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미세먼지 위험 단계 예측을 위한 1-D CRNN 모델 설계 (Design of a 1-D CRNN Model for Prediction of Fine Dust Risk Level)

  • 이기혁;황우성;최명렬
    • 디지털융복합연구
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    • 제19권2호
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    • pp.215-220
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    • 2021
  • 최근 국내 미세먼지 발생의 증가에 따라 발생하는 인체에 유해한 영향을 줄이기 위하여, 미세먼지 수치를 예측하고 사전 조치를 취할 수 있도록 돕는 기술이 필요해지고 있다. 본 논문에서는 국내 미세먼지 위험 수준을 예측하기 위한 1D Convolutional to Recurrent Neural Network (1-D CRNN) 모델을 제안한다. 제안 된 모델은 딥러닝 신경망의 CNN과 RNN을 결합한 구조이며, 다른 종류의 데이터로 구성된 시계열 데이터 세트에서 데이터 예측을 수행 할 수 있다. 데이터 예측을 위해 국내·외 미세먼지, 풍향, 풍속 데이터를 사용한다. 제안된 모델은 약 76%(부분 최대 84%)의 정확도를 달성했으며, 일반 RNN 모델(53%)보다 정확한 예측 결과를 얻었을 수 있었다. 제안된 모델은 향후 여러 개의 시계열 데이터 세트를 고려해야 하는 데이터 예측 모델 학습 및 실험을 목표로 한다.

사후 경과시간 추정을 위한 현장 대기온도 예측에 국내 환경 조건이 미치는 영향 (Effect of Environmental Conditions on Estimation of Ambient Temperature for Minimum Postmortem Interval (PMI) in Korea)

  • 정수진;박지은;이효정;박성환;신상언;이재원
    • 과학수사학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.178-185
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    • 2017
  • 사후경과시간(PMI)을 추정하기 위하여 사용되고 있는 유효적산온도(ADD)를 계산하는데 있어서 가장 중요한 요인 중 하나는 바로 사건 현장의 대기 온도를 최대한 정확하게 추정하는 것이다. 지금까지 사건 현장의 대기 온도를 추정하는 방법으로는 사건이 일어난 현장 근처의 기상청 온도를 그대로 적용하거나, 보정 온도를 고려하여 사용하거나, 주변 기상청 온도와 사건 현장 대기 온도의 선형 회귀분석을 통해 과거 일정기간 동안의 현장 대기 온도를 추정하였다. 이 때, 온도 추정 방법에 따라 온도 추정값이 달라질 수 있으며, 측정 조건이나 온도에 영향을 줄 수 있는 풍량, 풍속, 습도, 강우량 등 환경 요인에 따라서도 추정값의 정확도가 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 환경 요인 및 측정 조건들을 대상으로 보다 다양한 온도 추정 방법들에 적용하여 과거 일정기간 동안의 현장 대기온도를 추정하고, 이렇게 추정된 온도와 실제 온도와의 비교를 통하여 국내 온도 추정에 미치는 영향을 연구하고자 한다.

Flux Profile Method를 적용한 옥상녹화의 열효율 성능 평가 (Flux Profile Method for Evaluating the thermal Efficiency of Green roof)

  • 권유정;서용원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.320-320
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    • 2022
  • 기후변화와 도시화로 인한 영향으로 도시의 폭우, 폭염을 비롯한 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 시가화 지역의 높은 불투수율은 도시홍수를 야기한다. 이러한 현상을 완화하기 위해 도시지역에서는 그린인프라와 저영향개발이 도입되고 있다. 그 중 지속가능한 발전을 위한 필수요소로 자리매김한 옥상녹화는 도시에 위치한 건물의 상층부와 내부의 온도를 낮춤으로써 에너지절감효과와 강우 시 빗물을 저류함으로써 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 녹지도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 열섬현상완화와 유출 저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상요소를 Flux Profile Method를 적용하여 공간 내에 있는 열에너지의 총량인 순복사열을 구성하는 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G)을 산정하였다. 또한 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 옥상녹화의 적용성을 평가하였다. 2021년 7월 21일부터 2021년 7월 28일 까지 모니터링한 결과 옥상녹화의 열 효율은 일반 콘크리트 지붕에 비해 실내온도가 최대 6.83℃ 낮게 나타나며 이는 여름철 건물 내부의 온도조절에 필요한 에너지 저감효과를 볼 수 있다. Flux Profile Method를 적용한 결과 옥상녹화의 전체 열속 중 현열속 28.5% 잠열속 70.7%, 토양열속 0.5% 의 복사량 분포를 보였고, 일반 콘크리트 지붕은 현열속 45.3%, 잠열속 38.6%, 토양열속 16.2% 으로 나타났다. 이와 같은 방법은 옥상녹화의 정량적 평가를 가능하게 함으로서 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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농업용 저수지 소유역 순환용수 가용수량 추정 (Estimation of Available Recurrent Water in Small Watershed of Agricultural Reservoirs)

  • 방나경;남원호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.59-59
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    • 2021
  • 최근 기후변화에 따른 가뭄의 상습화와 농촌용수 수요증가에 대비할 수 있는 가뭄대책의 수립을 통한 용수부족 문제에 대한 근본적인 해소의 필요성 증가하고 있는 가운데 기존 수자원을 효율적으로 활용하기 위한 4차 산업기술을 적용한 순환형 농업용수 관리시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 2017년 가뭄이 극심하였던 충청남도 대사저수지, 풍전저수지와 경기도 마둔저수지에 대하여 기상분석, 관개분석, 수리분석 등을 수행하여 이수관리, 관개만족도, 회귀수의 재이용 등을 예측 관리할 수 있는 순환형 농업용수 관리 시스템을 개발하여 적용하고자, 선제적으로 가뭄 발생 들녘의 용수공급을 위한 농업용 저수지 소유역 순환용수 가용수량을 추정하였다. 2010년부터 2019년까지의 강우유출 모형을 적용하기 위하여 수원, 천안, 이천관측소의 강우, 최고/최저기온, 상대습도, 풍속, 일사량자료를 일자료로 활용하였고, 10년 평균 유출량을 순별로 산정하여 기본자료로 구축하여 주요 취입보 유입수량을 산정하였다. 주요 취입보 유입수량 산정과 취입보의 용적을 산출하기 위하여 시설별 높이차와 하천의 길이 및 폭을 측정하였으며 물수지는 보유용수량과 유입량의 합에서 공급수량을 제외한 값으로 정의하였고, 내용적을 초과하는 경우에는 범람되는 것으로 구현하여 마둔, 대사, 풍전저수지의 임의 지점(하천)별로 순환용수 가용을 위한 모의를 실시하였다. 공간 범위는 평야부 말단부로 선정하였고, 가상으로 약 2m 높이의 임시보를 적용하여 관개기 강우유출수 및 퇴수에 의한 가용수량을 산정하였다. 이를 위하여 하천의 폭과 표고를 이용하여 길이를 산출하여, 내용적을 산출하였다. 소유역별로 TANK 모형적용 결과를 입력자료로 활용하여 일 공급 양수량을 내용적 최대로 하였을 때 회복 기간에 대한 모의를 수행하였다. 강우유출수에 의한 소유역별 가용수량을 4월부터 모의 분석한 결과 유역별로 차이는 발생하지만 만수위에 도달하는 기간은 특이 유역을 제외하고는 약 50일 이상 걸리는 것으로 분석되었고, 관개기가 계속되면서 회복되는 기간이 짧아지는 경향을 보였다. 이를 통해 소유역별 농업용수 부족분 투입을 위한 위치선정과 용수량 판단이 가능할 것으로 예상된다.

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강원도 지역 산불발생인자의 지역별 유형화 (Regional Analysis of Forest Eire Occurrence Factors in Kangwon Province)

  • 이시영;한상열;안상현;오정수;조명희;김명수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.135-142
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    • 2001
  • 이 연구는 강원도 지역의 시계열 기상자료와 산불발생현황자료를 이용하여 시ㆍ군별 산불발생유형을 구분하고자 지역간 기상요인과 발생원인 그리고 산불발생 일을 근거로 한 지역별 유형화 구분을 목적으로 시도되었다. 기상요인에 의한 산불발생 유형화에서는 최근 6년간의 강원도 소재 기상대의 기상자료를 적용하였으며, 지역과 산불발생원인과의 관련성 규명과 산불발생일의 불일치계수를 이용한 수량화된 다차원척도법 유형화에서는 최근 10년간의 산불발생현황자료를 적용하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 강원도 동해안산불과 같은 대형산불에 관련되는 기상요인으로는 평균온도, 최저온도, 최저초상온도, 평균풍속, 최대풍속 등으로 규명되었다. 둘째, 산불발생원인과 지역간의 관계를 도식화한 대응일치분석 결과에서는 지역과 산불발생원인과의 관계에서 가장 확연히 구분되는 지역으로는 '강릉'의 경우로 '방화'와 깊은 관련이 있는 것으로 나타났으며, '삼척'은 '입산자실화'와 '철원', '화천', '양구'지역은 군사훈련과 관계하는 것으로 보여지며, '속초'와 '춘천'의 경우에는 '쓰레기 소각'과 '담뱃불'이 타지역보다 밀접한 관련성이 있는 것으로 나타났다. 마지막으로 산화발생일을 근거로 각 시ㆍ군의 산불발생 유사성 정도 및 유형화 구분을 위한 다차원척도법 적용결과에서는 강원도 18개 시ㆍ군 지역이 5개의 유형으로 분류되었는데, 유형 I로 구분된 지역으로는 삼척, 강릉, 춘천, 원주, 홍천, 횡성으로 나타났으며, 유형 Ⅱ는 동해, 태백, 양양, 평창지역, 유형 Ⅲ은 정선, 철원, 화천지역, 유형 Ⅵ는 고성, 인제, 양구지역이, 그리고 마지막으로 유형 V는 속초와 영월지역으로 구분되었다. 지금까지의 도출된 연구결과들은 산불현황자료와 기상자료를 기초로 하여 도출된 결과를 근거로 제시하였고, 지역별 산불발생 특성을 보다 체계적으로 구분하기 위하여는 이외에도 지역별 임상요인과 지형 및 사회적 요인에 대한 검토들이 병행되어야 할 것으로 판단된다.의 경쟁이 생장에 영향을 미치는 것이 사실이다. 따라서 앞으로의 연구에서는 지형, 토양, 미기후 조건, 그리고 임목 간의 경쟁관계가 종합적으로 고려된 환경요인에 의한 생장특성을 파악하는 연구가 필요하다. 아울러 본 연구에서와 같이 지형기후학적 방법에 의하여 추정된 미기후를 통하여 보다 정확한 결과를 얻기 위해서는 무인자동기상관측 망의 설치를 통하여 이를 검증하는 작업이 필요하다.deling of self-similar traffic.ti colored dan have been produced after 1960's. Around the end of 1980's, automatic shuttle change loom have been generalized and 7 color dan(칠색단), 9 color gumsadan (구색금사단) have been current in multi colored dan. In terms of materials, synthetic and chemical textiles had been used widely and alter 1980's most fabrics, of which the ground weave is not being woven with satin-weave but being woven with plain or twill-weave, are named Dan in general.Standards for Livestock Products of Korea". The measured mean concentrations of Ca, Fe, Zn were generally higher than lower limit of labeled value(above 80% of labeled value). The mean concentration of sodium was lower than upper limit of labeled value(below 120% of labeled value).

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여수해만의 어장학적 특성 - 정치망 어장을 중심으로 - (The Characteristics of a Fishing Ground at Yeosu Bay - Pound Net Fishing Ground -)

  • 김동수
    • 수산해양기술연구
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    • 제25권2호
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    • pp.44-53
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    • 1989
  • 여수해만의 어장학적 특성을 구명하기 위하여 정치망 어장에서의 해황과 어획율의 변동을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수온의 분포는 봄과 여름에 연안쪽에 높고 외해쪽이 낮았으며, 가을과 겨울에는 그 반대였다. 2. 염분의 분포는 봄과 겨울에 높고 여름과 가을에 낮았으며, 돌산연안에 저염분대가 형성되고 외해에는 고염분대가 형성되었다. 3. 돌산연안쪽 어장에서는 와류현상이 일어났고 여름철에는 수심 30~40m 사이에 수온약층 및 염분약층이 형성되었으며 가을과 겨울에는 거의 균등한 해수가 전해역에 분포하였다. 4. 정치망 어획량의 년변화는 1984년에 최대를 기록하였고 그 이후부터는 감소하였으며, 월별어획량의 변화는 6월에 최대치를 보였고 그 이후부터는 감소해가는 경향이었다. 5. 수온과 염분이 증가함에 따라 어획량은 증가하는 경향이었으며, 수온 21$^{\circ}C$~27$^{\circ}C$, 염분 32.80%~34.00%에서 가장 많이 어획되었다. 6. 어군의 전체조성비는 삼치 28.4%, 멸치 18.0%, 전갱이 19.5%, 정어리 21%, 갈치 7.2%, 고등어 1%, 방어 0.8%이고 꽁치, 게, 오징어는 0.7%이하였다. 7. 어종별 어획시기는 삼치, 갈치, 방어, 게등이 조업기간중 계속 어획되었으며 멸치와 정어리가 4~8월, 전갱이와 고등어가 5~11월, 쥐치, 꽁치, 복어는 4~10월, 오징어가 4~9월에 많이 어획되었다. 8. 어획량이 가장 많았던 6월과 8월에는 풍향이 주로 NE, SSW이고, 풍속은 2.9m/sec 미만이고, 1.008mb이하의 저기압성이었으며, 강수량이 가장 많았었다.

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산지지역 수재해 대응을 위한 레이더 기반 돌발성 호우 위험성 사전 탐지 기술 적용성 평가 (Applicability evaluation of radar-based sudden downpour risk prediction technique for flash flood disaster in a mountainous area)

  • 윤성심;손경환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권4호
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    • pp.313-322
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    • 2020
  • 국토의 70% 이상이 산지인 우리나라의 경우 산지지역의 돌발호우로 인한 수재해의 위험이 상시 존재한다. 본 연구에서는 환경부 비슬산 강우레이더 관측 영역의 산지지역에 발생한 돌발성 호우 사례를 대상으로 레이더 기반 돌발성 호우 사전 예측 방법을 적용하여, 그 활용성을 살펴보았다. 비슬산 강우레이더의 3차원 레이더 반사도, 강우강도, 도플러 풍속을 이용하여, 산지지역에서 발생한 8개의 국지적 호우 사례를 선정한 후 적란운 대류세포의 조기탐지, 탐지된 대류세포의 자동 추적, 해당 대류세포가 발달하여 돌발성 호우를 유발할 수 있는 가능성을 판단하는 위험도 정보를 산출하였다. 사례적용 결과, 대기 중에 돌발호우로 발달할 수 있는 대류세포의 최초 탐지시점 및 위치, 소용돌이도 발생여부에 따라 판정된 위험도 수준 및 발생시점, 위치를 확인할 수 있었다. 특히, 지상강우관측망으로는 좁은 영역에 국지적으로 발달하는 호우를 탐지하는데 한계가 있음을 확인하였다. 또한, 위험도 정보를 획득한 시점에서 최대 강우강도가 발생할 때까지 최소 10분에서 최대 65분 정도의 시간을 확보함으로써 레이더 기반의 돌발성 호우 사전 예측기법은 산지지역에서 호우로 인한 산지홍수, 고립사고 방지를 위한 사전정보로 활용성이 있을 것으로 판단되었다.

토마토 재배 온실의 환경조절에 따른 온습도 균일도 분석 (Analysis on the Uniformity of Temperature and Humidity According to Environment Control in Tomato Greenhouses)

  • 남상운;김영식
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.215-224
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    • 2009
  • 공기유동 제어기술의 개발을 위한 기초자료를 제공 할 목적으로 토마토 재배 온실의 냉난방과 환기 및 공기유동 관련 실태를 조사하고, 온실유형과 난방방식별 온습도 분포를 실측하여 균일도를 분석하였다. 충남 부여 세도지역의 토마토 재배 온실 136농가를 대상으로 조사한 결과 대부분을 차지하는 단동 플라스틱 온실의 천창 설치 비율이 낮고 환기팬과 유동팬 설치비율도 매우 낮을 뿐만 아니라 설치제원도 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 아치형 단동 플라스틱온실의 천창 환기 구조의 개발보급과 연동곡부의 천창도 지붕상부로 이동시킬 필요가 있으며, 개별 천창구조 및 환기팬과 유동팬에 대한 설치 가이드라인의 제정이 요구된다. 냉방설비를 설치한 농가는 하나도 없었으며 난방방식의 대부분을 차지하는 온풍난방에서 덕트의 설치제원 역시 편차가 큰 것으로 나타났고, 온풍덕트의 배기풍속 및 배기온도 또한 거리에 따른 편차가 매우 큰 것으로 관측되었다. 수출경쟁력 화보를 위한 고품질의 생산물을 연중 안정적으로 생산하기 위해서는 온실냉방기술의 보급이 절실하며 난방방식이나 덕트설치 방식의 개선이 필요한 것으로 판단된다. 온실내 온습도 분포가 균일한지 여부를 판단하는 지표로 사용되고 있는 최대 편차와 실제 균등한 정도를 나타낼 수 있는 균일도와의 관계를 분석해 본 결과 높은 상관관계를 보였으나 주간에는 직선식으로 야간에는 2차 곡선식으로 다르게 표현되었다. 온습도 분포의 균일한 정도를 판정할 수 있는 객관적인 기준이 마련된다면 최대편차 대신 균일도를 지표로 사용하는 것이 더 합리적일 것으로 판단된다. 온실유형과 난방방식에 따라 온 습도분포의 균일도가 상당히 다른 것을 확인할 수 있었으며 야간에는 온수난방의 경우 이랑배관으로, 온풍난방의 경우 온풍덕트의 적절한 배치를 통하여, 주간에는 환기와 공기유동을 통하여 균일도를 개선할 수 있을 것으로 판단되었다.

해상 풍력발전체에 작용하는 풍하중과 파랑하중간의 비선형 상쇄간섭 해석 -수리모형실험을 중심으로 (Analysis of Nonlinear Destructive Interaction between Wind and Wave Loads Acting on the Offshore Wind Energy Converter based on the Hydraulic Model Test)

  • 조용준;양기석
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.281-294
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    • 2015
  • 해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

태풍에 의한 경사식 방파제의 피복재 침식 피해 산정 (Estimation of Erosion Damage of Armor Units of Rubble Mound Breakwaters Attacked by Typhoons)

  • 김승우;서경덕
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.295-305
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    • 2010
  • 국내 경사식 방파제는 거의 매년 태풍 피해를 지속적으로 입고 있지만 피복블록의 침식피해를 정량적으로 분석한 사례가 드물다. 본 논문에서는 피복블록의 침식을 상대피해로 표준화하여 나타내었다. 블록의 이탈 개수가 조사된 경우에는 이를 블록의 전체 개수로 나누어 상대피해를 계산하였으며, 피해 복구 비용이 조사된 경우에는 현재 가치로 환산한 복구 비용과 상대피해의 관계를 이용하여 상대피해를 산정하였다. 상대 피해는 태풍 매개변수인 중심기압 및 최대풍속과 지역별로 뚜렷한 상관관계를 보였다. 또한 기존 누적 피해 계산 방법 중에서 합리적 방법을 선정하기 위해 수리모형 실험결과와 두 가지 수치 모의 방법을 비교하였다. 본 연구에서 Melby and Kobayashi (1998) 방법이 합리적임을 증명하였고 이 방법으로 계산된 상대피해를 관측된 상대피해와 비교하였다. 여수항 동방파제에서 관측된 상대피해와 수치 모의 결과는 잘 일치하지만 나머지 방파제에서는 상당한 차이를 보였다. 이는 기후변화에 따른 태풍 강도의 증가로 방파제의 설계파고보다 큰 파고가 사용년수 동안에 발생하여 실제 상대피해가 증가된 것으로 추정된다.