• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.7
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• pp.480-487
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• 2012

The field study was carried out to investigate runoff characteristics of non-point source (NPS) by cultivation activity in river district. Two sites were selected mainly as G region (paddy field, green house), located in Kwangju, Gyeonggi Province, and S region (ordinary field), located in Namyangju, Gyeonggi Province, those belong to Paldang reservoir watershed. The paddy field with water storage capacity showed a slow increase in runoff as rainfall intensity increases. Meanwhile, both green house and ordinary filed revealed a rapid increase. The average BOD runoff concentration of paddy field, green house, and ordinary field was 2.0 mg/L, 2.8 mg/L, 7.9 mg/L, respectively. It indicates that ordinary field shows the highest value in BOD, SS, T-N, and T-P concentration due to the soil loss during rainfall. As a result of runoff load estimation according to the field, a T-N runoff load of paddy field was 1,793.9 kg/year, higher than that of ordinary field. It was estimated that a SS runoff load of ordinary field was 69,704 kg/year and accounts for more than 70% of overall runoff load.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1476-1481
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• 2009

최근 기상이변과 국지성 호우로 인한 홍수피해를 경감하기 위해 국가차원과 더불어 지역단위의 홍수방어대책이 많은 사업을 통해 제시되고 있다. 대표적인 예로 풍수해저감종합계획과 하천기본계획 등을 들 수 있는데 이러한 사업들은 실제 피해지역에 대한 원인과 대책을 제시함과 동시에 홍수 등의 피해가 예상되는 위험지역에 대해서도 그 원인과 대책을 제시해야한다. 따라서 피해발생이 예상되는 지역을 예측하고 그 원인을 찾는데 있어 최근 홍수범람해석에 대한 필요성이 점차적으로 증대되면서 다양한 해석모형과 프로그램들이 개발되었고 현재까지도 홍수범람분석에 관한 활발한 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 홍수범람구역을 결정하기 위한 과정은 GIS Tool에 대한 이해도 부족, 원 자료의 부족, 지형 구축을 위한 자료생성의 어려움 등과 같은 다양한 문제점들을 내포하고 있다. 특히, 홍수범람구역의 결정을 위한 전산프로 그램의 기능향상은 점차 향상되는데 비해 지형구축 등과 같은 범람해석 프로세스 내에서 상당한 수작업이 요구되는 바 작업소요시간이 많이 요구되는 단점으로 인해 실무자들에게 널리 적용되는데 있어 걸림돌이 되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실무적 관점에서 홍수범람해석의 요구빈도가 높은 중소규모 자연하천을 대상으로 두가지 해석 기법을 통하여 홍수범람해석을 수행하여 해석 과정 및 결과 등을 비교하였다. 첫 번째 기법으로 홍수범람해석을 수행하는데 있어 실용성, 신속성 등이 고려된다고 판단되는 Civil 3D를 이용하여 수치지형도 및 측량자료와 같은 원 자료로부터 3D 지형을 구축하고 Civil 3D의 Extension 프로그램인 HEC-RAS Tool과 1차원 수리모형인 HEC-RAS를 전 후처리에 연계함으로서 각 대상유역별, 빈도별 홍수위에 따른 홍수범람구역과 수심 및 범람지역을 우선적으로 분석하였다. 두 번째 기법으로서 실무에서 주로 이용되고 있는 ArcGIS를 이용하여 3D 지형을 구축하고 Hydrologic Engineering Center (HEC)와 Environmental Systems Research Institute(ESRI)의 협력개발로 개발된 HEC-GeoRAS와 HEC-RAS 모형을 전 후처리에 연계하여 홍수범람해석을 수행하였다. 이들 두 가지 기법을 통한 홍수범람해석의 과정과 결과에 대해 정량적, 정성적 비교를 수행하였으며, 두 기법간의 차이점 및 효율성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 보다 실용적이면서도 정밀한 홍수범람구역의 결정, 홍수범람 예상도 등의 재해지도 작성, 치수경제성 분석 등에 있어 도움이 될 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.9
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• pp.695-709
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• 2015

The inflow of nonpoint pollution sources due to sustainable development and urbanization is gradually increasing and causes a diversity of water pollution. There are lots of difficulties to find a solution as the problems related to variation of hydrological and natural phenomenon. A differentiated method to estimate the nonpoint pollution sources has been proposed using rainfall and characteristics of urbanization and observed data from sewage treatment districts in the study. The types of nonpoint pollution sources on an assumption of combined sewer system have been classified as three types which are inflow of rainfall, bypass of sewage treatments, and combined sewer overflows from a river. Three types for estimation of nonpoint pollution sources applied more accurately to generate a amount of nonpoint pollution loads. This study is expecting a wide application for effective water resource management on TMDL (total maximum delivery load) unit watershed and sewage treatment districts.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.47-47
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• 2018

최근 이상기후로 인한 강우 패턴의 변화, 홍수와 가뭄 등으로 인하여 하천 환경은 급격한 변화를 경험하고 있다. 급격한 외부 조건에 따른 하천 환경의 변화를 평가하고 예측하기 위하여, 현재까지의 하천의 유황 조건 변화와 그에 따른 하천 지형과 생물상 변화를 토대로 대상하천의 기존의 변화 프로세스를 이해하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 향후 금강유역의 하천관리 및 복원사업에 이용하기 위하여 1960년대부터 현재까지의 금강의 하천 지형 변화를 파악하고 변화 양상을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 금강 하구둑의 건설 전 후, 용담댐과 대청댐의 건설 전 후, 4대강 보(세종보, 공주보, 백제보)건설 전 후의 대상 하천의 평면적 지형 변화를 년도 별 항공사진을 통하여 지형 변수 (굴곡도, 하폭 등) 변화를 분석하고, 4대강 보 건설 구역에 대하여 건설 전 후의 지형 변화 모델링 및 생물 서식처 평가 모의를 실시한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.442-446
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• 2009

최근의 극심한 가뭄현상과 4대강살리기 사업 등 하천과 관련된 국가적인 일들이 진행되고 있어 하천관리에 대한 국민적 관심이 증가하고 있다. 그 동안 하천의 관리는 국가와 지방이 각기 따로 따로 해왔고, 하천 역시 국가하천과 지방하천으로 구분되어 있다. 국가하천 구간은 전체 하천 연장의 10% 이내이기 때문에 대부분의 하천관리는 지방이 담당하고 있다고 해도 과언이 아니다. 그러나 현실적으로 지방행정기관의 하천관리 인력은 턱없이 부족한 실정이다. 기후변화와 물수요 증가 등 하천관리에 대한 중요성과 하천을 행정구역이 아닌 유역 중심으로 관리해야하는 필요성이 증대됨에 따라 최근 국토해양부는 하천법 개정(2008.4)을 통해 국토보전상 또는 국민경제상 중요한 하천을 추가로 국가하천으로 지정할 수 있는 법적 기반을 만들었다. 하천에 대한 등급의 조정은 이해당사자들의 관계 및 지자체간의 문제 등 다양한 변수들이 존재하기 때문에 쉬운 작업은 아니다. 추가로 지정하기 전에 좀 더 세부적인 고민이 요구된다는 것이다. 그렇다면 어떤 하천이 국토의 보전과 국민경제적으로 중요한 하천인지, 어느 정도나 국가하천으로 지정되어야 하는지, 국가하천과 지방하천으로 구분하는 이유는 무엇이고 꼭 그렇게 구분해야 하는지, 국가하천과 지방하천의 관리를 위해 중앙정부와 지자체의 역할과 기능은 무엇이어야 하는지 등이 검토되어야 한다. 하천관리에 요구되는 기능과 역할을 누가 어떻게 책임지고 하는지에 따라 향후 하천관리에 큰 영향을 줄 것이다. 본 연구에서는 하천관리의 효율성 측면에서 이 같은 점들에 대한 답을 하고자 하였다. 특히 국가하천의 추가 지정과 관련된 문제점과 향후의 정책방향을 제시하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.20 no.4
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• pp.126-138
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• 2017

Recently, the national interest in environment is increasing and for dealing with water environment-related issues swiftly and accurately, the demand to facilitate the analysis of water environment data using a GIS is growing. To meet such growing demands, a spatial network data-based stream network analysis map(Korean Reach File; KRF) supporting spatial analysis of water environment data was developed and is being provided. However, there is a difficulty in delineating catchment areas, which are the basis of supplying spatial data including relevant information frequently required by the users such as establishing remediation measures against water pollution accidents. Therefore, in this study, the development of a computer program was made. The development process included steps such as designing a delineation method, and developing an algorithm and modules. DEM(Digital Elevation Model) and FDR(Flow Direction) were used as the major data to automatically delineate catchment areas. The algorithm for the delineation of catchment areas was developed through three stages; catchment area grid extraction, boundary point extraction, and boundary line division. Also, an add-in catchment area delineation module, based on ArcGIS from ESRI, was developed in the consideration of productivity and utility of the program. Using the developed program, the catchment areas were delineated and they were compared to the catchment areas currently used by the government. The results showed that the catchment areas were delineated efficiently using the digital elevation data. Especially, in the regions with clear topographical slopes, they were delineated accurately and swiftly. Although in some regions with flat fields of paddles and downtowns or well-organized drainage facilities, the catchment areas were not segmented accurately, the program definitely reduce the processing time to delineate existing catchment areas. In the future, more efforts should be made to enhance current algorithm to facilitate the use of the higher precision of digital elevation data, and furthermore reducing the calculation time for processing large data volume.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.589-594
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• 2004

현재까지 하천흐름의 동수역학적 해석을 위해 여러 가지 수치기법들에 대한 연구가 진행되고 발전되어져 왔다. 현재 국내에서는 주로 1차원 점변부정류 해석프로그램인 HEC-RAS 모형을 많이 사용하고 있으며, 대부분의 하천정비 기본계획 수립에 있어서도 1차원 해석모형을 적용하고 있다. 하지만 단순 하천이 아닌 합류부를 가진 하천이나 교량, 보 등의 다양한 수공구조물이 존재하는 경우 보다 정교한 흐름해석을 하기 위해 2차원 해석모형의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 강원도 영월지역의 동강과 서강이 합쳐지는 합류부와 그 하류에 대한 영향을 알아보기 위하여 1차원 수치해석 모형인 HEC-RAS의 결과를 이용하여 2차원 수치해석 모형인 SMS의 RMA2 모델의 매개변수를 산정하였다. 2차원 수치모형을 이용하여 본 검토 유역의 빈도별 홍수량을 50년 빈도, 80년 빈도, 150년 빈도로 변화시키면서 대상구역의 유속변화를 검토하였다. 그 결과 합류부 지역에서 동강과 서강의 흐름이 충돌하면서 사수부가 발생하였고 유량이 많아질수록 그 사수부가 작아지는 경향을 보였다. 이를 바탕으로 앞으로 더 많은 CASE의 유량 및 하류수위를 변화시켜 수치모의를 하고 대상구역 내 구조물 설치 시 합류부의 유속 및 수위변화를 수치모의하여 모형실험 실시 시 예측 및 검토자료로서 활용할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.785-789
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• 2007

본 연구에서는 태풍 및 집중호우로 발생되는 홍수류에 의해 많은 피해를 입을 수 있는 도시하천유역의 하천 제방 붕괴시 홍수범람모의를 실시하였다. 연구 대상 하천으로는 전주천유역을 선정하였으며, 전주천 하천 제방을 가상으로 붕괴시켜 홍수범람구역에서의 시간의 변화에 따라 침수양상 및 침수수위 등을 분석하고, 제방 붕괴에 의한 범람 진행시 하도내의 수위변화를 비교 분석하고자 하였다. 이에 따른 침수심도 및 홍수범람도를 SURFER와 연계하여 작성한 다음 기존의 홍수범람도 작성 방법 중 하나인 Arcview GIS를 이용하여 작성한 홍수범람도와 비교 검토하여 전처리과정이 비교적 간단하고 정밀도가 높은 침수심도 및 홍수범람도를 작성할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 시간의 변화에 따라 하도내에서 홍수범람구역으로의 월류량 및 침수수위, 침수수량 등의 결과를 얻을 수 있었다. 제방 붕괴로 인한 하도내 수위의 변화는 크지 않은 것으로 분석되었으며, Arcview GIS와 SURFER를 이용하여 작성한 홍수범람면적의 차이가 크지 않아 전처리과정이 복잡한 Arcview GIS보다 비교적 작성방법이 간단하고 정밀도가 높은 침수심도 및 홍수범람도를 동시에 작성할 수 있는 방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.264-264
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• 2016

홍수위험의 정도를 표시하기 위한 연구는 다양한 방법으로 진행되어 왔으나, 많은 지역에 수리 및 수문모형을 적용하여 홍수위험을 평가하기에는 매개변수 보정이나 모형의 검정에 한계가 있을 수밖에 없다. 특히, 많은 지역에 대하여 행정구역별로 홍수위험을 평가한다던지, 기후변화에 따른 홍수위험 변화양상을 평가하기 위하여는 더욱 그러하다. 이에 본 연구에서는 기존의 수위관측소에서 관측되어진 유량 자료를 적극 활용하여 시강우량과의 다중회귀분석을 통하여 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식을 구축하고 홍수위험을 평가할 수 있도록 시도하였다. 홍수피해는 하천의 유량 증가가 가장 직접적인 원인이 될 수 있으며, 비교적 하천정비가 잘 이루어진 우리나라의 경우는 하천정비 시 설정한 계획홍수량과 호우에 따라 발생되는 첨두유량을 비교하여 홍수피해 발생여부를 판단할 수 있을 것이다. 하천의 첨두유량 값은 복잡한 유역특성이나 수문특성에 의하여 결정되지만, 결국은 시간별 순간 최대강우량의 조합에 의하여 크게 좌우 되는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 수도권의 일부 행정구역별 대표 수위관측소를 정하고, 각 지점의 최근 10년 동안의 하천유량 관측자료를 이용하여 단일 호우사상의 1시간, 2시간, 3시간, 5시간, 10시간, 1일, 2일, 3일, 5일, 10일 순간최대강우량과 첨두유량 사이의 다중회귀분석을 실시하여 유의한 통계값을 보이는 자료끼리 회귀방정식을 구성하도록 하였다. 다중회귀분석은 각 하천 지점별로 해당 하천의 수리특성이 일정하게 유지되어진 기간 동안만을 선정하여 분석하였으며, 유량자료 가운데 각 지점에서 관심수위 이상으로 유량이 크게 증가하였던 호우사상만을 사용하였다. 회귀분석 결과, 매우 의미 있는 회귀방정식의 도출이 가능하였는데, 의정부시 신곡교의 경우는 1시간, 10시간, 1일 강우량으로부터, 광주시 경안교 지점의 경우는 3시간, 1일, 10일 강우량으로부터, 양평군 흑천교 지점의 경우는 10시간, 3일 강우량으로부터 각각 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식이 높은 유의성을 보이는 것으로 나타나, 유역면적이나 도달시간 등의 유역특성을 어느 정도 반영하고 있는 회귀방정식이 도출된 것으로 판단되었다. 이와 같은 회귀방정식에 의하여 예상되어지는 시간별 강우량 자료를 적용하면 첨두유량을 예측할 수 있으며, 이를 기존 계획홍수량과 비교하여 홍수위험 정도를 적절하게 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.148-148
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• 2016

홍수범람지도는 치수 대책 수립 등 다양한 목적으로 국내 주요하천에서 작성되고 있으며 범람 구역의 정확도를 높이기 위한 노력이 다각도로 수행되고 있다. 최근, 공간적으로 매우 정밀한 LiDAR 측량 성과를 기반한 DEM을 이용하거나 2차원 혹은 3차원 수치모델링을 적용하여 범람지도의 정확성 및 적용성이 획기적으로 개선되고 있다. 또한, 범람구역의 불확도에 관련된 연구도 다수 수행되고 있다. 그러나, 이러한 성과는 정밀 DEM 자료가 가용하거나 치수의 중요도가 높은 국가하천 지역에 국한되고 있으며 중소하천을 포함한 국가 전체 홍수지도 작성은 여전히 제한적으로 수행되고 있다. 중소하천의 경우, 공간해상도 및 정확도가 낮은 DEM과 1차원 모델링에 기반하여 범람지도의 신뢰도가 여전히 낮은 실정이다. 또한, 홍수지도 작성 기법은 비교적 잘 알려진 상황이나 작성 과정은 상당한 시간이 필요한 작업으로 지도 작성 시 실무에서 많은 비용과 시간이 소요되고 있어, 결과적으로 중소하천을 포괄한 홍수범람지도 작성에 장애요인으로 작용하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 하천기본계획에서 확보될 수 있는 하도단면 측량 등 표고 측량 성과를 활용하여 공간 해상도가 상대적으로 낮은 DEM을 정교화 및 상세화할 수 있는 개선기법 및 복잡한 범람지도 작성과정을 자동화하여 작성 소요시간을 현저히 줄일 수 있도록 하는 GIS 기반의 홍수범람지도 작성 자동화 툴을 개발하였다. 개발된 GIS 기반의 자동화 툴은 AIM(Automated Inundation Mapping tool)로 명명되었으며 ESRI사의 ArcObjects를 활용하여 개발되어 ArcGIS 기반으로 운영되며 현재 HEC-RAS 홍수위 자료가 입력자료로 작동되도록 설계되었다. 개선된 DEM과 AIM은 시범적으로 제주도 한천 하류에 적용되었으며 2007년 태풍 나리 시 발생한 범람흔적도와 비교했을 때 기존 방식에 비해 범람지도의 정확도와 작성시간(10초 가량 소요)이 상당부분 개선되었다.