• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.702-702
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• 2012

이상기후로 인하여 최근 급증하는 자연재해에 대한 대비가 요구되며, 2010년 광화문 침수 및 2011년 서울 강남지역의 침수 등과 같이 이에 대한 대비가 시급한 현안으로 부각되고 있다. 그러나 이는 기존의 치수대비 개념으로 접근하여 인명 및 재산 등에 초점이 맞춰져 있어, 건축문화재에 대한 대비는 충분하게 고려되고 있지 않다. 본 연구에서는 건축문화재의 홍수 위험도 평가를 위한 기초 연구로서 서울의 대표적인 건축문화재인 창경궁의 홍수 위험도 평가 모형을 구축하였으며, 모형 구축을 위해 현장 실측 유량 자료와 서울 기상청(종로구 송월동)의 강우자료(2011년 6월-8월의 8개 사상) 활용을 통해 홍수 위험도 평가 모형(HEC-HMS)의 매개변수 최적화를 수행하였다. 그리고 구축된 창경궁 지역의 평가 모형 검증을 위해 2011년 7월 26-28일까지 모의한 홍수량을 지형정보시스템(GIS)에 적용하여 침수 지도를 작성하였으며, 작성된 침수 지도를 현장에서 조사한 침수 흔적과 비교 검토하였다. 그 결과, 침수 면적이 약 10%의 오차를 보였으며, 수행한 모의가 우수한 결과를 나타내었음을 확인할 수 있었다. 이는 본 연구에서 구축한 홍수 위험도 평가 모형이 대상유역에 적합하며, 향후 홍수 위험도 평가를 위해 활용이 가능할 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.380-380
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• 2018

전 세계적으로 기후변화로 인한 풍수해 피해가 증가하고 있으며 그로 인한 여러 가지 대책이 추진되고 있는 실정이다. 최근 우리나라는 10년간 매년 풍수해로 인해 발생하는 피해액은 약 3천 5백억 원에 해당될 만큼 많은 피해가 발생되고 있기 때문에(행정안전부, 2016), 정확한 홍수취약성을 산정한 후 효율적인 치수대책을 마련할 필요가 있다. 수자원장기종합계획(2001)에서 제시한 홍수피해잠재능(Potential Flood Damage, PFD)은 위험성과 잠재성으로 구성되어 있으며, 대상 지역의 홍수에 대한 취약정도를 나타내는 지수이다. 하지만, 기존의 홍수피해잠재능 산정 방법은 일부 지역에서 발생한 홍수 피해를 평균적인 측면에서 산정하였기 때문에 그 타당성에 문제가 제기되고 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 한강의 일부 유역을 대상으로 수자원 장기종합계획에서 제시했던 방법론과 실제 홍수위험지역을 반영한 홍수피해잠재능을 산정한 후 비교 및 고찰하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.35-45
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• 2013

본 논문에서는 통합홍수위험관리 측면에서 지역의 홍수위험도에 따라 지구를 구분할 수 있는 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI)의 산정 및 적용방안을 제시하고자 하였다. 낙동강 유역에대하여 시 군 구 단위의 공간해상도로 홍수위험지수(FRI)를 산정하기 위해 P-S-R(Pressure-State-Response) 구조로 분류하여 3개의 홍수지수인 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)를 대표하는 총 17개 세부지표들을 엄선하였다. 세부지표들은 각기 다른 범위와 단위로 측정된 값이므로, T-Score 방법을 사용하여 동일한 범위로 변환되었다. 또한 엔트로피(Entropy) 가중치 산정방법에 의한 가중치를 사용하여 가중치 적용에 따른 주관적인 판정을 최소화하였다. 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)의 3개 지수를 통합하여 지역의 전반적인 홍수위험 상태를 파악할 수 있는 홍수위험지수(FRI)를 산정하고, 가중치 적용 유 무에 따른 홍수위험지수 산정결과와 2010년에 고시된 자연재해위험지구 중 침수위험지구와의 비교를 통해 제안된 홍수위험지수의 적용성을 검토하였다. 충분히 검증된 홍수위험지수를 활용하면 과거 홍수의 원인 및 현상별 홍수재해에 대하여 지역적 방재대책 수립이 가능할 것이라 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.332-332
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• 2021

도시화가 상당히 이뤄지고 기습적인 폭우의 발생이 불확실하게 나타나는 시점에서 재산 및 인명피해를 야기할 수 있는 내수침수에 대한 위험도가 증가하고 있다. 내수침수에 대한 예측을 위하여 실측강우 또는 확률강우량 시나리오를 참조하고 연구대상 지역에 대한 1차원 그리고 2차원 수리학적 해석을 실시하는 연구가 오랫동안 진행되어 왔으나, 수치해석 모형의 경우 다양한 수문-지형학적 자료 및 계측 자료를 요구하고 집약적인 계산과정을 통한 단기간 예측에 어려움이 있음이 언급되어 왔다. 본 연구에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단일 도시 배수분구를 대상으로 관측 강우 자료, 1, 2차원 수치해석 모형, 기계학습 및 딥러닝 기법을 적용한 실시간 홍수위험지도 예측 모형을 개발하였다. 강우자료에 대하여 실시간으로 홍수량을 예측할 수 있도록 LSTM(Long-Short Term Memory) 기법을 적용하였으며, 전국단위 강우에 대한 다양한 1차원 도시유출해석 결과를 학습시킴으로써 예측을 수행하였다. 침수심의 공간적 분포의 경우 로지스틱 회귀를 이용하여, 기준 침수심에 대한 예측을 각각 수행하였다. 홍수위험 등급의 경우 침수심, 유속 그리고 잔해인자를 고려한 홍수위험등급 공식을 적용하여 산정하였으며, 이 결과를 랜덤포레스트(Random Forest)에 학습함으로써 실시간 예측을 수행할 수 있도록 개발하였다. 침수범위 및 홍수위험등급에 대한 예측은 격자 단위로 이뤄졌으며, 검증 자료의 부족으로 침수 흔적도를 통하여 검증된 2차원 침수해석 결과와 비교함으로써 예측력을 평가하였다. 본 기법은 특정 관측강우 또는 예측강우 자료가 입력되었을 때에, 도시 유역 단위로 접근이 불가하여 통제해야 할 구간을 실시간으로 예측하여 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2016

하천은 크게 하도와 홍수터 그리고 제방으로 나눌 수 있으며, 국내에서는 다른 국가들과 다르게 대하천사업 이후 하천의 홍수터에 생태공원이나 체육시설 등과 같은 다양한 친수시설들을 조성하여 활용하고 있다. 하지만 최근 이상기후로 인해 홍수의 발생빈도 및 강도가 증가하고 있으며 여름철 집중호우에 의한 하천의 홍수위 상승은 이러한 친수시설의 침식과 퇴적 등과 같은 침수피해를 가중시키는 원인이 되기도 한다(Ku et al., 2013). 따라서 이와 같은 홍수피해를 예측하기 위해서는 홍수터를 포함한 복단면에서의 수치해석이 선행되어야 하며, 일반적으로 2차원 수치해석이 바람직한 것으로 제안되고 있다(Sato et al., 1989). 또한 하천에서의 2차원 수치해석 결과를 이용하여 침식과 퇴적에 관한 친수시설 안정성 평가 지수를 산정할 수 있으며, 산정된 지수를 통해 홍수터에서의 홍수피해를 예측할 수 있다. 다른 국가에서는 국내와 다르게 홍수터에 대한 활용이 거의 없기 때문에 홍수에 따른 홍수터에서의 위험도를 평가한 연구는 거의 없는 실정이며, 한국에서도 홍수터에서의 홍수위험도 평가에 대한 연구는 Song et al.(2016)이 다른 국가에서 활용하고 있는 제내지에서의 홍수위험도 평가 지수를 홍수터에 도입하여 실제 태풍에 의한 홍수위험도를 간접적으로 평가한 연구 정도가 대부분이라고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Einstein-Krone 공식(1962)을 이용하여 침식과 퇴적을 동시에 고려할 수 있는 Transient Erosion and Deposition Index(TEDI)와 Steady Erosion and Deposition Index(SEDI)를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 실제 자연하천에 적용하여 태풍 사상에서의 산정된 지수를 통해 홍수터 안정성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.64-64
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• 2019

도시지역은 인구 및 사회인프라시설 등이 밀집되어 있어 홍수 발생 시 타 지역에 비하여 큰 피해가 발생한다. 우리나라의 경우 2017년 부산 지역과 2018년 서울 지역에 시간당 최대 100 mm 이상의 강우가 발생하여 인명 및 재산피해를 발생시켰다. 이러한 도시홍수 피해를 저감시키기 위해서는 수방시설물의 유지관리 뿐만 아니라 한정적인 물자와 인력을 효율적으로 활용하기 위한 홍수예보 방안이 필요하며 정확도 높은 기상예보가 수반되어야 한다. 현재 지자체에서는 기상청의 기상특보를 활용하여 홍수대응을 실시하고 있으나 이는 전국적으로 동일한 기준으로 각 지역의 홍수특성을 반영할 수 없다는 문제가 있다. 또한 국내에서는 정확도 높은 기상예측을 위해 다양한 기상 수치예보모델을 활용하고 있으나 급변하는 기상상황을 정확히 예측하는 데에는 한계가 있다. 수치예보모델의 한계를 극복하기 위하여 현재 영국에서는 강우 앙상블 자료를 활용한 영향예보 도입이 활발히 진행되고 있다. 영향예보란 단순 기상상황 뿐만 아니라 기상현상이 발생시킬 수 있는 위험수준과 그 위험수준이 발생할 확률을 함께 예보하는 방안이다. 본 연구에서는 부산광역시 동래구 지역을 대상으로 과거 피해 발생 강우량 및 지역의 확률강우량 등을 활용하여 지역특성에 맞는 총 4단계의 강우기준을 제시함과 더불어 기상현상의 발생확률을 조합한 홍수위험 매트릭스(Flood Risk Matrix)를 개발하였다. 또한 개발된 홍수위험 매트릭스의 활용성 평가를 위해서는 2016년, 2017년 기상청에서 산출한 국지규모 앙상블예측시스템(Local Ensemble Prediction System, LENS)의 강우 앙상블 자료를 활용하였다. 그 결과 짧게는 24시간 전, 길게는 72시간 전에 홍수피해 발생의 예보가 가능한 것으로 분석되었다. 향후 본 연구에서는 연구 대상 지역을 확대하여 각 지역에 적합한 홍수위험 매트릭스를 개발하고, LENS자료를 활용한 활용성 평가를 통해 실무에 적용 가능한 홍수예보 방안을 마련할 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.378-378
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• 2017

본 연구는 도시에서 발생하는 홍수에 대응하기 위해서 홍수취약요인을 구성하고 홍수 위험성을 기반으로 취약지역과 정도를 도출하는 동적의사결정 모형 구성을 목표로 한다. 취약 요인은 인명피해에 초점을 맞추었으며 발생 가능한 홍수의 규모에 따른 취약 요인의 대응역량 등을 반영하여 동적의사결정 모형을 구성하고자 한다. 홍수위험성 산정에는 예상되는 홍수 시나리오를 반영한 SWMM 모델링 결과를 이용하였으며, 취약요인은 델파이기법으로 구성하였다. 구성한 모형은 빈번하게 내수침수가 발생한 지역인 도림천 유역을 대상으로 적용성을 검토하였다. 수립된 모형은 홍수 위험성의 정도에 대하여 발생 가능한 인명피해 지역을 공간적으로 파악할 수 있도록 하며 인명피해 예상 수치를 제공할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.429-429
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• 2011

우리나라는 연중 강우량의 계절적 편중이 심하여 약 2/3이 6월-9월에 집중하는 기상학적 요인과, 국토의 약 70%가 산악지역으로 되어있는 지형학적 요인 등 홍수에 취약한 자연특성을 갖고 있으며, 특히 하천, 도시 저지대, 해안 및 산지에서는 홍수범람, 내부배제 불량, 해일, 산사태 등으로 매년 많은 인명피해와 재산상의 손실이 크게 발생하고 있다. 또한 최근 발생하고 있는 이상기후 현상과 각종 개발사업으로 인한 불투수면적의 증가 등으로 인해서 극한 홍수의 발생빈도가 높아가고 있으나, 기존 수방시설물의 홍수배제능력 부족 등으로 매년 많은 피해를 입고 있는 실정으로, 구조적인 대책만으로는 재해피해를 경감시키는데 한계가 있음을 인식하여 구조적 대책과 더불어 토지이용규제 및 개발규제, 홍수터관리, 홍수예경보 등 비구조적 재해대 비능력 향상이 시급한 현황이다. 우리나라의 경우, 구조적 수방기술의 발전은 비교적 높은 수준에 도달해 있지만, 구조적 대책에 비해 비구조적 대책의 개발 및 적용은 미흡한 형편이므로, 비구조적 홍수대책의 종합적 정비 및 효율적 운영방법 필요하다. 따라서 본 연구에서는 홍수유형별 발생원인별 대표적인 비구조적 홍수대책을 국내외 적용사례를 조사하여 분석하고, 비구조적인 홍수방어대책들에 대한 장단점 및 적용성 등의 정성적 평가를 실시하였다. 국내 여건에 적합한 홍수위험구역 설정방안을 제시하고자, 국내의 다양한 하천공간 확보를 위한 관련규정인 하천구역, 홍수관리구역, 수변구역, 상수원보호구역, 친수구역, 홍수위험구역, 자연재해위험지구, 방재지구 등에 대하여 조사하였으며, 국외 사례로 영국의 홍수위험구역 평가제도, 미국의 홍수터 관리 프로그램, 호주의 하천공간 분류 기준, 일본의 하천공간 설정 기준 등에 대한 고찰을 수행하였다. 또한 국내 홍수보험 제도의 문제점 분석 및 제고방안을 제시하고자, 현재 소방방재청 주관으로 시행되고 있는 풍수해보험제도에 대한 조사 및 분석을 실시하였으며, 미국에서 시행되고 있는 국가홍수보험프로그램, 프랑스의 자연재해보험, 스위스의 자연재해보험풀 제도, 일본의 홍수보험제도에 대하여 심층적인 고찰을 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1322-1326
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• 2007

지구 온난화에 의한 엘리뇨, 라니냐의 발생은 한반도에 커다란 기후변화를 가져왔다. 이러한 변화는 연간 총 강우량은 크게 변화하지 않았지만 강우강도가 증가하고, 태풍의 규모가 커지는 등 홍수방어의 측면에서 상당한 어려움을 야기하고 있다. 2006년 태풍 '에위니아'와 이에 뒤이은 태풍과 중국 북부지방의 기단이 장마전선을 형성하며 사상 최고의 강우강도를 기록한 집중호우는 미래의 기후조건이 극단의 사상으로 변화하고 있으며 이에 따른 구조적/비구조적 대책이 요구됨을 단적으로 드러내는 예이다. 이러한 집중호우들의 결과로 발생하는 제방붕괴 등으로 인한 홍수범람은 수많은 인명과 재산의 피해를 발생시키고 있다. 따라서, 본 연구에서는 500년 빈도 홍수유출에 의한 제방붕괴모의를 실시하고 강원도 원주시에 대한 침수심과 범람범위를 도출하고, 해당 침수지역의 홍수위험강도(침수심${\times}$유속)를 구하였고, FEMA에서 제시한 바 있는 Downstream Hazard Classification Guidelines(USBR, 1988)의 사람 및 가옥에 대한 위험 정도를 도출하였으며, 이 자료들을 근간으로 하여 침수심과 범람범위의 정보를 포함하고 있던 범람지도와 지역별 홍수의 세기를 표현하는 홍수위험 정보를 GIS Tool(ArcView, ArcGIS, CAD 등)들을 이용하여 표출함으로써 좀 더 효율적이고 체계적인 홍수지도를 작성하였다. 본 연구의 결과로 작성된 홍수위험정보 지도(침수심, 유속분포도, 홍수위험강도)는 주민의 대피 이동시나 대피지구 선정, 홍수로부터 발생하는 피해에 대한 최적화된 대응 대비, 도시개발계획 수립시 개발지역의 선정 등에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 다양한 정보를 포함하고 있는 홍수정보 지도의 작성을 통해 기존 침수깊이와 범람범위의 1차적인 정보에서 수립할 수 있었던 계획이 가질 수 있었던 한계점을 좀 더 향상된 정보를 이용하여 극복함으로써 효율적이고 체계적인 치수 방재 계획수립이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2016

돌발홍수는 수십 $km^2$ 이하의 유역에서 강우가 발생한 후 6시간 이내의 단시간에 홍수징후가 나타나는 현상으로 정의될 수 있다. 돌발홍수를 잘 예측하기 위해서는 국지적으로 발생하는 집중 호우를 잘 예측해야 하며 유역내 공간적인 수문반응해석을 통해 돌발홍수를 예측하는 기술이 요구된다. 본 연구에서는 유역내 공간적인 수문반응을 잘 모의하기 위해 TOPLATS 지표해석모형을 이용하였다. TOPLATS(TOPMODEL based Land Atmosphere Transfer Scheme) 모형은 물수지와 에너지수지를 통해 단위격자에 대한 실제증발산량, 토양수분량, 지하수면깊이, 지표유출량, 잠열, 현열, 지열, 순복사량 등을 모의하며 소유역단위로 지하수면깊이를 재분포시키는 특성을 가지고 있다. 돌발홍수 위험도를 산정하기 위해 실제 돌발홍수 피해사례를 조사하였으며 피해지역과 대응되는 격자 수문성분과의 상관성 분석을 통해 돌발홍수 위험도 모형을 산정하였다. 대상지역은 수도권 전체지역을 모의하기 위해 한강, 임진강, 안성천 유역을 대상지역으로 선정하였다. 수도권 지역은 약 11,930 km2이며 2009~2012년동안 총 38건의 돌발홍수 피해사례가 신고되었다. 기상자료는 기상청 AWS와 ASOS 시단위 강우, 기온, 상대습도, 풍속, 일조, 기압자료를 이용하였다. 돌발홍수 피해사례 38건에 대해 대응되는 모의격자의 수문성분을 분석하였으며 27(71%)에서 구조요청시점에 대해 강우량, 지표유출량, 토양수분량, 지하수면깊이가 적절하게 모의되는 것을 확인하였다. 강우조건에 따른 돌발홍수 위험도는 구조요청시점 기준 선행시간 4~6시간까지 71~87%, 구조요청시점으로 한정된 0시간에서는 42~52%로 나타났다. 이상의 결과로부터 지표해석모델을 이용한 격자 수문성분과 통계적 돌발홍수지수모형으로부터 산정된 돌발홍수 위험도는 산지 미계측지역에 대한 돌발홍수를 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.