• 한국농공학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.41-54
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• 2015

시간-면적 기법을 이용해 유역의 수문과정을 묘사하는 분산형 (distributed) 연속 (continuous) 강우유출모형인 HYSTAR의 거동특성과 주요 매개변수에 대한 민감도를 분석하였다. 유역의 수문조건에 따른 모형거동의 변화를 분석하기 위해 연속되는 4개의 개별 강우사상에 대한 민감도를 조사하고 비교하였다. 또한, 매개변수의 상호작용이 민감도 분석결과에 미치는 영향을 파악하기 위해 두 가지 서로 다른 기법 (one-factor-at-a-time 과 all-factor-at-a-time 방법)을 이용하여 산정된 민감도를 비교하였다. 분석결과, 모형의 직접유출량, 첨두유량 및 도달시간 모의결과는 유출곡선번호 (curve number)에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 토양의 깊이, van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수에 큰 영향을 받았다. 한편, 모의된 기저유출량은 토양의 깊이를 비롯하여 van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수 (crop coefficient), 이방성계수 (anisotropic coefficient), 유출곡선번호의 변화에 민감하였다. 매개변수에 대한 민감도는 분석에 이용된 강우사상에 따라 다르게 나타났으며, 유역의 토양수분조건에 따라 다르게 거동하는 모형의 중요한 특성을 잘 반영하였다. 두 가지 서로 다른 기법을 이용한 민감도 분석결과는 모의된 직접유출량 및 기저유출량의 변화가 매개변수의 상호작용에 의해 제한될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구는 HYSTAR 모형의 매개변수에 대한 민감도 분석을 통해서 해당 모형의 거동을 정량적으로 보여주었고, 이를 통해 모형의 건전성 (soundness)을 입증할 수 있는 하나의 근거를 제시하였다. 본 연구결과는 향후 HYSTAR 모형을 이용한 수문분석 시 보정을 위한 매개변수 선정에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구결과에서 나타난 민감도의 수문조건 (또는 선정된 강우사상)에 대한 의존성은 연속유출 모형의 민감도 분석을 위한 강우 사상 선정 및 민감도 분석결과의 해석에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.125-135
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• 2005

비점오염 발생은 강우에 의한 지표면 유출과 밀접한 관련이 있는 관계로 모형을 이용한 비점오염 해석은 먼저 유역의 강우-유출의 명확한 관계해석을 필수조건으로 한다. 본 연구는 비점오염 모의에 많이 사용되고 있는 AnnAGNPS 모형의 다양한 유역특성별 강우-유출해석능력을 평가해 보았다. 결과를 통해 AnnAGNPS 모형은 대유역 모의에 적합하며 소유역 및 강우에 대한 유역의 반응시간이 짧은 불투수층이 많은 유역에 적용하는 것은 적합하지 않은 것으로 드러났다. 특히, AnnAGNPS 모형은 모의에 사용하는 시간간격 이 일단위(daily basis)이므로 하루보다 짧은 지속시간의 복합첨두치(mutiple peak flow)를 가지는 강우사상을 표현하는 기능이 없으며 따라서 첨두유량 예측에 상당한 오차 발생의 원인으로 드러났다. 또한 유출해석에 사용되는 CN방법은 지역적인 특성에 맞게 구축된 CN정보가 없는 관계로 초기치 선택에 신중함이 요구되며, 강우의 분포형과 더불어 반드시 주요 검정대상으로 다루어져야 할 매개변수였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.155-161
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• 2008

도시유역은 자연하천유역에 비해 다른 유형의 홍수피해를 보여주고 있다. 최근에 불투수면적의 증가로 홍수도달시간의 감소와 높은 첨두유량의 발생을 가져오면서 도시홍수피해의 원인이 되고있다. 본 연구에서는 XP-SWMM모형을 적용하여 침수심, 침수 면적을 시간대별로 침수해석을 수행하였으며, 침수해석시 건물의 영향을 고려하였다. XP-SWMM모형의 보정 및 검증을 위해 두 개의 강우사상(2005.06, 2005.07)을 적용하였고, 하천 외수위의 변하는 HEC-RAS모형을 통해 산정하였다. 모의결과 실제 관측된 침수면적(21.41ha)에 비해 산정된 침수구역의 면적은 23.45%로서 9.5% 과다하게 모의되었다. 또한 XP-SWMM모형의 DTM(DigitalTerrain Model)을 구축하여 주요 시간대별 건물의 영향에 따른 침수범위를 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.455-464
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• 2003

본 연구에서는 지하 빗물저류시설 설치에 따른 유출저감 효과를 분석하기 위하여 실험실내 모형 빗물저류장치를 설치하여 강우강도 변화, 표층의 피복상태 변화, 표면경사 변화에 따른 유출량 변화 실험을 실시하였다. 실험결과 대상하천인 승기천의 토양조건하에서 강우강도가 40mm/hr-100mm/hr일 때 총유출량 감소는 42.3-52.9%로 나타났으며, 지하 빗물저류시설을 설치하는 경우 총유출량과 첨두유량의 감소를 가져올 수 있을 것으로 판단된다. 경사변화에 따른 총유출량의 변화는 완만한 경사에서는 매우 크게 나타났으나 3%이상의 급경사에서 침투에 의한 저류량에 변화가 적고, 이는 산지와 같은 급경사지역에 빗물저류시설을 설치하는 경우 장기간의 홍수에 대하여 상당한 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 따라서, 본 시스템은 하천이나 산지의 급경사에도 큰 결과를 기대할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.149-154
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• 2005

최근에 이르러 농촌 인구의 도시유입으로 도시의 주거공간이 절대적으로 부족해지고 있으며, 이는 대도시의 아파트 가격 상승을 유발하는 등 부수적인 사회/경제적 문제를 일으키고 있다. 정부나 지방자치단체에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 대규모의 신도시 개발계획을 추진하고 있으며, 이러한 신도시 개발은 도시화로 인하여 환경적, 수문학적으로 부정적인 영향을 미치는 것으로 조사되고 있다. 도시화는 수문학적으로 산림이나 농경지와 같은 투수지역을 건물, 도로 등의 불투수지역으로 변화시키는 것이며 (Im 등, 2003), 이로 인하여 홍수파의 도달시간이 줄어들고 첨두유량이 증가하는 등의 수문변화를 수반하게 된다. 도로나 건물 등이 대부분을 차지하고 있는 도시지역에서는 지표면이나 식생으로부터 대기중으로 방출되는 증발산량이 농촌이나 산림지역보다 상대적으로 적으며, 강우시 토양중의 침투량과 지표면의 저류량도 도시지역에서는 매우 적게 나타난다. 신도시 개발 전후의 수문순환을 평가하는 방법 중의 하나는 개발예정지에 대한 장$\cdot$단기의 수문/수질 관측을 통하여 개발 전과 개발 후의 유출특성과 수질부하를 정량적으로 비교하는 것이다. 본 연구에서는 도시화로 인하여 대규모의 토지이용 변화가 예상되는 신도시 개발예정지구를 시험유역으로 선정하여 장기적인 수문/수질 모니터링을 실시하고자 한다. 또한, 시험유역에서 계측된 자료와 유역수문모형을 활용하여 개발전후의 홍수 및 유출특성을 분석하고 도시화가 하천의 수문 및 수질에 미치는 영향을 정량적으로 비교분석 함으로써 효율적인 저감 대책의 수립에 활용할 계획이다. 본 연구에서는 국내$\cdot$외의 시험유역의 운영 실태를 조사하고, 신도시 개발 등으로 인하여 급격한 도시화가 진행되고 있는 지구를 시험유역으로 선정하여 유역의 물순환 체계를 조사하고자 한다. 이를 위하여 신도시 개발지구와 도시정비사업지구를 대상후보지로 선정하여 개발계획 및 유역의 특성 등을 조사하고, 시험유역의 선정기준을 수립하여 연구의 목적과 부합되는 지구를 시험유역으로 선정하였으며 선정된 시험유역에 대하여 수문$\cdot$수질 조사 계획을 수립하고, 계측시설을 설치하여 시험운영을 실시하고, 향후 시험유역의 수문계측 및 관리방안을 수립하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1528-1532
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• 2009

최근의 기상변화에 의한 이상 홍수와 유역의 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 홍수시 유출량을 증가시켜 기존 하도의 적정소통량을 초과하는 홍수를 발생시키고 있다. 토지의 고도이용으로 하도의 하폭이 제한된 도시유역 초과 홍수에 대비할 수 있는 구조적 홍수관리방안은 제방 증고, 하천준설 등의 하천개수나 저류지 설치, 방수로 설치 등이 대표적이다. 주요 재해저감시설인 저류지는 개발사업에 의해 발생하는 증가된 유출량을 조절하는 개념으로서 도시홍수 재해경감의 목적으로 활용하기에는 설계기준 및 기술상의 이견이 최근 많이 제시되고 있다. 개발사업으로 인한 하류부의 영향에 대해 해당 사업지구에 국한하여 개발전의 유출량이하로 유지함을 목표로 하고 있으나 전체 유역차원의 검토는 이루어지지 않고 있어 저감효과가 의문시 되고 있다. 또한, 하류부 인근의 개발사업시행으로 저류지를 설치할 경우 사업대상지구의 홍수도달시간 변화가 발생하며, 전체 유역 첨두유량 발생시간과의 중첩현상으로 오히려 저류지 설치로 인해 본류 하천의 피해를 초래할 여지가 있다. 저류지 설치 위치에 따라 경제적, 치수적 효과가 달라진다는 점은 많은 연구의 결과로 알려져 왔다. 본 연구에서는 실제사업지구의 기존 재해영향 평가에서 저류지 설치에 의한 하류부 홍수량 증감에 대한 분석을 수행하고 저류지 면적 대비 전체유역면적 비율에 대하여 저류지 설치로 인한 홍수량 증감분석을 수행하였다. 홍수량 증감율은 저류지 설치에 따른 저감후 대비 저류지 설치전 본류하천 유역면적비가 31.17 이상인 경우, 저류지 설치에 따른 홍수량 저감후 대비 개발전 본류 하천 유역면적비가 27.05 이상인 경우에 홍수량이 증가하였다. 본 연구결과를 바탕으로 사업지구내 일률적인 저류지 설치계획보다는 추후 체계적인 저류지 계획을 위한 가이드라인 제시를 통해 합리적인 계획을 수립하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.193-197
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• 2009

오늘날 도시지역의 무분별한 개발로 인해 불투수면적이 증가하여 첨두유량 및 유출용적의 증가와 홍수도달시간을 단축시키고 있으며, 특히 도시유역에서는 하천 홍수위 상승에 의한 외수피해와 순간적인 집중호우에 의해 도로 노면수의 배수불량에서 기인하는 내수피해가 결합되어 홍수피해가 더욱 가중되고 있는 실정이다. 이에 대한 효율적인 조기 대응책으로 도시 수문기상 현상의 변화 및 현황을 파악하여 홍수로 인한 인명 및 재산피해를 최소화할 수 있는 적절한 홍수 예 경보 시스템의 구축을 들 수 있다. 이를 위하여 선진 외국의 경우 기상전문가에 의한 집중호우 현상규명 및 사전예보 기법 확립과 수자원 전문가에 의한 이들 예보자료를 활용한 특정지역의 홍수피해 유무를 사전에 예측하는 기상과 수자원의 학제간 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 기상 현업에서는 국지성 집중호우 예측과 단시간 강수예보를 위해 수치예보모형, 레이더 및 기상위성을 활용하고 있으나 수자원 분야에서는 예측강우를 활용한 홍수예보에 관한 연구는 매우 미진한 상태이다. 특히 도시홍수의 경우 도달시간이 매우 짧으므로 강수의 초단시간 예보기법을 통한 강수예보의 선행시간 확보는 매우 중요하다. 이를 위해 본 연구에서는 기상레이더 정보와 이류모델을 활용한 초단시간 강수예보의 적용성을 검토하였다. 이류모델은 강우강도 분포를 이류벡터에 따라 이동시키면서 강우의 발달쇠약 회전 등을 고려하여 강수를 예측하는 모형이다. 본 연구에서는 초단시간 강수예보의 적용성 검토를 위해 Least-square fitting 기법으로 레이더 강수를 추정하고, 추정된 강수를 이류모델의 입력장으로 활용하였다. 또한, 도시홍수예보의 활용을 위해 중랑천 유역을 대상으로 초단시간 예측강수의 유역면적평균강우량을 산정하여 적용성을 평가하였다.

• 한국습지학회지
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• 제11권3호
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• pp.145-151
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• 2009

현재까지 국내의 수질관리 정책은 점오염원 관리를 우선시 하고 있다. 그러나 계속되는 점오염원의 관리에도 불구하고 호소수의 수질은 악화되고 있다. 비점오염원은 강우 시 발생하는 오염원으로 토지이용에 따라 발생하는 오염물질의 종류와 양이 달라 불확실성이 큰 오염원이므로 점오염원과 함께 비점오염원의 관리가 필요한 실정이다. 다양한 토지이용 중에서 인공초지(공원 묘지) 지점이 차지하는 비율이 낮기 때문에 원단위를 산정하는데 필요한 기초 데이터에 대한 연구가 전무한 상태이다. 따라서 본 연구는 인공초지(공원 묘지) 지점으로부터 강우 시 유출수와 함께 발생하는 비점오염물질의 유출특성 및 상관성을 파악하였다. 그 결과 강우 초기에 오염물질의 농도는 비교적 높게 유출되는 현상을 나타냈으며, 강우가 지속될수록 오염물질의 농도는 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 첨두유량이 발생하면서 유출농도는 증가하였다. 또한 통계분석을 실시한 결과 오염물질별 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 향후 부하량과 원단위 산정에 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.766-771
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• 2007

본 연구에서는 도시내 보조간선도로의 역할을 하고 있는 도시철도의 운영비용을 추정할 수 있는 함수를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 서울 지하철 1호선$\sim$8호선의 운행실적을 바탕으로 운영비용에 영향을 줄 수 있는 23개의 변수들을 추출하여 최종변수간의 인과관계 분석을 위한 회귀분석(Regression)을 활용하였다. 분석결과 총 6개의 최종변수가 선정되었으며 그 중 도시철도 운영비용함수를 설명하는 변수는 전동차보유량, 차량소유_첨두 및 역수인 것으로 나타났다. 연구 결과 도시철도의 투자우선순위나 정책 격정과정에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.51-60
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• 2009

임진강유역은 유역의 2/3가 북한에 위치하고 있어 신뢰성 있는 강우 및 수문정보를 획득할 수 없었다는 점이 지금까지 홍수 피해를 가중시킨 요인 중의 하나로 지적되어 왔다. 본 연구에서는 상습적으로 홍수피해를 겪고 있는 임진강유역의 홍수피해를 경감하기 위한 노력의 일환으로서 임진강유역에 설치된 수문레이더를 활용하여 임진강 수계 전체에 대한 홍수유출을 모의하고자 하였다. 강우 및 최근 토양자료 등의 수문자료 확보가 곤란한 유역에 대하여 자체 개발한 분포형모형의 적용 가능성을 검토하였다. 수문곡선 결과 가용자료의 부족으로 인해 부분적으로 관측값과 불일치하는 경우도 있었지만, 첨두유량 및 전체적인 패턴은 비교적 양호한 결과를 보여줌으로써 실무적용가능성을 확인할 수 있었다.