• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.222-223
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• 2017

기후변화로 인한 태풍 및 집중호우의 발생빈도가 증가함에 따라 매년 많은 홍수피해가 발생하고 있다. 특히 제주도는 지리적 특성상 태풍의 길목에 위치하고 있어 집중호우, 돌발홍수 등과 같은 자연재해에 연중 노출되어 있으며, 이상기후로 인한 일강우량의 경신이 빈번하게 발생함에 따라 홍수피해 위험이 증가하고 있다. 홍수피해를 저감시키기 위해서는 정확한 홍수량 산정을 통한 하천기본계획 및 치수계획 수립이 매우 중요하다. 실무에서는 홍수량 산정 시 대부분 HEC-HMS 모형을 활용하고 있으나 본 연구에서는 기존 방법이 아닌 분포형 모형인 Vflo를 활용하여 제주도심하천의 홍수유출을 해석하였다. 도심하천인 외도천을 연구대상유역으로 선정하였으며 Arc-GIS를 이용하여 DEM, 토지피복도, 토양도 등 지형인자들을 $30m{\times}30m$ 격자크기로 나누어 매개변수로 구축하였다. 제주도는 강우관측소가 조밀하고 고르게 분포되어 있어 강우자료의 경우는 레이더영상 자료로부터 추출하여 G/R 기법을 적용하여 보정하였다. 2012년 7월 태풍 카눈은 RMSE 2.6954와 0.9115, 8월 집중호우는 RMSE 2.5703, $R^2$ 0.9202, 9월 태풍 산바는 RMSE 2.1569, $R^2$ 0.9842로 높은 상관관계를 보였다. 본 연구의 홍수량 산정 방법 정확도 비교를 위해 현장관측자료(FSIV)를 분석한 유출량과 비교 분석하였다. Vflo를 활용한 홍수량 산정 방법은 미계측 유역이 많은 제주도에서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 다양한 홍수량 산정 방법을 통하여 하천기본계획 및 유역종합치수계획 등 치수계획 수립 시 많은 활용이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.272-272
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• 2015

본 연구는 초생대 필지단위 모의프로그램인 VFSMOD-W(Vegetative Filter Strip MODel-W) 모형을 이용하여 새만금 유역의 밭경지 특성을 반영한 다양한 시나리오에 기반하여 초생대기법을 적용 하였을 경우의 유사저감효과에 대해 모의해 보았다. '새만금유역 농업비점오염 저감기법 개발'과제의 일환으로 초생대 현장실험을 위해 조성된 익산 밭경지 시험포의 실측치를 이용하여 모형의 보정이 이루어졌으며, 결과는 유출량의 경우 NSE=0.833와 $R^2=0.99$를, 유사량의 경우 NSE=0.794와 $R^2=0.99$로 각각 매우 높게 나타났다. 모의를 위한 시나리오는 새만금유역의 밭경지 특성을 고려하여 1ha, 5ha, 10ha의 밭규모에, 밭경사는 7%와 15%으로, 토성은 양토인 정방형 형태의 밭경지를 대상으로 하였다. 초생대 초종은 Grass mixture로 적용하였고, 규모는 밭경지 면적의 10%로 고정하여, 50mm, 100mm, 150mm, 200mm의 일강우량에 대해 초생대 유출 및 유사에 대한 모의를 실시하였다. 그 결과 새만금유역에 초생대 적용 시 유출저감효과는 밭경사 7%와 15%일 때 1.5~13.5%와 1.4~12.1%의 범위로 각각 나타났으며, 경사에 따른 차이는 미비하였으나 강우량과 밭경지 규모에 따른 유출저감효과의 차이가 크게 나타났다. 유사의 경우에는 밭경사 7%와 15%일 때 20.4~97.0%와 15.7~86.0%의 저감효과를 각각 보였으며, 유출에 비해 초생대 적용에 따른 유사저감효과가 월등히 높게 나타났다. 강우량의 차이에 따른 유사저감효과는 50mm일 때 58.4~97.0%, 200mm일 때 15.7~32.9%를 나타내어 강우인자의 영향이 밭규모와 경사 등의 밭경지 특성에 비해 유사 발생량 및 저감효과에 가장 크게 미침을 알 수 있었다. 본 모의 결과를 통해 새만금유역의 초생대기법 적용은 새만금호의 수질오염저감 및 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대되며, 현장 실용화를 위해서는 다양한 현장인자들에 적합한 세부적인 설계기술 개발이 요구된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.515-524
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• 2008

합리적인 수공구조물의 설계를 위해서는 안정적인 확률강우량을 산정하는 것은 가장 중요한 과정 중의 하나이다. 확률강우량은 강우관측소에서 관측된 강우자료로부터 각 지속기간에 해당하는 연최대치 강우계열을 구성한 자료의 빈도해석을 통해 산정하게 된다. 연최대치 강우 계열은 대부분 시간강우량 또는 일강우량 자료를 통해 추출하므로, 적절한 고정시간-임의시간 환산계수를 연최대치 강우 계열에 반영할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 기상청에서 관측한 37개 지점의 분단위 강우자료와 시간 및 일 단위 강우자료를 활용하여 지속기간별로 고정시간-임의시간 환산계수를 추정하였다. 또한, 추정된 환산계수를 회귀분석하여 지속기간에 따른 고정시간-임의시간 환산계수의 회귀식을 유도하였다. 추정된 환산계수를 연최대치 강우 자료에 반영함으로써 보다 안정적인 확률강우량을 산정하는 기초자료로 활용할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권4호
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• pp.534-545
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• 2010

산불피해지의 급경사면에 있어서 지표토사의 침식에 영향을 미치는 강우의 형태와 강도를 산불의 피해강도 및 경과년수별로 파악하고, 그에 따른 침식토사량의 변화와 그 원인을 해석하기 위해 2000년도에 발생한 산불피해지 가운데 강원도 삼척시 인근지역을 대상으로 저 중 고강도산불피해를 입은 산림에 각각 3개소씩, 총 9개의 조사구를 선정하여 침식토사량을 측정하였다. 그 결과, 산불피해의 강도가 감소함에 따라, 그리고 산불발생 후의 경과년수가 증가함에 따라 지표토양의 침식에 영향을 미치는 강우형태는 일강우량에서 실효우량으로 변화하였으며, 토양침식에 영향을 미치는 강우강도는 점차 증가하는 것으로 나타났다. 산불이 발생하게 되면 식생에 의한 강우차단이 저감될 뿐만 아니라 토양공극이 감소되어 침투능 역시 저하되며, 이러한 유수의 표면유출에 관여하는 물리적 생태학적 조건은 산불피해의 강도 및 경과년수에 따라 다양화된다. 이러한 현상은 산불피해지의 토양침식에 직접적인 영향을 미쳐 산불피해의 강도가 감소함에 따라, 그리고 산불발생 후의 경과년수가 증가함에 따라 침식토사량은 경감되었으며, 그 증가추세 역시 감소되는 것으로 나타났다. 따라서 산불피해지의 다양한 물리적 생태학적 조건을 고려한 종합적인 복원 및 관리방안의 수립이 절실히 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.57-67
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• 2015

이중편파레이더는 강우입자의 모양, 크기, 위상, 방향에 대한 정보를 제공해줌으로써 단일편파레이더보다 정확한 정량적 강우 추정에 장점이 있다. 본 연구에서는 대표적인 이중편파레이더 강우 추정 알고리즘인 JPOLE 알고리즘과 CSU 알고리즘을 이용하여 강우량을 산정 비교하였다. 이 두 알고리즘은 강우의 크기에 따라 반사도, 차등반사도, 비차등위상차를 각각 이용하거나 조합하여 강우량을 계산한다. 비차등위상차는 강우입자의 모양과 분포밀도에 대한 정보를 주는 차등위상차에 필터링이나 회귀분석기법을 이용하여 계산되는데, 대류성 강우 지역에서는 비차등위상차의 첨두값이 과소 추정되거나 음의 값을 보일 수 있으며, 약한 강우지역에서는 진동하기도 한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 Lim et al. (2013)에서 제안된 새로운 분포형 비차등위상차 산정방법의 이용을 제안하였다. 2012년도의 두 강우사상에 대한 국토교통부의 비슬산 레이더 자료를 이용하여 분포형 비차등위상차를 산정한 후 강우 추정 알고리즘에 적용하였다. 산정된 분포형 비차등위상차는 첨두값이 개선되었으며, 크게 진동하거나 음의 값이 산정되지 않았다. 이를 이용하여 추정된 강우량에 있어서는 일강우량 80mm 이상의 강한 강우에 대해 일강우량의 누적값이 AWS 관측값에 가깝게 개선되는 것을 확인하였으며 80mm 이하의 약한 강우에서는 개선 정도가 미약하였다. 이는 강우 추정 알고리즘에서 강우강도가 높은 경우에 비차등위상차가 사용되고, 낮은 경우에는 반사도와 차등반사도가 사용되기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 향후 이중편파레이더를 이용한 강우량 추정의 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제75권1호
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• pp.32-37
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• 1986

산사태안전도판별(山沙汰安全度判別)에 대한 기초자료를 얻기 위하여 1979년(年) 8월(月) 집중호우(集中豪雨)(일강우량(日降雨量) 465mm)에 의하여 산사태(山沙汰)가 발생한 진해지구(鎭海地區)를 모델로 하여 이 지구(地區)의 지형도상(地形圖上)($S=\frac{1}{5,000}$)에 $2cm{\times}2cm$(실면적(實面積) $100m{\times}100m=1ha$) 단위의 격자(格子)를 얹어 산사태지(山沙汰地) 74개, 비산사태지(非山沙汰地) 119개 계(計) 193개의 mesh에 대하여 산사태발생(山沙汰發生)의 각(各) 요인(要因) 및 수준(水準)을 계측(計測)하여 수량화(數量化)(II)의 수법(手法)에 의하여 해석(解析)한 결과 산사태발생(山沙汰發生)에 기여도(寄與度)가 높은 요인(要因)의 순위(順位)는 다음과 같다. 1) 식생(植生), 2) 종단사면형(縱斷斜面形), 3) 사면위치(斜面位置), 4) 경사(傾斜), 5) 방위(方位), 6) 곡수(谷數). 또 침엽수(針葉樹) 10년생(年生) 내외, 복합사면(複合斜面), 하강사면(下降斜面), 산록(山麓), 경사(傾斜), $10^{\circ}-15^{\circ}$, 방위(方位) NW, 곡수(谷數) 1개의 각(各) 수준(水準)이 불안전측(不安全側)에, 침엽수(針葉樹) 20~30년생(年生), 활엽수(濶葉樹), 상승사면(上昇斜面), 평형사면(平衡斜面), 산정(山頂) 등의 수준(水準)이 안전측(安全側)에 기여(寄與)하고 있다. 그리고 판별구분치(判別區分値)는 -0.123이고 적중률(適中率)은 72%로서 비교적 양호한 양(兩) group구분(區分)을 할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제54권1호
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• pp.60-67
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• 1981

경사지(傾斜地)에서 얌(yam)증산(增産)을 위한 농업기술(農業技術) 체계(體系)를 확립(確立)하고 보다 효과적(效果的)인 토양보전(土壤保全) 공법(工法)을 개발(開發)하기 위한 시험연구(試驗硏究)가 자메이카국(國)의 트리로운리에 위치한 토양보전(土壤保全)센터에서 수행되고 있다. 이 시험장(試驗場)은 표고(標高) 약 820 m의 $20^{\circ}$ 경사지(傾斜地)에서 8개의 유수유토(流水流土) 시험구(試驗區)(4처리(處理) 2반복(反覆))와 기타의 시험시설(試驗施設)로서 구성되었다. 각(各) 시험구(試驗區)의 크기는 $40m^2$($2.7m{\times}15.8m$ 사면장(斜面長))이며 서북향(西北向)으로 향(向)한 경사지(傾斜地)였다. 시험(試驗) 제(第) 1차년도(次年度)(1980년(年) 4월(月)~1981년(年) 3월(月))중에 일강우량(日降雨量)과 유수유토량(流水流土量)(11회(回))을 측정분석(測定分析)하였다. 총(總) 강우량(降雨量)은 1,295mm이었으며 최대일(最大日) 강우량(降雨量)은 116.2mm이었다. 4처리중(處理中)에서 토양유실량(土壤流失量)은 제(第) 1처리구(處理區)에서 182 tons/ha, 제(第) 2처리구(處理區)에서 105 tons/ha, 제(第) 3처리구(處理區)에서 50 tons/ha, 그리고 제(第) 4처리구(處理區)에서 43 tons/ha으로 각각 조사(調査)되었다. 이 시험결과(試驗結果)에 의한 효과적(效果的)인 경사지(傾斜地) 얌(재배(栽培)) 방법(方法)은 Hillside ditch 또는 Grass buffer strip 처리(處理)에 Contour mounds farming 이라고 분석(分析)된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.255-259
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• 2005

본 연구는 1981-1991년 농업과학기술원 라이시미터에서 수집한 결과를 이용하여 집중강우시 경사지 밭토양의 물유출 특성을 구명하였다. $7\~9$월 집중강우시 토양 침투수나 지표 유거수는 농업지역에서 환경으로 물질이 이동하는 주요 경로이며 특히 경사지 밭토양에서 지표 유거수는 토양유실의 주원인 중 하나이기 때문에 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 강우량, 지표 유거수량, 지하 침투수량 측정 자료 중 호우주의보가 발령되는 일강우량 80mm이상일 때를 대상으로 하여 토성과 경사도에 따른 강우량과 유거수, 침투수의 관계를 분석하였다. 강우량이 적을 때 강우에 대한 침투수와 유거수의 비율은 강우시 표토의 토양수분함량에 많은 영향을 받는다. 이는 표토의 토양수분함량에 따라 유출 또는 침투 발생 유효강우량이 결정되기 때문이다. 강우량이 적을 때의 유거수량과 침투수량을 판단하기 위해 범용토양유실예측공식(Universal soil loss equation, USLE)에서는 0.5 inch 즉, 12.5 mm 이상의 강우를 유출에 대한 유효강우로 가정하고 있으며 많은 모형에서 토양의 침투속도, 포장용수량, 강우시점의 토양수분함량의 함수로 유출 또는 침투 유효강우량을 산정하고 있다. 그러나 강우량이 클 때는 강우에 대한 침투수와 유거수에 비율에 토양수분함량이 미치는 영향이 비교적 적기 때문에 토양의 수분함량에 대한 고려없이 강우와 침투수, 유거수에 대한 관계를 평가하는 것이 가능하였다. 경사도 $10\%$, 경사장 15m, 피복작물 콩인 양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제105권2호
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• pp.216-222
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• 2016

본 연구에서는 산사태 발생 전 강우량의 특성과 누적 강우일수에 의한 누적강우량 분석을 통하여 산사태 발생에 미치는 누적강우량의 영향을 제시하였다. 산사태가 발생한 1520개소의 자료를 중심으로 산사태 발생 20일전까지 일강우량의 평균값은 1일전이 52.9 mm로 가장 많은 양을 보였고, 2일전이 22.8 mm, 6일전이 21.9 mm 순으로 나타났다. 누적 일수에 따른 누적강우량과 산사태 발생과의 관계에서 100 mm이하에서는 누적일수 3일을 기점으로 전체 1520개소 중 64.9%인 986개소가 발생하였다. 누적일수 5일은 전체 1520개소 중 60%인 846개소에서 발생하고 있어 3일이나 5일정도 누적된 강우량이 산사태 발생에 미치는 영향이 큰 시점으로 나타났다. 그러나 누적일수가 늘어남에 따라 누적강우량도 증가하지만 산사태 발생건수는 줄어드는 것으로 나타났다. 또한, 101-200 mm에서는 10일, 201-300 mm에서는 14일, 301-400 mm에서는 18일 누적일수가 산사태 발생에 많은 기여를 하는 것으로 나타나 누적일수에 따른 산사태 예보 및 경보기준을 마련하여 인명 및 재산상의 피해를 최소화해야 할 필요성이 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.535-542
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• 2018

본 연구에서는 VFSMOD-W 모형을 활용하여 새만금 유역의 초생대 기법 적용에 따른 유사저감효과를 예측하고자 하였다. 먼저 모형의 신뢰도 확보를 위해 새만금 유역 내 초생대 실측치를 활용하여 매개변수를 보정하였으며, 새만금 유역 내 밭경지 특성을 파악하여 이를 토대로 모의 시나리오를 개발하였다. 다양한 밭경지 특성을 반영하기 위해 개발된 모의시나리오는 밭경지 규모 1 ha, 5 ha, 10 ha로 밭의 폭과 길이 비는 1 : 1를 적용하였으며, 밭의 경사는 7%, 15%를 고려하였다. 또한 강우조건은 50 mm, 100 mm, 150 mm, 200 mm 일강우량을 적용하였다. 그 결과, 초생대의 유출저감효과는 밭경사 7%와 15%에 대해 2.9~13.5%, 2.9~12.1%로 각각 나타났으며, 유사저감효과는 33.8~97.0%, 27.1~85.9%로 각각 나타나 유출저감효과에 비해 상대적으로 높은 저감효과를 나타내었다. 유출 및 유사 발생에 영향을 미치는 밭규모, 경사 및 강우량 인자에 따라 초생대 효과는 큰 차이를 나타내었다. 본 모의 결과를 바탕으로 새만금 유역내 밭경지 규모 10 ha 미만, 경사 15% 이내의 조건에서 밭면적 10% 규모로 초생대를 조성할 경우 유사저감 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.