• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.965-969
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• 2012

도시의 개발을 통한 발전방향은 지역별 기술력을 바탕으로 시대의 흐름과 문화, 경제, 도시정책 등에 따라 다양하다. 특히, 워터프론트는 도시와 가장 근접한 친수공간으로 단어자체에 도시'라는 개념이 포함되어 있다. 즉 도시가 큰 강이나 바다, 호수 등과 접하고 있는 공간을 말한다. 우리나라는 도시계획차원에서 도시 수변공간(urban waterfront)으로 설정하고, 레크레이션, 공원, 경관형성, 환경오염 저감, 정서함양, 생산 등의 다양한 기능을 갖고 있는 매우 공공성이 높은 도시지역의 주요 공간지역으로 의미를 부여하고 있다. 그러나 워터프론트를 개발계획을 수립하는 과정에서 교통계획, 홍수 등의 재해시설, 환경 등에 대한 평가가 제대로 이루어지지 않고 있으며(한국일보, 2011), 개발 계획 추진은 주민 공감대 형성, 사업타당성 검토 없는 '밀어부치기식' 개발 지상주의로 전락하고 있다. 따라서 본 연구는 국내 워터프론트 개발사업 계획을 추진하고 있는 지역으로 인천 송도지역과 부산의 수산시장으로 유명한 자갈치시장 일대의 개발계획, 마산 도시재생지구의 항만 재개발계획 사례를 분석하여 개발계획의 문제점과 언론상에 비춰지는 개발의 현 실태, 지역개발의 효과 등에 대한 시사점을 도출하였다. 사례지역을 비롯한 대부분의 기존 워터프론트 개발은 경제성을 위해 규모가 큰 상업시설 위주로 개발이 이루어지고 있으며, 주거시설이나 문화시설을 비롯한 다양한 시설의 구성이 부족한 특수성을 갖추어 가고 있다. 또한, 기존의 유휴공간을 재개발하면서 도시와의 관계를 제대로 설정하지 못하여 도시와 분리된 폐쇄공간으로 개발이 이루어지고 있으며, 도시구조에 통합되지 못하고 있는 실정이다. 무엇보다 워터프론트 개발사업에 관계된 여러 집단들, 즉 중앙정부, 지방자치단체, 개발주체, 시민 등 이들 사이에 합의 도출의 어려움이 많아 좋은 계획안이 무산되거나 사업이 지체 혹은 중단되는 사례가 많았다. 워터프론트 개발에 대한 지역민사회의 충분한 공감대가 결코 형성되지 않았음에도 오히려 요식적 여론수렴 절차를 강조하고 있으며, 친환경적 도시개발이라는 사업의 목적과 맞지 않는 계획이 많았다. 특히, 관련 사업 중 항만재개발사업에는 막대한 초기 투자비가 소요되어 재개발사업을 위한 자금의 확보가 어려운 경우가 많이 있었으며, 도시의 장기발전계획과 통합된 장기적인 개발전략이 필요한데 이를 소홀히 하는 경우가 있었다. 본 연구를 통해 기존 워터프론트 개발계획의 문제점과 향후 정비계획이 추구해야 하는 친수구역의 관리방법, 주민참여 방안의 대안제시가 이루어 질 수 있었으며, 이를 바탕으로 국내 친수공간 정비계획을 재 고찰 할 수 있는 기회가 되었으면 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1329-1333
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• 2008

최근 환경에 대한 국민의 인식이 변화됨에 따라 기존 수리시설물에서의 환경친화적인 도시 공간 마련 또는 생태공원 및 친수환경 조성에 대한 용수확보의 필요성이 제기되고 있으며, 이러한 자연환경 및 생활환경개선을 위한 용수를 '환경용수' 라 한다. 또한 물이 부족한 우리나라에서 있어 기존 수리시설물에 저장된 용수를 최대한 활용하여 환경용수로 이용하는 것은 부족한 수자원의 효율적인 사용으로 매우 중요한 사항이다. 여기서 우리나라에서의 환경용수에 대한 개념은 하천유지유량의 시대적인 기능변천과 함께 발전되어 왔고 물과 관련된 각 기관에서 사용하고 있으나, 아직까지 용어에 대한 정의는 학문적 제도적으로 통일되어 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 환경용수량을 산정하기 위하여 우선 환경용수의 개념을 정립하고, 비교적 수량이 풍부한 동화댐을 대상으로 하여 물수지 분석을 하였다. 댐의 계획공급량 이외의 추가공급 가능량을 환경용수로 판단하였으며, 이를 대상지구에 활용하고 가치를 판단하는 등 용수이용률 제고에 관하여 연구하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.206-208
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• 2011

플로팅건축물은 최근 지구온난화에 따른 해수면의 상승, 소득 증대 및 관광행태 변화에 따라 급증한 해양 레포츠 수요에 대응하는 효과적인 건축물이다. 플로팅건축은 프로그램, 형태, 건축규모, 층수, 위치, 접근방법, 이동성, 에너지 자립도 등 8가지 기준에 따라 유형 구분이 가능하다. 또한 시공된 주거시설을 대상으로 분석한 결과 플로팅건축의 디자인 특성은 (1) 2층 규모, (2) 면적 비율이 높은 데크, (3) 장방형의 균형감 있는 매스, (4) 조망 극대화, (5) 친수공간 확보, (6) 공간의 통합적 사용 및 합리적 면적 배분의 평면계획, (7) 수면 반사를 고려한 단면계획, (8) 모듈화 및 유닛화 등으로 정리할 수 있다.

• 한국항만경제학회지
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• 제23권4호
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• pp.244-265
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• 2007

최근 외국항만들은 그 특성에 따라 다양한 유형의 워터프론트를 조성하여 도시민의 생활향상과 항만배후단지의 또 다른 부가가치를 창출하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 높은 무역의존도에 따라 항만은 단순한 화물처리공간으로써 기능에 중점을 두어 개발되었으며 현재 개발중인 신항의 경우도 외국항만들이 다양한 유형의 워터프론트를 조성하고 있는데도 불구하고 단순 공원조성외 에는 별다른 워터프론트에 대한 계획이 없다. 따라서 본 논문은 신항을 물류기능과 시민들의 휴식하고 즐길 수 있는 친수공간(water front) 그리고 동시에 제반업무를 수행할 수 있는 생활공간이 함께 갖추어진 종합적인 항만공간으로 개발하기 위한 외국항만사례를 중심으로 몇 가지 워터프론트 방안을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 물류 주거단지의 인접지역에 광장 조경시설 등 어항의 환경정화를 위한 시설설치 둘째, 이용자의 편익향상을 위한 워터프론트 개발 셋째, 외국 관광객을 위한 위락시설내 워터랜드 건설 넷째, 항만배후단지내 상징물 건설 다섯째, 항만배후물류단지의 미관지구지정 등을 들 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.397-397
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• 2018

기후변화는 기상학적으로 강우량의 변동성을 증가시키는 특징이 있다. 이로 인해 2000년대 이후 전 세계적으로 집중호우와 가뭄의 발생횟수 및 피해규모가 크게 증가하고 있다. 2017년 우리나라에서는 인천광역시, 청주시, 부산광역시 등 도시지역에서 집중호우에 의한 피해가 매우 크게 발생하였다. 도시지역은 지역 내 불투수면적이 높아 호우 발생 시 농촌지역, 산림지역에 비하여 유출이 매우 크게 나타나는 특징이 있으며 인구와 자산, 산업체의 밀도가 높아 같은 크기의 호우에 대하여 타 지역에 비해 매우 큰 피해가 발생한다. 이러한 호우피해 저감을 위한 방안으로는 각 지역특성에 맞는 홍수예보방안이 필요하다. 하지만 국내의 홍수예보는 국가하천을 중심으로 하여 전국 53개 주요지점에서 수위를 예보하는 방식으로 시행되고 있어 홍수범람 피해가 빈번한 도심지와 시민들의 이용도가 높은 친수지구에 대한 홍수예보는 미흡한 실정이다. 국외의 경우에는 도시홍수 피해를 저감시키기 위하여 강우량과 강우량 별 발생확률, 예측 피해 규모, 피해 현상 등을 활용한 영향예보 방안을 수립하기 위한 다수의 연구가 진행되고 있으며 영국의 경우 영향예보를 활용하여 홍수예보를 시행 중에 있다. 본 연구에서는 호우에 의한 도시지역의 피해를 저감시키기 위하여 과거의 홍수 피해사례를 기반으로 피해 당시의 강우량, 피해액의 상관성을 바탕으로 강우량에 따른 피해 규모의 예보방안을 모색하고자하였다. 이를 위해 재해연보를 기준으로 피해 발생일자, 피해액 등 피해 관련 자료와 피해 발생 당시의 강우자료를 수집하였으며 수집한 자료를 바탕으로 강우량에 따른 피해규모를 선정하여 홍수예보 단계를 4단계로 구분한 홍수위험 판단기준을 작성하였다. 향후 본 연구의 홍수위험 판단기준 수립 방안에 피해 발생 당시의 현상자료 및 정확도 높은 강우 예측 자료를 결합한다면 효율적인 호우피해 저감을 위한 홍수예보 방안을 마련할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.198-198
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• 2021

최근 자연적, 사회적, 정책적 관점에서 하천관리의 중요성이 증대되면서 국가하천 정비를 통한 하천시설 관리의 책임이 증대되고 있다. 국가하천 5대강 본류의 친수지구 이용도 변화를 살펴보면 2015년에 비해 2019년에 면적당 이용객 수가 630,813(명/km²)이 증가하였음을 알 수 있었고(국토교통부, 2020) 본 연구에서는 이용자 수 증가율이 높은 편인 한강 내 하천이용시설을 대상으로 선정하여 해당 지역을 기계학습 기반의 수위예측 알고리즘에 적용하였다. 하천이용시설은 하천이용자가 편리하게 하천을 이용하기 위하여 설치한 시설로 공원시설(강서, 난지, 양화, 망원, 여의도, 이촌, 반포, 잠원, 뚝섬, 잠실, 광나루, 구리)을 위주로 분석하였다. 해당 시설의 침수피해를 고려하기 위해 시계열 자료에 특화된 LSTM(Long Short-term Memory)기법을 활용하여 수위예측 알고리즘을 개발하였고 이를 통해 도출된 홍수 예보로 재난을 대비하고 시설물을 체계적으로 관리하는 유지관리의 효과를 분석하고자 하였다. 입력 자료(input data)는 수위 (EL.m), 팔당댐 방류량 (m³/s), 강화대교의 조위(EL.m)를 사용하였으며 수위예측 알고리즘을 통해 6시간 후 예측 수위값을 도출하여 기존 2단계(주의보, 경보)였던 홍수 예보 단계에서 4단계(관심, 보행자통제, 차량통제, 경계)로 구축하였다. 기존과 세분화된 홍수예보를 적용했을 경우의 유지관리 비용과 편익을 산정하여 하천이용시설의 경제성을 비교·분석한 결과, 유지관리 비용이 기존 대비 약 5% 이상 절감되었고 편익은 약 1.5배 이상 증가하였으며 관리등급은 평균 C등급(보통) 이상 달성하였다. 이는 수위예측 알고리즘의 적용으로 하천이용 활성화 및 투자의 효율성에 목적을 두었으며 향후 분석결과를 토대로 경제성모델을 개발하여 국가하천 내 관리그룹에 적용하면 효율적인 유지관리체계를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.356-356
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• 2021

기존의 태화강 유역 홍수예보는 수문학적 홍수예측모형을 이용하여 수행되어왔다. 본 연구에서는 보와 같은 하천 횡단구조물과 지류 및 하류단 조위의 배수영향을 고려하지 못하는 등 기존 수문모형의 단점을 보완하고자 태화강 유역에 대한 1차원 수리학적 홍수예측모형을 신규 구축하였다. 대상 지역인 태화강 유역은 울산광역시 울주군 언양읍 언양천 합류지점부터 울산광역시 삼호교까지의 지방하천 구간과 삼호교부터 태화강 하구까지의 국가하천 구간으로 구분하여 관리되다가, 최근 지방하천의 정비가 미흡하고 기후변화에 따른 침수피해가 증가되어 국가재정 투자로 정비를 시행하고자 2020년부터 전구간이 국가하천으로 승격되었다. 수리학적 홍수예측모형 구축 대상구간은 울산시(사연교) 수위관측소부터 태화강 하구까지 20.913km 구간에 105개 단면으로 구성하였다. 그리고 구축된 모형을 2012년 태풍 산바, 2019년 태풍 미탁 사상으로 보정 후 2020년 장마 사상으로 검증을 실시하였다. 신규 구축한 태화강 수리학적 홍수예측모형을 통해 모의한 결과 2009년 지방하천 구간, 2013년 국가하천 구간의 하천기본계획 횡단면 자료를 이용함으로써 2012년 사상은 실제 수위를 정확히 모의했지만, 최근 사상은 정확도가 저하되는 것으로 나타났다. 정확도 저하의 원인을 파악하기 위해 하천기본계획, 수문조사 연보 등을 통해 관측소의 이설 및 수위-유량관계곡선의 변동사항 등을 조사하였고, 하상퇴적으로 인한 지형변화가 발생한 것으로 추측하였다. 본 연구에서는 현재 재수립중인 하천기본계획의 측량자료가 생산되기 전에 기수립된 계획의 단면 자료를 이용하여 홍수예보 업무가 가능하도록 하고자 지형변화를 조도계수를 통해 간접적으로 반영하였다. 본 연구의 성과를 이용하여 태화강 유역의 홍수예보 정확도 향상과 태화강 국가정원과 같은 이용객이 많은 친수지구에 대한 홍수정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권10호
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• pp.983-993
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• 2008

근래에 이상기상과 지구 온난화로 인한 해수면 상승과 해사채취, 난개발에 의해 국내외 연안역에 여러 형태의 침식피해가 발생되고 있다. 이에 대한 침식방지 및 보호대책 공법이 적용되고 있으나 큰 실효를 거두지 못하고 있다. 연안보호 구조물로 PC 콘크리트 호안블럭이 국내외 연안에 시공되고 있으나 대부분의 기존 구조물들은 사람의 접근성이 어려운 구조물로 시공되어 있어 친수성이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이런 점들을 보완하여 사람들의 접근성이 좋으면서 연안침식 방지 보호 능력이 우수한 친수성 호안공을 개발하고자 한다. 개발한 호안공의 성능과 기능의 확보를 위해 모형실험이 반사율, 파량, 월파고에 대해 수행되었다. 그 결과는 일반 계단형 보다 훨씬 좋은 결과를 나타냈다. 또한 호안공의 실용화를 위해 현장실험은 노출부 일단면의 식생실험과 해안역의 침식구간에 시공실험을 실시하였다. 후자의 경우는 실험구간에서 많은 양의 모래가 짧은 시간에 퇴적되어 연안침식 방지 및 보호용 친수 호안공으로서의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.29-38
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• 2021

하천이용시설은 시민들이 휴식과 편의를 위해 이용하는 하천시설로 그 종류에는 친수지구, 자전거도로, 휴게시설, 공원시설 등이 있다. 최근 시민들의 친수시설의 이용도는 증가하고 있지만 빈번한 홍수발생으로 시설물 피해가 증가하고 있어 하천이용시설의 효율적인 유지관리의 중요성이 증가하고 있다. 현재 하천시설은 중점치수시설에 한정되어 점검 및 진단이 이루어지고 있으며, 하천 이용시설의 유지관리에 대한 기준은 미비한 수준이다. 하천이용시설의 관리의 기준이 되는 이용도 조사 역시 직접조사는 인력소모와 경제성 측면에서 비효율적이다. 본 연구는 통신빅데이터를 사용하여 하천 이용도에 대한 등급을 나누고, 수도권 거주자를 대상으로 하천 이용시설의 사용성에 대한 설문조사를 진행하여 사용성능에 대한 경제성 평가식을 도출하였다. 향후 성능평가에 안전성, 사용성, 내구성을 모두 고려한 경제성 기법 체계 구축과 편의시설별 수요분석을 평가한다면, 효율적인 하천이용시설물 유지관리와 하천에 대한 시민들의 이용도가 더욱 증가할 것으로 기대한다.