• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.347-354
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• 2018

도시유역에서 발생한 유출은 지표면뿐만 아니라 하수관망을 통해 배수되며, 도시침수 모의 수행시 하수관망을 수문학적 배수 시스템의 한 구성요로서 고려하는 것은 매우 중요하다. 그러나 도시 침수 모의를 수행하는 대부분의 연구자들이 적절한 기준에 준하지 않고 직관적으로 하수관망을 단순화시켜 모의를 수행하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 1D-2D 결합 도시침수 해석 모형을 이용하여 수지상 구조에 구분법에 기반하여 단순화된 하수관망의 도시침수 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 하수관망 해석을 위한 1차원 모델은 Lee et al. (2017)에 의해 소개된 모형으로서 지표면과 하수관망 사이의 유입과 역류를 동시에 모의할 수 있고, 2차원 지표면 모델은 불규칙 삼각망을 이용하여 지표수 흐름을 모의하며 1차원 하수관망 해석모형과 연계되어 도시침수를 모의할 수 있다. 하수관망은 수지상 구조 구분법에 기반하여 2차, 3차 그리고 단순화 하지 않은 경우로 구분할 수 있으며, 구분된 각 하수관망은 서울시 사당역 인근에 많은 침수 피해를 발생시킨 2011년 7월 27일 강우 사상에 적용하여 제안된 방법의 적용성을 평가하였다. 모든 케이스에 대하여 침수면적, 지표면에서 하수관망으로의 유입 유량, 하수관망에서 지표면으로의 역류 유량 등을 비교하였으며, 마지막으로 하수관망 단순화를 위한 적절한 기준 제시에 대한 논의를 수행하였다.

• 환경영향평가
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• 제27권3호
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• pp.267-278
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• 2018

기후변화 및 인구 증가 등으로 인하여 물 공급량이 수요량을 충족하지 못하는 물부족 현상 발생이 증가하고 있다. 이와 같은 물부족 현상으로 인한 피해를 최소화하고 이에 대한 대비를 위해 수자원 및 물부족 평가 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 하지만 기존 연구는 대부분 지상수와 지하수만을 공급량으로 보았으며 실제 식물의 생장 및 유지에 이용되는 토양수 등에 대한 고려는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 지상수 및 지하수를 의미하는 블루워터와 식물생장 및 유지에 이용되는 그린워터 개념을 도입한 물부족 평가 방법을 제안하고 이를 이용하여 보령 지역을 대상으로 물부족 평가를 실시하였다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 대상유역의 월별 유출량, 지하수량, 토양수량, 증발산량을 도출하였으며 이를 이용하여 월별 그린워터와 블루워터 부족량을 각각 도출하였다. 그린워터와 블루워터의 물부족 평가 결과 이 둘의 양상이 매우 다르게 나타났으며 이에 수자원 관리에서 용수 공급에 특히 주의해야 하는 시기를 알 수 있었다. 본 연구에서 제안하는 물부족 평가 방법은 식물 및 작물 생장, 유지에 사용되는 그린워터를 평가에 고려함으로써 기존 평가 방법들에 비해 더욱 상세한 결과를 얻을 수 있으며 이에 수자원 관리에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권12호
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• pp.827-836
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• 2017

하도홍수추적 방법에서 많이 사용되고 있는 Muskingum 방법의 가장 중요한 매개변수는 저류상수와 가중인자이다. Muskingum 방법은 상류유입지점에서 하류 유출지점까지 측방유입량이 고려되지 않지만, 실제 유역에는 강우로 인하여 측방유입유량이 발생한다. 이로 인해 상하류 실측자료를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 것이 매우 어려운 상황이다. 이에 본 연구는 HEC-RAS 1차원 부정류 해석모형을 이용한 수리학적 홍수추적을 통해 측방유입유량이 제외된 상태에서의 하도에서 전파되는 유량을 산정하였고, 이를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 방법을 제시하였다. 이와 함께 저류상수가 유하시간과 관계있음을 감안하여 국내 하천기본계획 수립 시 사용되는 유하시간 경험 공식들을 저류상수로 적용한 결과를 비교 분석하였다. 마지막으로 유량이 고려된 유하시간 산정 식을 개발하고, 유입량의 변화에 맞춰 유하시간을 업데이트하여 모의를 수행하는 방법을 제시하였다. 유량을 고려한 유하시간을 저류상수로 적용한 경우, 유량의 상승 및 하강 과정, 첨두 유량, 그리고 첨두 시간에 대해서 잘 모의하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1141-1155
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• 2013

최근에 이르러 기후변화에 따른 급격한 지구온난화에 대비하기 위해 많은 연구가 수행되고 있으며, 본 연구에서는 임하-안동댐 유역을 대상으로 미래 유량 변화에 대응하기 위한 다목적댐 운영 전략에 관하여 연구하였다. 미래 유량 전망결과를 이용하여 댐군을 연계운영하고 그 영향을 단독 댐 운영방법과 비교하여 평가하였다. 먼저 기후변화의 불확실성을 고려하기 위해 GCM와 통계학적 축소화 기법인 일기발생기 LARS-WG, 유출전망 모형abcd에 적용하여 미래 전망 댐 유입량을 산정하였다. 수위운영방법이 기존 댐운영방법에 대한 모의로 선정되었으며, 대안으로서 New York City rule을 적용한 선형계획법의 댐군 연계운영 모형을 적용하였다. 미래 유입량 전망결과는 과거의 연 총 유입량에 비하여 안동댐에서 평균72.81%, 임하댐에서 평균 65.65%감소하였다. 미래 유입량 전망자료를 댐 운영모형에 적용한 결과, 연계운영한 결과의 신뢰도가 평균 62.22%로 단독 운영 결과의 신뢰도 47.55%에 비해 GCM 종류에 상관없이 전반적으로 높았다. 특히 수량부족으로 인해 신뢰도가 낮은 경우, 편차는 더 크게 나타났다. 따라서 안동-임하 댐군에 연계운영을 적용하는 것이 상대적으로 기후변화에 따른 수량의 변화에 더 효율적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권1호
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• pp.30-41
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• 2016

본 연구에서는 강우-유출모델링에서 선행습윤상태를 파악하기 위해 자주 사용되는 여러 선행강우지수를 활용하여, 실제 측정된 토양수분자료들로부터 평가된 토양 저류량과의 비교 분석하고자 하였다. 나아가, 선행강우지수와 측정된 토양저류의 변화특성을 이용하여, 이전연구들에 비해 보다 명확한 관계를 이끌어낼 수 있었다. 이 관계를 바탕으로 약 2년여동안의 강우자료만을 통해 일 토양저류량을 모의하였으며, 측정된 일 토양저류량 값과 비교를 하였다. 모의된 토양저류량은 실제 측정된 토양저류량의 변화를 대체적으로 잘 묘사하고 있지만, 식생의 계절적인 변화와 영향과 관련한 수문학적 과정들의 변화로 인해 다소 차이가 있었다. 비록 본 연구결과가 경험 식으로부터 도출되었지만, 미 계측유역에서의 선행습윤상태를 파악하는 데 유용할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권2호
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• pp.88-99
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• 2007

토양수분은 토양으로의 침투나 지표유출 기작에 직접적인 영향을 주며 간접적으로 유역 단위의 수문학적, 수리화학적, 기상학적, 생태학적 반응에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 광릉 슈퍼사이트 내 원두부 소유역을 대상으로 사면에서의 토양수분 전이과정이 토양수분의 추계학적 모형구조와 갖는 연계성을 규명하기 위해서 일련의 유도과정이 수행되었다. 유도된 단변량 추계학적 모형의 구조에 근거하여, 관측된 토양수분의 시계열을 모의하였다. 자료전처리, 모형구조의 규명, 후보 모형군의 구성, 모수추정, 검정 등의 과정을 통해서 도출된 모형들의 공간적인 분포는 대상사면의 지형학적인 특성들이 반영된 것으로 판단된다. 다방향 알고리즘에 의한 기여면적이나 습윤 지수와 함께 대상지점의 국부경사도가 중요변수로 도출되었다. 본 연구 결과는 광릉 슈퍼사이트와 같은 복잡 경관에서 토양수분의 공간분포를 결정짓는 중요한 요인들을 이해하고 이를 통해 현실성있는 토양수분 분포 지도를 작성하는데 기여 하게 될 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.69-76
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• 2006

본 연구에서는 침수위험이 큰 도시하천내에 건설된 도로의 침수로 인한 피해를 미연에 방지하고 적절한 교통통제계획, EAP 등을 수립하기 위한 수문, 수리학적 분석과정을 제시하였다. 연구대상지역으로 우리나라의 대표적 도시하천인 중랑천 유역의 좌우안에 위치한 동부간선도로를 선정하고 비상대처계획 수립을 위한 기초자료를 작성하였다. HEC-HMS에 의하여 유출 해석을 실시하였으며, UNET을 이용하여 주요 지점 및 구간별 침수특성을 분석하였다. 이문철교부근(하구에서 약 9.5 km)과 월릉교부근(하구에서 약 11.5 km)에서 침수위험이 가장 높아 이문철교부근은 10년 빈도시에, 월릉교부근의 좌안도로는 20년 빈도시에 각각 침수가 되는 것으로 나타났다. 누가강우량과 지속시간을 고려한 침수특성 분석결과 강우 지속시간 7시간 이하에서 누가강우량이 250 mm이상일 경우에는 월계1교지점의 위험홍수위(EL.17.84 m)를 초과하는 것으로 분석되었다. 한강의 배수위를 고려하지 않은 경우에는 C2(월계1교-중랑교, 좌안), C1(월계1교-중랑교, 우안), D(중랑교-군자교)구간순으로 침수위험이 높은 것으로 나타났으나 배수위를 고려한 경우에는 D2(중랑교-군자교, 좌안), E(군자교-용비교)구간의 침수위험이 오히려 높은 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.425-438
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• 2018

물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967~2017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수들을 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99억 $m^3/y$의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐 유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.671-683
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• 2018

도시유역에 대한 집중호우에 따른 침수피해가 증가하고 있으며, 기존에 수행된 많은 연구에서 입증 되어진 바와 같이 도시 침수는 하수관망의 통수능을 상회함에 따라 발생하는 내수침수에 주로 기인하고 있다. 도시화가 상당히 진행되고 인구가 밀집되어 있는 지역에 대한 침수피해는 심각한 사회 경제적 피해를 야기한다. 이에 따라 도시지역에 대한 홍수 예측을 위한 확정 및 확률론적 연구가 진행되어 왔지만, 충분한 선행시간을 확보하며 단시간에 홍수량에 대한 예측결과를 도출하기에는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 최적의 실시간 도시 홍수 예측 기법을 제시하기 위하여 도시유출해석 기반 실시간 홍수 예측을 위한 IDNN, TDNN 그리고 NARX 동적신경망을 비교하였다. 강남 지역의 2010, 2011년 실제 호우사상에 대하여 총 홍수량 예측 결과, 입력 지연 인공신경망의 최대 Nash-Sutcliffe 효율 계수는 각각 0.86, 0.53, 시간 지연 인공신경망의 경우 0.92, 0.41, 외생변수를 이용한 비선형 자기 회귀의 경우 0.99, 0.98으로 나타났다. 연구 대상지역에 대한 각 맨홀 누적월류량을 고려한 예측 결과의 오차분석을 통하여 외생변수를 이용한 비선형 자기 회귀 기법을 사용하는 것이 추후 도시 홍수 대응체계 구축에 적합할 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.521-531
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• 2003

용담호의 주요 유입 지류를 대상으로 1998년 12월부터 1999년 10월까지 매월 1회 측정된 수질농도 자료와 1999년 6원 강우시 3차에 걸쳐 4시간 간격의 집중 수질 측정 자료를 이용하여 강우의 영향을 고려한 월별 가중 평균 농도를 산정하였다. 연중 오염물질 유입부하를 산정하기 위하여 10 mm 이상의 강우가 발생하였을 경우 유역의 표면유출 및 오염물질 농도가 심각하게 증가한다고 가정하고, 강우시 측정된 수질농도 측정치를 적용하였으며, 10 mm 이하의 강우가 발생한 경우에는 건기시에 측정된 수질 농도를 적용하였다. 산정된 월평균 수질농도는 수질모의를 위한 경계농도로 입력되어 용담호의 수질 모의를 실시하였으며 건기시 측정된 수질 농도를 수질 모의에 적용한 결과와 비교하였다. 강우의 영향을 고려할 경우 호내 평균 BOD, TN, TP 농도는 각각 70%, 5% 그리고 27% 가량 증가하는 결과를 나타냈다. 우리나라는 기후 특성상 연중 강우의 약 70% 가량이 하절기에 집중되므로 이 기간 동안에 상당량의 오염물질이 수계내로 유입되며 오염부하량 산정시 이에 대한 고려가 반드시 필요하나 일반적인 수질측정은 주로 건기시에 이루어지므로 수질 모의를 위한 입력자료로 사용될 때 정확한 모의 결과를 얻을 수 없다. 따라서 건기시와 우기시 수질 측정을 통한 실제 유입 농도의 산정은 수질모델의 적용에 있어서 신뢰도의 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.