• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.48-48
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• 2021

2020년은 급격한 인구감소, 고령화, 대도시 인구집중 등 우리나라의 인구구조변화가 급격하게 진행되는 것을 보여주는 해였다. 2020년 주민등록인구수가 처음으로 감소하였으며, 2020년을 기점으로 수도권 인구가 비수도권 인구를 추월할 것으로 전망되었다(통계청, 2020.6). 인구감소, 도시인구 집중화 외에도 1-2인의 소규모 가구 증가 등의 인구구조변화도 진행되고 있다. 이러한 인구구조 변화는 우리나라의 잠재적 경제성장률 등 국가경제뿐만 아니라, 지역별 물이용 변화 등 다양한 공공서비스 수요패턴 및 관련 재정 등에도 영향을 미친다. 이는 공공서비스 공급 및 관련 인프라 유지·관리에도 영향을 미치게 된다. 특히 중소지역의 공공서비스 사업의 경우, 인구감소로 인한 공공서비스 수요 및 관련 재정수입의 감소로 사업의 지속가능성이 크게 약화 될 수 있다. 따라서 인구구조변화가 공공서비스 수요에 미치는 영향을 분석하여, 관련 인프라시설의 유지·관리에 미칠 영향을 진단해 볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 인구구조 변화가 공공서비스 중 물관리에 어떠한 영향을 미치는지 정량적으로 분석해보고자 하였다. 이를 위해 160개 지방자치단체의 2006~2018년까지의 패널 자료를 구성하여 인구구조 변화 특성 중 인구 규모 변화, 소규모 가구 수의 변화, 인구 연령대 변화(고령화)가 물이용 변화에 미치는 영향을 회귀분석을 통해 중점적으로 분석해보았다. 본 연구의 인구구조 변화에 따른 공공서비스 이용변화에 대한 정량적 분석결과는 공공서비스 운영·관리 시 참고할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.49-49
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• 2021

홍수 발생 시 제내지에 존재하는 도로 및 상·하수도시설물은 저지대를 중심으로 생성되는 침수지역이 아닌 대부분 집중호우, 태풍으로 인해 발생한 유출량이 지표면 유출로 이어져 지면 경사를 따라 유하하면서 흐름을 방해하거나 노후된 시설물 등에서 피해가 발생한다. 이러한 피해발생 특성을 고려하여 홍수피해액을 추정하기에는 침수면적과 시설물 현황 등을 활용하는 기존의 손실 함수 개발 방법으로는 부족한 부분이 존재하며, 유수 흐름의 주요 인자인 침수심, 유속 등과 같은 수리특성을 고려하여 시설물에 대한 홍수피해액을 추정하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 수리특성을 고려한 시설물의 홍수피해액을 추정하기 위한 손실함수를 개발하고자 국가재난정보관리시스템(NDMS) DB에서 해당 시설물의 상세주소를 이용하여 피해 발생위치와 피해액을 파악하였으며, 2차원 수리해석 모형인 FLO-2D를 활용하여 시설물의 피해위치에서 발생된 수리특성 인자인 침수심과 유속을 분석하였다. 시설물의 단위면적 당 피해액을 종속변수로, 분석된 평균 침수심과 평균 유속을 독립변수로 선정한 후 변수 자료들의 신뢰성과 함수의 설명력을 향상시키기 위하여 이상자료들을 제거한 후 손실함수를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 손실함수는 수리특성 인자인 침수심과 유속에 의하여 홍수피해액을 직접적으로 추정하는 방법으로 향후 홍수재해에 대한 사전 재산피해 추정을 통하여 합리적인 선제적 예방조치 등의 홍수재해 예방 활동 등에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.285-285
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• 2020

본 연구에서는 국내 시설농업단지의 수리지질 특성을 고려한 개념 모델을 설정하여 수리전도도와 이격거리(주입정과 양수정 사이의 거리)에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 개념 모델에는 자연적 특성(지형과 지질, 강수량, 수리전도도 등)과 인공적 특성(주입정과 양수정의 이격거리, 주입량과 양수량 등)이 입력되었으며, 민감도 분석은 수리전도도(10^-1 cm/sec, 10^-2 cm/sec, 10^-3 cm/sec, 10^-4 cm/sec)와 이격거리(10 m, 50 m, 100 m)를 조합한 12개의 시나리오로 수행하였다. 양수정의 하류부에 설정된 관측정의 지하수위 강하량은 수리전도도가 감소하고 이격거리가 멀어질수록 증가하였다. 동일한 이격거리에서 수리전도도에 의한 지하수위 강하량의 회귀분석을 통해 인공함양 대수층의 지하수위 변동은 수리전도도에 의해 지배적인 영향을 받음을 알 수 있었다. 인공함양 대수층의 수리전도도가 10^-2 cm/sec 이상인 조건에서는 주입정과 양수정의 이격거리에 따른 지하수위의 영향반경은 20 m 이내이었지만, 수리전도도가 10^-3 cm/sec 이하인 조건에서는 이격거리가 멀어질수록 지하수위의 영향반경이 급격하게 증가함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.298-298
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• 2020

하천 혹은 그 인근에 설치된 시설물은 수문, 통문, 제방, 댐, 보, 배수펌프장, 상·하수도, 하구둑 등이 존재한다. 이러한 하천 시설물은 홍수나 가뭄 등 수해를 저감하는 역할을 한다. 그러나 많은 하천 시설물은 노후화, 기후변화, 하천환경변화 등으로 구조적 혹은 기능적 안정성의 저하가 우려되는 실정이다. 시설물 유형별 고령화율을 살펴보면, 댐, 하천, 상하수도 순으로 조사되었으며, 준공연수가 30년을 초과한 하천 시설물은 약 40%를 넘어섰다. 그럼에도 불구하고 하천시설물의 관리 구조는 시설물 설치단계까지만 치중되었으며, 이후 계획 재수립 단계까지의 평가 및 모니터링, 유지관리, 정보관리 등에 이르는 선순환 구조가 미흡한 실정이다. 시설물의 노후화에 따라 유지관리 비용이 증가하며, 대형사고로 이어질 수 있기 때문에 적절한 시기에 시설물 점검 및 유지보수가 매우 중요하다. 우리나라의 경우 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법에 따라 국가주요시설물은 안전점검을 실시하고 있으며, 시설물통합정보관리시스템(Facility Management System; FMS)에 안전등급을 제공하고 있다. 본 연구에서는 FMS의 하천 시설물 안전등급 현황을 기반으로 시설물의 효과적인 생애주기관리를 위해 하천 시설물의 성능평가모델을 제안하였다. 성능평가모델은 하천 시설물의 사용연수에 따른 안전등급의 예측이 가능하며, 관리자 측면에서 예산투입 등의 의사결정 시 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.175-175
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• 2020

본 연구는 경남지역의 주요 양액재배 작물인 토마토, 딸기, 파프리카를 대상으로 순환식/비순환식 양액재배 시설을 대상으로 모니터링을 실시하고 그 결과를 분석하여 양액재배로 인한 배출부하량의 특성을 분석하고 관리방안을 마련하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 대표 재배작물에 대한 순환식/비순환식 양액재배 농가를 선정하고, 작물의 생육기간을 고려하여 유입수와 유출수의 유량과 수질모니터링을 실시하여 생육시기별로 양액재배 농가로부터 배출되는 작물별 배출부하량을 분석하였다. 순환식/비순환식 양액재배농가를 대상으로 매월 1회 pH, EC, DO, BOD, SS, T-N, T-P 등의 수질항목을 조사하였으며, 수질은 공인인증기관을 통해 분석하였다. 또한, 폐양액의 인근 하천 유입에 따른 수질영향을 분석하기 위하여 인근 하천의 양액재배 단지 상류지역, 재배단지 내 배수로, 재배단지 하류를 선정하여 수질의 변화 양상을 분석하였다. 본 연구를 통해 폐양액 배출을 최소화하는 순환식 양액재배 시스템의 효과를 분석하고, 양액재배 지역의 폐양액과 주변 하천수의 정량적 분석을 통해 양액재배 밀집지역의 오염화 정도와 환경부하 저감을 위한 기초데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.253-253
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• 2020

최근 전 세계는 급격한 기후변화와 도시화의 집중 등으로 인해 예상치 못한 수문학적인 문제, 특히 도시 내 홍수 피해 규모와 빈도가 매년 증가하고 있다. 기존의 도시 개발은 그레이 인프라(Gray Infrastructure)형을 중심으로 불투수 포장면의 증가를 가져왔다. 그 결과로 자연적 투수층이 감소하여 첨두유량 증가, 침투량 감소와 같은 도시물 순환의 문제점이 부각되기 시작했다. 이에 많은 국가들이 그린 인프라(Green Infrastructure)의 중요성과 필요성을 인지하고 그와 관련된 정책 마련에 나서고 있다. 그린 인프라는 모든 개발사업의 계획 이전에 고려되느냐 기타 기반 시설의 계획 후 입지를 결정하느냐에 따라 입지 선정 기준을 크게 두 가지로 구축할 수 있는데, 본 연구는 도시 내 물 순환을 관리하여 유출수를 지표로 침투시켜 도시의 회복력을 평가하는 것이기 때문에 후자에 해당된다. 자연과 분리되거나 별도로 적용하지 않으면서 기후변화에 대응할 수 있는 지속가능한 도시를 만들 수 있으며 소규모로도 물 순환을 가능하게 해 도시의 큰 구조적 변화 없이 적용 가능하다. 본 연구에서는 서울 신월지구에 선행 된 시험 관측 결과를 토대로 도시 내 그린 인프라의 설치에 따른 도시 회복력에 대한 정의를 내려보았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.303-303
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• 2020

국내의 주요 외곽시설은 대수심화 및 설계외력의 증대 등으로 경제성 및 안정성 등의 확보를 위해 혼성제 형식의 구조물을 적용하는 사례가 주를 이루고 있다. 혼성제 근고부 안정성과 관련해서는, 설계파에 대한 안정적인 피복재 중량을 구하는 것이 설계상 중요하다. 기존의 직각 입사파에 대한 연구는 많이 수행되어 왔으나, 경사 입사파 조건에 대한 검토 사례는 미미한 실정이다. 또한 직각입사 뿐만 아니라 경사 입사파에 대한 근고부 중량산정식으로 확장된 Tanimoto식을 적용하고 있으나, 수리실험과 중량산정식에 대한 오차가 발생하고 있어 수리실험을 통해 기존의 산정식에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경사입사파 조건에 따른 혼성제 제두부 구간의 피복재 안정성에 대하여 실험을 수행하였다. 설치수심은 0.3m 수심으로 고정하고, 입사각도를 0°, 30°, 45°, 60° 및 75°로 변화시켜 실험을 수행하였다. 전체 연장 10m의 모형에서 종점부 1m 구간을 실험구간으로 설정하고, 피복재의 종류는 피복석(50g), 콘크리트 피복블록(Tetrapod, Tripod)를 사용하였으며, 파랑조건은 불규칙파를 적용하였다. 주기 및 파고를 변화시켜 수리실험을 수행하였다. 실험결과는 제두부 구간에 피복된 피복재의 구간별 피해율을 분석하기 위해 구역분할도 적용하였으며, 확장된 Tanimoto식과 비교분석하여 중량산정식의 타당성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.275-275
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• 2020

홍수빈도분석의 실용적 측면의 목적은 특정 재현기간에 대하여 발생 가능한 홍수량을 설계홍수량(design flood)으로 설정함으로써 댐, 제방, 배수시설, 하수관거 등의 치수기능을 가진 치수시설물이 설계홍수량 내에서 홍수로 인한 피해를 발생시키지 않도록 그 규모와 기능을 설계함에 있다. 이와 같은 중요한 기능을 담고 있는 홍수빈도분석의 기술적 절차는 해외 및 국내의 기존 연구자들에 의해 많은 연구가 진행된 바 있으나, 보다 적절한 설계홍수량 산정절차 및 설계홍수량의 최종 결정을 위한 기술적 수단의 제공을 위한 연구가 많은 연구자들에 의해 지금도 진행 중에 있다. 그러나 이와 같이 결정된 설계홍수량이 특정유역에서 발생될 수 있는 피해규모에 대해 얼마나 적정한 지의 여부를 과학적으로 판단하기 위한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 홍수빈도분석을 통해 산정된 설계홍수량의 적정성 여부를 과학적으로 판단하기 위해 비용-편익분석 기법을 이용하여 최적설계홍수량을 결정하였다. 특히 본 연구에서는 불확실성으로 발생되는 범위를 고려한 최적설계홍수량을 산정하기 위하여 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하였으며, 자료의 종류에 따른 홍수량의 변화를 분석하기 위하여 년최대계열 및 부분시계열 자료를 각각 적용하였다. 한강유역에서 가평대성, 여주 및 한강대교 수위표 지점에서 측정된 자동관측유량장치에 의한 홍수량 자료를 활용하였으며, 최적설계홍수량이 기존 설계홍수량에 비해 크게 산정됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.467-467
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• 2021

기존 저수지 농업용수는 주로 논의 벼재배 용수공급을 목적으로 설계되었지만, 논 지역 타작물 재배 지원 등의 정책으로 논에서 밭으로 전작화가 증가함에 따라 농업용수의 효율적 분배를 위한 논의 전작화 패턴 분석이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 공공데이터 포털의 2019년 팜맵을 활용하여 최신 경지 현황을 파악하고, 환경부의 2007년, 2019년 토지피복지도를 이용하여 전작화 패턴을 분석하였다. 구축된 팜맵과 토지피복지도는 환경부 토지피복분류 기준 농업지역 중분류로 일치시켜 분석에 활용되었다. 논, 밭, 시설재배지 등의 농경지 이용 현황 및 전작화 추이는 전국 단위, 권역 단위로 분석되었고, 주요 시도와의 공간적 거리를 전작화 영향인자로 설정하여 DUP(Degree of Urban Proximity) 등의 지표로 그 영향을 확인하였다. 또한, 전체 경지 중 논, 밭의 면적과 증감 추이를 ACR(Area Change Rate) 등의 지표로 전작화 규모를 파악하였고, LPI(Largest Patch Index), LSI(Landscape Shape Index) 등의 지표로 개별/집단화 전작의 패턴분석을 수행하였다. 본 연구로 제시된 저수지 수혜 구역별 논의 전작화 패턴은 논 벼재배와 농업용수 수요 특성이 상이한 밭작물에 안정적 용수공급 체계 구축 등의 기초자료로 활용 가능할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.57-57
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• 2021

최근 급격한 도시화와 기후변화로 인해 도시의 홍수피해가 증가하고 있으며, 복합적인 재난으로 악화되는 경우가 많아졌다. 복합재난으로 인한 피해를 줄이기 위해 재해발생 전·후 대응이 중요하며, 이를 위해 복원력 개념을 도입할 필요가 있다. 도시 배수 시스템의 복원력은 대상유역의 면적과 절대적인 침수량에 따라 좌우된다. 따라서 지역의 도시 배수 시스템의 복원력을 정확하게 평가하기 위해 대상유역의 정보를 반영한 지역 맞춤형 복원력 지수의 개발이 필요하다. 대상유역의 정보를 반영하기 위해 도시 배수 시스템의 배수능력을 복원력 지수에 적용하였다. 도시 배수 시스템의 배수능력을 나타내기 위해 시스템 잔류유량을 분모로, 침수량을 분자로 하여 복원력 지수를 계산하였다. 본 연구에서는 제안된 새로운 복원력 지수를 대구 비산 빗물펌프장에 적용하였다. 강우자료는 재현기간이 100년, 200년 그리고 300년 빈도의 확률강우량을 사용하였으며, 지속시간은 30분, 60분 그리고 90분으로 설정하였다. 침수량과 시스템 잔류 유량은 1분 단위로 EPA SWMM을 통해 값을 구하였다. 시스템 잔류 유량을 기반으로 하는 복원력 지수는 최소 0.995029에서 최대 0.998662로 나타났다. 본 연구에서 제안한 도시 배수 시스템 잔류 유량 기반 복원력 지수는 배수 시스템의 처리 능력을 반영한 지수라고 할 수 있으며 배수 시설의 설치, 교체 및 재건 등 수해 방재 계획 평가에 활용될 수 있다.