• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.290-298
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• 2013

새만금 사업은 대체 농지조성 및 쾌적한 복지 농어촌을 건설하고, 동북아 경제중심지로서 거점을 개발하는 한편 친환경적 개발 계획 및 기술에 바탕을 둔 녹색 도시로 성장하도록 하는 글로벌 명품 사업이다. 이러한 새만금 사업을 친환경 간척 모델의 하나로 개발하기 위하여 새만금 사업 환경영향 공동조사 및 토론회 등을 거쳐 친환경적 순차 개발 계획이 확정되었다. 현재는 방수제 공사가 진행 중에 있으며, 이에 따라 새만금호의 적정 수질 유지 및 환경변화에 따른 합리적인 대책 수립이 요구되고 있는 실정이다. 새만금호 내 환경은 상류 오염부하량 및 배수갑문 조작 현황 등에 의해 많은 영향을 받게 되므로, 본 연구에서는 새만금 방조제 끝막이로부터 방수제 공사 이후까지의 새만금호 관리수위 결정에 미치는 전반적인 요인들을 파악하였으며, 현재 진행 중인 방수제 공사와 관련된 수치 모델링 및 지속적인 해수 유통이 미치는 환경적 문제를 함께 고찰하였다. 새만금호 관리수위는 배후지 침수 분석, 끝막이 시공 여건과 비산먼지 등 환경대책에 대한 내용을 포함한 여러 조건에 따라 결정되며, 방수제 축조 후가 축조 전에 비하여 염분 농도 뿐 아니라 해수 유입 범위가 갑문 방향으로 1.2 km 감소하는 것으로 예측되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.295-303
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• 2015

본 논문은 해저터널 시공 및 운영 시 발생되는 돌발용수 및 이상누수에 의한 사고에 대비하기 위한 해저터널 급속차폐시스템의 Inflater 분할구조에 따른 터널 내 차수효율에 대한 실험적 연구이다. 해저터널 특성상 해수 유입 또는 지하수 유입, 호우로 인한 침수 등 물과 관련된 피해에 대한 방호시스템은 필수적이다. 이 연구에서는 이러한 급속차폐를 위해 고안된 Inflater 구조에 대하여 형태 및 분할에 따른 차폐능력, 누수량, 수압 그리고 축방향 변위 등을 연구하기 위하여 27:1 축소율을 적용한 실내모형을 다양한 Inflater 분할구조별로 실시하였다. 연구결과에 의하면 2분할 Inflater 구조인 경우가 다른 분할에 비해 시간당 누수량 및 축방향 변위가 낮아 차폐능력이 좋은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 해저터널의 제원에 따라 다소 차이는 있을 것으로 예측되나 기본적으로 차폐시스템 설계 및 개발기술 발전에 매우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권9호
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• pp.929-941
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• 2008

본 연구의 목적은 다양한 하수관망과 하천을 포함하는 복잡한 토지이용으로 구성된 도시유역으로서는 비교적 유역면적이 큰 유역의 홍수예보모형으로 수문모형과 수리모형을 연계하는 방법을 제안하고, 이를 유역면적이 약 $300km^2$에 해당하는 중랑천 유역에 적용하여 적용 가능성을 평가하고자 한다. 본 연구에서 수문모형으로는 SWMM과 수리모형으로서는 HEC-RAS 모형을 선정하였으며, 적용대상유역인 중랑천 유역은 25개의 소유역으로 구분되었다. SWMM모형은 각 소배수구역의 지표흐름 및 하수관망 흐름 해석을 수행하며, HEC-RAS 모형은 하천에서의 부정류 흐름 해석을 수행하였다. 또한, 이들 각 모형의 입출력과 모형의 원활한 연계운영 및 효과적인 결과 표출을 위하여 GUI 시스템을 구축하였다. 구축된 시스템은 적용대상지역의 실측자료를 이용하여 모형 매개변수를 추정하였으며, 또한 모형의 적용성을 검증하였다. 적용대상지역의 주요 두 지점에 대해 모형의 적용성을 검토한 결과, 상관계수는 0.82-0.98, 모형 효율성 계수는 0.60-0.92의 범위를 나타내었다. 또한 본 연구에서는 맨홀의 초과유출과 하천 종 횡 단면의 수면곡선으로 맨홀 월류로 인한 내수침수 및 하천저수호안의 예측 가능성을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 시스템은 중규모 이상 대규모 도시유역의 홍수예보 수문모형으로 활용 가능한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.277-286
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• 2017

북한과 중국의 국경에 위치한 백두산은 전형적인 산지 지형으로 잠재적 분화 가능성이 있는 화산이다. 화산지대에서 발생하는 라하르는 인명과 재산에 큰 피해를 줄 수 있는 주요 화산 재해 중 하나이다. 백두산에서 발생할 수 있는 라하르에 의한 영향을 포괄적으로 다루기 위하여 Laharz_py 프로그램을 이용하여 침수영역을 수치모의 하였다. 백두산의 근위위험지역경계(proximal hazard zone boundary; PHZB)를 설정하기 위하여 수치표고모델(DEM)에 추가적인 750 m의 고도를 가정하여 수치모의에 필요한 H/L비를 0.10으로 설정하였다. 수치모의를 위하여 발생 가능한 라하르의 부피를 각각 $1{\times}10^6$, $5{\times}10^6$, $1{\times}10^7$, $5{\times}10^7$, $1{\times}10^8$, $5{\times}10^8$, $1{\times}10^9m^3$으로 설정하였다. 수치모의 결과, 압록강(남쪽), 두도송화강, 금강하, 화피하(이상 서-남서쪽), 송강하, 소사하, 조자하, 삼도송강하(이상 서-북서쪽), 두도백하, 이도백하, 삼도백하(이상 북쪽), 오도백하 및 그 지류에 해당하는 3개의 하천(북동쪽), 그리고 두만강(동쪽) 등 15개의 하천이 근위위험지역경계에 위치하였다. 본 연구 결과는 백두산에서 발생할 수 있는 화산 재해에 의한 피해 저감 대책수립을 위한 재해위험도를 작성함에 있어 기초 자료로 활용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.359-366
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• 2002

국토개발에 따른 자연 재해가 많아지고 있으며, 특히 홍수에 의한 피해가 나날이 증대되고 있는 실정이다. 따라서 국민의 안전과 복리를 증진하고 홍수에 의한 피해를 최소화할 수 있는 방안의 대책이 시급하다. 선진국에서는 홍수관리 및 효율적인 재난관리를 위하여 홍수위험지도를 제작 배포하여 홍수에 대한 지역 주민의 경각심을 고취하고, 홍수재난 관리 등에 널리 활용하고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 수문 모형과 입력 데이터의 연계를 바탕으로 홍수침수범위의 예측과 함께 결과물의 도식를 위한 홍수위험지도 관리시스템 프로토타입의 개발에 있다. 효율적인 시스템 개발을 위하여 사용자 요구분석을 통하여 종이지도형태의 홍수위험지도 및 관리시스템을 설계하였다. 본 연구와 병행으로 진행된 하천정보표준화 연구치 결과를 바탕으로 GIS 데이터베이스를 설계하였으며, 연구 대상 지역의 GIS 데이터베이스구축을 통하여 수리 수문 모델링을 위한 효율적인 지형정보의 구축방안을 제시하였다. 개발된 홍수위험지도 관리시스템은 하천정보 검색 모듈, 수리 수문 모델링 지원 모듈, 홍수위험지도 출력 모듈로 구성되었다. 각 모듈은 GIS 데이터베이스를 이용하여 도형 및 속성의 검색, 수리 수문 모델링의 분석 및 결과의 도식화 등을 지원할 수 있도록 개발되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.815-815
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• 2012

우리나라의 경우 1조원 이상 피해를 입힌 자연재해가 '98년 이후 집중적으로 발생하는 등 최근 급격한 도시화 산업화 및 범지구적인 이상기후 현상으로 자연재해로 인한 피해가 점차 대형화 다양화되는 추세이다. 그에 따른 국내 재해관리 및 사전예방의 중요성은 그 동안 여러 차례 기획사업 및 재정계획을 통해 제시된 바 있으나, 대부분 추진계획 수립에 그치고 실질적인 예산 편성시에는 충분히 반연되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 재해예방투자사업의 규모와 구체적 계획에 대하여 살펴보고자 한다. 재해사전예방 분야의 기존 투자계획으로는 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"과 "2005-2009 국가재정운용계획", "수해방지대책 백서" 등이 있었으며 그 중 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"은 정부역사상 처음으로 시행하는 중 장기 국가재난관리정책으로, 풍수해대책, 설해대책 등의 자연재해를 비롯하여 총 17개의 재난유형별 재난관리대책을 포괄하고 있으며, 11개 부처 및 시도에 대해 27개 사업, 36조 8천억원을 투자하는 계획을 제시하였다. 가장 최근에는 2010년 8월에 국무총리실 주도 재난관리 개선 민관합동 TF팀을 구성하여 기후변화 및 기상이변에 선제적 대응 및 기존 방재체계에 대한 근본 패러다임 전환을 통한 선진적 방재시스템 구축을 추진하기 위하여 기후변화대응 재난관리 개선 종합대책을 마련하였다. 일선 경험이 많은 민간전문가 주도로 철저히 현장 중심의 문제점과 대안을 검토하고 대책을 준비함으로서 기존의 재난관리대책 구축방법과 차별성을 띄었다고 할 수 있다. 이번 재난관리 개선 종합대책에서는 5개 시 도의 현장조사와 기존대책을 분석하고, 전문가 의견 등을 검토하여 도시유역종합치수계획, 소하천 및 사방댐 정비, 소규모 시설 정비 등 26건을 포함한 '99년부터 3회에 걸쳐 추진한 재해관련 범정부 종합대책을 검토하여 필요성이 있으나 추진이 미흡했던 과제는 포함시켰다. 또한 기후변화 대응에 필요한 신규과제 및 재해취약요인이 드러난 도시방재를 위한 개선과제를 집중 검토하도록 하였다. 다수부처 관련 쟁점과제에 대해서는 주관부처를 정하거나 민간 전문가가 참여하는 조정회의 및 세미나, 공청회를 통해 보완 검토하였다. 그 결과로서 2011년 전년대비 재해예방 관련 사업에 대한 국고 투자규모는 도시침수방지 17%, 수자원 관리 25%, 항만 정비 17%, 산사태 예방 24%, 농업기반시설 정비 20%, 위험지 정비 19%, 재난 예측 및 대응시스템 개선 16% 증가하여 투자계획이 수립되었으며 전체적으로는 약 21% 증가된 투자계획이 수립되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.71-80
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• 2018

하천 관리에 있어 도달시간은 중요한 인자 중의 하나이다. 특히 사회적으로 다양한 하천 활용에 대한 요구가 높아짐에 따라 친수공간으로써 하천에서의 정확한 도달시간 산정은 홍수시 주민 대피 시간 확보 등을 위해서 매우 중요하다. 그러나 과거 도달시간 산정에 대한 연구는 자연 하천의 복합 유역에서의 단일 수문사상에 대하여 연구가 수행되어왔으며, 도심하천의 단일유역을 대상으로 복합 수문 사상에 대한 도달시간 산정방법의 개발은 미흡한 실정이다. 따라서 최근 집중호우에 의하여 빈번한 침수 피해가 발생된 부산광역시 대표 도심하천인 온천천 유역에 대하여 과거 10년(2006~2015년) 동안의 강우-유출량 자료를 이용하여 도달시간을 산정하였고, Matlab 기반의 인공신경망 기법을 이용하여 신뢰성을 검토하였다. 12시간 이상 무강우를 기준으로 총 254개의 강우 사상을 분리하였고, 이를 바탕으로 총 강우량, 총 유출량, 첨두 강우량/총 강우량, 첨두 유출량/총 유출량, 지체시간, 도달시간 등 총 6개의 변수를 산정하여 인공신경망 모형의 훈련 및 검증에 활용하였다. 그 결과 훈련에 과 예측 및 검증에 활용된 입력 변수의 상관관계는 각 각 0.807 및 0.728로 나타났으며, 연구결과를 바탕으로 도심하천의 도달시간 산정결과의 신뢰성 분석에 이를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.648-648
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• 2015

이 연구는 수자원 환경을 전반적으로 객관화, 계량화하는 새로운 방법이 성공적임을 소개한다. 기존의 계량법이 일강수량, 월 강수량, 년 강수량 등등, 단순한 수학적 합계에 치중한 결과 가중 중요한 강수의 시간 분포를 간과하였다. 이 단점을 해결하여, 1) 구체적으로 매 시간, 매일 남아 있다고 추정되는 물의 양 만을 합산하는 방법을 택했다. 시간적 감소함수를 이용하여, 강수 후 유출과 증발 등으로 사라지는 물의 양을 고려한 것이다. 2) 합산기간을 객관화하였다. 기본 합산 기간을 365일로 하고, 물 부족 또는 물 과잉이 지속될 경우는 지속되는 기간만큼, 합산기간을 늘이는 방법을 택했다. 따라서 다른 지수들이 임의로 3개월 또는 12개월 등등으로 기간을 결정하는 단점을 해결했다. 이렇게 계산되는 4차원 강수지수(4-Dimensional Rain Index, 4RI)는 1) 일별유효강수지수 (AWRI), 2) 일별가뭄지수(EDI), 3) 일별 홍수지수(FI), 4) 시간별 장기 물지수(LWI), 5) 시간별 단기 물지수(SWI) 등 5개가 기본지수이다. AWRI는 매일 남아 있는 물의 양이다. 이로 인해, 전 지구의 수자원과 재해위험의 시공간적 분포의 정량화 분석이 정밀해졌다. 지구상에서 물 집중이 가장 강한 곳은 캄보디아 내의 한 지점이며 시기는 7월 말이고, 가장 약한 곳은 사하라 사막의 한 지역임이 확인되었다. 또 한국에서 발생하는 갈수기와 풍수기가 정의되었고, 이들의 각 지역별 특성과 차이가 정량적으로 드러났다. 시간적 분포 또한 명확하게 드러나, 각종 저수지의 물 관리나 농?임산물의 생산관리에 획기적 전환점이 마련되었다. 각 국가별로, 각 지역별로 이런 분석은 향후도 무수히 시도되어야 할 것이다. EDI는 매일의 AWRI를 그 날짜의 평균치와 비교한 값이다. 장기가뭄 및 단기가뭄의 강도를 모두 가장 정밀하게 표현한다. FI는 일별로 홍수, 산사태, 침수, 토사 (이하 홍수 등이라 칭함)의 위험을, LWI는 장기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을, SWI는 단기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을 잘 반영한다. 이들은 모두 시간적으로 산발적인 호우에 의한 홍수 등의 위험을 한 개의 지수로 표현해 주는 장점이 있다. 강수 후 홍수가 발생하기 까지는 시간차이가 있기 때문에, 특히 호우 경보에는 SWI가, 홍수 경보에는 LWI가 아주 효과적이다. 결론적으로 5개의 4차원 강수지수는 물환경의 시공간적 분포진단과 예측, 그리고 조기경보에 혁명적 진화를 초래함이 확인되었다. 따라서 추후 모든 강수기후와 연관된 연구는 연강수량 등의 단순 합산보다, 4차원 강수지수를 먼저 사용하는 것이 바람직 할 것임이 제안되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.558-558
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• 2015

하천 시설물은 홍수시 혹은 비상시 운영할 수 있는 경보시스템이나 관리지침 등의 마련이 필수적임에도 불구하고, 현재까지 가동보 시설물에 대한 비상시 운영 메뉴얼 및 경보시스템이 구축되지 못한 실정이다. 4대강 살리기 사업이나 하천정비사업과 같은 대표적인 하천관련 사업에서 단순한 하천 이 치수 목적뿐만 아니라 소수력 발전, 친수공간조성 등의 다목적 활용을 위하여 가동보 설치 사업이 다수 수행되었으며, 현재 국내 하천에 약 1,200여개의 가동보가 설치 운영되고 있다. 이와 같이 다목적 활용을 위하여 가동보의 수요가 급증하는데 반해, 각 설치 현장 상황에 적합한 가동보 운영지침이나 비상경보시스템이 구축되지 못한 실정이며, 적절한 지침 없이 관행적인 가동보 방류로 인한 물놀이 안전사고나 인명피해가 속출하고 있는 실정이다. 2012년 11월에는 하천 제수변 공사를 위해 전주천에 설치한 가동보를 임시적으로 방류하였는데, 하류측의 안전을 확인하지 않고 관행적으로 가동보를 방류하였고, 경보시스템의 부재로 인하여 가동보 하류측 징검다리를 건너는 유치원생들이 급류에 휩쓸리는 사고가 발생하였고, 최근 2014년 5월에는 수원시에 위치한 원천저수지 여수로 둑에 설치된 가로 34m 높이 1.6m 크기의 가동보가 공기압축기의 오작동으로 인하여 보 높이가 낮아지면서 약 30분 원천저수지 하류의 원천리천에 갑자기 무리 불어나 산책로가 침수되고 인근에 산책하던 주민들이 휩쓸려 떠내려가는 사고가 발생하였다. 해외에서도 가동보 운영 미숙으로 인하여 인명사고가 발생하는데, 2008년 11월 호주에서는 하류측 상황 점검이나 경고 방송 없이 가동보를 도복시켜 4살 여아가 급류에 사망하는 사고가 발생하였다. 국외의 경우에는, 상류측 홍수 수위나 하류측 역류 수위를 조절하기 위하여 가동보의 높이를 제어하는 시스템을 구비하고 있지만 이러한 시스템 역시 단순한 수위조절 기능으로서 가동보의 방류량을 제어하지 못하는 실정이다. 가동보를 운영하기 위한 조작시스템은 국내의 경우, 조작실의 조작판넬을 이용하여 가동보의 기립/도복 조작이나 원격 조작 기능과 같은 단순기능만을 구비하고 있어 가동보 방류시 하류측의 범람 피해를 야기하고 있다. 본 연구에서는 가동보 방류에 의한 하류측 범람 피해를 최소화하기 위하여 (1) 가동보 도복에 의한 방류량 산정 알고리즘을 개발하고, (2) 방류량에 따른 하류측 수위상승 범위 예측 기법을 개발하고, (3) 가동보 도복 속도를 제어하는 방류량 제어시스템을 개발하고, (4) 가동보 방류에 의한 비상경보시스템을 개발하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.441-448
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• 2008

급속한 도시화와 기상 이변이 늘어나면서 예상치 못한 국지성 집중호우가 발생하고 있어 재해 안전의 폭넓은 범위에 대비한 전통적인 재해 관리 시스템의 보완이 필요한 실정이다. 그로인해 장기 재해에 대비하고 광범위한 침수 관리 계획이 구축되어야 한다. 최근 폭우가 빈번히 발생하면서 이로 인해 도로의 교통 지체 등 교통 장애를 일으키고 있다. 그러하여 향후 운행될 바이모달 트랩 시템의 운행 안전성과 정시성을 확보하기 위해 예상치 못한 폭우로 인한 융설 혹은 결빙을 대비한 재해관리 시스템이 구축되어야 할 것이다. 폭설로 인한 바이모달 트램 시스템의 안전성을 확보를 위해 융설 모의 가능성에 대한 연구가 이루어져야 한다. 그리하여 본 연구에서는 SWMM 모형을 이용한 융설 모의의 검정을 위해 실제 적설량과 융설량을 모니터링 하였다. 그 견과 실측 데이터와 SWMM모형을 활용한 모의 데이터간의 관계가 유사하게 나타난 것을 볼 수 있었다. 그리하여 본 바이모달 트램 재해 관리 시스템은 겨울철 바이모달 트램 시스템의 안전성 보장을 위한 융설 예측 시스템에 활용 가능 할 것이다. 또한 바이모날 트램 재해 관리 시스템은 트램의 정시성 확보를 위해 폭설시 트램 운행 경로의 제설 잔업을 위한 우선 지역 선정에 활용될 수 있고 본 시스템을 기반으로 재해시 트램 운행망에서의 우회도로 결정 시스템으로 활용될 수 있을 것이다.