• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.85-85
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• 2019

하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 이러한 영향은 하천환경의 변화를 야기시킬 수 있다. 제방 표면 재료는 제외 비탈면의 침식 방지를 목적으로 사용되는 재료로 주로 호안블록. 식생 매트, 사석, 돌망태, 식생등이 주로 사용되고 있다. 국내에서는 2000년대 이전에는 자연 흙사면의 식생, 돌망태, 단순 돌기형 콘크리트 블록 등이 주로 사용되었으며 2000년대 이후에는 하천환경을 고려하여 식생의 생장이 가능한 친환경 호안 블록 및 식생 매트의 적용이 일반적으로 시공되고 있다. 제방의 수리적 설계를 위해서는 재료 표면의 수리 특성, 즉, 조도계수 및 한계 유속, 한계 소류력이 제시되어야 하는데 이는 실험을 통해서 결정되어야 한다. 때문에 본 연구에서는 자연형 하상재료를 이용하여 바이오 폴리머 첨가시 증가하는 방어능력에 대한 향상도를 평가하는 실험적 평가 방법을 제안하기위해 홍수시 수리조건을 반영하여 상류에서부터 사류까지 다양한 유속범위에 따른 세굴 및 침식에 대한 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로에서 실험연구를 통해 제방재료의 안정성 평가방법을 개발하였고, 안정성 평가를 위한 실험진행은 기 개발된 바닥응력을 직접측정하는 장치와 PIV시스템을 이용하여 수리특성을 측정하였다.(Park J.H. et al. 2016, Flow Measurment and instrumentation.) 기존 문헌에서 제시되었던 측정 장치를 이용하여 바이오폴리머의 첨가에 유무에 따라 세굴에 대한 방어능력의 향상정도를 측정하고자 세굴 및 침식에 대한 평가 방법을 제시하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.249-249
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• 2012

기후변화의 영향으로 폭우발생 빈도 및 강도는 최근 들어 급증하고 있다. 빈번히 발생하는 대형 폭우에 의해 도시는 홍수와 산사태 등 많은 자연재해가 발생하고 있다. 최근 도시에서 발생한 대형 폭우재해의 1차적인 원인은 도시방재시설물 설계빈도를 상회하는 집중호우이지만, 방재를 고려하지 않은 도시계획 및 설계가 피해를 가중시킨 것으로 판단되고 있다. 대형화 및 일상화되어가는 폭우재해에 적응하기 위해서는 하수관거, 제방 등 전통적인 방재시설물 설계기준을 상향조정하는 구조물적 대책뿐만 아니라, 도시의 토지이용, 공원, 녹지, 광장, 도로 등의 구성요소를 활용하여 우수유출 저감 및 지연시켜 최대홍수량을 낮추는 비구조물적 적응방안도 필요하다. 기후변화에 따른 폭우재해에 도시차원에서 효과적으로 적응하기 위해서는, 다양한 폭우재해 적응 도시계획 및 설계기법을 개발하고, 그 효과를 시뮬레이션 할 수 있는 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 개발된 홍수 및 산사태 관련 시스템들과 연계하고 정부의 다양한 부처에서 구축된 DB를 최대한 활용하여 폭우에 의해 발생하는 도시 홍수와 산사태 피해지점과 피해 영향권을 분석뿐만 아니라 폭우재해 적응 도시계획 및 설계기법을 효율적으로 적용할 수 있는 관리지역을 도출하고, 관리지역에 폭우재해 적응 도시계획 및 설계기법 적용시 효과를 분석할 수 있는 기후변화 폭우재해 적응 도시조성 시뮬레이션 시스템 개발방향을 제시한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.420-420
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• 2018

하천법에서 정의하고 있는 하천시설은 시설은 제방과 수문을 포함하여 20여종에 달한다. 이 중 하천유지 보수 매뉴얼(국토교통부, 2016)에서 정한 유지관리 대상은 총 14종이며, 국가 및 지방하천 정비와 유지관리에 4대강살리기사업 완료 시점인 2012년 이후 연간 약 1.3조원의 예산을 투입하고 있다. 연간 막대한 예산이 투입되어 관리되고 있는 하천관리의 효율성을 제고하기 위해 하천시설에 대한 생애주기관리기법적용 연구가 진행 중이며 이를 위해서는 하천시설의 성능에 대한 정확한 평가가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 배수통문에 대한 성능평가모델을 산정하는 방법을 제시하였다. 우선적으로 배수통문의 설치년도와 시설물안전등급을 조사하고 등급별 평균사용연수를 산정하고 시설물 성능예측 기본식의 계수를 산정하여 성능평가모델 산정식을 도출하였다. 배수통문 성능평가모델 산정식과 등급별 평균 사용연수를 비교하여 산정식의 적용성을 검증하였다. 본 연구를 통해 하천시설의 사용연수에 따른 성능을 개략적으로 예측하여 유지관리예산 투입의 우선 순위를 결정하는데 기초자료로 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.125-134
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• 2017

강우는 자연과 인간에게 중요한 자원이다. 적절한 강우는 농작물의 성장과 토지의 온도를 일정하게 유지시켜줌으로써 우리 사회가 안정적으로 유지되도록 하는 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 태풍 및 집중호우 등과 같이 특정 지역에 계획강수량보다 더 많이 발생한 집중강우는 시설물 및 인간에게 커다란 피해를 입히기도 한다. 이에 따라 미국, 일본 등 국외 선진국의 수재해 대응기관들은 시설운영자와 재난전문가, 응급대응인력들에게 가이드라인을 제공하기 위해 수재해 EAP(Emergency Action Plan)를 작성 운영하여 시설물을 보호하고 강화하는데 활용하고 있다. 대표적인 예로, 미국의 FEMA와 DHS는 시설물과 인명을 보호하기 위해 댐, 제방 등을 위한 다양한 EAP를 운영하고 있는데, 특히 FEMA는 EAP를 시설물이나 인명에 가해지는 피해나 기능적 충격과 같은 응급상황을 감소시키기 위해 작성하는 공식문서로 규정하고 있으며, 이 EAP를 통해 응급 시에 발생할 수 있는 모든 상황뿐만 아니라 평상시 발생할 수 있는 시설물관리상의 문제까지 대응이 가능하도록 규정하고 있다. 이에 본 연구에서는 미국, 일본 등 국외주요국과 국내에서 사용중인 EAP 관련 규정을 분석하여 국내 상황에 적합한 EAP 체계를 제안하였다. EAP는 예방, 준비, 대응, 복구의 재난단계별로 시설물과 인명을 보호하기 위해 재난전문가들과 시설운영자들이 취해야 할 업무, 응급장비 운용 등의 내용을 담고 있다. 본 연구를 통해 개발된 EAP 프레임워크는 테스트베드 적용을 통해 적정성을 평가받았으며, 국내 홍수재난 위험을 감소시키기 위한 절차와 방법 개선에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.469-469
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• 2015

산업혁명 이후 인간사회의 산업화 및 도시화의 가속으로 지구온난화는 기후변화를 야기해 왔으며, 이로 인한 각종 부정적인 영향과 심각성은 날로 커져가고 있는 현실이다. IPCC(Intergoverment Panel on Climate Change)는 기후변화의 주범인 온실가스를 감축할 지라도 기후의 탄성 때문에 앞으로 수세기 이상 계속 진행될 것으로 전망하였으며, 기후변화 영향의 근원적 방지는 불가능하기 때문에 결국 수자원 관리 측면에서도 기후변화에 적응하기 위한 각종 적응전략 개발의 필요성을 강조하였다(IPCC, 2007). 또한, 극한강수의 발현비율이 도시 및 비도시 지역의 구분 없이 과거 30년에 비해 크게 증가하고 있으며 이러한 추세는 수공구조물의 치수안전도 저하에 큰 영향을 준다. 우리나라는 그동안 하천, 유역 홍수저감 시설물과 댐 등 대형 수공구조물에 대한 안전성 평가를 주기적으로 수행해 왔으나 단순히 모니터링을 통하여 현재의 안전기준의 부합 여부만을 판단하는 수준에 그치고 있다. 장래 증가하는 홍수피해에 대처하기 위해서는 다양한 극한강우 및 극한홍수시나리오를 기반으로 시설물 설계기준별 홍수 위험도와 취약성을 평가하고, 극한홍수 방어기준을 재설정하여 현재 설계기준을 제고할 필요가 있으며, 시설물별 안전도 평가와 위험도 저감계획 및 경제성 평가를 종합적으로 고려한 실행프레임워크 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도림천 유역에 대하여 최적화된 도시유출모형을 통하여 기후변화가 도시유역에 미치는 유출영향을 분석하였으며, MCS(Monte Carlo Simulation)을 통한 극치수문사상의 적용 및 유출분석을 통한 하천제방의 취약성 평가와 위험도 분석을 실시하여 도시하천의 기후변화 영향을 정량적으로 표현하고자 하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 수문특성 변화분석 결과를 바탕으로 향후 발생할 수 있는 극치 수문사상의 값을 반영한 설계기준 강화 수방시설 계획 등의 연구에 활용하며, 여러 가지 수문학적 불확실성에 의하여 가변 가능한 도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석을 통한 기후변화 대응과 수공구조물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.139-150
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• 2023

지상 LiDAR 측량은 구조물이나 지형의 시간별 변형을 쉽게 파악할 수 있어 토목시설물의 유지관리에 활용성이 높다. 그러나 제방과 같은 하천시설물은 식생의 영향으로 식생 하부의 지형이나 구조물의 변형을 파악하기 어렵다. 식생 제거 필터는 색상필터와 형태필터로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 식생필터의 정확도 향상을 위해 색상과 지형을 결합한 복합필터를 개발하였다. 8개의 색상필터, 6개의 지형필터, 4개의 복합필터를 제방 비탈면의 식생제거에 적용하여 정확도와 계산시간을 비교하였다. 색상필터는 계산시간은 짧으나 식생 영역에서 정확도가 낮게 나타났다. 형태필터는 식생 영역에서는 정확도가 높으나 거석 등 국부적 지형 변화가 심한 곳에는 정확도 낮게 나타났다. 복합필터도 대체로 지형필터와 유사한 경향을 나타내나 ExGGM의 경우 식생 영역과 거석 영역 모두에서 정확도가 우수하였다. 정확도와 계산시간을 고려하며 일반적인 경우에는 복합필터인 ExGGM이 적합하며, 국부적인 지형 변화가 심하지 않은 경우에는 형태필터인 GrMIn 또는 복합필터인 ExGISL이 적합한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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• pp.184-186
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• 2002

우리나라는 매년 홍수피해가 되풀이되고 있다. 홍수피해는 댐, 제방시설 등의 사전적 예방조치 이외에 보험을 통한 사후적 보상제도가 절대적으로 필요하다. 그러나 국내에는 아직 홍수보험제도가 도입되지 않고 있어 문제가 되고 있다. 피해자의 경우 정부로부터의 최소한의 복구지원금을 받고 있을 뿐이다. 이에 본 고에서는 국내 홍수피해 현황을 살펴보고 홍수보험의 도입방안을 제시한다. 홍수보험의 도입을 위하여 정부, 보험회사 및 주민의 인식전환이 필요하다. 참여주체별 역할에 대해서 살펴보면, 정부는 보험료 일부를 지원하여야 하며, 특히 거대보험사고에 대한 최종 지급보증(재보험회사 역할)을 하여야 한다. 그렇지 않으면 이익추구를 목표로 하는 보험회사가 거대위험에 대한 부담감으로 홍수위험의 인수를 기피하기 때문이다. 물론 보험회사도 홍수보험에 관한 한 어느 정도 사회공익적 차원에서 보험을 운영한다는 자세가 필요하다. 개인도 당연히 자신의 사유시설물에 대한 위험관리의 주체가 되어야 하며, 이를 위하여 보험료를 부담하겠다는 인식 전환이 필요하다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.704-715
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• 2008

The Aim of this development is the management of a forecasting analysis program based on a real-time remote sensing data. Using this program it is possible to predict a failure of levee facilities in advance. therefor, it is necessary for making plans of a safety countermove. In this development we have researched the analysis method which could operate effectively the levee facilities using real-time monitoring data from a remote sensing system and the safety managerial program using the algorism from the analysis method developed.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1413-1417
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• 2004

수제는 하천 흐름을 적극적으로 제어하여 수심을 유지하고, 소류력을 증가시키는 한편 수세를 줄여 토사의 침전을 유포하고자 하는 하천 시설물이다. 수제에 의한 역흐름장(diverse flow fields) 혹은 수제역 (spur-dike zone)의 형성은 다양한 수중생물의 서식환경을 조성하거나 홍수 시 어류의 피난처로 사용될 수 있기 때문에 최근 중시되고 있는 자연형 하천 공법에 수제가 도입되고 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 수치모형을 이용하여 수제주변 흐름을 수치모의 하여 Rajaratnam과 Nwachukwu (1983)의 수리실험 자료 및 Tingsanchali와 Maheswaran (1990)의 2차원 수치모의 결과와 비교하였다. 수치모의 결과 이차흐름과 역방향 흐름이 크게 나타나는 수제 안쪽 및 제방과 가까운 지점에서는 수치모의 자료와 실험자료가 잘 일치하지 않는 결과를 보였으면, 이러한 지점을 제외한 다른 지점에서는 실험자료와 유사한 결과를 나타내고 있음을 확인하였다. 단일 수제에 의한 재순환영역 (recirculation zone)은 수제길이의 약 10배 지점인 것으로 나타났으며, 이는 기존의 연구결과와 유사하였다. 또한 수제 뒤편에 형성되는 와의 중심이 수면에 가까운 지점일수록 뒤로 이동하는 것을 확인하였다. 이는 Tominaga 등 (2001)의 실험결과와 유사한 것으로서 수심에 비례하여 수제 뒷부분에 형성되는 와의 크기가 커지는 것을 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.362-362
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• 2022

최근 급증하는 이상기후의 영향으로 인하여 소규모 산지 지역의 돌발홍수 발생 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인하여 물적 및 인적 피해가 증대되고 있다. 이에 다양한 재해 저감 대책 마련을 수립하고 있으나 소규모 산지 유역 같은 경우 계곡 및 하천부는 제방 증고 및 하상 정리 등과 같은 인위적인 대책수립이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 충북 지역의 소규모 산지 유역 중 우암산 및 백화산을 대상으로 유역 내 계곡 및 하천부에 대하여 WMS (Watershed Modeling System) 강우 유출모형을 활용한 침수 위험도 평가를 수행하였다. 분석 결과, 우암산 및 백화산 소유역에서 재현빈도 50년 이상의 강우 발생 시, 침수가 발생하는 것으로 모의 되었으며, 등산객이 이용하는 등산로 및 시설물에 위험성이 높게 나타남을 확인하였다. 본 연구결과를 통하여 소규모 산지 유역에 대한 위험성을 정량적으로 제시하였으며, 이를 바탕으로 향후 안전한 관리 방향을 제시하고자 한다.