• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.215-215
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• 2019

우리나라 뿐만 아니라 세계 각지에서 태풍이나 집중호우로 인한 침수피해가 증가하고 있다. 그 원인으로는 수공구조물의 설계빈도를 초과하는 강우, 도시지역 확장으로 인한 불투수지역의 확대, 배수시설의 용량부족 등이 있다. 본 연구에서는 수치지형도, 토양도, 토지이용도 등 누구나 쉽게 구할 수 있는 자료를 이용하여 홍수로 인한 피해가 발생하기 쉬운 지역을 선별하고자 하였다. 우선 강우가 지표면에 도달하게 되면 지표면의 경사, 토양의 특성, 토지이용 등에 영향을 받아 침투되지 못하고 표면에 고이게 되는데 이를 유출생성지도로 표현하였다. 그리고 이렇게 생성된 표면유출수가 지표면의 경사, 지표면의 요철(凹凸), 도로나 철도 등의 인공선형축 등에 영향을 받아 흐르기 쉬우며 이를 유출이동지도로 표현하였다. 또한, 이동된 유출수가 고이기 쉬운 저지대, 지표면의 요철 등으로 인해 누적되는 유출누적지도로 표현하였다. 유출생성지도는 이동, 누적지도의 입력자료가 되어 상류의 유출생성의 정도가 하류지역에 영향을 주도록 하였으며, 최종적으로 유출이 동지도와 누적지도가 실제 침수흔적도와 얼마나 일치하는지 확인하기 위해 서울시 침수흔적도와 비교하였다. 기존의 재해 지도를 얻기 위해서는 강우량을 조사하여 수치모형에 입력함으로써 1차원 또는 2차원의 침수예상도를 작성하는 반면에 본 연구에서는 지형 정보만을 가지고 취약지구를 선정하기 때문에 유역전체 또는 시, 도 단위로 광범위한 연구 영역에 적용이 가능하다. 또한, Spatial MCDM 등을 통해 여러 Raster 자료를 하나의 지표로 나타내기보다 유출수가 생성(또는 이동, 누적)되기 쉬운 지역을 1, 그렇지 않은 지역은 0으로 표현하는 이분법적 분석을 통해 가중치설정과 모호한 경계의 처리 때문에 사용자 및 자료에 따라 취약한 지역이 달라지는 것을 방지하고자 하였다. 이를 통해 표면 유출수로 인해 침수피해가 발생하기 쉬운 지역을 홍수취약지구로 선정하여 침수재해 중점관리 우선순위가 될 수 있도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4319-4325
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• 2012

국내의 자연재해 관련 연구들은 토지이용관리를 통한 비구조적 접근이 재해저감에 있어 효과적인 수단임을 언급하고 있으나, 분석과정에서 토지이용과 관련된 미시적 접근은 극히 제한적으로 이루어져 왔다. 이와 같은 맥락에서 본 연구는 공간상에 상이한 형태로 분포하는 토지이용특성들이 자연재해에 따른 피해액에 미치는 영향을 규명한다. 실증분석의 결과를 살펴보면, 불투수지역 면적, 공업지역 면적, 나지면적, 하천면적 등은 자연재해 피해액에 유의한 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 제방시설의 면적은 자연재해 피해액과 강한 부(-)의 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과에 기초하여 본 연구에서는 토지이용측면에서의 효율적인 자연재해 저감방안을 제시한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1167-1172
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• 2004

최근 급격한 인구증가와 산업화, 도시화로 포장지역의 증가에 따른 불투수지역의 증가로 유역의 유출 특성의 변화를 유발시키고 있다. 도시화 유역의 효율적인 관리를 위해서는 유역에 내할 정확할 지형인자 및 수문 관련 인자들을 추출해야 한다. 본 연구에서는 GIS와 XP-SWMM을 이용하여 안양천유역의 유출분석을 수행하였다. 안양천 유역을 GIS를 이용하여 13개의 소유역으로 분할하고 입력자료를 구축하였다. GIS를 이용하여 지형도로부터 각각의 소유역에 대하여 면적, 경사도, 폭과 하천 각 구간의 길이, 경사도를 얻었고, 토지이용도와 토양도로부터 불투수비, 토지이용상태, 침투능에 내한 정보를 얻었다. 여기서 얻은 결과를 토대로, 안양천 유역에 도시유출 모형인 XP-SWMM을 적용하여 도시화유역의 관리방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.455-455
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• 2023

본 연구에서는 도시홍수 피해 저감 및 회복을 위한 도시홍수 연관 데이터 가시화 및 GIS 기반 LoD 1 수준 가시화 기술 개발을 진행하였다. 도시홍수는 불투수지역의 증가로 인한 첨두 홍수의 증가 및 도달 시간의 단축, 도시 내수배제의 불량으로 인한 주택지 및 상가 공장지 등의 침수에 의한 피해가 발생하는 현상이며, 도시홍수 예측 모델을 수행하기 위하여 수집한 기상, 하천 및 수자원, 토양 등의 데이터를 2차원 가시화하고 도심 지역의 지형 DEM(Digital Elevation Model) 데이터 및 건축물 DSM(Digital Surface Model) 데이터를 기반으로 3D 가시화를 진행하였다. 기상, 하천 및 수자원 관측 등의 데이터를 실시간으로 수집하며 관련 데이터를 도시홍수 디지털 트윈 플랫폼의 수문기상정보를 통하여 가시화 제공하며 토양 및 지리정보는 WMS 레이어를 기반으로 2D 가시화한다. 건축물 데이터의 경우 GIS 정보를 기반으로 하는 3D 객체 배치를 위하여 WGS84 타원체를 활용하여 EPSG:4326 좌표계를 적용하여 가시화하였다. 건축물 가시화는 PostgreSQL로 구축된 데이터를 Geoserver를 활용하여 자동으로 층 정보를 통한 건축물의 높이를 계산하도록 하였으며, CesiumJS를 적용하여 웹 기반 도시홍수 디지털 트윈 플랫폼을 개발하였고 추후 LoD 3 수준으로의 확대 적용 기반을 마련하였다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.523-534
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• 2011

충남 서해 연안역에 위치하고 있는 해수욕장, 항구, 박물관의 주차시설과 교량에서 발생되는 퇴적물의 입도분포 특성 및 오염물질 함량을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 퇴적물의 입경별 % 누적중량분포를 분석한 결과 대부분 $106{\sim}500{\mu}m$사이의 입경범위가 많이 분포되는 것으로 나타났다. 퇴적물의 입경분석 결과 모든 지점에서 유효경 $D_{10}$의 범위는 $40{\sim}160{\mu}m$, $D_{50}$의 범위는 $200{\sim}810{\mu}m$, $D_{60}$는 $235{\sim}1005{\mu}m$로 나타났다. $D_{10}$의 경우 입경범위가 큰 차이가 없는 반면에 $D_{50}$, $D_{60}$은 큰 차이를 보였다. 대체로 입자크기가 작으면 작을수록 오염물질 함량은 증가하는 것으로 분석되었는데 이는 입자의 크기가 작으면 작을수록 비표면적이 증가하여 오염물질 흡착량이나 결합량이 증가하였거나 입자자체가 타이어나 배가스 분진입자일 가능성이 크기 때문으로 사료된다. 입경 크기가 ${\leq}63{\mu}m$입자에서 VS, $COD_{cr}$, TN, TP의 오염물질이 최저 2배에서 최고 14배 높은 것으로 분석되었다. Cu와 Pb은 모든 지점에서 검출되었으며 일반 오염물질과 마찬가지로 입경이 작을수록 함유량도 증가하는 것으로 나타났다. Cu 함량은 지점 별로 큰 차이가 없었으나 Pb의 경우는 신진도 진입도로인 신진대교 지점에서 다른 곳에 비해 2배에서 3배 정도 높게 검출되었다. Cd은 해수욕장이나 서천해양 박물관 지점에서는 미세 입자에서만 검출되었으나 대천항 주차장과 신진도에서는 모든 크기의 퇴적물에서 검출되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.325-325
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• 2016

산업화 이후 연안지역을 중심으로 공업지역 등의 조성으로 많은 개발이 진행되어 왔다. 개발된 지역은 불투수 면적이 증가하고 연안지역의 특성상 하천으로 인한 수자원 공급과 더불어 지하수 이용량이 상대적으로 높게 나타나고 있다. 또한 기후온난화로 인해 해수면이 상승하고 있어 해수 침투는 점점 가속화되고 있다. 연안지역의 공업지대는 수자원 공급뿐만 아니라 해수침투로 인한 피해가 갈수록 증가할 것으로 보인다. 최근 해수침투에 대한 피해 방지를 위해 인공 주입 및 함양, 지하댐 등을 통해 지하수자원 관리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 지하수자원 관리 기법 중 지하댐을 설치하여 해수침투를 방지하고 지하수자원을 확보하고자 한다. Visual MODFLOW를 이용하여 포항지역을 대상으로 지하댐을 적용한다. 지하댐의 설치 방법에 대해서도 다양한 시나리오를 이용하여 효과 분석을 실시한다. 이를 이용하여 지속가능한 지하수자원 관리를 도모하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권12호
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• pp.1011-1023
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• 2019

도시화가 급속도로 진행되면 불투수 면적 비율이 증가하여 도시 지역의 재해위험도가 증가한다. 또한 전 지구적 기온 상승으로 인하여 강수량이 급격하게 변화하고 있으므로, 불투수 면적이 증가한 도시 지역들은 전보다 수문학적 재해에 더 노출되어 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 저영향개발(Low Impact Development, LID) 시설이 폭넓게 설치되고 있다. 본 연구에서는 다양한 전지구모형에서 제시하는 미래기후 시나리오를 고려하여 도시화가 급격하게 진행된 목감천 유역을 대상으로 Storm Water Management Model (SWMM)을 사용하여 전망 기간(2011년-2100년)의 수량 및 수질에 대하여 분석하였다. 또한 물순환 개선 시설 중 투수성 포장(Permeable Pavement)을 소유역별로 적용하여 수량 및 수질 측면에서 효율을 분석하였으며 사회, 경제적 인자들도 반영하여 대안평가지수(Alternative Evaluation Index, AEI)를 적용하였다. 이를 토대로 목감천 유역의 27개 소유역에 대해 투수성 포장 시설의 우선순위를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.19-19
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• 2015

최근 기후변화로 인해 집중호우 및 게릴라성 폭우의 발생빈도가 증가하고 있다. 또한, 도시화 및 산업화로 인해 불투수지역이 증가하여 첨두강우의 도달시간은 짧아지고, 강우강도는 증가하는 현상을 보이고 있다. 이로 인해 도시유역에서는 우수관의 통수능 부족으로 인한 홍수가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 EPA-SWMM User's manual에서 제공하는 예제 관망도를 이용하여 SWMM 모형 매개변수들 간의 상관관계 분석을 수행하였다. 사전 조사 및 분석을 통해 유역폭, 관조도계수, 불투수유역 조도계수, 투수유역 조도계수, 불투수면적 비율 등 총 5개의 매개변수를 분석 대상으로 선정하였다. 매개변수들 간의 상관관계를 분석한 결과 유역폭-관조도계수, 유역폭불투수유역조도계수, 불투수면저 비율-투수유역 조도계수가 양의 기울기를 가지는 1차 선형함수 형태를 보였다. 즉, 예로 유역폭이 증가하면 관조도계수 또한 증가하는 경향을 보였다. 반대로 유역폭-불투수면적비율, 불투수유역 조도계수-관조도계수의 경우 음의 기울기를 가지는 상관관계를 보였으며 특히, 유역폭-불투수면적비율의 경우 2차 회귀곡선을 가지는 감소경향을 보였다. 본 연구의 결과를 활용하여 향후 우수관 설계를 수행한다면 내수침수 저감에 실무적인 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.186-186
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• 2015

본 연구에서는 해안도시(부산광역시 수영구) 지역의 토지이용도와 미기상인자를 고려하여 증발산량을 산정하였으며, 증발산량 변동에 대한 미기상인자의 영향성을 구명하였다. 수영구 지역의 토지이용도와 미기상인자는 2001년 12월부터 2011년 11월에 관측된 일별 자료를 사용하였다. 토지이용도는 불투수(건물, 도로 등) 및 산림(임야), 초지(논밭, 공원 등), 수계(하천, 호수 등) 지역으로 분류하였으며, 4개 지역 특성을 고려한 최적의 추정식을 적용하여 증발산량을 산정하였다. 수영구 지역의 전체 증발산량은 4개 지역에서 산정된 증발산량에 토지이용 비율을 곱하여 구하였다. 연간 증발산량 변동은 1월부터 7월까지 증가하다가 8월부터 12월까지 감소하는 형태를 보였다. 수영구 지역에서 증발산량은 강수량의 약 13.3% 정도이었으며, 이는 연구지역의 72%에 해당하는 불투수 지역에서 배수로를 통한 물의 유출이 강우 발생 후 짧은 시간 동안 다량 발생하였기에 지속적인 증발산이 가능한 잠재수량의 저유량이 적었기 때문이다. 증발산량과 미기상인자 간의 상관분석을 수행하였으며, 증발산량과 이슬점 온도의 상관계수가 0.63으로 가장 높았다. 증발산량에 대한 기온 및 강수량, 순복사 인자의 상관계수는 0.5 이상으로 양의 상관성을, 기압 및 일조시간은 0.5 이상의 음의 상관성을 보였다. 증발산량에 대한 상관계수가 0.5 이상인 미기상인자(이슬점온도와 기온, 순복사, 기압, 강수량)에 대한 회귀 분석을 수행하였다. 이슬점온도와 기온, 순복사, 기압에 대한 증발산량 회귀함수 그래프는 강수의 유무에 따라 2가지 경향을 보였다. 이슬점온도에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.7$, 무강수 시에는 $ET=0.25{\times}e^{0.04x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.48과 0.96 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기온에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.53$, 무강수 시에는 $ET=0.13{\times}e^{0.06x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.39와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 순복사에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.79x+0.49$, 무강수 시에는 $ET=0.22x+0.03$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.34와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기압에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=-0.04x+37.91$, 무강수 시에는 $ET=5.18{\times}10^{22}{\times}e^{-0.05x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.25와 0.45 정도로 나타났다. 강수량에 따른 증발산량 회귀함수는 $ET=0.23lnx+0.90$으로 추정되었으며, 결정계수 0.61정도 나타났다.

• 한국지역지리학회지
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• 제16권6호
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• pp.706-723
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• 2010

불투수면은 물, 공기, 자연 생태계 등 전체 환경을 악화시키는 요인이 되기 때문에 도시의 총체적인 환경 질을 대표하는 지표로서 활용되고 있다. 도시를 대표하는 토지이용으로서 불투수면이 위성영상으로부터 추출되었으며 국민건강보험공단 데이터를 이용하여 소아천식의 유병률에 대한 GIS 데이터 베이스가 구축되었다. 불투수 환경에 거주하는 아동들이 26.58%의 천식 유병률을 보여주어 투수환경 거주 아동의15.82%에 비해 거의 2배에 가까운 천식환자가 확인되었다. 3년 동안 계속해서 천식을 치료하기 위해 병원을 방문한 환자수가 특별히 높은 위험지역은 불투수 환경에 노출된 행정동에서만 관찰되었다. 투수환경에 위치한 지역의 연도별 천식환자수의 변동폭에 대한 상관계수가 0.371이지만, 불투수면에 위치한 지역은 0.937로 나타나 불투수면에 위치한 지역은 지속적으로 많은 환자가 발생하는 것으로 확인된다. 즉 불투수면에 노출된 환경에 위치한 지역은 투수환경에 입지한 지역보다 장기간에 걸쳐 만성 천식질환을 앓고 있을 가능성이 많은 것으로 확인된다. 본 연구의 가장 큰 성과는 불투수면이 소아천식의 발생이나 만성소아천식의 유병률의 분석단위지역으로 결정적으로 중요한 변수라는 것을 확인하였다는 점이다.