• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.156-172
• /
• 2020

The purpose of this study was to predict road surface temperature using high-resolution solar radiation data. The road surface temperature prediction model (RSTPM) was applied to predict road surface temperature; this model was developed based on the heat-balance method. In addition, using SOLWEIG (SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry-model), the shadow patterns caused by the terrain effects were analyzed, and high-resolution solar radiation data with 10 m spatial resolution were calculated. To increase the accuracy of the shadow patterns and solar radiation, the day that was modeled had minimal effects from fog, clouds, and precipitation. As a result, shadow areas lasted for a long time at the entrance and exit of a tunnel, and in a high-altitude area. Furthermore, solar radiation clearly decreased in areas affected by shadows, which was reflected in the predicted road surface temperatures. It was confirmed that the road surface temperature should be high at topographically open points and relatively low at higher altitude points. The results of this study could be used to forecast the freezing of sections of road surfaces in winter, and to inform decision making by road managers and drivers.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.245-245
• /
• 2022

최근 국내 기후변화에 따른 국지성 집중호우로 인한 시간당 강우량의 증가로 도로부 유출량의 증가와 배수관거에서의 내수배제 불량에 따른 도심지 내수침수 피해가 증가함에 따라 이를 해결하기 위한 우수유출저감시설이 설치되고 있다. 그러나 대단위의 지하 저류시설의 지속적인 설치는 과밀화된 도심지에서 설치 지하공간의 구조적인 한계 및 적정 설치 위치의 미확보 등의 다양한 문제가 발생하여 저류시설의 침수저감 효과에 대한 추가적이고 새로운 저류시설에 대한 연구가 필요한 실정이다. 이에 내수 침수 저감 및 배수 능력 향상을 위한 도로 배수시설과 연계된 도로 측구부 저류시스템 구축이 필요하다. 이를 위해 역류 방지 및 노면수 저류 빗물받이에 적용되는 부력식 역류차단장치를 개발하였으며, 역류차단장치의 최적 형상 개발을 위해서 기존 빗물받이 연결관과의 통수능 비교 및 분석이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 빗물받이 연결관 및 연결관 내에 역류차단장치가 적용된 역류차단 빗물받이의 흐름분석을 위해 Fluent 모형을 이용하여 3차원 수치모의를 수행하였다. 수치모의 구성으로는 전체 형상을 40×50cm의 빗물받이 유입부와 50×50cm의 빗물받이로 결정하고 격자는 빗물받이 내부의 복잡한 3차원 흐름을 모의하기 위해 1.2~2mm 크기로 생성하였다. 다상유동 해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 SST k-𝜔모형을 적용하였다. 해석조건으로는 김정수(2021) 등이 제시한 4차선 기준 설계빈도별(5~30년) 빗물받이 유입유량을 산정하여 빗물받이 유입조건으로 선정하였으며, 빗물받이와 연결관에서의 통수능력 분석 조건으로는 빗물받이에 기존 연결관이 부착된 조건과 연결관 내에 역류차단장치가 설치되어 역류차단장치가 개방된 조건에서의 통수능을 비교하였으며, 역류상황을 가정한 연결관에서의 통수능을 비교하기 위하여 역류차단장치의 개폐정도를 15도(통수단면 33%감소) 닫힌 상태 및 30도(통수단면 67% 감소) 닫힌 상태 조건을 대상으로 빗물받이와 연결관에서의 흐름을 모의하였다. 수치모의 결과 역류차단장치의 계폐조건에 상관없이 5년 빈도유입량 조건에서는 완전 배수가 되었으며, 개폐조건 15도에서는 10년 빈도의 유입량에서는 완전 배수가 되었으나 20년 빈도 이상의 유입량 조건에서 빗물받이 유입부로의 역류가 발생하였으며, 개폐조건 30도에서는 5년 빈도 이상 유입량 조건에서 빗물받이 유입부로 역류가 발생하는 것으로 나타났다. 특히, 30년 빈도 이상의 유입량부터는 빗물받이 연결관 내에 역류차단장치 개페조건과 관계없이 빗물받이 유입부로의 역류로 인한 도로 침수가 발생하기 때문에 유휴공간인 도로 측구부를 저류공간으로 활용할 수 있는 도로 측구부 저류시스템의 구축은 필수적이라고 판단되며, 유량 조건에 따른 빗물받이 내부 와 흐름과 유출부에서의 유속 변화 특성을 확인하였다. 그러므로 측구 저류조 개발 형상과 연결한 3차원 흐름의 구현 및 분석에 Fluent 모형의 적용이 가능하다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.234-234
• /
• 2022

도로에서의 우수를 원활하게 처리하기 위해서 빗물받이 및 연결관 등의 노면 배수시설이 설치되고 있으며, 노면 배수는 측구부를 통해 흘러 빗물받이 유입부로 차집되고 연결관을 통해 하수관거로 배수된다. 그러나 최근 국내 기상패턴의 변화로 국지성 집중호우와 같이 시간당 강우량 증가로 도로부와 저지대에서 배수시설의 배수불량에 따른 도심지 내수침수 피해가 발생하고 있다. 이에 정부에서는 다양한 우수관거 개선사업, 빗물펌프장, 지하저류조와 같은 방재시설을 설치하고 있으나 우수유출저감시설은 대규모 예산이 소요되고 실제 침수지역에 피해 저감효과에 대한 효용성 문제에 대한 제기뿐만 아니라 과밀화된 도심지에서는 지하공간 활용에 한계가 있는 실정이므로 도심지의 다양한 공간을 활용한 도시 배수 및 저류시설에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 유휴 공간인 도로 측구부 공간을 활용하여 도로 노면수를 저류 및 지체할 수 있는 노면수 측구 저류시설의 개념을 제시하고 측구저류조의 활용성을 판단하기 위하여 빗물받이 유입구, 빗물받이, 측구 저류조 및 빗물받이와 측구저류조 연결부에서의 노면수 유입, 유출 및 저류 등의 다양한 흐름 변화를 확인하기 위하여 Fluent 모형의 적용성을 분석하였다. 수치모의 전체 형상은 50x50cm 크기의 빗물받이를 기준으로 양쪽에 2m 길이의 측구 저류조를 원형관으로 연결하여 1/5 축소모형으로 구성하고 격자는 빗물받이 유입부, 빗물받이 및 측구 저류조 내부의 복잡한 3차원 흐름을 모의하기 위해 사면체와 육면체로 조밀하게 생성하였다. 다상유동해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 SST k-ω모형을 적용하였다. 수치모의 조건으로는 설계빈도별(5~30년) 우수유출량을 산정하여 유입 유량별 기존 빗물받이 유입부에서의 유입흐름, 빗물받이 내부에서의 와 발생흐름, 측구 저류조 및 연결관에서의 흐름을 구현하여 분석하였다. 수치모의 결과 빗물받이 유입부에서 연결관을 통한 측구 저류조로 유입되는 유입흐름과 빗물받이 하단부의 배수관을 통해 유출되는 흐름을 정상적으로 구현하였으며, 빗물받이 유입부 및 측구 저류조 연결관에서의 유속변화도 확인할 수 있었다. 또한 빗물받이와 측구 저류조에서 다양한 흐름을 구현하기 위한 Flunet 모형의 적용성을 검토하였으며, 향후 수리실험을 통하여 실제 흐름과의 매개변수 최적화 및 다양한 도로 조건의 변화를 고려한 수치모의 분석을 통하여 지속적인 모형의 검증이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

This study was objected to identify the effect on water quality and contamination by non-agricultural facilities in 'A' reservoir watershed located in OO city, Kyounggi-do, Korea. Ground- and stream water samples showed (Na+K)-Cl, Ca(Cl, SO$_4$) and Ca-Cl type in an illegally discharging area of sewage and a densely industrial area indicating water contamination. Stream water of an illegally discharging area of sewage had high COD, T-N and T-P. In this area, direct incoming of sewage into stream water was induced ground water system by well pumping, and it made a progress of ground water contaminations with those components. Groundwater of a densely industrial area showed high concentrations of T-N, NO$_3$N. From a nitrogen isotope analysis, stream water of an illegally discharging area of sewage has ${\delta}^{15}N-NO_3$values of 0.7%0 was strongly affected by nitrogen originated from agrochemicals, and a densely industrial area of 19.7%0 from septic system. Ground- and stream water of a livestock fanning area were contaminated with NH$_3$-N and Mn, which was affected by intensive livestock facilities. SAR-conductivity plot indicates the water does not pose either alkalinity or salinity hazard for irrigation. COD, T-N, T-P, NO$3$-N, NH$_3$N and Mn concentrations from contaminated areas were diminished by mixing with 'A' reservoir water. There were no water contaminations in silver towns, vacationlands around reservoir and golf links. Consequently, it should be made a plan of systematic managements for past and- present possible contaminants and sewage systems in preventing water contamination by non-agricultural facilities.

• Journal of the Korean association of regional geographers
• /
• v.2 no.2
• /
• pp.49-73
• /
• 1996

This study produces quantitatively weather entropy and information ratio using information theory about frequency in the appearance of precipitation phenomenon and monthly change, and then applies them to observation of the change of their space scale by time. As a result of these, this study defines Pusan, Chongju and Kwangju's weather representativeness and then establishes the range of weather representativeness. Based on weather entropy (statistical parameter)-the amount of average weather information-and information ratio, we can define each area's weather representativeness, which can show us more constant form included topographical, geographical factors and season change. The data used for this study are the daily precipitotion and cloudiness during the recent five years($1990{\sim}1994$) at the 69 stations in Korea. It is divided into class of no precipitation, that of precipitation. The results of this study can be summarized as follows: (1) The four season's mean value of information ratio is the highest value. as 0.641, on the basis of Chongju. It is the lowest as 0.572, on the basis of Pusan. On a seasonal basis, the highest mean value of information rate is April's (spring) in Chongju, and the lowest is October's(fall) in Pusan. Accordingly weather representativeness has the highest in Chongju and the lowest in Pusan. (2) To synthesize information ratio of decaying tendancy and half-decay distance, Chonju's weather representativeness has the highest in April, July and October. And kwangju has the highest value in January and the lowest in April and July. Pusan's weather representativeness is not high, that of Pusan's October is the lowest in the year. (3) If we establish the weather representative character on the basis of Chongju-Pusan, the domain of Chongju area is larger than that of Pusan area in October, July and April in order. But Pusan's is larger than Chongju's in January. In the case of Chongju and Kwangju, the domain of Chongju area is larger than that of Kwangju in October, July and April in order, but it is less than that of Kwangju area in January. In the case of Kwangju-Pusan, the domain of Kwangju is larger than that of Pusan in October, July in order. But in April it is less than Pusan's.

• Journal of the Korean association of regional geographers
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.151-167
• /
• 2017

The main objective of this study was to investigate the climatic impact of $PM_{10}$ concentration on the temperature change pattern in Busan Metropolitan City(BMC), Korea during 2001~2015. Mean $PM_{10}$ concentration of BMC has gradually declined over the past 15 years. While the highest $PM_{10}$ concentration was observed in spring followed by winter, summer, and fall on average, the seasonal variations of $PM_{10}$ concentration differed from place to place within the city. Frequency analysis showed that the most frequently observed $PM_{10}$ concentration ranged from $20{\mu}g/m^3$ to $60{\mu}g/m^3$, which accounted for 64.6% of all daily observations. Overall, the west-high and east-low pattern of $PM_{10}$ concentration was relatively strong during the winter when the effect of yellow-dust events on the air quality was weak. Comparative analyses between $PM_{10}$ concentration and monthly temperature slope derived from generalized temperature curves indicated that the decreasing trend of $PM_{10}$ concentration was associated with increases of annual temperature range, and $PM_{10}$ concentration had a negative relationship with the temperature slope of warming months. Overall, $PM_{10}$ concentration had a weak correlation with the annual mean temperature, but it had a significant, positive correlation with the winter season, which had a dominant influence on the annual mean temperature. In terms of energy budget, it has been known that the change in $PM_{10}$ concentration contributes to the warming or cooling effect by affecting the radiative forcing due to the reflection and absorption of radiant energy. The correlation between $PM_{10}$ concentration and temperature changes in the study area was not seasonally and spatially consistent, and its significance was statistically limited partly due to the number of observations and the lack of potential socioeconomic factors relevant to urban air quality.