• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.165-165
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• 2018

이상기후로 인한 일강우량의 경신이 빈번하게 발생함에 따라 홍수피해 위험이 증가하고 있다. 최근 해안지대와 근접한 제주시와 서귀포시 도심부근에서 200 mm 이상의 일강우량이 빈번하게 발생하고 있으며, 한라산 정상 부근에서 500 mm 이상의 강우 발생빈도도 증가하고 있다. 특히, 2014년에 발생한 태풍 '나크리'는 기상청 관측 사상 최대인 1,500 mm의 일강우량을 기록하는 등 호우재해로 인한 피해 위험도가 증가하고 있다. 호우재해로 인한 홍수피해를 저감시키기 위해서는 정확한 홍수량 산정을 통한 계획수립이 매우 중요하다. 홍수량 산정 시 필수조건인 강우자료는 면적 개념의 면적평균 강우량이 필요하며 대표적 방법으로 티센다각형법이 있다. 티센다각형법은 현재 실무에서 가장 많이 사용되는 방법으로 쉽게 산정할 수 있으나 고도에 따른 강수 변화를 고려하지 못하는 단점이 있다. 이에 따라 제주도와 같은 산악지형에 적합한 방법을 고려하기 위하여 등우선법을 활용한 면적평균 강우량 산정 후 티센다각형법과 비교하였다. 티센다각형법은 관측소마다 관측된 강우량에 관측소 주위로 작도한 티센다각형의 면적 비를 가중치로 부여하는 방법으로 빠른 시간 안에 면적평균 강우량을 산정할 수 있는 반면, 등우선법은 등우선간 평균강우량에 등우선간 면적을 가중치로 부여하기 때문에 시간별 혹은 일별 등우선을 매번 작도해야 하는 점과 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 제주시 도심하천을 기준으로 티센다각형법과 등우선법 간 변환식을 개발하여 효율적인 면적평균 강우량 산정이 가능하도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.991-999
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• 2018

광역 도시권의 대중교통 시스템에서 철도교통이 차지하는 비중이 증가함에 따라 정거장 및 환승시설에 철도 이용자가 집중되어 극심한 혼잡상황이 반복되고 있다. 이로 인해 안전성, 편의성 측면에서 이용객의 불편이 가중되고, 정거장의 적정면적 산정에 대한 중요성이 요구되고 있다. 현재, 광역 도시철도 정거장에서 사용하고 있는 면적산정식은 1970년대 일본의 면적산정식을 일부 변형한 것으로 우리나라의 사회 문화 환경과 시대 흐름에 따른 이용객의 패턴 변화 등을 반영하고 있지 못하며, 주요 결정변수에 대한 기술적 근거도 미흡한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 승강장 면적산정식 개선(안)을 제시하고자 광역 도시철도 정거장 설계지침의 면적산정식과 보행 환경의 만족도에 대한 이론적 근거를 분석하고, 광역철도 5개 정거장 및 도시철도 15개 정거장에 대한 현장조사를 통해 개선된 면적산정식을 검증하였다. 면적산정식 개선(안) 적용한 결과에 따르면, 기존 면적산정식은 주요 공간에 대하여 LOS E 등급으로 나타났으나 개선된 면적산정식을 적용시 D등급의 보행환경이 구현되는 것으로 나타났다. 도출된 결과로부터 설계지침의 승강장 면적 산정시 사용되는 설계요소에 대한 개선(안)을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.463-463
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• 2012

본 연구에서는 유역의 공간적 자기상사성 평가를 통하여 하천유역의 특성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 자기상사성 분석의 지표인 허스트지수 및 프랙탈차원을 산정하였다. 허스트지수(h)의 산정은 모형에 있어서 상당히 중요한 부분을 차지한다. 이 지수에 따라 지형의 모양은 서로 상이하게 다루어질 수 있기 때문이다. 허스트지수의 산정은 Hurst가 제시한 방법(허스트지수), Peters의 수정식, Mandebrot와 Wallis의 Pox 도표, 투영면적 및 표면적 비율 방법(면적지수)이 있으며, 본 연구에서는 유역의 공간 자기상성 분석을 위해 면적지수에 의한 방법과 허스트지수에 의한 방법을 적용하였다. 지형자료는 LiDAR 측량 및 하천 횡단측량에 의해 생성된 정밀 DEM을 활용하여 허스트지수 및 프랙탈차원을 산정하였다. 면적지수 및 허스트지수에 의한 프랙탈차원과 평균경사도와의 관계에서 아라천유역은 결정계수 R2값이 94.9 %, 99.5 %로 비교적 결정계수값이 크게 나타났으며, 경사도와 표면적과의 관계에서 결정계수 R2값은 81.8 %로 분석되었다. 이는 면적지수와 허스트지수에 의해 산정된 프랙탈 차원은 유역의 지형특성 인자로 타당성을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.931-931
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• 2012

제주지역의 강수자료는 최근에 이르러 69개 지점으로 증가하여 비교적 밀도있는 강수관측이 진행되고 있다. 그러나 기존의 자료 증설 내역과 이설 등으로 인해 과거로부터 현재에 이르는 자료를 기반으로 면적강수량을 산정할 경우 다소 어려움이 있다. 본 연구에서는 1992년부터 2010년까지의 강수자료를 바탕으로 관측소 개수를 기반으로 기간을 구분하여 각 기간별로 공간보간기법별로 면적강수량을 산정하고 이를 비교하였다. 사용한 공간보간기법은 PRISM(Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model)기법과 티센(Thiessen)법으로 19년간의 일강수량 자료를 바탕으로 각각 면적강수량을 산정했다. PRISM기법을 이용한 경우는 고도, 관측점으로부터의 거리, 방향성 분석 및 해안가중치를 고려하여 계산하였고, 티센법의 경우는 기간별로 상이한 티센망을 구축하여 산정하였다. 지점 관측강수량에서 고도가 증가할수록 강수량이 증가하는 제주형 산악효과가 나타났으며 이는 보간기법에 의한 결과에서도 동일하게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 고도에 따른 상관성은 PRISM기법에 의한 결과에서 더 높게 산정되는 것으로 나타났다. 기법별 산정된 면적강수량은 근소한 차이를 보였으며 PRISM기법에 의한 값이 티센법에 비해 약 1%정도 크게 계산되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2016

설계홍수량 산정 시, 지점강우량을 대상 유역 내 면적강우량으로 환산하기 위해 면적우량환산계수(ARF, Areal Reduction Factors)를 적용한다. ARF를 산정하는 방법은 크게 면적고정형법(Fixed-Area Method)과 호우중심형법(Storm-Centered Method)로 나뉜다. 면적고정형법은 현재 국내 하천설계기준에서 활용하고 있는 방법이지만, 공간적 관측밀도의 제약으로 정확한 ARF 산정에는 한계가 있다. 또한 연 최대치계열의 독립적인 빈도해석을 통해 지점강우량과 면적강우량을 산정하므로 동시간(Synchronized)에 발생하는 강우 사상이라고 볼 수 없기 때문에 산정된 ARF는 실제 강우사상으로부터 산정된 값과 편차를 보인다. 반면 호우중심형법은 각각의 강우사상을 분석 대상 유역 중심에 공간전이 시켜 최대 강우량이 발생하도록 하는 방법으로, 레이더 강우 자료를 활용하면 현실적 ARF값의 산정이 가능해진다. 레이더 강우는 기상청에서 제공하는 2007-2012년 홍수기(6-9월)의 10분 단위 단일편파 전국합성 레이더 자료를 활용하였으며, 대상지역으로는 한강 권역을 선정하였다. 그러나 기상청 레이더강우 자료의 경우 가용기간이 아직까지 충분하지 않아 다양한 빈도의 강우사상을 확보하는데 한계가 있어, 보조적으로 한강 권역의 지상강우 관측 자료를 수집하여 높은 재현기간의 강우사상이 부족한 문제점을 해결하고자 하였다. 산정된 레이더 및 지상강우 호우중심형 ARF는 통계적 분석을 통해 비초과확률 90%, 95%의 값을 추출하였으며, 지속시간 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 24시간과 재현기간 0~10년, 10~20년, 20~50년, 50~80년, 80~100년에 대한 호우중심형 ARF 회귀상수를 제시하였다. 비초과확률 95%에서 기존 국토해양부(2011)에서 제시된 ARF와 호우중심형 ARF는 대체로 유사한 경향을 보이고 있었으나, 지속시간이 비교적 긴 12시간, 24시간에서는 호우중심형이 기존 ARF보다 다소 작게 산정되는 패턴을 보이고 있어 설계적용 시 유의해야 할 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.103-112
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• 2014

면적평균강우량의 산정은 가용 수자원의 정확한 양을 파악하고 강우-유출해석에 필수적인 입력자료이기 때문에 매우 중요하다. 이와 같은 면적평균강우량의 정확한 산정을 위한 필수적인 조건은 강우관측망의 균일한 공간적 분포이다. 본 연구에서는 보다 향상된 유역 면적평균강우량 산정을 위한 강우관측망의 공간분포 평가방법론을 제시하고, 이를 한강 및 금강 유역에 적용하였다. 강우관측소의 공간적 분포 특성은 최근린 지수(nearest neighbor index)를 이용하여 정량화하였다. 유역별 강우관측소의 공간적 분포가 면적평균강우량 산정에 미치는 영향을 평가하기 위하여 2013년의 강우사상에 대해 산술평균법, 티센가중법, 추정이론을 이용하여 면적평균강우량을 산정하고 각 경우에 대해 추정오차를 평가하였다. 그 결과 공간분포가 우수한 유역은 면적평균강우량의 추정오차가 상대적으로 작으며, 반대로 공간분포가 왜곡된 유역의 경우는 상대적으로 추정오차가 큼을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.104-104
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• 2016

소규모 하천에서의 평수기 유량 측정은 일반적으로 지점식 초음파 유속계, 프로펠러 유속계 등을 활용해 도섭법으로 측정된 유속 측정성과를 기반하여 유속-면적법으로 산정된다. 유속-면적법으로 측정된 유량 측정 성과는 횡방향 측선의 수, 수심방향 측점의 수, 측정 시간, 수심 등 제반 측정 인자에 의해 영향을 받고 유량 불확도는 각 인자 별 오차에 영향을 받는다. ISO 748 (2007)과 ISO 1088 (2007)은 유속-면적법 적용방법, 현장 측정 가이드라인, 불확도 인자 별 적용 요건에 따른 오차, 최종 유량 불확도 산정 기법을 제시하였다. 따라서, 국내외 유량조사 기관에서는 유속면적법을 적용할 경우, ISO에서 제시된 인자 별 오차 및 유량 불확도 산정 기법을 기반으로 유량 불확도를 산정해왔다. ISO 748과 1088은 다양한 규모의 실제 하천에서 관측된 자료를 기반으로 횡방향 측선 수, 수심방향 측점 수 (2점법, 3점법 등), 측정 시간 등과 관련된 인자 별 오차를 표로 상세하게 제시하였고 실무에서는 별도 추가 검증없이 사용해 왔다. 그러나, ISO에서 유속-면적법 유량 측정 불확도를 평가하기 위해 사용된 측정자료는 유량을 제어하기 힘들고 유속 측정 상황이 유출 조건 별로 상이한 현장 자료를 기반으로 하였고, 상대적으로 정확도가 낮은 프로펠러유속계를 기반으로 1960년대에 관측된 자료들을 주로 활용하여 도출되었다. 따라서, 본 연구에서는 기존 ISO에서 제시한 유속-면적법에 필요한 인자들의 오차를 정밀 실규모 실험을 통해 재산정하여 기존 ISO 748과 1088에서 제시한 인자별 오차의 적정성을 검증하고자 하였다. 이를 위해 흐름을 안정적으로 통제할 수 있는 건설기술연구원 안동 하천실험센터의 완경사수로(A2)에서 정상상태의 폭 7m, 수심 1m, 유속 약 1m/s의 흐름을 유지한 후, 유속 측정 정확도가 우수한 micro-ADV를 활용하여 공간적으로 매우 정밀하게 유속을 측정하고, 수심은 Total Station을 기반으로 흐름 발생 전에 정밀 측정하였다. 오차 분석 결과, ISO 규정에서 제시한 오차와 본 실험의 결과로 도출된 인자들의 오차는 상당한 차이를 보였다. 따라서, 본 연구 결과로 도출된 유속-면적법의 인자 별 오차는 실험이 수행된 소하천 규모의 하천에서 도섭법으로 산정된 유량의 불확도를 평가할 경우에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1068-1072
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• 2006

최근 하천의 유지유량을 결정함에 있어서 어류의 서식환경을 고려하여 최적의 유량규모를 제시하는 연구결과가 국내 여러 연구자에 의해서 제시되고 있다. 하천에서의 어류 서식처를 고려한 유지유량의 결정방법은 미국에서 제시된 유지유량증분 방법론(Instream Flow Incremental Methodology)에 근본을 두고 있으며 대부분의 방법이 어류 서식처에 대한 수리모의를 위해서 1차원 수리모형을 이용하여 왔다. 특히 어류 서식처에 대한 1차원 수리모의를 위하여 물리적 서식처 모의시스템(PHABSIM)이 가장 보편적으로 적용되고 있으며 모의 결과로 제시되는 어류 서식처의 가중가용면적(Weighted Usable Area)을 토대로 하여 최적 유량의 규모를 제시하게 된다. 따라서 본 연구에서는 어류 서식처를 고려한 하천유지유량 산정함에 있어서 최적유량 결정에 중요한 지표로 사용되는 가중가용면적(WUA)을 산정함에 있어서 일반적으로 사용되어 온 1차원 수리모형인 PHABSIM을 이용한 결과와 함께 최근 개발되어 수리학 분야에서 폭넓게 적용되고 있는 2차원 수리모형을 이용하여 산정된 결과를 비교하여 제시하고자 한다. 본 연구에서는 2차원 수리해석을 위해서 River2D를 이용하였으며 한강수계의 주요 지천을 선정하여 2가지의 서로 다른 수리모의 결과를 비교하였다. 대상 어종은 어류상 조사 결과, 각 지천의 우점종인 피라미를 선정하였으며 수리해석에 의한 어류의 서식처 모의를 위하여 필요한 서식처 적합도 지수 Habitat Suitability Criteria)는 낙동강 수계에서 작성된 결과를 이용하였다. 각 1차원 및 2차원 수리해석에 의해서 산정된 가중가용면적에 대한 상관분석을 실시하였으며 유지유량 증분방법론(Instream Flow Incremental Methodology)의 개념에 입각하여 최적의 유량 값을 산정하였다. 각 지점에서의 가중가용면적-유량 관계를 모의하고 대상 어종의 성장 단계별(산란기, 성어기) 가중가용면적(WUA)을 산정하여 비교.분석하였으며 분석결과 가중가용면적(WUA)값의 분포가 성어기, 산란기에서 선형(linear)으로 잘 표현되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.173-186
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• 2002

설계홍수량 산정에는 강우-유출 모형이 주로 사용되고 있으며 이 모형의 가장 중요한 인자는 확률강우량과 단위도이다. 따라서, 확률강우량을 합리적이고 정확하게 산정하는 것은 가장 중요한 과정이다. 국내의 경우, 확률강우량은 유역면적이 일정 기준을 초과할 경우에는 면적확률강우량을 사용하여야 하나 지점평균확률강우량을 주로 사용하고 있다. 이에 따라 확률강우량은 상당히 높게 사용하는 반면 단위도는 상대적으로 낮게 사용하고 있어서 개선 이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존에 일반적으로 사용되고 있는 1일, 2일 강우량을 24시간, 48시간 강우량으로 변환하기 위한 계수를 제시하였으며, 유역의 동시간 강우자료를 이용하여 임의시간 면적강우량 자료계열을 작성하였다. 또한 자료계열의 빈도해석을 통하여 기존의 지점평균확률강우량과 면적확률강우량을 산출한 후 면적에 따른 지점평균확률강우량의 면적확률강우량으로의 감소율인 면적감소계수론 산정하였다. 본 연구에서 제시하는 면적감소계수는 지점평균강우량에서 면적확률강우량을 손쉽게 환산할 수 있는 방안이 된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.211-221
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• 2003

본 연구에서는 Clark 방법으로 유역유출해석을 수행할 때 요구되는 시간-면적곡선을 GIS 기법을 이용하여 객관적으로 산정할 수 있는 방법을 제안하고, 이와같은 시간-면적곡선이 유출해석에 미치는 영향을 검토하는데 있다. Clark 방법의 세 매개변수인 시간-면적곡선, 저류상수 및 도달시간의 상대적인 비교를 위해 1990. 9. 10 ∼ 9. 14 홍수사상을 선택하여 소양댐 및 충주댐 유역에 대해 유량의 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 특정유역의 시간-면적곡선 산정이 여의치 않을 경우 사용 가능한 HEC-1에서 제공되는 무차원 시간-면적곡선의 영향도 분석하였다. 본 연구에서 얻은 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 시간-면적곡선의 경우 본 연구에서 제안된 GIS를 이용하여 산정된 시간-면적곡선을 사용한 경우와 HEC-1 무차원 식을 이용하여 유출해석을 수행한 경우를 비교한 결과 유출해석 결과에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 또한, Clark 방법에서 시간-면적곡선 이외의 매개변수인 도달시간과 저류상수의 변화가 유출량 산정에 미치는 영향을 분석한 결과 두 값 모두 첨두홍수량의 크기와 발생시간에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 Clark 방법을 이용하여 유역 유출량을 산정할 경우 시간-면적곡선 산정보다 도달시간 및 저류상수 산정에 특히 주의가 필요한 것으로 판단된다.