• 전산구조공학
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• 제4권4호
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• pp.10-13
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• 1991

현대의 건물은 초고층화 되어가기 때문에 바람이나 지진에 의한 건물의 과다진동이 일어나며 이것은 기초분리(base isolation) 방법 또는 제진장치를 설치함으로써 해결할 수가 있다. 기초분리 방법은 지진 다발 지역에서 지진에 의한 피해를 감소시키기 위하여 주로 이용되며 제진장치는 지진은 물론 바람을 받는 고층건물, 타워, 다리 등의 대형 구조물의 제진에 사용이 되며 병원, 컴퓨터센터, 그리고 반도체 공장 등 정밀한 작업이 이루어지는 곳에서의 국부적인 제진에 적용이 되고 있다. 제진장치는 수동제진장치와 능동제진장치로 대별이 되며 원리는 질량을 이용한 건물의 감쇠력을 증대시키는 데 있다. 능동제진장치를 이용한 시스템은 과다한 설치비와 운영비 뿐만 아니라 강한 바람이나 지진이 왔을 때 전력 중단이 되어 작동이 되지 않을 때가 있으므로 현재로서는 수동제진장치가 많이 이용이 되고 있다. 따라서 현재 강한 바람이나 지진에 대한 건물전체의 거동은 수동제진장치에 의하여 대처하고 약한 바람과 지진 등에 대한 국부적인 제진에는 능동제진장치를 이용하는 복합제진시스템(hybrid vibration control system)이 제시되고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1201-1209
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• 2008

서울에는 지상 60층이 넘는 초고층 건물과 시하 8층 이상의 초심층 건축물. 지하철과 상가, 백화점, 호텔, 전시장등이 연결된 대규모 복합유통시설 지역 등이 있다. 이런 지역이나 시설에서 화재와 같은 재난사고가 발생시 진압작전을 위해 투입된 소방관의 위치를 제대로 파악할 수 없으면 투입된 소방관의 안전은 물론 효율적인 지휘통제가 제한되어 결국 더 많은 자체 피해와 더불어 화재 진압 및 시민구조에 제한을 받을 수밖에 없다. 이러한 대형재난에 유비쿼터스 기술을 활용하여 투입한 소방력의 효율적인 운영과 과학적인 진압작전을 구사하여 시민의 생명과 재산을 최대한 보호할 수 있는 소방대응지원 시스템 구축방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.334-334
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• 2023

도시침수는 사회 기반시설에 파괴적인 영향을 끼치고, 재산 및 인명 피해의 원인이 되므로, 고해상도 고정확도 예측 정보를 활용한 선제적 대응이 중요하다. 하지만, 기후변화로 인한 강수 강도의 증가, 도시의 확장 및 고밀화 등 토지피복 변화, 홍수방어시설의 노후화 등 여러 요인들의 복합적인 영향으로 인해 도시침수의 정확한 재현 및 예측은 여전히 난제로 남아 있다. 천수 방정식(Shallow Water Equations)을 기반으로 하는 물리과정 모형은 신뢰도 높은 예측 결과를 제공할 수 있지만, Courant-Friedrichs-Lewy 조건 등의 제약으로 인해 대규모 도시 지역의 고해상도 실시간 예측에는 적합하지 않은 한계가 있다. 본 연구에서는 상대적으로 간단한 연산 규칙의 중첩을 통해 복잡계 물리 시스템을 모의하는 셀룰러 오토마타(Cellular Automata; CA) 기술에 기반한 도시침수 해석 모형인 CA-Urban을 개발하고, 미국 Oregon 주 북서쪽에 위치한 Portland시의 도심지역에 대해 침수해석의 적용성을 평가한다. 세부적으로는, 기존 셀룰러 오토마타 기반 침수해석알고리즘의 수치 진동(Oscillation) 문제에 대한 원인을 분석하고, 안정성 향상 방법인 셀 간 최대유량 제한, 가중치 적용 기법, 모형의 계산 효율성 향상을 위한 최적 적응 시간 단계 기법(Adaptive time step)의 적용 결과를 소개한다. 또한, 침투 및 증발산 등 물순환 요소 해석 모듈의 개발 성과 및 방향에 대해서 토의한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.324-324
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• 2017

기후변화로 인하여 강우특성이 변화하여 기존 치수시설물의 설계능력을 초과하는 홍수사상이 빈발하고 있다. 특히, 도심지내의 하천변 저지대는 대표적인 침수취약지역으로 강우사상이 설계빈도를 상회하는 경우 침수피해를 입을 수 있는 지역이다. 기후변화로 인하여 강우특성이 변화하는 상황에서 기존 빗물펌프장의 치수능력 증대 또는 신규시설의 설치가 필요하지만, 부지확보의 어려움으로 신규사업의 진행이 어려움을 겪고 있는 상황이다. 이와 같은 문제점에 대비하여 기존 빗물펌프장 설계단계에서 고려하지 않고 있는 요소의 추가적인 검토가 필요하다. 빗물펌프장의 유수지 용량 설계단계에서는 유입되는 우수의 수문곡선과 펌프의 최대토출량을 비교하여 잔류하게되는 우량수문곡선을 적분하여 설계용량을 산정한다. 그러나, 빗물펌프장의 실제 운영단계에서는 유수지 내의 수위와 하천의 수위를 고려하여 단계적으로 펌프를 가동하기 때문에 설계단계의 가정과 차이가 발생하게 된다. 또한, 빗물펌프장은 넓은 부지에 유입구와 흡수정을 설치함에 있어서 배치에 따른 유수지내의 흐름특성을 고려하지 않고 있다. 흡수정 설계단계에서는 흡수정으로 유입되는 흐름 특성이 토출성능에도 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 분석이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 빗물펌프장의 유수지 및 흡수정 형상과 펌프운영 기준을 반영하여 2차원 수치해석을 수행하고 유수지내의 흐름특성을 재현하였다. 수치모의결과, 유수지 형상에 따라서 흐름특성이 상이하고 흡수정 인근의 흐름특성이 유수지와 흡수정 배치에 영향을 받음을 확인할 수 있었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제25권3호
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• pp.587-602
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• 2017

온난다습 한 기후대의 미국 남부지방에서 2008년에 유기인증을 받은 '엔터프라이즈' 사과나무(Malus${\times}$domestica Borkh.)를 대상으로 수체피해[왜콩풍뎅이(Popillia japonica Newman), 설치류, 고사율, 잡초밀도]에 대한 잎과 토양의 무기성분 및 수체생장과의 상관관계를 분석하였다. 과원은 유기질 멀칭 4종류와 비료 3종류를 복합으로 처리하였고, 멀칭은 초생, 종이, 우드칩, 식물성퇴비를 포함하였고, 비료는 무비료, 계분, 상업용 유기질비료를 매년 4월에 수체 주위에 시용하였다. 수체피해인 설치류와 잡초밀도는 무기성분이나 수체생장과는 별다른 상관관계가 관찰되지 않았다. 왜콩풍뎅이에 의한 잎 피해는 식물성퇴비 멀칭구에서 높았고(26.5%), 고사율은 초생멀칭구에서 가장 높았다. 주당 바이오매스 생산량은 우드칩과 식물성퇴비 멀칭구에서 약 3,700 g으로 나머지 처리보다 2배 이상 높게 나타났다. 상관관계분석을 통한 잎의 왜콩풍뎅이 피해율은 토양과 잎의 무기성분이 증가하면 심해지는 경향을 보였고, 영양생장 지표인 주간 단면적과 강한 정의 상관관계($r^2=0.585$)가 관찰되었다. 수체 고사율은 토양 내 무기성분보다는 수체의 무기성분 함량과 수체생장과 부의 상관관계가 관찰되었다. 이에 미국 남부지방 과원에서 시용된 우드칩은 유기물함량을 증가시키고 유목의 건전성을 확보하는 동시에 토양 내의 풍뎅이류 등의 해충과 설치류의 피해 정도를 최소화할 수 있는 지역 맞춤형 피복자재로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.214-214
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• 2017

우리나라는 도시화 및 산업화로 도시지역의 대부분이 불투수층으로 변화하였으며, 국지성 호우의증가로 홍수 저감시설의 방어능력이 취약한 실정이다. 따라서 홍수방어 개선을 위한 여러 방안들이 이루어지고 있으며, 그 중 저류지는 도시지역에서 유역 하류의 홍수피해 저감 및 흐름을 지체시켜 유출률을 감소시키는 시설물로 홍수 저감을 위한 시설물로 가장 많이 사용되고 있다. 저류지는 큰 규모일수록 유역의 하류지역에 설치할 경우 가장 큰 유출저감효과를 가지는 것으로 알려져 있다. 하지만 저류지의 위치를 유역의 하류가 아닌 상류지역에 설치할 경우에는 단기간 강우의 시간적 분포가 강우 초기에 집중될 경우 저류지의 허용용량이 초기에 도달하게 되어 추가적인 강우가 발생할 경우 본래의 역할을 하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 그러므로 다양한 강우강도 및 시간적 분포를 고려하여 유역의 특성 및 저류지의 설치위치에 따른 관계를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 도시화, 산업화 인구집중으로 인해 동일규모의 강우에서도 우수유출이 증대되고 있는 도시지역에서 원활한 내수배제를 위해 기존의 우수관거를 연계한 저류시스템인 간선저류지 개념을 적용하여 강우강도 및 시간적 분포에 따른 간선저류지의 관련매개변수를 분석하였다. 대상유역은 세장형, 집중형, 중앙형의 3가지 형상의 가상유역으로 선정하여 다양한 지속기간의 강우량을 적용하였으며, 간선저류지의 설치위치는 전체 유역면적에 대한 저류지 상류부 면적의 비(저류지 상류부 면적비, DUAR ; Dimensionless Upstream Area Ratio)를 20%, 40%, 60%, 80%로 변화시키면서 강우의 시간적 분포에 따른 간선저류지의 매개변수 분석에 관한 연구를 진행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1275-1279
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• 2008

도시지역은 도시형 수해발생, 갈수시의 급수안전도 저하, 평시 하천유량의 감소, 공공수역의 수질악화, 지하수 오염 등 여러가지 문제에 직면하고 있다. 개발로 인한 수환경의 피해를 최소화하기 위한 대안적인 설계방안이 필요하며, 이를 위해서는 개발 전후 물순환 환경 변화에 대한 정량적인 해석이 가장 우선적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 우리나라와 일본에서 도시유역에의 적용이 활발한 물리적 개념의 분포형 수문모형인 WEP(Water and Energy transfer Process) 모형을 통해 행정중심복합도시 개발 전후의 물순환 변화를 해석하였다. 정밀한 해석을 위해 대상유역을 100m 크기의 정방형 격자로 구분하고 기상 조건, 지표면 조건, 하천, 토양, 지하대수층, 농업용수 이용 등 물순환에 관련된 광범위한 입력자료는 기존 측정 자료 및 관련 문헌, 현장 조사를 통해 각각 구축하였다. 모의의 전 후처리는 WEP+를 통해 수행되었는데, WEP+는 WEP 모형의 방대한 양의 입력자료를 효과적으로 구축하고, 다양한 시계열 및 공간분포 출력자료를 효과적으로 분석할 수 있는 인터페이스를 지닌 전 후처리 프로그램이다. 개발로 인한 물순환 변화는 절성토로 인한 지형 및 토양 조건 변화, 토지이용 및 용수이용 변화에 대한 개발 계획을 모형 입력자료로 구축한 후, 개발전과 동일한 기상조건과 초기 모의조건 하에서 각각 11년간 모의하여 수문 요소 변화를 비교하는 방법을 사용하였다. 물순환 해석 결과는 개발 전후 모의에 대해 유황곡선 및 물수지, 수문요소 공간분포 비교를 통해 수행하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권7호
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• pp.451-460
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• 2024

빈발하고 있는 도시 지역 침수 피해의 원인을 분석하고 대책을 수립하기 위하여 합리적인 도시 침수 모의 방법을 적용할 필요가 있다. 기존의 국내 연구들은 하수 관거의 맨홀 범람과 하천의 범람 결과를 2차원 범람 유동 모의 모형에 입력하여 침수 모의를 수행하였다. 그렇지만 하천과 맨홀 범람의 침수 모의는 결합하여 분석하는 것이 합리적이다. 이 연구에서는 XP-SWMM을 구성하는 TUFLOW 모듈의 1-2차원 연계 기능을 사용하여 하천과 제내지의 복합 침수 모의를 수행하였다. 해당 방법을 2022년 9월 5일과 6일 태풍 힌남노로 인한 내수 침수와 하천 범람이 동시에 발생한 경상북도 포항시 냉천 하류 유역에 적용하여 적절성을 검증하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권6호
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• pp.289-296
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• 2012

우리나라는 지형적, 기후적 특성으로 인해 매년 여름 산사태의 가능성이 크며, 최근 난개발로 인해 이의 발생과 피해가 더욱 커지고 있다. 천안지역은 상대적으로 안전한 지역으로 인식되어 왔으나 산사태의 위험요인이 증가하고 있어 체계적 분석이 필요하다. 본 논문에서는 천안 성거산 주변을 중심으로 등고선 지도를 이용하여 지형의 특징을 추출하고, 이를 이용하여 호우 시 수로와 유역의 면적을 계산하였다. 분석결과 성거산 주변 지역은 수로의 길이와 호우 유입량 관점에서 산사태에 비교적 안정적인 것으로 분석되었으나 일부 국소지역은 계속적 관찰이 필요하다. 한편 등고선 지도는 다른 수치지도 보다 비용 면에서 경제적이므로 1차적 산사태 위험도 분석에 적합하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.77-77
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• 2015

기상이변으로 인한 사회 경제적 피해의 증가로 기상정보에 대한 중요성이 커지면서 해외에서는 민간 기업이 기상 관측망을 구축하는 사례가 나타났다. 미국의 Earth Network은 전 세계에 1만개의 기상 관측센서를 설치하였고, 일본의 통신회사인 NTT DoCoMo는 일본에 4000여 개의 기상 및 환경관측 센서를 구축하였다. 국내에서는 SK플래닛이 자사의 플랫폼 기술과 SK텔레콤의 기지국 인프라를 활용하여 수도권 지역에 국지기상 관측망을 구축하였다. SK플래닛은 2013년 서울지역에 1km 간격으로 264개의 기상센서를 설치하고, 2014년 인천 경기지역에 3km 간격으로 825개의 기상센서를 추가 설치하여, 현재 1089개의 국지기상 관측망을 운용하고 있다. 관측에 사용한 센서는 우량계와 복합 기상센서로 강수량, 기온, 습도, 바람, 기압을 측정한다. 관측된 자료는 데이터로거에서 기상청의 자료처리 표준규격에 따라 처리한 후 M2M 모뎀을 통해 1분마다 서버로 전송한다. 전송된 자료는 기상정보 플랫폼의 수집 서버에서 프로토콜 변환 후 원본자료 DB에 저장하고, 실시간 품질관리를 마친 후 품질관리 자료 DB에 저장한다. 관측 지점의 기본정보 및 작업이력은 메타데이터 DB에 저장되고 관리자 페이지를 통해 조회 및 수정 된다. 관측 자료의 품질 보증은 제조사의 센서 Calibration부터 서비스 모니터링 까지 각 단계별로 체계적인 품질관리를 통해 이루어진다. 품질관리를 마친 국지기상 관측 데이터는 응용프로그램 개발자가 편리하게 사용할 수 있는 API(Application Programming Interface)형태로 제공된다. 2013년 여름부터 수집된 1~3km 해상도의 SK플래닛 국지기상 관측 자료를 통해 그 동안 정량적으로 확인하지 못한 국지성 호우 시의 강수량 편차에 대해 알 수 있었다. 2014년 7월 31일 양평지역에 내린 국지성 호우는 시간당 최대 90mm 이상의 비가 내린 사례로, 귀여리 관측소(SK 플래닛)에 시간당 93.1mm가 내리는 동안 퇴촌 관측소(기상청)에는 17.5mm의 비가 내려, 두 관측지점 간 거리가 3.4km 임에도 불구하고 시간당 75mm 이상의 강수량 차이를 보였다. 앞으로 SK플래닛의 국지기상 관측 자료가 국지성 호우의 조기 경보 및 예측 정확도 향상에 활용되어 재난으로부터 국민의 생명과 재산을 지키는데 많은 도움이 되기를 기대한다.