• 한국측량학회지
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• 제31권5호
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• pp.393-400
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• 2013

최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우나 홍수로 인해 침수피해, 환경파괴 등 인명피해나 재산피해가 증가하고 있는 추세이다. 특히, 도시의 난개발로 인한 불투수율 증가로 인해 침수 빈도 증가와 함께 침수지역의 확대로 인한 많은 재산피해가 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 2009년부터 구축된 부산지역의 침수흔적도를 이용하여 부산광역시의 해운대구, 수영구, 사하구를 대상으로 침수지역의 유형화를 통해 각 유형별 침수피해 원인 분석 및 방지 대책을 제시하였다. 이를 위해 침수지역을 내수범람형, 하천범람형, 해수범람형으로 분류한 후 사전예방 중심의 방지대책을 관리체계 측면, 인프라 구축 측면, 시스템 측면으로 나누어 관련성을 부여함으로써 보다 더 객관적이고 과학적으로 침수문제에 접근하였고 이러한 연구를 통해 추후 침수흔적도의 활용에 관한 활성화 방안을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.207-219
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• 1993

지진진파(地震津波)(쓰나미)의 전파(傳播)와 범람(氾濫)에 관한 수치모형(數値模型)을 사용(使用)하여 1983년(年) 동해(東海) 중부지진(中部地震)에 의해 발생(發生)된 쓰나미를 산정(算定)하였다. 선형(線形) 및 비선형모형(非線形模型)을 사용(使用)하여 쓰나미 전파(傳波) 및 연안역(沿岸域)에서의 쓰나미의 파고(波高)를 계산(計算)하였다. 격자(格子)의 세분화(細分化)를 위해 한국(韓國) 동해안(東海岸)의 세부역(細部域)에 대한 2회의 세분화(細分化)를 실시(實施)하였는데 내역(內城)에서 다시 10m 간격(間隔)의 격자체계(格子體系)에서 범람모형(氾濫模型)을 적용(適用)하였다. 산정(算定)된 연안역(沿岸域)에서의 쓰나미 파고분포(波高分布)는 연안관측치(沿岸觀測値)와 비교(比較)하여 정성적(定性的)으로 일치(一致)하였다. 동해안(東海岸) 중앙부(中央部)의 보다 상세(詳細)한 격자체계(格子體系)를 사용(使用)한 임원항(臨院港)에서의 범람(氾濫)이 수치모형(數値模型)을 사용(使用)하여 잘 재현(再現)되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.331-340
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• 2000

본 연구의 목적은 하천에서의 실시간 범람위험도 해석을 위해서 DAMBRK 모형과 Kalman filter를 연계한 수치모형을 개발하는데 있다. 본 모형은 1차원 동역학 방정식의 비선형 유한차분 근사해인 음해법을 기본으로 하고 있다. 추계학적 추정법으로서 최적의 갱신 예측치를 얻기 위해 확장된 Kalman filter 기법을 사용하였다. 이 과정은 확정론적 모형에 의한 예측치를 Kalman filter gain factor에 의해 보정된 실시간 관측치와 조합함으로써 수행되었다. 홍수범람위험도는 하도단면의 기하형상과 Manning 조도계수의 변동성을 고려하여 Monte Carlo 모의를 적용하여 예측되었다. 본 모형은 1990년 9월과 1995년 8월의 남한강 홍수에 적용하여 검증하였다. Kalman filter에 의한 해석은 이 기간 동안에 확정론적 해석결과와 비교하여 실측자료와 잘 일치되는 양상이 나타났으며, 이에 따라 제방의 월류위험도를 모의된 홍수위와 제방고를 비교함으로써 얻을 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.159-164
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• 2008

본 연구에서는 경상남도 양산시를 통과하여 흐르는 양산천 유역에서의 홍수범람을 3차원 공간정보를 이용하여 모의하였다. Saint-Venant 방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 지배방정식의 선형항은 풍상차분기법을 이용하여 해석하였고 비선형항을 해석하기 위해서 Leap-frog 기법을 사용하였다. 홍수빈도에 따른 수치모의 결과는 3차원으로 가시화 되어 웹(web)상에서 제공되며 결과를 3차원적으로 가시화를 시킴으로서 2차원 도면상에 표시하여 제공하는 수치모의결과보다 대상 행정기관의 업무능률 향상과 대민서비스의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 본 연구를 통해 얻어진 수치모의 결과는 GIS를 이용한 3차원 홍수지도 작성에 사용될 수 있으며, 각 지방자치단체에 제공하므로서 홍수로 인한 피해를 감소시키는데 효율적일 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.147-147
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• 2012

댐 및 제방 등의 수공구조물 붕괴에 의한 극한홍수 전파를 해석하기 위한 2차원 홍수 해석기법에는 현재까지 다양한 기법들이 개발되어 왔고 다양한 모형들이 상용화 또는 범용화 되고 있다. 그 중 흐름의 전파양상을 정확하게 반영할 수 있는 상류이송기법인 Godunov형태의 유한체적기법은 충격파와 같은 불연속적인 해를 가지는 문제를 정확히 해석할 수 있고, 비구조적 격자 사용의 용이성 등의 장점 때문에 2차원 홍수파 전파 해석에 있어서 최근 십수년간 가장 활발하게 연구되어왔다. 하지만 이러한 기법은 양해법을 근간으로 하는 해석 기법으로써, 계산거리의 간격이나 계산시간의 간격, 격자망의 구성 등 엄격한 제한이 필요하다. 특히 방대한 계산시간을 요구하는 기법의 약점은 홍수예 경보 등을 위한 실시간 모형의 구동에 있어서 큰 제약이 되어 왔다. CPU의 성능이 지속적으로 발전하면서 이러한 문제는 점차 극복되어 왔으나, 발열 등의 문제와 이를 극복하기 위한 멀티코어의 등장으로 인해 단일 코어의 성능개발은 매우 더딘 것이 사실이다. 현재까지 연구되고 개발되어 온 모형들은 특별한 처리 없이는 단일 코어만을 사용하여 계산할 수 밖에 없기 때문에 멀티코어의 장점을 전혀 이용할 수 없다. 이러한 점을 극복하기 위해 프로그램을 병렬화하여 단일 문제에 대해 멀티코어를 사용할 수 있다면 계산시간 단축에 큰 효과를 거둘 수 있을 것이다. 현재까지 IT분야에서 다양한 병렬프로그래밍 기법들이 개발되고 소개되어 왔다. 본 연구에서는 병렬프로그래밍 기법중 가장 널리 사용되고 있는 MPI(Message Passing Interface)기법을 적용함으로써 기 개발된 고정확도 유한체적모형을 병렬화 하여 계산시간을 단축하고자 하였다. 개발된 모형을 장애물이 존재하는 실험하도의 댐 붕괴 문제와 2002년 태풍 루사 시 큰 피해를 입은 강릉시 일원의 섬석천 유역에 위치한 장현저수지와 동막저수지의 붕괴사례에 대해 적용하였다. 모형을 코어 개수별로 다양하게 모의함으로써 기존모형과의 결과에 대한 일치성을 확인하였고, 기존 모형 대비 계산시간 단축의 효과를 입증할 수 있었다. 개발된 본 모형을 실시간 홍수범람해석을 위한 시스템으로 구축할 수 있다면, 실시간 홍수예 경보에 있어 주요지점에서의 수위해석 뿐만이 아닌 제내지 범람 예보 분야까지 확대 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.131-138
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• 2009

본 연구에서는 태풍과 해일에 의한 범람 피해 영역을 예보하기 위한 동적경보시스템에 대해서 서술하였다. 이 시스템은 연안 지역에 내수범람과 같은 잠재적 위기가 예상되는 태풍 발생 시기에 해안공학적 지식이 부족한 공공 재난관리자들이 직접 신속하게 운용할 수 있도록 일반 PC에서 MATLAB의 GUI(Graphical User Interface)를 이용하여 개발되었다. 신속한 예보를 위한 바람장은 기상청 태풍 예보 자료를 이용하는 단순파라메터 태풍모델로 생성된다. 조위와 수심평균된 조류를 신속하고 정확하게 모의를 하기 위하여 경계 조건을 사전에 준비하였다. 또한 임의의 시점에서도 정확하고 빠르게 수행되도록 MATLAB 수치프로그램을 벡터화하였다. 예상 태풍경로와 관련 태풍 예보 자료를 마우스 등을 이용하여 윈도우 화면에 입력하고 실행하면 마우스로 선정된 특정범람 예상 지점에 대한 실시간 수위정보를 얻을 수 있다. 이 시스템은 지역 재난관리자들에게 가능한 위험 정보를 신속히 파악하고 체계적으로 운용될 수 있도록 개발되었다. 그러나 모델결과는 태풍의 경로에 민감하게 작용하고, 또 지역 재난관리자들이 정확한 정보를 생산하기 위하여 오랜 기간 숙련과 지역에 적합한 경험 계수의 결정 과정이 필요하다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권4호
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• pp.1-17
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• 2009

본 연구의 목적은 최근 수년간 발생한 홍수피해 원인의 대부분이 하천 제방의 붕괴와 관계하고 있음을 감안하여 제방의 월류 및 붕괴특성을 고려하여 붕괴유량을 산정하고 이에 따라 발생한 홍수파로 인해 제내지에서의 침수위, 침수시간, 침수범위 등을 예측하고 피해예상 규모를 산정하는데 있다. 붕괴유량 산정을 위해서 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료를 이용하여 수문매개 변수를 추출하고 유역의 유출량을 산정하였다. 또한 제내지 내의 구조물의 영향을 고려한 홍수범람을 실시하여 제내지에서의 범람 홍수파의 전파특성을 정확히 예측하고 제내지의 시간별 침수구역의 예측, 홍수위험강도의 산정 등을 통하여 수방 및 홍수피해 경감대책 수립의 판단 자료로 활용하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.433-437
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• 2015

XP-SWMM은 유한차분방법에 의한 천수방정식을 기반으로 하는 TUFLOW 엔진을 탑재하여 1차원 솔루션 엔진과 동적으로 연결하여 범람원에서의 흐름거동을 2차원으로 해석할 수 있다. 유역에서 발생한 모든 유출량은 해당 소유역의 노드(맨홀)로 유입되며 2차원 침수양상은 관로상태에 따라 노드를 통해 역류한 유출수에 의해서 폰딩(Ponding)되는 조건으로 모의한다. XP-SWMM의 침수범람 모의는 침수범람 상황을 가시적으로 보여주는데 상당한 강점을 가지고 있으나 실제 지형여건에 따른 자연현상을 엄밀하게 모델링하는데 일정부분 한계가 있다. 모형의 한계는 담수된 노드의 수위로 인한 에너지 영향(오리피스 흐름)으로 인접관로의 침수가 부가적으로 유발할 수 있다는 점이며 실제 대부분의 경사지에서의 침수상황은 노드에 유출수가 담수되지 않고 하류로 지면을 따라서 확산(Diffusion)되어 담수영향으로 인한 인접관로 침수가 추가적으로 유발되지 않을 가능성이 매우 높다. 즉, XP-SWMM의 담수허용조건, 지반고 2D연결 옵션은 유역에서의 침수발생량을 과대평가 할수 있으며 특정 유역에서는 실제 침수발생 상황과 차이가 발생 할 수 있는 것이다. 본 연구에서는 서울시 광화문 일대의 효자배수분구 우수관로를 SWMM으로 구성하고 강우조건 95mm/hr에서 노드조건을 담수허용, 2D연결, 담수없음 조건으로 모형을 수행하여 침수모의 결과를 비교, 검토하였다. 전체관로 노드조건을 담수허용, 2D연결로 설정하게 되면 담수없음 조건과 비교하여 1.2-2.8배의 침수발생량이 추가로 발생하는 것으로 검토되었다. 즉, 담수없음 조건의 경우 침수발생시 노면 수위상승 인한 동수경사 영향이 반영된 압력관로 영향이 반영되지 않아 노드간 침수발생량이 중복되지 않는다. 반면, 담수허용이나 2D연결로 모형을 수행할 경우 지면의 경사가 충분히 있는 지역에 침수가 발생하더라도 일정 수심이상의 수두(동수경사선)가 형성되어 침수를 추가로 유발하는 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.183-183
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• 2016

본 연구에서는 도시침수 저감을 위한 구조적인 시설물 중에서 빗물펌프장에서의 운영에 관한 연구를 실시하였다. 현재 일반적인 빗물펌프장은 외수범람은 고려하지 않고 내수배제에 우선순위를 두며 운영하고 있으며 이로 인하여 도시침수가 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 외수범람과 내수배제를 동시에 고려하여 빗물펌프장을 운영함으로써 도시침수를 저감하는 방법을 제안하였다. 해당 연구는 2010년 9월 및 2011년 7월 도시홍수가 발생하였던 반포천 유역을 대상으로 하였다. 반포천은 2012년 감사원으로부터 지적이 된 유역으로서 홍수 시 하류부 하천보다 수위가 낮아 자연배제가 어려우며 호우 시 방류수역 확보가 불완전하다. 그럼에도 불구하고 2010년 5월 반포빗물펌프장의 펌프용량을 약 70% 증설하면서 같은 해 9월과 이듬해 7월 하천에 방류된 빗물이 역류를 발생시키면서 진흥아파트 인근 저지대의 침수피해를 가중시켰으며 이외의 강남지역에 많은 양의 도시홍수를 야기 시켰다. 이는 빗물펌프장의 펌프 증설과 같은 구조적 대책으로 도시홍수 저감을 달성시키기 어려운 것을 나타내며 펌프 운영과 같은 비구조적 대책이 동반되어야 함을 의미한다. 따라서 본 연구에서 제안하는 운영방법은 유수지의 여유 저류가능 용량이 확보가 될 때, 하천으로의 우수 펌프 토출량을 낮추는 방법이며 이로 인하여 반포천 외수위 상승을 줄일 수 있다. 외수위 상승을 억제함으로써 외수범람을 포함한 저지대 도시침수 발생을 줄일 수 있다. 이를 실제 도시침수가 발생한 2010년 9월과 2011년 7월 호우사상에 적용함으로써 최대 20% 이상의 침수 저감이 가능하며 이를 통한 침수저감량을 산출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.413-413
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• 2018

최근 도시지역에 태풍과 집중호우로 인한 홍수발생 빈도와 그 규모가 커지고 있다. 이에 따른 재산 및 인명피해 양상도 매우 심각한 상황이다. 태풍 차바 처럼 강력한 10월 태풍의 출현은 지구 온난화의 전조로 받아들여지고 있다. 또한 10월 태풍임에도 초속 56.5m의 순간 최대풍속과 시간당 최대 116.7mm(제주 서귀포), 139mm(매곡) 등의 강수량은 지역 최대 강수량을 기록함으로써 이제 언제나 태풍 및 홍수에 대한 대비가 필요하게 되었다. 현재 재해에 대비하기 위해 다양한 대책들은 꾸준히 마련되어지고 있으며, 설계 기준 또한 강화되었다. 그러나 저류조 및 배수펌프장 등의 시설물 설치에는 막대한 예산이 필요한데다 장기간의 시간이 필요하며, 비구조적 대책도 마련되어 있으나 태풍 차바의 사례에서 경험한 것처럼 재해 발생 시 대책과 구체적인 방안의 마련이 더욱 시급해 보인다. 이에 본 연구에서는 태풍 차바 시의 호우에 대하여 UNET모형에 의한 부정류모의를 수행하였다. 부정류모의의 경계조건으로써 상류단 경계조건과 측방유입량 조건은 HEC-HMS를 이용하여 유출해석을 실시한 다음 입력 자료로 이용하였으며, 하류단 경계조건으로는 국토부 관할 수위지점의 수위를 이용하여 UNET 모형에 의한 수리학적 하도추적을 수행하였으며, 저지대 침수분석은 지형정보시스템 응용프로그램 중 하나인 ArcGIS를 활용하여 대상유역의 벡터자료를 구축하고 인접도엽의 접합 및 보정을 실시하여 수치고도자료를 생성하여 2차원 홍수범람해석을 위한 HEC-RAS 5.0을 적용하여 침수분석을 수행하였다. 본 연구의 결과를 수재해 피해저감 대책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을거라 판단된다.