• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.329-329
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• 2021

우리나라의 농촌유역은 일반적으로 상류의 농업용저수지와 하류의 배수장을 통해 홍수조절이 이루어지며, 각 농업수리구조물의 운영이 유역의 홍수 및 침수 발생에 큰 영향을 끼친다. 농촌유역의 홍수 대응 능력을 향상시키기 위해서는 농업수리구조물의 통합적 운영이 필요하나 현실에서 이를 시험 운영하기 위해서는 시간적·경제적으로 한계가 있다. 따라서 농촌유역 내 농업수리구조물을 연계한 통합 해석 시스템을 활용하여 다양한 구조물 운영 시나리오에 따른 홍수 위험을 예측하고 효율적인 대응 방안을 마련할 필요가 있다. 본 연구에서는 농업수리구조물을 연계한 홍수·침수 모의 시스템을 구축하기 위하여, 농촌유역에서 홍수·침수 모의를 위한 요소별 모듈을 구성하고, 각 모듈의 연계 기술을 개발하였다. 홍수·침수 해석 모듈은 농업용저수지 상류 유역에서부터 하류 하천 및 농경지까지 통합적으로 분석할 수 있도록 강우 분석 모듈, 강우-유출 모듈, 저수지 운영 모듈, 하천 수위 모듈, 농경지 배수 모듈의 5가지로 구성하였으며, 데이터베이스 모듈을 통해 기초자료를 저장하고 모듈 간의 입출력 과정을 처리하였다. 강우 분석, 강우-유출, 농경지 배수 모듈은 python 코드를 기반으로 자체적으로 구축하였으며, 기존의 모형 (FARD, HEC-HMS, GATE2018)들과 비교한 결과 거의 동일한 모의 결과를 나타냈다. 저수지 운영 모듈과 하천 수위 모듈은 각각 미 공병단의 HEC-5, HEC-RAS 모형을 CLI (Command Line Interface) 방식으로 외부 구동하도록 구성하였다. 전체 모듈 간의 연계에는 python 라이브러리인 Dask를 적용하여 대량의 데이터에 대한 병렬 처리 구조를 갖춤으로써 다양한 기상자료와 운영 시나리오에 따른 반복 작업을 효율적으로 수행하도록 구성하였다. 본 연구에서 개발한 홍수·침수 모의 요소별 모듈과 연계 기술을 기반으로, 농업수리구조물의 연계 운영을 통합적으로 모의함으로써 홍수 대비를 위한 효율적인 구조물 운영안을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권7호
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• pp.52-60
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• 2022

지구 온난화와 자연환경의 변화로 인하여 풍수해로 인한 농경지 침수피해가 지속되고 있다. 건국 이래 지속적인 방재사업을 펼치고 있으나, 지속된 기간에 비해 진척은 미흡하고, 여전히 막대한 비용이 소비되고 있다. 따라서 농경지 침수에 선제적 대응을 위한 예측 시뮬레이션 등의 개발과 활용이 필요하다. 본 논문에서는 GIS(공간정보)기반 SWMM 모델을 활용한 침수분석 시뮬레이션 사례를 소개하고, 해당 시뮬레이션 결과와 미국과 국내의 타 모델의 결과 간의 오차율을 통해 타당성을 확인했다. 또한 해당 시뮬레이션을 농경지 침수에 활용하기 위한 방향으로 침수흔적도 작성 등 현행 농경지 침수 대비 기반 정보 정책을 보완할 다양한 활용 방안을 제시하였다. 향후 보다 많은 지역의 시뮬레이션 결과가 침수분석도 형태로 축적되면 범국가 차원의 수재해에 대한 선제적 대응, 나아가서는 예방을 위한 각종 응용에 활용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.378-381
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• 2007

지상의 침수와 지하공간의 침수는 많은 부분에서 발생 및 진행 메커니즘이 다르므로, 침수시 요구되는 대응방안 또한 많은 차이를 나타내고 있다. 일반적으로 지하구내의 침수 피해는 지상에 비해 피해 규모가 막대할 뿐만 아니라 복구에도 많은 어려움이 있다. 생명과 재산의 피해를 최소화할 수 있는 적절한 대책이 필요하다. 본 논문에서는 영상처리와 퍼지 제어를 적용해서 지하구내 침수 상황을 감시 ${\cdot}$ 통제하고 안전성을 평가하는 알고리즘과 시스템을 제안한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.373-373
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• 2019

도시화로 인해 인구가 도시로 집중되고, 불투수층이 증가되어 유출율이 지속적으로 커지고 있다. 또한 최근의 기후변화에 의하여 홍수 및 침수가 빈번해짐에 따라, 도시에서 내수침수를 방지하기 위한 새로운 패러다임이 필요한 실정이다. 기존 내수침수 해결방안은 배수능력을 증가시키기 위해 하수관거 용량을 키우고, 펌프장을 증설하였으나, 국지적이고 기습적인 집중호우가 내리는 경우에는 국민의 생명과 재산을 보호하기 어려운 부분이 있다. 이에 따라 지하방수로와 도시물순환 등 중장기계획이 수립되고 있으나, 지하철 출입구, 지하 주차장 출입구, 건물 외부 출입구 등 평상시에는 출입구로 사용하다가 홍수시에 내수침수를 방지하기 위한 차수벽에 대한 다양한 연구는 미흡한 실정이다. 국내 외 차수벽에 대한 조사 및 분석결과 국외의 경우 자동 수동 반자동의 다양한 차수벽이 제시되어 있으나, 국내의 경우에는 이제야 제품개발이 시작되고 있는 것으로 나타났다. 특히, 내수침수 피해가 큰 영국이나 미국의 뉴욕시의 경우 건축법에 의해 내수침수피해를 막을 수 있는 가이드라인이 제시되어 있으며, 실증실험도 진행되고 있으나 국내의 경우에는 미비한 실정이다. 본 연구는 국내 외 차수벽에 대한 조사 및 분석을 수행하고, 자동차수벽을 위한 가이드라인을 제시하며, 수치모의와 수리모형실험을 통해 국내에서 사용가능한 적정 자동차수벽을 제시하고자 한다. 특히, ICT와 연계를 통해 원격제어 및 관리가 되도록 시스템을 구성하도록 한다. 이에 따라 본 연구를 통해 국내에서 사용가능한 내수침수방지가 가능한 자동차수벽이 제시된다면, 기후변화와 도시화에 대응하는 재난대응기술이 되어 내수침수가 빈번한 도시의 홍수복원력을 확보하고 국민의 생명과 안전을 확보할 수 있으리라 판단된다. 또한 기술연구를 통해 상용화된다면 국내 및 국외시장에 진출이 가능하리라 본다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.377-377
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• 2020

이상기후변화에 따른 홍수피해는 매년 빈번히 발생하고 있고, 이러한 피해에 대비하여 예측 및 대응방안을 신속히 확보할 수 있는 재난예측 및 대응시스템은 필수로 요구되는 실정이다. 강우의 의한 홍수발생과 하천수위 급상승에 의한 제방의 월류 및 파제 메커니즘은 상당히 복잡하고 유동적이며 다양한 불확실성을 포함한다. 본 연구에서는 극치 강수량의 매개변수들의 불확실성을 고려하기 위해 수행된 비정상성 빈도해석 기반의 수문시나리오를 바탕으로 산정된 MCS(Monte Carlo Simulation)기반 확률홍수위를 산정하였고, 이를 활용하여 2차원 제내지 침수해석의 경계조건으로 활용하여 홍수위 변동에 의한 하천 제방 붕괴 변동폭의 범위를 설정하고, 그에 따른 제방붕괴 유출량의 변동 범위를 산정하였다. 또한 확률론적 파제 유입량에 의한 제내지의 침수심과 침수범위를 MCS기반의 2차원 제내지 침수해석을 통해 정량화하여 확률침수심도를 작성하였다. 이러한 홍수발생의 전반적인 메커니즘을 고려하여 매개변수들의 불확실도를 정량적으로 평가함으로써 기존의 결정론적 해석기법보다 신뢰성 있는 침수심 예측결과를 확보하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.263-267
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• 2010

최근 지구온난화, 엘니뇨 및 라니냐 등 지구환경 변화에 따른 기후변화의 영향으로 지구상의 많은 지역에서 집중호우가 발생하고 있으며 우리나라도 예외 없이 매년 되풀이되고 있다. 이로 인해 발생하는 홍수피해를 경감하기 위해서 홍수조절용 다목적 댐 건설과 같은 구조적 대책과 홍수를 사전에 예측할 수 있는 홍수예경보 시스템 구축과 같은 비구조적 대책의 마련이 필요하다. 일반적인 홍수예경보 시스템은 강우 관측치를 강우-유출 모형 및 수리해석 모형의 입력 자료로 하여 홍수량 및 홍수위를 계산하고 그 결과를 이용하여 운영된다. 그러나 집중호우와 같은 악기상 조건에서는 관측강우자료를 이용한 유출해석 결과로 홍수예경보 시스템을 운영 할 경우 예방 대응시간의 부족으로 인해 방재 효율성이 떨어지게 된다. 따라서 미래에 발생할 강우를 사전에 예측하고, 이를 효율적으로 유출 모형과 연계하여 홍수발생 이전에 홍수발생 가능성을 예측할 수 있는 홍수 모의시스템을 구축하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 중규모 수치예보모형인 WRF 모형(Weather Research and Forecasting model)으로 모의된 2007년 태풍 '나리' 사상의 예측강우를 이용하여 유역평균강우를 산정하였으며, 산정된 예측강우를 도시유역유출모형인 SWMM과 2차원 침수모의가 가능하도록 개선한 CASC2D 모형에 활용하여 침수현상을 모의하였다. 실제 침수흔적과 모의된 결과의 비교를 통해 예측강우를 이용한 침수예측 및 홍수예보의 가능성을 평가한 결과, 과소추정된 예측강우의 영향으로 인해 모의된 침수심이 실제보다 작게 발생하였으나 침수발생 위치는 대체적으로 정확하게 모의하는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.339-342
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• 2008

최근 이상기후 등의 영향으로 도시침수로 인한 인적 물적 피해가 증가하고 있다. 침수위험지역 관리를 위해 SWMM 등의 유출모형과 GIS (Geographic Information System) 기술을 결합하여 위험지역의 정보를 사전에 제공하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 대부분의 침수위험지역 관리 시스템의 GIS는 유출모형 등을 통한 수문분석결과를 가시화하는 정도로 활용되고 있으며, 침수관리 시스템을 통한 침수위험지역의 예방/대응 등의 통합된 방재정보를 제공하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 도시침수 통합관리 시스템 구축을 위한 모듈로 공간DB기반의 Map Viewer 시스템의 프로토타입을 설계하고, Shape File 포맷의 지도정보를 공간DB로 변환하는 모듈을 구현하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.31-31
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• 2018

본 연구는 내수침수에 의한 침수면적 예측을 위하여 1차원 유출모형의 유출특성을 이용하여 침수면적 예측방법의 최적화이다. 2017년 강우의 초기강우와 첨두강우 특성을 적용한 경우에 정확한 침수면적 추정이 가능한 것을 확인한 바가 있다. 이러한, 결과에 추가적으로 SWMM 모형의 유출결과 자료의 특성인자를 이용하여 침수DB를 선택한 경우에 침수면적 예측 정확도를 분석하였다. 강우지속시간 및 강우량의 변화에 따른 유출결과의 변화를 분석하여 강우특성에 따른 SWMM 모형의 노드별 유출결과의 특성인자 변화를 분석하여 침수DB에서 실제 침수면적 선정방법을 정리하였다. 정리된 방법을 이용하여 유출결과 자료 특성인자를 이용한 최적의 침수DB 선정방법을 돌출하였다. 강우 특성 인자에서 침수DB를 선정하는 방법과 비교하여 강우유출모형의 모의결과를 이용한 경우에 약 6,000여개 노드를 기준으로 5~10분의 모의시간이 추가적으로 소요되어 실시간 침수 DB 선정에는 어렵지만, 준실시간 실제 유출량을 고려한 침수DB 선정이 가능할 것이다. 따라서, 강우특성 도출에 따라 1차적으로 침수DB를 선정하고, 강우유출모형의 유출 특성에 따라서 2차적으로 침수DB를 선정한다면, 예경보 시스템에서 대응시간 확보와 예측 정확도 유지에 긍정적인 방안으로 도입될 수 있을 것이다. 침수DB 구축은 많은 침수면적 산정연구에 이용하였던 TUFLOW 모형을 이용하여 침수DB를 구축하였다. SWMM 모형을 이용하여 강우유출을 모의하고, 침수면적을 TUFLOW를 이용하여 구축한 다양한 호우사상에 대한 침수DB를 이용하여 준실시간 침수면적 예측하는 방법은 향후, 예경보 시스템 구축에 이바지 할 수 있을 것입니다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권10호
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• pp.865-870
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• 2005

선박 침수 사고의 경우, 선박의 운용 책임자가 취할 수 있는 대응방안이 한정되어 있어 정확한고 신속한 의사결정을 위해서는 기존의 안전관련 시스템을 활용한 효율적인 의사결정 지원 시스템이 필요하다. 수밀 및 준수밀 문, 격벽 밸브, 배수 펌프 등과 같이 침수 사고 시작동하는 대부분의 시스템들은 침수가 선박 전체로 전파되는 것을 막도록 충분한 구획분할 정도를 확보하는데 목적이 있다. 침수 시나리오가 파국적이지 않다고 가정하더라도 발라스트 탱크의 사용은 침수 전파 방지와 선박 안정성을 향상하기 위한 매우 효과적인 방안이 될 수 있다. 본 논문에서는 침수 손상 시 최적의 대응방안을 위해 채워져야 하는 발라스트 탱크들을 선정하고, 각 발라스트 탱크의 수위를 결정하는 최적화 알고리즘을 기술한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.75-80
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• 2005

선박 침수 사고의 경우, 선박의 운용 책임자가 취할 수 있는 대응방안이 한정되어 있어 정확한고 신속한 의사결정을 위해서는 기존의 안전관련 시스템을 활용한 효율적인 의사결정 지원 시스템이 필요하다. 수밀 및 준수밀 문, 격벽 밸브, 배수 펌프 둥과 같이 침수 사고 시 작동하는 대부분의 시스템들은 침수가 선박 전체로 전파되는 것을 막도록 충분한 구획분할 정도를 확보하는데 목적이 있다. 침수 시나리오가 파국적이지 않다고 가정하더라도 발라스트 탱크의 사용은 침수 전파 방지와 선박 안정성을 향상하기 위한 매우 효과적인 방안이 될 수 있다. 본 논문에서는 침수 손상 시 최적의 대응방안을 위해 채워져야 하는 발라스트 탱크들을 선정하고, 각 발라스트 탱크의 수위를 결정하는 최적화 알고리즘을 기술한다.