• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.47-51
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• 2010

본 연구의 목적은 기후변화에 따른 홍수 취약성 평가 방법을 제안하고 미래 기후시나리오를 이용하여 국내 5대강 유역에 대해 홍수취약지역을 시 공간적으로 평가하는 데에 있다. 이에 현 기후상태의 홍수 취약성을 평가하고자 유역의 지형, 인문 사회 정보를 수집하였으며, 관측 기상, 수문자료와 수문모형 모의로부터 유역평균강수량 및 유역별 유출량을 산정하였다. 이상의 자료를 토대로 홍수와 관련된 취약성 지표를 선정 및 산정하여 현재 기후상태(1971~2000년)에서의 홍수취약성을 평가하였다. 또한 기후변화 영향을 고려하기 위해 3개의 온실가스배출시나리오를 기반으로 생산된 13GCMs 별 미래 기후시나리오 자료를 수집하였으며, 3개의 유출모형에 적용, 다수의 유출시나리오를 생산하여 현재 기후상태(1971~2000년) 대비 미래 세기간 S1(2011~2040년), S2(2041~2070년), S3(2071~2100년)의 홍수 취약성을 평가하였다. 현재 기후상태에 따른 홍수취약지역을 평가한 결과 대체로 한강 중 하류지역과 영 섬강 하류 지역에서 높게 나타났으며, 낙동강 중 상류유역은 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 또한 기후변화시나리오를 적용할 경우 취약지역의 공간적인 분포는 기준기간과 유사했으나, 대부분의 유역에서 심도는 증가할 것으로 나타났다. 특히 낙동강 권역에서 가장 크게 변할 것으로 분석되었는데 이는 하천의 적응능력이 작아 상대적으로 기상 수문지표의 변화에 더욱 민감하게 반응하는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.985-985
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• 2012

최근 지구온난화 및 기후변화로 인해 단시간에 높은 강우강도를 가지고 발생하는 집중호우 홍수 등의 위험기상으로 인한 인명 및 재산피해가 빈번하게 발생하고 있어 초단기 및 단기 강수 예측에 대한 중요성이 부각되고 있다. 단기 강수예측모델은 다양한 관측자료의 사용과 자료동화기법의 개발로 예측능력이 크게 향상되었지만 수치모델의 고유특성인 스핀업(spin-up) 문제로 1~6시간까지 강수예측성능에 한계를 보인다. 반면 초단기 강수예측모델은 레이더기반으로 외삽법을 이용하여 1~3시간까지 높은 정확도의 강수예측을 하지만 강수에코의 생성 소멸의 물리과정을 포함하지 않아 3시간 이후의 정확도가 낮다. 이러한 단기 및 초단기 강수예측모델의 장점을 반영하여 최적 강수예측 자료 생산을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 초단기 및 단기 강수예측모델의 예측성능을 평가하였으며 모델의 예측성능 기반의 최적 강수자료 병합기법을 개발하였다. 향후 최적 강수예측 자료 생산체계가 구축되면 수문관련 유관기관에서 하천관리에 사용하는 유량예측모델에 시 공간적 고해상도의 강수예측정보를 제공하여 수문분야의 유량예측 정확도 행상에 기여할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.487-491
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• 2016

영산강 섬진강수계는 1999년 한강수계(경기도 7개 시군)에서 임의제로 도입한 이후 2002년 낙동강, 금강수계와 함께 의무제 기반으로 오염총량제를 추진하고 있다. 이에 따라 2004년부터 영산강물환경연구소에서 영산강 섬진강수계의 단위유역 말단 지점의 유량과 수질을 약 8일 간격으로 동시에 측정함으로서 단위유역 내 오염원으로부터 배출된 오염물질이 말단에서 실제 나타나는 오염부하량(유달부하량)의 파악이 가능하게 되었다. 그러나 최근 4대강사업으로 하천의 구조적 수질관리 환경의 커다란 변화가 있어 기존 모니터링지점에 대한 전면적인 재검토가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 영산강 섬진강수계의 수질총량측정망 총 56개 지점을 대상으로 설치목적과 선정기준에 대한 적합성평가를 위한 평가기법을 공간적 대표성, 수리학적 안정성, 시간적 대표성, 정보취득 안정성의 4개 특성과 13개 평가부문, 20개 평가항목으로 3단계 평가기법으로 구성하여 개발하였으며 평가 결과, I등급이 29개소(53%), II등급이 25개소(45%), III등급이 2개소(3%)로 평가되었으며, 변경 및 폐쇄 권장에 해당하는 IV~V등급으로 평가된 지점은 없는 것으로 평가되어 대체로 우수한 지점들로 구성되어 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.492-496
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• 2016

최근 4대강사업과 수질오염총량제 시행으로 하천의 구조적 및 비구조적 수질관리 환경의 커다란 변화에 따라 기존 모니터링지점에 대한 전면적인 재검토가 필요하다. 선정기준을 기반으로 평가기법은 공간적 대표성, 수리학적 안정성, 생태적 대표성, 시간적 대표성, 정보취득 안정성으로 5개의 특성과 14개의 평가부문 그리고, 평가항목으로 3단계 평가기법을 구성하여 개발하였다. 영산강 섬진강수계의 제주도수계 4개 중권역을 제외한 28개의 중권역을 대상으로 기존의 중권역 대표지점에 대하여 평가기법을 적용하여 그 적합성 평가를 실시하였다. 그 결과, 1등급이 8개 지점으로 29%, 2등급이 9개 지점으로 32%, 3등급이 6개 지점으로 21%, 4등급이 4개 지점으로 14%, 5등급은 1개 지점으로 4%를 차지하는 것으로 평가되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.443-443
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• 2015

자연적 및 인공적 조건들이 유출을 발생시키고, 발생시킨 유출수를 이동시키며, 특정지역에서 누적을 일으킬 수 있다. 이용 가능한 데이터베이스들은 쉽게 접근할 수 있고 사용할 수 있는 지리정보들로부터 구성된다. 이러한 자료를 이용해서 공간적 유출 위험 지도를 작성할 수 있다. 유출누적지도는 유출수에 의해 잠재적으로 침수되기 쉬운 지대들을 나타낸다. 침수지역은 원인지역의 규모, 원인지역의 형태와 경사, 천이점에 관련된 일시적인 감속과 누적들 및 토양의 침수상태와 같은 여러 요인들을 통해 발생된다. 유출에 대한 위험도 분석에서는 유출에 대한 누적위험도를 표현하기 위해 유출 과정에 유리한 요인들을 조합한다. 조합된 유출 민감도 지도는 유출민감도 값에 따라 등급화 된 형태로 표현된다. 5개의 민감도수준에 해당하는 요소들이 유출누적 지도에 사용되었는데, 여기서 민감도수준 1등급의 격자들은 누적에 유리하지 않고, 5등급은 물을 누적하는데 뛰어난 잠재력을 보여주고 있다. 본 연구에서는 안성천 유역의 유출누적지도를 작성하였으며, 이는 유역에서 유역 유출에 의한 홍수 위험도가 큰 지역을 탐지하는데 유용하며 이 자료를 기초로 하여 외수범람위험 지역과 합성하여 하천재해 위험지역을 도시하고 관리하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.444-444
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• 2023

하천 및 저수지와 같은 공간의 수체 탐지는 수자원 관리에서 매우 중요하며, 유역의 수문학적 과정을 이해하는데 도움을 준다. 수문학적 데이터 수집은 우량계, 수위계와 같은 물리적 인프라의 배치가 필요하다. 그러나 상대적으로 저개발된 국가는 수문학적 측정을 위한 인프라가 매우 미흡한 것이 현실이며, 북한과 같은 비접근 지역에 대한 수문학적 과정을 분석하는데는 한계가 있다. 인공위성 원격탐사 센서 중 SAR영상은 지표면에 직접 전파를 방사하고 산란되어 돌아오는 신호를 수신하여 영상을 만들기 때문에 일반적인 광학영상과는 달리 햇빛의 유무와 강우, 구름여부 등의 기상 조건의 영향을 거의 받지 않는 장점이 있다. 또한 국내와 같이 계절적인 요인과 인간활동에 의해 변화되는 물 순환을 SAR 영상은 지표수의 계절적 및 연간 변동성을 모니터링하는데 매우 유용한 자료로 평가되고 있다. 본 연구는 SAR영상을 이용하여 국내의 검증 가능한 지역의 저수지 수면적 변화를 모니터링하고 저수지 수면적과 저수량 분석을 수행하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료인 SAR영상은 ESA의 Sentinel-1영상을 2022년 4월부터 2022년 11월의 자료를 수집하여 소양강댐 저수지 수면적과 저수량과의 관계식을 도출하였다. 수체 추출을 위한 SAR 영상은 특히 수로의 일부 가장자리와 홍수터의 식물 존재로 인한 제외지의 매핑에 부정확성을 포함하여 처리에 몇 가지 단점을 갖는 한계도 존재하지만 악천후의 기상 조건에서도 작동할 수 있는 SAR 영상의 능력 덕분에 규칙적인 시간 간격으로 수체면적의 변화에 대한 정보를 제공할 수 있다. 향후 북한 지역의 주요 댐 저수지 수면적에 대한 연간변화와 장기간의 추세를 분석하는 연구를 진행할 계획이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.382-382
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• 2011

최근의 극심한 기상이변으로 인하여 발생되는 유출량의 예측에 관한 사항은 치수 이수는 물론 방재의 측면에서도 역시 매우 중요한 관심사로 부각되고 있다. 강우-유출 관계는 유역의 수많은 시 공간적 변수들에 의해 영향을 받기 때문에 매우 복잡하여 예측하기 힘든 요소이며, 과거에는 추계학적 예측모형이나 확정론적 예측모형 혹은 경험적 모형 등을 사용하여 유출량을 예측하였으나 최근에는 인공신경망과 퍼지모형 그리고 유전자 알고리즘과 같은 인공지능기반의 모형들이 많이 사용되고 있다. 하지만 유출량을 예측하고자 할 때 학습자료 및 검정자료로써 사용되는 유출량은 수위-유량 관계곡선식으로부터 구하는 경우가 대부분으로 이는 이렇게 유도된 유출량의 경우 오차가 크기 때문에 그 신뢰성에 문제가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 수위를 직접 예측함으로써 이러한 오차의 문제점을 극복 하고자 한다. Neuro-Fuzzy 모형은 과거자료의 입 출력 패턴에서 정보를 추출하여 지식으로 보유하고, 이를 근거로 새로운 상황에 대한 해답을 제시하도록 하는 인공지능분야의 학습기법으로 인간이 과거의 경험과 훈련으로 지식을 축적하듯이 시스템의 입 출력에 의하여 소속함수를 최적화함으로서 모형의 구조를 스스로 조직화한다. 따라서 수학적 알고리즘의 적용이 어려운 강우와 유출관계를 하천유역이라는 시스템에서 발생된 신호체계의 입 출력패턴으로 간주하고 인간의 사고과정을 근거로 추론과정을 거쳐 수문계의 예측에 적용할 수 있을 것이다. 유전자 알고리즘은 적자생존의 생물학 원리에 바탕을 둔 최적화 기법중의 하나로 자연계의 생명체 중 환경에 잘 적응한 개체가 좀 더 많은 자손을 남길 수 있다는 자연선택 과정과 유전자의 변화를 통해서 좋은 방향으로 발전해 나간다는 자연 진화의 과정인 자연계의 유전자 메커니즘에 바탕을 둔 탐색 알고리즘이다. 즉, 자연계의 유전과 진화 메커니즘을 공학적으로 모델화함으로써 잠재적인 해의 후보들을 모아 군집을 형성한 뒤 서로간의 교배 혹은 변이를 통해서 최적 해를 찾는 계산 모델이다. 이러한 유전자 알고리즘은 전역 샘플링을 중심으로 한 수법으로 해 공간상에서 유전자의 개수만큼 복수의 탐색점을 설정할 뿐만 아니라 교배와 돌연변이 등으로 좁아지는 탐색점 바깥의 영역으로 탐색을 확장할 수 있기 때문에 지역해에 빠질 위험성이 크게 줄어든다. 따라서 예측과 패턴인식에 강한 뉴로퍼지 모형의 해 탐색방법을 유전자 알고리즘을 사용한다면 보다 정확한 해를 찾는 것이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 선행우량 및 상류의 수위자료로부터 하류의 단시간 수위예측에 관해 연구하였으며, 이를 위해 유전자 알고리즘을 이용항여 소속함수를 최적화 시키는 형태의 Neuro-Fuzzy모형에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.2011-2015
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• 2010

비점오염원에 의한 수질오염은 지표수 오염과 지하수 오염으로 분리될 수 있는데 보통 지하수는 지표수에 비하여 수질이 양호 하다고 여겨지만 오염된 하천 주위의 지하수 오염이 심각할 수 있다. 이러한 지하수에 의한 오염원을 산정하고 분석하기 위해 여러 가지 수문관련 공식이나, HSPF, MODFLOW, SWAT 모형 등이 사용되고 있는데 이 중, SWAT 모형은 다양한 작물 및 재배방법이 지표수 및 지하수 수질에 미치는 영향을 유역단위로 평가가 가능하여 국내 외 에서 널리 활용되고 있다. SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데 소유역내 HRU의 공간적인 정보를 고려하지 않는 준 분포형 모형으로 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석 하는데는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선하여 공간적으로 분석할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였고 강원도 평창군 대관령면 횡계2리 지역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 분석하였다. 적용결과, 횡계2리 유역의 2006년 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 비교하면 일반적으로 농경지에서의 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량이 큰 것으로 나타났고, 대부분 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3$-N의 농도가 산림에 비해서 상당히 높은 것으로 분석되었으며 2007년의 결과도 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구의 결과에서와 같이 같은 밭이라 하더라도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당한 영향이 있을 수 있으며, 또한 재배 작물과 토양 특성에 따라 $NO_3$-N이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 개발된 HRU Mapping Module은 유역에서의 수질 개선시기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는데 매우 유용하게 활용될 수 있으리라 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.4 s.129
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• pp.359-366
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• 2002

The damages from the natural disasters, especially from the floods, have been increasing. Therefore, it is imperative to establish a BMP to diminish the damages from the floods and to enhance the welfare of the nation. Developed countries have been generating and utilizing flood risk maps to raise the alertness of the residents, and thereby achieving efficient flood management. The major objectives of this research were to develop a prototype management system for flood risk map to forecast the boundaries oi the inundation and to plot them through the integration of geographic and hydrologic database. For more efficient system development, the user requirement analysis was made. The GIS database design was done based on the results from the research work of river information standardization. A GIS database for the study area was built by using topographic information to support the hydrologic modeling. The developed prototype include several modules; river information edition module, map plotting module, and hydrologic modeling support module. Each module enabled the user to edit graphic and attribute data, to analyze and to represent the modeling results visually. Subjects such as utilization of the system and suggestions for future development were discussed.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.25 no.1
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• pp.19-27
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• 2017

This research was aimed to analyze landslide susceptibility and compare the prediction accuracy using ensemble frequency ratio (FR) and logistic regression at the Inje area, Korea. The landslide locations were identified with the before and after aerial photographs of landslide occurrence that were randomly selected for training (70%) and validation (30%). The total twelve landslide-related factors were elevation, slope, aspect, distance to drainage, topographic wetness index, stream power index, soil texture, soil sickness, timber age, timber diameter, timber density, and timber type. The spatial relationship between landslide occurrence and landslide-related factors was analyzed using FR and ensemble model. The produced LSI maps were validated and compared using relative operating characteristics (ROC) curve. The prediction accuracy of produced ensemble LSI map was about 2% higher than FR LSI map. The LSI map produced in this research could be used to establish land use planning and mitigate the damages caused by disaster.