• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.692-700
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• 2016

지난 1990년대를 전후하여 남북한 SOC에 관한 연구가 일부 기관을 중심으로 수행되어 북한 SOC 현황에 대한 정보가 제공되었다. 그러나 지금까지 진행되어 온 북한 SOC관련 연구는 각 연구기관별로 독자적인 연구추진체계에 의한 도로, 철도, 수자원분야 등 단편적인 연구형태로 수행되어 왔으며, 이를 이행가능하게 하는 건설사업관리(construction management) 관점의 통찰적인 연구는 부족한 것이 사실이다. 또한 최근 정부의 통일 정책 및 남북교류 협력 정책의 기조는 작은 통일에서 시작하여 큰 통일을 지향하는 '한반도 신뢰 프로세스'를 추진하여 북한의 개혁개방 진전 시에 필요한 국가 차원의 SOC 구축전략이 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 건설사업관리 관점에서 국토과학분야 지원 방안을 수립하기 위하여 사례 고찰을 토대로 향후 북한 SOC구축을 지원하기 위해 나아가야 할 방향을 제시하였다. 해외사례는 통일 독일 사례를 중점적으로 고찰하였다. 국내 북한 관련 연구는 각 학문분야에서 다양하게 진행되어 왔다. 본 연구에서는 건설분야의 건설관리/경제부문에 범위를 한정, 선행연구를 분석하였다. 전술한 선행연구 분석결과에 따라 건설관리/경제 부문에서의 북한 SOC구축 지원을 위한 세부 전략을 작성하였다. 대분류는 "북한 SOC구축 지원"으로 하였고, 중분류는 선행연구에서 제시한 대상국 맞춤형 기반구축 프로그램 실행절차를 커스터마이징한 "북한 SOC구축 지원 프로그램 실행절차"로 하였다. 중분류의 각 절차별로 25개의 세부 전략을 도출하였다. 향후에는 시범적용 지역을 선정하여 시나리오별 사업수행방법론을 확정하고 상세 시나리오를 개발하는 연구가 수행된다면 북한건설기술 수준이 남한과 비교하여 상당한 수준으로 도약할 것이라 생각된다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권2호
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• pp.240-247
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• 2007

지질정보는 광산개발, 토지이용, 환경보존, 건설산업 및 수자원 개발 등에 대하여 다용도로 사용하고 있다. 지질정보가 산업 원자재, 국가국토관리 및 국민 복지 증진에 상당히 기여하고 있지만, 국가적 차원에서 지질정보를 수집 및 관리할 수 있는 통합된 공공기관이 없는 실정이다. 따라서, 정부는 장기적이고 체계적인 방법으로 지질정보를 수집하여 데이터베이스로 구축하고 지질정보를 유통시키고 활용해야 한다. 본 연구의 목적은 국가의 모든 지질정보를 관리 및 운용할 수 있는 장기적인 종합관리체계 전략 마련에 있다. 이를 위하여 먼저, 국내외 지질정보 현황 및 관리 실태를 분석하고 둘째, 지질정보 수요조사에 대한 분석을 수행하고 셋째, 국가 지질정보 종합관리체계 개념도를 작성하며 마지막으로, 국가지질정보 종합관리체계 전략을 작성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.333-337
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• 2006

본 연구에서는 원격탐사와 GIS 기술을 이용하여 지형특성을 분석하고 효과적인 토양보존계획 및 관리를 위해 검토되어야 할 토사유실 원인지역을 선정하기 위한 전략적 접근방법을 제시하였다. 이를 위해 지형학적으로 인접되어 있지만 저수지의 탁도에는 매우 큰 차이를 보이고 있는 안동과 임하호 유역을 선정하였다. 각 유역에 대한 효과적인 토양보존계획 및 관리를 위해서는 강우발생에 따른 토사유실의 전반적인 거동을 파악하는 것이 중요하다. 또한 토양보존 프로그램의 효용성을 증가시키기 위해서는 각 유역을 구성하고 있는 소유역별 토사유실 잠재성을 심도 있게 분석해야 한다. 특히 본 연구에서는 안동호와 임하호 유역을 상류, 중류, 하류로 구분하여 토양침식인자, 지형인자, 식생피복인자 그리고 토사유실량의 거동을 분석하였다. 여기서 제시된 접근방법은 토양보존계획을 위해 검토되고 관리되어야 할 우선지역 선정을 위한 가이드라인을 제공 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2011

최근 국제적으로 물관리의 차세대 개념으로서 지능형 물관리(Smart Water Grid)가 활발하게 논의되고 있다. 우리나라에서도 일부 학자들을 중심으로 이에 대한 개념이 도입되고 있다. 현재까지 정리된 지능형 물관리의 개념은 최근 급성장한 정보통신기술을 활용하여 기존에 비효율적으로 운영되는 물관리의 시스템을 획기적으로 개선하자는 것이다. 따라서 이론적으로는 물의 생산, 정수, 배송 그리고 이용과 처리에 이르는 전 과정을 실시간으로 통합하여 관리하는 것이 가능하다. 국제적으로는 IBM과 Siemens 등과 같이 정보통신과 물산업을 선도하는 기업 주도의 기술개발이 진행되는 단계이다. 2000년대 초반에는 용수수급의 효율화를 위한 장치개발에 주력하였으나, 현재에는 용수수급과 관련된 제반사항에 대한 기술적 통합시스템 구축으로 적용범위를 넓히고 있다. 우리나라에서도 도시인프라 자료의 통합관리와 수질 모니터링 시스템 구축이 추진되었으며, 2010년 12월 발표된 새만금종합개발계획에서는 본격적으로 활용을 검토하고 있다. 그러나 지능형 물관리의 기술적 통합시스템 전략은 곧 심각한 제도적 장벽에 직면할 것이다. 아무리 우수한 기술적 시스템이 개발된다고 하여도 제도적 기반의 구축이 없으면 국민경제에 도움이 되는 현실적용에는 한계가 있다. 기존에 확립된 물관리의 제도적 기반으로는 한정된 지역의 좁은 영역에서 활용될 수밖에 없다. 이것은 우리나라의 물관리가 기본적으로 법적, 제도적, 행정적 차원에서 분리되어 운영되고 있기 때문이다. 본 연구는 지능형 물관리가 지향하는 기술적인 통합시스템 구축이 당면할 제도적 한계를 도출하고 이를 극복하기 위한 정책적 방향을 제시하고자 한다. 또한 2009년 국회에 제출된 물관리기본법(안)에 지능형 물관리의 개념을 도입하는 방안을 모색하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2011

소수력은 온실가스 배출량이 적은 친환경 청정에너지원이면서 지역의 분산전원에 기여할 수 있는 유용한 자원으로 평가되고 있다. 이러한 여건은 소수력발전 사업이 전력의 smart grid 구축 효과로 인해 가장 큰 효율성을 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 국내 소수력발전은 1500Mw의 부존량을 가진 것으로 평가되고 있으나 계절적 편중으로 인한 가동률 부족, 경제성 부족 등으로 활발한 보급이 이루어지지 않고 있다. 특히 신재생에너지 확대 전략에도 불구하고 지원금 등 경제적 인센티브 부족으로 인해 민간부문의 참여는 상당히 저조하다. 그럼에도 불구하고 수력에너지는 환경친화적이고 잠재성이 큰 신재생에너지로 온실가스 저감과 에너지 확보에 기여할 수 있다. 특히 수력에너지는 민간투자의 어려움이 존재하므로 정부의 장기적인 기술개발투자 및 효율성 확대 정책이 중요하다. 본 연구에서는 소수력 확대의 경제 환경적 효과를 평가해보기 위해 연산일반균형모형 (CGE :Computable General Equilibrium Model)을 구축한다. 본 연구는 다음과 같이 수행되었다. 첫째, 수력발전부문과 수도사업을 구분하고 사회회계행렬을 작성하였으며, 전력부문에서 수력발전을 포함한 다단계 생산구조를 가정하였다. 둘째, 일반균형모형 방정식 체계를 작성하고 모형의 파라미터 추정 등 보정(Calibration) 작업을 수행하였다. 셋째, 국가 중기 온실가스저감 시나리오를 적용한 전망을 수행하고 소수력 확대(투자지원) 시나리오를 구축한다. 본 연구는 저감수단으로 탄소세를 부과하였다. 끝으로, 소수력 발전 보급 확대의 경제적, 환경적 파급효과를 계산하였다. 분석결과, 소수력 발전 잠재 성장을 반영한 수력에너지 비중은 약 2020년에 약 4.5% 까지 증가하는 것으로 나타났다. 이로 인한 온실가스 저감 기여분은 약 3%에 이르는 것으로 계산 되었다. 또한 수도사업과 비에너지 제조업의 산업비중은 증가하였다. 이러한 결과는 소수력 발전 확대가 화석연료 대체를 통한 지속가능한 에너지 수요에 기여하고 지역개발과 물산업 발전 등 경제적 파급효과 등을 유발할 수 있음을 시사한다. 또한 본 연구에서 고려하지 못한 소수력 기술 개발은 에너지 대체 촉진으로 인한 온실가스 저감과 녹색성장에 기여할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.121-128
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• 2017

본 연구는 강건성 지수와 불확실성 분석기법을 활용하여 기후변화 취약성 평가과정에서 발생하는 불확실성을 정량화하였다. 본 연구는 우리나라의 6개 광역시(부산, 대구, 인천, 광주, 대전, 울산)를 대상으로 다기준 의사결정기법 중 하나인 TOPSIS 기법을 이용하여 용수공급 취약성 순위를 산정하였다. 강건성 지수는 두 대상 도시의 순위가 가중치의 변화로 인해 순위역전현상이 발생할 수 있는 가능성을 정량화하고 불확실성 분석 기법은 두 도시 사이에 순위역전이 발생할 수 있는 가중치의 최소 변화량을 산정한다. 그 결과 인천과 대구는 용수공급 측면에서 취약한 것으로 나타났으며, 대구와 부산은 용수공급 취약성에 민감한 것으로 나타났다. 따라서 대구는 다른 대안에 비해 상대적으로 용수공급이 취약한 지역으로 나타났으나, 취약성에 민감하기 때문에 기후변화 적응대책 수립 및 시행을 통해 취약성이 크게 향상될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 기후변화와 용수공급 측면에서의 적응전략을 계획하고 수립하는데 있어서 우선적으로 고려해야하는 방향을 제안하는 데 사용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.133-133
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• 2012

기후변화에 관한 정부 간 패널 IPCC의 4차 보고서에 의하면 지난 100년간 지구 평균 기온의 선형추세선 기울기가 $0.74^{\circ}C$/년을 보이고 있으며 21세기말 지구의 평균기온은 최대 $6.3^{\circ}C$까지 더 상승할 것으로 전망하고 있다. 이러한 대기기온의 상승은 저수지 및 하천의 수온과 밀접한 관계를 지니는데, 저수지 표층 수온 및 유입 하천의 수온을 증가시켜 저수지 수온 성층형성시기를 앞당겨 성층화 기간을 증가시키고 또한 성층강도도 증가하게 된다. 이러한 수온성층기간 및 강도의 증가는 심수층의 용존산소 고갈과 이에 따른 퇴적층의 영양염류 용출량을 증가시켜 저수지 수질관리에 어려움을 야기할 것으로 전망되고 있다. 특히 온대기후대에 속하는 우리나라의 대부분의 대형 인공 저수지는 여름철 뚜렷한 수온성층구조가 확인되고 있어 대기기온 상승이 수온성층구조에 미치는 영향을 분석하는 것은 미래 기후변화에 대비한 저수지 수질관리 전략 수립을 위해 필요한 기초 연구라 판단되어진다. 본 연구에서는 2차원 횡방향 평균 수치모형(CE-QUAL-W2)을 활용하여 대기 온도 변화에 따른 충주호의 수온분포를 모의하고 수온 성층구조의 변동경향을 분석하였다. 지구 온난화 영향 모의에 앞서 2010년과 2008년의 충주호 수문조건에 모형을 적용하여 수온 성층구조의 재현성을 확인하였다. 미래 대기기온 자료는 국립기상연구소에서 제공하는 한반도 기후전망 모의자료(RCM) 중 충주댐 유역의 평균 기온자료를 수집하여 사용하였으며, 모의연도는 2011, 2040, 2070, 2100으로 하였다. 또한, 대기기온과 유입수온 자료를 제외한 모든 입력자료는 보정년도인 2010년과 동일하다고 가정하여 대기기온 변화의 영향만을 고려하였다. 2011년에 비해 2100년의 대기기온이 연평균 $2.44^{\circ}C$ 증가하였을 때 표층수온은 평균 $1.72^{\circ}C$, 최대 $4.31^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났으며, 심층수온은 평균 $0.36^{\circ}C$, 최대 $1.33^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났다. 성층구조 형성기간의 비교를 위해 표층과 심층의 수온이 $5^{\circ}C$ 이상의 차이를 보이는 기간을 조사한 결과 2011년에 비해 2100년에서 5일 일찍 시작되어 11일 더 지속되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.146-146
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• 2015

하천관리는 직접유출과 기저유출로 구성된 하천유량의 특성을 이해하는 것으로부터 시작된다. 따라서 직접유출과 기저유출의 특성은 직접적으로 하천유량의 변동성으로 전달된다. 이러한 점을 고려했을 때 전략적인 하천관리를 위해서는 직접유출/기저유출과 하천유량의 관계를 분석하는 것이 필요하다. 이를 대해 본 연구의 목적은 하천유량의 변동성과 기저유출비(Baseflow Index, BFI)의 관계를 분석하고, 이러한 관계를 일관성 있게 나타낼 수 있는 하천유량 변동성 지표(Streamflow Variability Index, SVI)를 제시하는 것이다. 본 목적을 달성하기 위해 국내 총 91개 유량관측소를 대상으로 유황계수, R-B Index(Richards-Baker Flashiness Index), 변동계수(Coefficient of Variation), Q5:Q95 ratio 등의 SVI를 적용하였다. 이와 더불어, BFI를 산정하기 위하여 기저유출 분리 모형인 WHAT, PART, HYSEP, BFLOW를 사용하였다. 연구결과는 BFI값이 증가 할수록 SVI의 값은 감소하는 경향을 나타냈다. 다양한 SVI 가운데 BFI에 대한 R-B Index의 평균 결정계수가 0.66로 가장 큰 값을 나타냈으며, 특히 WHAT 모델의 Local Minimum Method(LMM)과의 결정계수가 0.82로 가장 밀접한 관계를 나타냈다. 변동계수 또한 평균 결정계수 값이 0.60으로 높은 값을 보였다. 그 외 유황계수와 Q5:Q95의 평균 결정계수는 각각 0.04와 0.07로 매우 낮은 값을 보였다. 결론적으로 다양한 SVI 가운데 R-B Index가 여러 기저유출 방법으로 산정된 BFI 값들에 대하여 가장 일관성 있는 결과를 보였다. 본 연구의 결과는 하천의 생태적 기능 유지와 치수안정성을 확보를 고려한 하천관리에 기여할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.123-123
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• 2017

기후변화의 영향으로 개발밀도가 높은 도시지역은 호우로 인한 피해가 지속적으로 증가하고 있다. 최근, 극한 호우에 의해 발생되는 도시침수의 피해를 저감하기 위해 시설물 대책에만 의존하기 보다는 지자체가 수립하는 공간계획을 통해 토지이용, 건축물 등을 아우르는 종합적인 예방전략 마련이 강조되고 있다. 하지만 지자체 도시계획 담당자가 기후변화를 고려해 방재대책을 마련하는데는 국가 차원의 표준화된 방법론의 부재, 침수해석을 위한 전문적 지식이 요구되는 등의 한계가 있다. 본 연구에서는 지자체가 도시계획에 실효성 있는 방재대책을 마련하는데 직접적으로 활용할 수 있는 도시침수에 대한 상세 위험도 주제도를 개발하고자 한다. 이를 위해, 우선적으로 중장기적인 측면에서 기후변화의 영향과 도시지역의 유출 특성을 고려해 방재계획을 수립할 수 있는 강우 시나리오 기준으로 지속시간 1시간에 대한 재현빈도 30년과 100년을 제시하였다. 기후변화의 영향을 고려한 강우 시나리오 기준에 따라 도시지역 내 내수 외수의 침수발생 원인을 고려해 침수심 지도를 생성하고자 한다. 이를 위해 범용적으로 적용할 수 있는 침수해석 모형인 HEC-RAS와 SWMM을 선정하고, 공간적 제약이 없이 폭 넓게 적용할 수 있도록 모형의 구축 절차를 간소화한 방법을 제안하였다. 간소화된 침수해석 모형 결과를 토대로 강우 시나리오별 침수심 지도를 제작하고, 강우 시나리오와 침수심을 기준으로 위험정도에 따라 Red zone, Orange zone, Yellow zone, Green zone으로 영향권을 설정하였다. 실질적으로 각 영향권에 적합한 도시계획 차원에서의 방재대책 수립이 가능하도록 노출특성과 취약성 분석을 실시하였다. 노출특성은 영향권에 노출된 토지이용면적(m2)과 거주인구수(명)로 평가하고 취약성은 영향권 내 취약한 건축물 수(지하 또는 노후 건축물), 보호대상시설물 수로 평가하였다. 침수 발생이 예상되는 영향권별 노출특성과 취약성 분석 결과를 토대로 위험이 높은 지역(Red zone)은 공간규모를 축소해 상세 위험도 공간정보 주제도를 개발하였다. 또한 위험도가 높은 지역은 작은 공간 단위로 노출특성과 취약성을 분석해 상세 위험도 주제도를 개발하였다. 본 연구에서 개발한 상세 위험도 공간정보는 지자체가 도시계획 수립단계에서 실질적인 방재대책을 강구하는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.496-500
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• 2015

우리나라는 전 국토의 70%가 산지이고 하천경사가 다른 나라에 비해 상대적으로 급하여 홍수 관리에 매우 불리한 조건을 가지고 있으며, 특히 홍수기간의 집중호우 및 돌발홍수는 인명과 재산의 막대한 피해를 입히고 있다. 최근은 기후변화의 영향으로 집중호우 및 돌발홍수는 증가하는 추세에 있다. 이것은 홍수의 위험성 및 자연재해의 발생을 증대시키므로 이에 대한 하천유역 단위의 홍수량 예측 및 재해방지를 위한 설계기법의 개선과 개발, 신뢰성 있는 수문정보 획득을 위한 정밀 수문조사는 매우 필요한 상황이다. 기후변화에 대응하기 위한 수문조사의 방향은 새로운 전환기에 이르렀다고 볼 수 있다. 기존의 수문조사 방법을 통해 획득했던 수문량의 초과치를 벗어난 극대값의 수문량 관측 및 측정을 극복하는 문제, 홍수량 산정 및 예측을 위한 새로운 설계기법의 개발 또는 기존 방법의 개선 등 문제 해결을 위한 방향이 모색되어야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 중 소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요한 상황이다. 중 소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 이러한 문제의 해결을 가능하게 할 수 있다. 본 논문에서는 설마천 유역(유역면적 $8.48km^2$, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 2014년 관측자료를 이용하여 수문특성을 분석하였으며, 2013년 관측결과와 비교 분석하였다. 2014년 연간 유출률은 연간 총강우량의 감소에 기인하여 2013년 보다 매우 적은 유출률을 보이고 있다. 그 원인으로는 2013년보다 강우지속기간(평균, 최대), 강우강도(평균, 최대)가 적게 나타나는 호우 특징과 강우일수의 감소(약 20일)에 기인한 증발산량의 증가(2013년 대비 31.7% 증가)에 있다. 따라서 2014년 설마천 유역은 2013년 대비 하천유출량과 지하수함양량은 매우 큰 감소가 있었으며, 증발산량은 크게 증가한 수문특성을 보이고 있다.