• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.203-213
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• 2018

본 연구는 기후변화 및 도시 집중으로 인해 증가하고 있는 도시침수에 대비하고 재해예방형 도시계획 수립 지원을 위해 격자단위의 상세 위험정보를 개발하고자 하였다. 경기도 광주시를 대상으로, RCP 8.5 강우 시나리오를 기준으로 내 외수 침수해석을 실시하였으며, 이를 이용해 재해 특성, 노출특성, 취약성 등에 대한 위험정보를 격자단위로 개발하였다. 분석결과 목현동에 위치한 목현천 만곡부 지역과 송정동에 위치한 경안천 합류부 지역에서 침수영향이 클 것으로 나타났으며, 실제 침수흔적도와 상당부분 일치하는 것으로 나타났다. 또한 주거 밀집지역인 송정동 일대가 침수에 많이 노출되고 취약한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 재해예방형 도시계획 제도를 마련하는 근거로 활용 할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 다기능의사결정기법을 적용하게 된다면 방재대책 수립에 필요한 고위험지역을 보다 객관적으로 판단하는 데에 활용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.527-531
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• 2007

하천내에서 작은 물고기의 국지적인 회유 또는 이동 습성은 먹이를 구하고, 산란 및 성장과 집단에서 분산하고, 위험으로부터 도피하는 것에 밀접한 연관이 있다. 하천의 합류부와 연결부에 제방(levee), 도로(road) 등이 설치되는 경우 일반적으로 암거형태의 인공수로로 상 하류를 연결되는데, 암거내 수리특성상 평수시 저유량, 고유속, 저수심의 수리특성을 보인다. 이러한 수리특성은 물고기가 이동하는데 장애(barrier)가 되어 생태적으로 하천내 종다양성 감소와 일부 어종의 멸종을 초래한다. 어도 설치시 설계기준에서 가장 주목할 부분은 어도를 이용할 대상어종의 범위와 유영능력이다. 하천설계기준(2005, 한국수자원학회)에서 제시된 물고기의 유영능력은 대부분 국외 어종을 대상으로 외국에서 실험한 결과를 이용하고 있다. 그러므로 이러한 기준이 국내 어종에 대해 적합한지에 대한 검토가 필요하다. 본 실험의 목적은 국지회유성인 피라미와 각시붕어가 인공수로를 통과할 때의 유영행동 중 소상성공율과 유영속력을 평가하고자 함이다. 유영행동의 실험방법은 Brett(1967)에 의해 제안된 2가지 방법인 증진유속방법과 고정유속 방법중에서 물고기의 이동경로와 소상능력을 확인하기에 용이한 고정유속방법을 사용하였다. 또한, 효과적인 실험을 위해 실험어종(피라미 100마리, 각시붕어 100마리)이 실험 중에 최적의 건강상태를 유지할 수 있도록 물고기의 적응 기간(24시간)과 실험 중 휴식기간을 두었다. 실험결과 체형이 방추형(fujiform)인 피라미의 경우 평균유속 $0.7{\sim}0.8m/s$구간에서 소상성공율이 61%에서 26%로 급격하게 하락하는 현상이 나타났다. 그리고 측편형(compressiform)의 체형을 가진 각시붕어의 경우 평균유속 0.4m/s에서 소상성공율이 25%로 나타났으며 그 이상의 유속에서는 10%이하로 나타났다. 실험어종의 이동경로를 분석한 결과 대부분 수로바닥에 밀착하여 최저유속구간을 이용하여 이동하는 것으로 나타났으며, 이동경로의 지점유속은 평균 유속의 70%정도로 나타났다. 실제 하천에 설치된 인공수로가 생태통로의 기능을 유지하기 위해서는 평상시 수리특성이 대상어종의 유영능력을 초과하지 않도록 설계되어야 한다. 특히, 하천에 설치된 인공수로의 길이가 $5{\sim}10m$정도일 경우라면 피라미의 소상 가능성을 50% 이상 확보하기 위해서는 평수시 설계유속이 0.7m/s를 초과하지 않아야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.301-301
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• 2019

수위 관측 지점의 선정은 관측 기록의 목적, 지점의 접근성 등에 의해 결정되며, 수위는 유량을 계산하기 위한 필수 자료이므로 수위 관측 지점의 위치를 선정하는데 있어 수리조건은 매우 중요한 요소이다. 이에 수위관측소(WLS, Water Level Station)는 홍수예경보, 수해방지 등의 치수계획과 하천운영, 용수공급 등의 이수계획 및 생태계 보전을 위한 수질관리계획 등의 목적을 달성할 수 있는 지점에 WMO에서 제시한 수위관측소의 최소 밀도를 고려하여 설치된다. 한국의 경우 치수측면에서 홍수예경보시스템의 홍수예보 대상지점과 홍수유출 계산지점을 가장 중요한 요소로 판단한다. 이에 홍수통제소에서 운영하는 홍수예보 프로그램에 적절한 수위관측망을 고려하기 위하여 프로그램에서 사용되고 있는 소유역 출구점 또는 합류점을 모두 수위관측소 위치로 포함시키고 있다. 인도네시아 Citarum강 홍수예경보 모형의 실행 및 검정을 위해서는 주요 지류의 출구마다 수위관측소를 설치하는 것이 바람직하나, 수위관측소의 설치 및 운영에는 많은 비용이 소요되기 때문에 주어진 예산을 고려해야 하며, 홍수예보를 실시하는 이유는 홍수로 인한 피해를 경감시키기 위한 것이기 때문에 인구와 홍수피해 잠재성이 높은 지점을 위주로 설치를 계획하여야 한다. 사업 대상지역인 Citarum강에서 BBWSC가 운영 관리하는 WLS는 29개소이며, 이 중 대상지역인 Upper Citarum Basin(UCRB)에는 20개소의 WLS가 운영되고 있다. 본 설계에서는 $300km^2$당 1개소의 수위관측소를 설치하는 것을 기준으로 설정하여 홍수예경보가 필요한 WLS 8개소를 도출하였으며, 소유역의 출구점 또는 합류점 등을 고려하여 수위관측소 위치를 결정하였다. 또한 UCRB의 과거 홍수피해상황, 과거 홍수범람실적, 홍수범람도 등을 조사하였으며, 실시간 자료 전송을 위한 통신 환경, 차량의 접근 용이성 및 하천구역 대표성 등을 고려하여 홍수예경보 구축을 위한 최적의 수위관측망을 설계하였다.

• 대한교통학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-28
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• 1999

본 논문은 고속도로의 오르막차로 구간을 대상으로 종점부의 설계기준을 제시하고자 하는 목적으로 미시적 관점에서 교통행태를 규명할 수 있는 임계간격 모형과 합류확률 모형식을 개발하였다. 오르막차로 종점부 최저허용속도의 분석결과는 2차로 고속도로에서는 60km/hr, 4차로 고속도로에서는 75km/hr로 나타나 2차로에서는 현행기준과 동일하고 4차로의 경우는 현행기준 보다 약 15km/hr정도 높게 적용하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 또한 오르막차로 종점부 부가길이 산출결과는 오르막차로 종점부 최저허용속도 기준과 비교해볼 때 4차로 고속도로의 경우, 부가길이가 약 200m 정도 필요한 것으로 나타나 오르막차로 종점부 최저허용속도를 상향시킬 필요가 있는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1221-1225
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• 2006

문산천 하구와 임진강 장단반도 부근은 일반 하천과는 달리 특이한 하도특성을 지니는 구간이다. 문산천의 종단특성은 전형적인 상시 퇴적구간이다. 유사레짐에서도 실제 문산천 하구와 임진강 반구정 구간의 흐름특성 또한 감조구간으로서 밀물, 썰물에 민감하게 작용하여 거시적으로 유사이동이 정체성을 띠는 구간인 것이 확인되었다. 평면특성으로서는 임진강 반구정 구간에서 만곡하도 구간으로서 그 만곡 정도가 매우 크며(곡률 반경 709 m), 이에 따른 양안의 수위차가 실제 약 30 cm 이상 발생하는 것으로 평가되었다. 그리고 문산천 하구역의 하상경사가 1/5,400으로 임진강의 1/3,000보다 완만하다. 문산천 합류부 부근의 하상재료를 살펴 볼때도 임진강보다 문산천에서 더 작은 입경이 비교적 널리 분포하고 있다. 따라서, 홍수시 특히 조석이 창조기나 정체기에 임진강으로 직각 유입하는 형태를 취하고 있는 문산천 하구에서 문산천 홍수량이 유하하지 못하여 배수영향이 가중되고 임진강의 우안이 상대적으로 높은 홍수위가 역류하고 있다고 추정되었다. 이와 같은 현상들은 평균하상고의 변화에서도 나타나듯이 문산천 하구에서 외견상 하구막힘과 같은 사주 형태가 발달하는 양상에서도 찾을 수 있었다. 결국 문산천 하구에서 수위 및 하상변동량 저감을 위한 궁극적인 대책으로서 새로운 문산천 방수로 건설 및 현 문산천 하구에서의 배수기장 도입이 필요한 것으로 분석 되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권4호통권23호
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• pp.49-56
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• 2006

도시지역의 우수를 배제하기 위한 방법으로 토구를 이용하여 하천으로 방류하고 있다. 그러나 이러한 토구를 설치 할 때 국내설계기준에는 어떠한 기준이나 제안이 없이 설계자나 시공자의 임의로 만들어 지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 토구를 설치하는 방법에 대한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 토구 방류 유량에 따른 흐름 변화 및 설치 각도, 돌출정도, 그리고 설치 위치에 따른 흐름변화를 실험을 통하여 분석함으로써 흐름에 보다 영향을 적게 미치는 토구설치 방법을 제안하였다. 총 10가지 경우에 대한 실험을 통하여, 같은 유량을 방류함에 있어서 한 곳으로의 방류보다는 상.하류 등으로 분리하여 방류하는 것이 흐름에 영향을 적게 미치는 것으로 나타났으며, 설치 각도 및 돌출에 따라 상류지역의 수위 상승 및 유속 감소 등의 현상이 나타나 토구 설치 시 보다 신중하고 흐름에 방해가 되지 않는 방향으로 설치할 수 있는 방안을 강구해야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.444-444
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• 2022

하천 수심 계측은 수심을 사람이 직접 계측하거나 초음파 기반 유속계 (ADCP) 등 최신 계측기기를 이용하여 간접적으로 계측을 실시하고 있다. 하지만 사람이 직접 하천에서 수심을 측정하는 것은 위험이 동반되고, 수심자료의 측정오차가 크게 발생한다. 따라서 수심측정에서 직접 측정 방식의 한계를 극복하기 위해, 초분광 영상의 반사도와 수심이 높은 상관관계를 보이는 것을 활용하여, 초분광 영상 기반 수심 산정 기법을 개발하였다. 초분광 영상 기반 수심 산정 기법은 복수의 파장이 존재하는 초분광영상으로부터 두 개의 파장대의 밴드를 추출하여 모든 경우의 수에 대해 밴드비를 산정한 후, 실측수심과 밴드비 간의 회귀분석을 실시하여 상관계수가 가장 높은 회귀식을 찾아내는 방식이 최적 밴드비 분석법에 기반한다. 최적 밴드비 분석법을 통해 획득된 높은 상관성의 밴드비-수심 관계식을 이용하여 수심을 추정할 수 있다. 이러한 방법은 직접 수심 측정 방식에 비해, 높은 해상도와 밀도, 양질의 데이터를 수집할 수 있는 장점이 있다. 과거 연구에 따르면 저수심부에서의 높은 정확도의 수심추정 결과를 보였지만, 고수심부에서는 실측수심과의 오차도 높아지는 등 정확성이 떨어지는 경향을 보인다. 따라서 본 연구에서는 보다 효율적인 수심계측을 할 수 있도록 최적 밴드비 분석법을 활용한 수심추정에서 신뢰성 있는 수심의 범위를 파악할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 대상지역으로 낙동강 본류와 황강 지류 합류부로 선정하였고, 초음파 기반 유속계(ADCP)와 드론을 활용하여 실측수심과 초분광 영상을 취득하였다. 민감도 분석을 위한 수심자료를 0.5m 단위로 분할하였으며, 구간별로 최적 밴드비 분석을 실시하였다. 그 결과, 구간별로 산정된 상관계수와 평균제곱근오차 (RMSE)를 통해 정확도가 높은 구간을 구별할 수 있었다. 또한 해당 구간을 초과하는 수심은 초분광 영상을 통해 추정이 어려운 것으로 판단되며, 분석한 구간까지를 최대 추정 가능 수심으로 정의하였다. 마지막으로 검증을 위해 최대추정가능수심으로 판단된 구간까지의 데이터만 활용하여 최적 밴드비 분석법을 적용하여 상관계수나 평균제곱근오차 결과의 개선여부 확인을 통해, 본 연구에서 제시한 방법이 정확한 최대추정가능수심 구간을 산정할 수 있는지 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.122-122
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• 2023

한강 하구는 조석의 변화가 매우 크고 이로 인한 하상의 변화가 많이 발생하는 지역이다. 더불어 남북간 군사상황으로 인해 접근이 불가능하거나 어려운 지역이며, 이로인해 그동안 개발이 거의 이루어지지 않고 자연상태로 남아있다. 남북관계의 상황변화에 따라 그동안 한강 하구의 개발이나 보전에 대한 다양한 논의가 있었고, 그 중 뱃길 복원에 대한 이야기도 다양하게 진행되어 왔다. 하지만 아직까지 구체적으로 어떤 규모의 선박이 얼마동안 운행할 수 있는지에 대한 분석은 거의 이루어진 바가 없다. 본 연구에서는 한강 하구 신곡수중보 하류에서 공릉천 합류부 구간에 대한 주운 가능성을 분석하였다. 최근 하상측량 결과를 바탕으로 조석변화에 따라 형성되는 지점별 수심을 분석하였고 이를 토대로 형성되는 수로를 분석하였다. 선박 규모에 따라 필요로 하는 흘수와 수심을 이용하여 대상 구간에서 운행가능성을 분석하였다. 또한 이와 같이 형성된 수로가 안정적이지 않음을 하상변동 자료를 이용하여 제시하였다. 대상구간에서 조석변화에 따라 형성되는 수심과 선박 규모에 따른 필요수심을 비교 분석한 결과 대형 선박의 상시적 운행은 매우 제한적인 것으로 나타났다. 중소규모 선박의 경우에도 연간 운행 가능시간이 제한적인 것으로 나타나 일반적으로 추정하는 것보다 상업적인 대규모 주운의 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 이 구간의 하상변동도 매우 큰 것으로 분석되었다. 지난 10년, 20년 동안의 장기적인 변화 뿐만아니라 1년 사이의 단기적인 변화도 크게 나타나 안정적인 수로 확보는 쉽지 않은 것으로 분석되었다. 한강 하구에서는 대규모 홍수가 발생하지 않더라도 조차가 큰 조석영향에 의해 하상이 지속적으로 변화하고 있는 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.483-483
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• 2023

2020년 8월 섬진강 유역에서 100년 빈도 이상의 대홍수가 발생함에 따라 제방이 붕괴되거나 하천 범람이 발생하는 피해가 발생하였다. 8월 홍수를 대상으로 섬진강 본류 남원(신덕리) 수위국에서 기존의 수위-유량 관계 곡선식(이하 Rating curve)의 최대 적용 가능 수위는 2.53m 이지만, 해당 기간 첨두 수위는 10m 이상을 기록하였다. 이러한 대홍수의 경우 기왕의 관측데이터가 없을 뿐만 아니라 기존의 Rating curve를 외삽하여 활용하는 것에도 한계가 있어 간접적으로 유량을 산정할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 이와 같이 유량측정이 어려운 지점을 대상으로 주어진 유량에 대하여 수위를 재현할 수 있는 K-water에서 개발된 K-River모형(1차원 하천수리해석모형)과 Monte Carlo 시뮬레이션 기법을 활용하여 간접적으로 유량을 산정할 수 있는 기법을 개발하였다. 개발된 방법론은 고수위 구간에 대한 Rating curve의 불확실성으로 인하여 본류와 지류의 유입량 추정이 어려웠던 섬진강 요천 합류부에 적용하였다. 대상구간은 본류(섬진강) 26km 및 지류(요천) 15km로 구성되어 있으며, 본류와 지류의 상류인 수위국 남원(신덕리) 관측소와 남원(동림교) 관측소에는 각각 기존의 Rating curve가 존재한다. 불확실성이 높은 Rating curve의 고수위 구간에 대한 매개변수를 조정하여 다수의 Rating curve를 생성하고, 이를 기반으로 관측수위를 다수의 상류 시계열 유량자료(경계조건)로 환산하였다. 다음으로 이 유량자료를 기반으로 앙상블 모의를 수행 후 대상구간의 중간지점에 위치한 수위국(고달(고달교) 관측소, 송동(요천대교) 관측소, 곡성(금곡교) 관측소)에서 수위재현성(NSE, RSR등 활용)을 평가하여 최적 샘플 추출을 추출하였다. 추출된 샘플로부터 상류 경계지점의 적정 Rating curve 선정과 각 지점에서의 시계열 수위 및 유량을 역으로 추정하였다. 이를 통해 실제 유량측정결과 없이도 간접적으로 신뢰도 높은 유량 자료를 확보할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 향후 수자원의 효율적 관리 및 홍수관리를 위하여 효율적으로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 대한교통학회지
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• 제17권4호
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• pp.71-84
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• 1999

본 연구의 목적은 기존 동적통행배정모형의 접근 기법과는 달리 교통류이론을 이용하여 동적분석모형을 구축하고, 이 모형에 적합한 동적통행배정기법을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 기존 동적교통류 모델 중 동적통행배정에 가장 적합하다고 판단되는 Daganzo의 cell transmission theory를 이용하여 동적분석모형을 구축하였으며, 동적통행배정기법인 분류부분할모델, 비용갱신모듈, 링크비용함수모듈을 새롭게 개발하였다. 또한 Daganzo가 명확하게 제시하지 않은 최대대기시간 결정 알고리듬을 제시하였다. 본 연구에서 구축한 모형을 가상의 네트워크에 적용한 결과 병목구간분석, HOV타로 효과분석등은 교통특성을 현실적으로 반영하고 있다. 통행배정결과는 수학적 기법을 적용한 동적통행배정모형과 같이 완전한 균형(equibriun)상태의 해를 보여주지 못하지만, 노선별 평균통행시간이 시간대별로 비슷하게 유지해나가는 결과를 보이고 있다. 본 모형은 고속도로 합류부 및 분류부의 교통특성분석, HOV 효과분석, TCS 및 램프미터링과 접목하여 고속도로 운영에 이용될 수 있으리라 판단된다.