계산이 진행되므로, 대유역을 고해상도로 해석하는 경우에도 계산시간을 단축할 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 유역을 20개(본류 구간 3개, 1차 지류 13개, 댐상류 4개)의 소유역으로 분할하여 계산 시간을 검토하였으며, 최종적으로 21개(본류 구간 3개, 1차 지류 13개, 댐상류 5개)의 소유역으로 분할하여 유출해석시스템을 구축하였다. 댐 상류 유역은 댐하류와 유량전달이 없이 독립적으로 모의되고, 댐과 연결된 하류 유역은 관측 방류량을 상류단 하천의 경계조건으로 적용한다. 지류 유역은 본류 구간과 연결되고, 지류의 계산 유량은 본류와의 연결지점에 유량조건으로 실시간으로 입력된다. 이때 본류와 지류의 유량 연계는 데이터베이스를 매개로 하였다. 유출해석시스템의 성능을 평가하기 위해서 Microsoft 클라우드 서비스인 Azure를 이용하였다. 낙동강 유역을 20개 소유역으로 구성한 경우에서의 유출해석시스템의 속도 평가 결과 Azure virtual machine instance DS15 v2(OS : Windows Server 2012 R2, CPU : 2.4 GHz Intel $Xeon^{(R)}$ E5-2673 v3 20 cores)에서 1.5분이 소요 되었다. 계산시간 평가시 GRM은 'IsParallel=false' 옵션을 적용하였으며, 모의 기간은 24시간을 기준으로 하였다. 연구결과 분포형 모형을 이용한 대유역 유출해석시스템 구축이 가능했으며, 계산시간도 충분히 단축할 수 있었다. 또한 추가적인 CPU와 병렬계산을 적용할 경우, 계산시간은 더 단축될 수 있으며, 이러한 기법들은 분포형 모형을 이용한 대유역 유출해석시스템 구축시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.32 no.4
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• pp.585-596
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• 2022

This study determined major factors influencing landslide occurrence along a forest road near Sangsan village, Sancheok-myeon, Chungju-si, Chungcheongbuk-do, South Korea. Within a 2 km radius of the study area, landslides occur intensively during periods of heavy rainfall (August 2020). This makes study of the area advantageous, as it allows examination of the influence of only geological and tomographic factors while excluding the effects of rainfall and vegetation. Data for 82 locations (37 experiencing landslides and 45 not) were obtained from geological surveys, laboratory tests, and geo-spatial analysis. After some data preprocessing (e.g., error filtering, minimum-maximum normalization, and multicollinearity), structural equation model (SEM) and logistic regression (LR) analyses were conducted. These showed the regolith thickness, porosity, and saturated unit weight to be the factors most influential of landslide risk in the study area. The sums of the influence magnitudes of these factors are 71% in SEM and 83% in LR.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.23 no.6
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• pp.97-102
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• 2007

Though the stability analysis of soil slopes widely employs the limit equilibrium method, the study on the jointed rock slopes must consider the direction of joint and the characteristics of Joint at the same time. This study analyzes the result of the change in the factors which show the characteristics of discontinuity and the shape factor of rock slopes, and so on, in an attempt to validate the propriety as to the interpretation of jointed rock slope stability which uses the general finite element program. First, the difference depending on the flow rules was compared, and the factor effect study was conducted. The selected independent variables included the direction of joint which displays the mechanical characteristics of discontinuity, adhesive cohesion, friction angle, the inclination and height of rock slope which reveal the shape of slope and surcharge load. And the horizontal displacement was numerically interpreted at the 1/3 point below the slope, a dependent variable, to compare the relative degree of factor effects. The findings of study on factor effects led to the validation that the result of horizontal displacement for each factor satisfied various engineering characteristics, making it possible to be applied to stability interpretation of jointed rock slope. A modelling is possible, which considers the application of the result of real geotechnical surveys & laboratory studies and the non-linear characteristics when designing the rock slope. In addition, the stress change which may result from the natural disaster, such as precipitation, and the construction, can be expressed. Furthermore, as the complicated rock condition and the ground supporting effect can be considered through FEM, it is considered to be very useful in making an engineering decision on the cut-slope, reinforcement and so on.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.444-444
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• 2021

하천의 오염부하량 관리 계획은 지속적인 모니터링을 통한 자료 구축과 모형을 이용한 예측결과를 기반으로 수립된다. 하천의 모니터링과 예측 분석은 많은 예산과 인력 등이 필요하나, 정부의 담당 공무원 수는 극히 부족한 상황이 일반적이다. 이에 정부는 전문가에게 관련 용역을 의뢰하지만, 한국과 같이 지형이 복잡한 지역에서의 오염부하량 배출 특성은 각각 다르게 나타나기 때문에 많은 예산 소모가 발생 된다. 이를 개선하고자, 본 연구는 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 BOD 및 총인의 부하량 예측 모형을 개발하였다. 합성곱 신경망의 입력자료는 일반적으로 RGB (red, green, bule) 사진을 이용하는데, 이를 그래도 오염부하량 예측에 활용하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 오염부하량이 수문학적 조건과 토지이용 등의 변수에 의해 결정된다는 인과관계를 만족시키고자 수문학적 속성이 내재된 수문학적 이미지를 합성곱 신경망의 훈련자료로 사용하였다. 수문학적 이미지는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는데, 여기서 각 grid의 수문학적 속성은 SCS 토양보존국(soil conservation service, SCS)에서 발표한 수문학적 토양피복형수 (curve number, CN)를 이용하여 산출한다. 합성곱 신경망의 구조는 2개의 Convolution Layer와 1개의 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 1개의 Flatten Layer, 3개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 마지막으로 1개의 Dense Layer가 연결되는 구조로 설계하였다. 이와 함께, 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)로, 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 연속변수가 도출될 수 있도록 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 연구의 대상지역은 경기도 가평군 조종천 유역으로 선정하였고, 연구기간은 2010년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지로, 2010년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습에, 2017년부터 2019년까지의 자료는 모형의 성능평가에 활용하였다. 모형의 예측 성능은 모형효율계수 (NSE), 평균제곱근오차(RMSE) 및 평균절대백분율오차(MAPE)를 이용하여 평가하였다. 그 결과, BOD 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 1031.1 kg/day, MAPE는 11.5%로 나타났으며, 총인 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 53.6 kg/day, MAPE는 17.9%로 나타나 본 연구의 모형은 우수(good)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구의 모형은 일반 ANN 모형을 이용한 선행연구와는 달리 2차원 공간정보를 반영하여 오염부하량 모의가 가능했으며, 제한적인 입력자료를 이용하여 간편한 모델링이 가능하다는 장점을 나타냈다. 이를 통해 정부의 물관리 정책을 위한 의사결정 및 부족한 물관리 분야의 행정력에 도움이 될 것으로 생각된다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.22 no.2
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• pp.145-155
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• 2012

The matric suction and volumetric water content of Jumunin standard sand with a relative density of 60% were measured using an Automated Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) apparatus during both drying and wetting processes. The test time for the drying process was longer than that for the wetting process, because the flow of water is likely to be protected by air trapped in voids within the soils during the drying process. Based on the matric suction and volumetric water content, the SWCC was estimated using the model proposed by van Genuchten (1980). For the drying process, the unsaturated fitting parameters ${\alpha}$, n, and m were 0.399, 8.586, and 0.884, respectively; for the wetting process, the values were 0.548, 5.625, and 8.220, respectively. The hysteresis phenomenon occurred in the SWCCs, which means the SWCC of the drying process is not matched with the SWCC of the wetting process. Using these unsaturated parameters, we estimated the Suction Stress Characteristic Curve (SSCC), based on the relationship between suction stress and the effective degree of saturation. The suction stress showed a rapid decrease when the matric suction exceeds the Air Entry Value (AEV). Therefore, the effective stress of unsaturated soils is different from that of saturated soils when the matric suction exceeds the AEV. The suction stress of the drying process exceeds that of the wetting process for a given effective degree of saturation. The hysteresis phenomenon was also recognized in SSCCs. The hysteresis phenomenon of SSCCs arises from that of SWCCs, which is induced by the ink bottle effect and the contact angle effect. In the case of a sandy slope, the suction stress is positive and acts to enhance the slope stability as the water infiltrates the ground, but is negative when the suction stress exceeds the AEV. The results obtained for the wetting process should be applied in analyses of slope stability, because the process of water infiltration into ground is similar to the wetting process.

• Journal of Korea Entertainment Industry Association
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• v.15 no.1
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• pp.221-228
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• 2021

This study aims to provide basic data for developing hand functional training programs using a keyboard to see if there is a relationship between the smart keyboard input speed using both hands, the Dexterity of the hand and the eye-hand coordination ability. The smartphone keyboard input speed, Purdue Pegboard, Grooved Pegboard Test, and Korean-Developmental-Test of Visual Perception-Adolescent were evaluated for 40 university students Province. An independent sample t-test and one-way ANOVA were conducted to identify differences in smartphone keyboard input speed, dexterity, eye-hand coordination ability and visual-motion using both hands according to the general characteristics of the subjects. Pearson correlation was also conducted to find out the relationship between hand-used smartphone keyboard input speed, hand dexterity, eye-hand coordination ability and visual-motor. As a result, the smartphone keyboard input speed using both hands showed a correlation with the dominant hand in the Purdue Pegboard Test (r=-.313, p<.05). In addition, the input speed of the smartphone keyboard is Copying(r=-.333, p<.05), Visual Motor Search(r=.455, p<.01), Visual Motor speed(r=-.453, p<.01) and Form Constancy (r=-.341, p<.05) in the item of K-DTVP-A. Therefore, it is believed that it will be helpful in the development of a treatment program using a smartphone, and it is expected that the effectiveness of a treatment program using a smartphone will be proven through additional experimental studies in the future.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.4
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• pp.261-272
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• 2023

In recent years, natural disasters such as heavy rainfall and typhoons have occurred more frequently, and their severity has increased due to climate change. The Korea Meteorological Administration (KMA) currently uses the same criteria for all regions in Korea for watch and warning based on the maximum cumulative rainfall with durations of 3-hour and 12-hour to reduce damage. However, KMA's criteria do not consider the regional characteristics of damages caused by heavy rainfall and typhoon events. In this regard, it is necessary to develop new criteria considering regional characteristics of damage and cumulative rainfalls in durations, establishing four stages: blue, yellow, orange, and red. A classification model, called DSCM (Disaster Severity Classification Model), for the four-stage disaster severity was developed using four machine learning models (Decision Tree, Support Vector Machine, Random Forest, and XGBoost). This study applied DSCM to local governments of Seoul, Incheon, and Gyeonggi Province province. To develop DSCM, we used data on rainfall, cumulative rainfall, maximum rainfalls for durations of 3-hour and 12-hour, and antecedent rainfall as independent variables, and a 4-class damage scale for heavy rain damage and typhoon damage for each local government as dependent variables. As a result, the Decision Tree model had the highest accuracy with an F1-Score of 0.56. We believe that this developed DSCM can help identify disaster risk at each stage and contribute to reducing damage through efficient disaster management for local governments based on specific events.