• 한국수자원학회논문집
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• 제52권3호
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• pp.227-234
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• 2019

급격한 도시화와 산업화로 도심 재난 취약성이 증가하고, 전 세계적인 기후변화로 인한 극한 강우사상의 발생빈도가 증가하고 있다. 기존 방재시설의 용량한계를 넘어선 극한 강우사상의 발생으로 도심 지역의 침수피해 또한 증가하고 있다. 도심 침수피해를 예방하기 위해 지하공간을 활용한 지하저류 시설과 지하배수터널 활용이 급부상하고 있으며, 강우가 유입되는 지하유입구에 대한 수리학적 검토를 통한 성능 분석이 중요하다. 본 연구에서는 지하 유입구로 활용되고 있는 접선식(tangential) 유입구와 나선식(spiral) 유입구에 대해 유입유량 변화에 따른 유입부 수위를 계측하고 흐름 특성 변화를 분석했다. 나선식 유입구의 경우, 저유량 조건에서의 와류 유도 효과를 개선하기 위해 유입부 바닥면에 계단형 다단식 구조를 도입했다. 접선식 유입구에서는 고유량 유입조건 아래 도수(hydraulic jump)가 발생하며 유량 배제 효과가 급격하게 감소했다. 다단식 나선(multi-stage) 유입구의 경우, 접선식 유입구보다 유입유량 증가에 따른 수위 상승률은 높지만 저유량 및 고유량 유입조건에 대해 안정적인 유량 배제 효과를 유지했다. 또한, 실험에서 사용된 유입구 모형이 활용될 수 있도록 접선식 유입구와 다단식 나선 유입구 모형에 대한 수위-유량 관계 실험식(empirical formula)을 제시했다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.37-43
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• 2018

태풍에 의해 발생하는 폭풍해일은 태풍의 경로, 강도, 발생위치 등을 예측하기가 어려운 실정이기 때문에 발생 시나리오를 기반으로 연구가 수행되어왔다. 국내는 다양한 시나리오에 대해 수치모의를 수행하였고 그 결과를 침수 예측지도로 제작하였다. 하지만, 이 같은 방법은 수행한 시나리오 외에 발생가능한 모든 경우에 대해 예측하기 어렵고, 실제로 수치모의 수행시간이 길기 때문에 실시간으로 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 데이터베이스를 활용하여 폭풍해일의 위험도를 예측하는 방법을 개발하였다. 동해안 지역을 대상으로 폭풍해일에 의한 위험도 예측을 수행하였고 예측을 위한 방정식을 산정하기 위해 COMSOL AB사에서 개발한 COMSOL을 이용하였다. 몇 가지 가정사항과 제한조건으로 기본방정식을 유도하였으며 방정식의 계수와 상수는 시행착오법으로 도출하였다. 그 결과, 해일에 의한 침수 예측지도와 공간적 분포는 지도의 상부를 제외하면 매우 유사하게 나타났다. 오차가 큰 지도 상부의 경우 기초 데이터로 사용한 지도의 해상도로 인해 저항상수 k의 값이 제대로 반영되지 못한 것으로 판단된다. SIND 모형은 실시간 예측이 가능한 모형으로 향후 모형의 정확성을 향상시킨다면 이상기후로 인해 재난이 발생하였을 경우 빠르게 대처가 가능할 것으로 기대된다.

• 대한지리학회지
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• 제49권5호
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• pp.639-655
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• 2014

우발라는 규모, 형성원인, 발달과정, 기하학적 구조, 수문학적 특징, 돌리네와의 관계에서 다른 카르스트 와지와 구분되는 특징을 갖는다. 광덕리 카르스트 와지의 지질, 고도, 곡중분수계, 하천쟁탈의 증거를 분석한 결과는 우발라의 성인적, 과정적, 구조적, 수문학적 특성에 잘 부합한다. 우발라의 지형, 수문적 특성은 와지내부의 가뭄이나 용수부족 문제를 일으키는데, 우발라 내부의 주민들은 지형적 환경적 제약을 극복하기 위한 적극적 대응방식을 보였다. 집중호우에 따른 침수와 산사태를 예방하기 위해 지형을 이용한 배수시설을 설치하고, 우발라 내 외곽에 존재하는 지하수와 용천수에는 우물, 펌프, 관정, 간이상수도와 같은 시설을 설치하여 용수를 취득함으로써 경관을 변화시켰다. 우발라와 같은 카르스트 와지에서의 입지와 토지이용은 지형과 수문특성이라는 환경적 조건과 관련된 것으로 단순히 공간적 규모에 의해 입지가 결정된다는 기존의 관점에 수정이 요구된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.43-60
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• 2016

연안도시는 태풍에 의해서 해상에서 발생하는 조석이나 해일뿐만 아니라 호우로 인한 하천범람이나 저지대 침수 등의 복합원인을 고려한 대응방안이 반드시 필요하다. 이에 이 연구에서는 재해정보 관리를 효율화하기 위한 기초자료로 지리정보시스템을 활용한 재해지도를 주목하고 재해지도 작성을 위한 복합재해정보 콘텐츠를 정립하였다. 연안도시 맞춤형으로 설계한 복합재해정보 콘텐츠 프레임은 크게 복합재해콘텐츠, 대피 및 시설콘텐츠, 학습콘텐츠로 구성된다. 제안한 연안도시 복합 재해정보 콘텐츠는 국민안전처 뿐만 아니라 지방자치단체에서 공개하는 정보를 기반으로 공간정보 형태로 구축될 예정이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.127-133
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• 2010

최근 수십년 사이 우리나라 근해에서는 지각운동이 활발해져 해저지진이 자주 발생하고 있으며 특히, 일본 서해안에는 향후 지진 발생 가능성이 큰 지진공백역이 존재하여 우리나라 동해안은 지진해일에 안전한 지역으로 볼 수 없다. 실제로 우리나라는 일본 서해안에서 발생한 1983년 동해 중부 지진해일과 1993년 북해도 남서 외해 지진해일에 의해 동해안 일부 지역이 비교적 큰 피해를 입었다. 이처럼 국내에서도 지진해일 방재대책 수립에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있으나 현재 우리나라의 지진 해일 재해대책은 재해예방보다는 재해가 발생한 후 이를 극복하는 과정에 중점을 두고 있어 지진해일 발생 시 피해를 경감시키는데 부족한 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 지진해일 방재대책 중에서 가장 효율적인 예방대책으로 알려진 지진해일 재해정보도에 대해 연구하였다. 1983년 동해 중부 지진해일로 인해 가장 큰 피해를 입었던 강원도 삼척시 원덕읍 임원항을 대상으로 피해 현장조사와 대피 시뮬레이션을 통해 대피소, 최적 대피경로 및 대응방법 등의 방재정보를 수립하고 범람 수치모의를 통해 최대 침수예상지역을 예측하여 지진해일 재해정보도를 제작하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제94권3호통권160호
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• pp.197-204
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• 2005

동해에서 발생한 쓰나미가 우리나라에 미치는 영향을 파악하고, 해안림이 쓰나미의 속도와 에너지를 저감시키는 기능 및 비구조물 대책에 대하여 일본의 사례를 중심으로 분석하였다. 자료를 분석한 결과, 1983년과 1993년에 동해에서 발생한 쓰나미는 우리나라 동해안에 1시간 50분만에 도달하였으며, 이로 인해 인명, 재산 및 침수피해가 발생하였다. 또한 쓰나미에 대비하여 해안림을 폭 60m로 조성하면 속도는 30%, 에너지는 10%로 각각 저감되므로 60m 정도의 폭을 확보하도록 하고, 해안림의 임분구조는 혼효림의 복층림으로 하며, 방조시설을 함께 시공하여야 한다. 이와 함께 쓰나미에 대한 대응법과 주의점 등에 대한 적극적인 홍보와 같은 비구조물 대책을 마련하여야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_4호
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• pp.1417-1424
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• 2019

최근 전지구적으로 재난재해가 빈번하게 발생하고 있으며, 재난재해는 규모가 크게 나타나고, 접근하기 어려운 특징이 있어 위성영상을 활용한 재난재해 연구는 꾸준히 진행되어 왔다. 2018년 라오스 세피안-세남노이 댐 붕괴 역시 인명 및 경제적으로 많은 피해를 발생시켰다. 본 연구에서는 세피안-세남노이 댐 붕괴로 인해 변화된 수계를 탐지하고, 이를 통해 향후 침수가 예상되는 지역을 도출해보고자 하였다. 이를 위하여, 정량적으로 수계변화를 탐지하고자 댐 붕괴 전후의 KOMPSAT-5 amplitude영상 각각으로부터 수계를 추출하여 비교해본 결과, 댐 붕괴 후 10배 이상으로 수계면적이 증가하였음을 확인하였다. 또한, 새롭게 생성된 수계는 고도가 낮은 지역으로 두껍게 생성되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 향후, 기존 운영되는 댐의 이상징후 및 이슈 발생에 대한 사전 대응을 체계화하는 데 활용이 가능할 것이라고 생각된다.

• 생태와환경
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• 제50권3호
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• pp.295-304
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• 2017

습지보호지역인 전북 고창 운곡습지의 현존식생에 대한 군락분류와 군락분포를 규명하였다. 전통적인 식물사회학적 방법과 국제식생명명규약에 따라 단위식생을 분류하고 명명하였다. 서식처 기반의 식생 다양성은 침수식생으로부터 연목림식생에 이르기까지 7가지 상관식생형에서 총 88분류군으로 이루어진 12가지 단위식생이 분류되었다: 버드나무-골풀군락, 선버들-이삭사초군집, 달뿌리풀-갈퀴덩굴군락, 갈대군집, 매자기군집, 애기부들-나도겨풀군락, 골풀-별날개골풀군락, 나도겨풀군집, 마름-어리연꽃군집 (전형아군집과 네가래아군집(신칭), 가시연꽃변군집 포함), 연꽃군락, 참통발군락, 말즘군집. 축척 1 : 5,000의 지형도를 바탕으로 현존식생도를 제작하여 식생 공간분포를 기재하였다. 산간 선상지 습지를 포함한 배후습지와 원수대식생역의 서식처-단위식생 대응성에 관한 본 연구의 결과는 운곡습지 생태 관리의 바탕 정보를 제공한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.984-984
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• 2012

지구온난화와 기후변화의 영향으로 전 지구적으로 이상홍수, 이상가뭄, 한파와 같은 이상기상 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 국내에서는 2010년 추석 광화문 침수사태와 2011년 우면산 산사태와 같은 국지성 집중호우로 인한 인적 물적 피해가 속출하고 있다. 전통적으로 시기나 양적인 측면에서 대부분 장마기간에 국한되었던 강우집중현상이 과거와 달리 특정기간에 상관없이 발생하고 단기성, 국지성을 지닌 호우의 발생빈도가 높아지는 등 국내 강우의 특성이 변하고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해서 강우예측과 유출량예측의 정확도를 높이기 위한 시도가 다양하게 이루어지고 있다. 강우예측의 정확성을 높이기 위해 기상청에서는 단기예보를 목적으로 전지구 통합모델과 지역 통합모델을 연계한 동네예보를 수행하고 있으며, 초단기 예보를 위한 목적으로 VSRF, SCAN, VDRAS, MAPLE 등의 예보를 수행하고 있다. 홍수량 예측에서는 일반적으로 사용하고 있는 물리적 기반의 모형에 레이더강우와 같은 격자형 강우자료를 사용하여 정확성을 높이거나, 기존의 집중형 모형을 분포형 모형으로 대체하기 위한 연구 등이 이루어지고 있으며, 모형 구축이 간편하고 예측 정확도가 우수하다는 장점으로 인해 신경회로망이나 퍼지추론기법 등을 사용한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수자원분야에 산재한 불확실성을 적극적으로 인정하고 수학적으로 해석하기 위한 이론인 퍼지이론에 신경망 이론을 도입한 neuro-fuzzy 기법을 사용하여 홍수량을 예측하였다. 모형의 입력자료로는 관측된 강우자료와 유출량자료 및 기상청에서 제공하는 MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation) 강우예측자료를 사용하여 적용성을 평가해보았다. 모형의 적용성을 평가하기 위해 시험유역을 충주댐 상류 유역으로 선정하였으며, 2010년 2011년 홍수기의 충주댐 유입량을 예측하였다. 모형의 입력자료를 변경하여 입력자료의 변화에 따른 결과를 비교하였고, clustering 반경의 변화에 따른 정확도를 비교하였다. 모형의 정확도는 평균제곱근오차와 첨두수위오차를 통해 비교하였으며, 비교결과 전반적으로 lead time이 길어질수록 MAPLE 사용 시 예측 정확도가 우수하였고, clustering 반경은 0.5일 때 가장 우수한 결과를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.376-376
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• 2019

최근 수공시설물의 설계규모를 넘어서는 극한 강우사상이 발생하여 치수 목적의 수리구조물이 파괴되는 등 사회경제적으로 많은 홍수피해가 발생하고 있다. 전 세계적으로도 지구온난화, 엘리뇨, 라니냐 등 지구 환경변화에 따른 기상이변의 영향으로 홍수 발생강도(magnitude), 빈도(frequency), 피해규모 등의 측면에서 지속적으로 증가 추세를 보이고 있다(2011년 태국 대홍수, 2013년 태풍 하이옌). 극한홍수에 대한 명확한 개념정립이 부재한 상황으로 극한홍수 개념을 보다 체계적으로 정립하고 이를 바탕으로 아시아-태평양지역 태풍위원회 회원국의 실제 현업에서 홍수관리 및 치수정책 수립시 활용 가능한 극한홍수예보시스템을 구축하였다. 극한홍수정의를 수문학적 측면과 사회-경제적 측면을 고려한 정의, 일반적 정의로 구분하여 다음과 같이 정리하였다. (1) 기존에 자주 발생하지 않던 홍수로 홍수량적으로, 침수시간적으로 지금까지는 경험하지 못한 홍수이며, 수문학적으로 500년 빈도 홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (2) 사회-경제적 측면을 고려한 설계홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (3) 홍수량 및 홍수지속기간 측면에서 자주 경험하지 못했던 홍수로 치명적인 인명, 재산피해를 야기한 홍수량을 말한다. 정의된 극한홍수 대응을 위한 극한홍수예보시스템은 가장 단순한 수위법(Stage Method)부터 집중형 수문모형을 이용하는 LEVEL2, 레이더강우자료를 활용하여 홍수예보를 구축한 LEVEL3, 댐, 저수지 등의 극한상황을 가정하여 극한상황에 대한 수문학적 분석과 Emergency Action Plan (EAP) 수립까지 수행 가능한 LEVEL4 단계로 구성되었다. 본 연구는 극한홍수에 대한 보다 체계적인 개념 정립을 시도하였으며 이를 바탕으로 가용데이터와 시스템 운영 측면에서의 실무역량 등을 고려하여 단계적으로 활용 가능한 총 4단계 구성의 극한홍수예보시스템을 설계, 개발하였다.