• 환경영향평가
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• 제26권4호
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• pp.227-241
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• 2017

도시에서의 인간의 삶의 질은 생태계에 의존하고 있으며, 삶의 질에 기여하는 생태계서비스를 평가하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 도시에서 제공하는 다양한 생태계서비스 중 도시공원에서 제공하는 생태계서비스에 대한 평가항목 및 평가지표를 도출하고 이를 수원시 도시공원에 시범적용하여 지표의 측정가능성을 검토하고자 한다. 문헌연구를 통해 생태계서비스 평가항목 및 지표 목록을 추출하고 전문가 대상 2차례 델파이 조사를 실시하여 지표별 적합성을 평가하였다. 평가결과 도시공원은 공급, 조절, 지원, 문화서비스 전체 분야에 대해 생태계서비스를 제공하는 것으로 나타났다. 공급서비스에서는 식량생산성과 수자원을 제시하였으며, 조절서비스에서는 대기오염물질 제거, 홍수 및 폭풍피해 저감, 소음저감, 열섬저감, 토양질 유지, 지원서비스에서는 생태네트워크와 생물다양성 유지, 문화서비스에서는 운동, 휴식, 교육 및 사회활동의 평가항목을 제시하여 총 12개 평가항목과 14개의 평가지표를 도출하였다. 도출된 평가항목과 지표를 토대로 수원시 내 도시공원 두 곳에 시범적용하여 지표의 측정가능성을 검토하였다. 본 연구결과 도시공원의 생태계서비스 평가항목을 통해 도시의 생태계서비스 및 생물다양성 현황을 진단하는 기틀을 마련하였으며, 도시에서의 생태계서비스를 높이기 위한 방안을 제안하였다. 향후 도시차원에서 생태계서비스 지역평가, 생태계서비스 총량 및 균등분배에 관한 전략 수립과 연계할 필요가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.137-147
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• 2013

수리구조물의 효과적 운영과 홍수기 피해저감을 위해서는 하천수리특성에 대한 적절한 이해가 필수적이며, 다차원모형의 적용을 통해 그 목적을 달성할 수 있다. 그러나 다차원모형 적용은 방대한 자료와 많은 분석시간을 요구하여 실무적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 유역유출모형 및 1차원 수리모형과 다차원모형의 연계모의 기법을 제안하고 실제 하천에 대한 적용성을 검증하고자 하였다. 다차원 수리모형으로 EFDC를 이용하였으며, 모의를 위한 경계조건 결정을 위한 유역유출모형과 1차원수리모형으로 COSFIM과 FLDWAV를 이용하였다. 다차원모형의 연계적용기법을 통하여 기존의 선단위 지점단위 정보 뿐 아니라 공간 격자단위 정보를 제공 받을 수 있어 하천에서의 물리적 현상을 고려한 공간적 수리특성을 반영한 하천관리가 가능할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.949-963
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• 2017

본 연구는 도시홍수 피해저감을 위한 비구조적 대책의 일환으로 배수펌프장의 효율적인 운영방안을 제시하고자 한다. 배수펌프장 내의 수위를 뉴로-퍼지모형을 통하여 예측하고 예측되는 내수위에 따라 유전자 알고리즘 기법을 적용하여 배수펌프장의 운영룰을 결정하고자 한다. 뉴로-퍼지모형 구축시 배수구역의 지형적 특성을 반영하기 위하여 공간적 매개변수를 고려한 GeoANFIS모형을 개발하였고 배수펌프장 내 최고수위를 저하시키면서 반복적인 정지와 운영이 발생하지 않도록 벌칙유형의 유전자 알고리즘을 적용하였다. 마포 배수구역 내 5개의 배수펌프장(마포, 합정, 상수, 봉인, 당인)에 대하여 개발 모형의 적용성을 검증하였다. 이러한 운영룰의 개발로 효과적으로 내배수 시설을 운영할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권12호
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• pp.1211-1218
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• 2008

본 연구의 목적은 다목적 유전자 알고리즘을 이용하여 우수유출 저류지를 소유역에 분담하여 설치 계획하는데있다. 이를 위해 우수유출 저류지의 위치 및 규모를 최적화하기 위한 모형을 개발하였다. 이 모형은 크게 2가지로 나뉘어 지는데, 유역유출모형과 최적해를 구하기 위하여 도입한 다목적 유전자 알고리즘(MOGAs)이다. 이러한 최적화 모형을 모의하기 위하여 목적함수는 첨두유출량과 저류지 저류용량의 함수로 설정하고, 제한조건은 기본적으로 구조적 제한과 저류용량 및 운영목적에 따라 설정하였다. 본 연구를 위해 만들어진 최적화 모형은 안양시 관양유역에 실제 적용해 보았으며, 그 결과 주어진 제약조건내에서 상류지역에 저류지가 설치되는 경우가 최적값으로 나타난 것을 통해 적절하게 잘 모의된 것으로 보인다. 그밖에 On-line 및 Off-line 저류지가 동시에 건설되는 경우에도 함께 최적화 모의가 가능한지도 살펴보았다. 본 연구를 통해 제시한 방법론은 향후 도시유역내의 홍수피해 저감계획시 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.749-759
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• 2016

최근 빈번히 발생하는 도시지역에서의 돌발성 집중호우로 인한 피해를 저감하고자, 기상레이더를 통해 관측되는 자료를 바탕으로 돌발성 호우의 위험성을 사전에 예측하는 기법을 적용하였다. 본 연구에서 활용한 방법은 대기 중의 돌발성 호우를 유발할 수 있는 적란운 대류세포의 조기탐지, 탐지된 대류세포의 자동 추적, 해당 대류세포가 발달하여 돌발성 호우를 유발할 수 있는 가능성을 판단하는 위험예측이라는 3가지 단계를 결합한 것이다. 본 기법은 실제 돌발성 호우로 인해 수도권 지역 소하천에서 시민들이 고립된 사례를 포함한 집중호우 사례에 적용되었다. 그 결과, 레이더 자료만을 이용하여 지상관측망보다 사전에 강우세포를 탐지하고, 국지적 집중호우로 발달하는 현상을 위험도로 판단할 수 있음을 보여 주었다. 본 연구를 통해 제시된 위험도 예측결과를 도시 소하천 홍수대피 업무에 활용한다면 대피시간을 충분히 확보할 수 있어 인명사고를 줄이는 데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1149-1156
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• 2014

본 홍수피해를 저감하기 위해 하천의 제방 증축, 하도준설, 수리구조물의 설치 등에 있어 적합한 설계가 요구된다. 이 중에서 배수문에 관한 하천설계기준을 살펴보면 설치위치는 7개의 항목으로 나열되어 있으나, 그 기준이 상세하지 않음을 알 수 있다. 제내지의 토지이용 및 유역특성을 반영한 배수문의 적절한 위치를 산정하기 위하여 외수위를 고려한 내수침수모의가 수행되어 정량적 평가가 이뤄져야 한다. 그러나 내수침수모의는 대개 수리 수문학적 특성을 동시에 고려해야 되기 때문에 매우 복잡하고 시간이 오래 소요된다. 따라서, 본 연구에서는 배수문 설치에 대한 정량적 검토를 바탕으로 간편하고 정확한 설계방법을 제시하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권3호
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• pp.88-100
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• 2009

본 연구에서는 GIS와 연계한 2차원 확산파 침수해석 모형을 개발하여 2002년 8월 집중호우로 인하여 침수피해가 발생했던 낙동강의 지류인 화포천유역에 대하여 하천제방의 월류 및 붕괴에 따른 침수해석을 실시하였다. 당시의 침수흔적도 및 FLUMEN 모형의 침수해석 결과와 시간별 침수심 및 최대 침수면적의 비교를 통해 모형의 적용성을 평가해 보았다. 침수흔적도와의 비교를 통해 침수면적에 대한 적합도를 분석한 결과 88.61%의 적합도를 갖는 것으로 확인되었으며, FLUMEN 모형과의 비교를 통하여 최대 침수면적 및 침수지역의 공간적 분포가 상당부분 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서 2차원 확산파 침수해석 모형의 적용으로 계산된 시간별 침수구역 및 최대 침수면적 등은 홍수에 대비한 위험지역의 파악 및 재난저감 대책을 수립하기 위한 판단자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.602-602
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• 2016

우리나라에서는 1960년대부터 현재까지 도시화가 급속도로 진행되고 있다. 도시화가 진행됨에 따라 대부분 농경지로 사용되었던 토지의 이용 방법이 변화하였고 포장면적이 증가하면서 불투수면적과 강우유출량 또한 증가하였다. 이러한 현상으로 인해 도심지의 유출량이 증가하여 도심홍수가 빈번해지고, 비점오염물 증가로 인한 수질악화 등의 환경 문제가 더욱 심화되고 있다. 따라서 도시화로 인한 피해를 저감시키고 물순환 체계를 효율적으로 관리하기 위한 저영향개발(LID, Low Impact Development) 기법의 필요성이 대두되고 있으며, 그로 인해 LID 기법의 가치가 재조명되고 있다. 현재 LID 기법과 관련된 많은 연구가 진행되고 있지만 LID 시설물에 대한 이해와 유지 관리 필요성에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 LID 기법을 보다 쉽고 효율적으로 적용하기 위해 국내 9종의 매뉴얼과 국외 2종의 매뉴얼을 검토하여 국내 실정에 적합한 LID 시설 유지관리 기법을 고안하여 LID 개념을 통합적으로 정립하였으며 LID와 관련된 시설물, 모니터링 요소, 유지관리 등의 기술적인 정보를 제공하기 위한 한국형 LID 시설유지관리 매뉴얼을 작성하였다. 매뉴얼은 첫째, LID 전반적인 이해를 돕기 위해 LID 정의, LID 시설물의 종류, 설치기준 및 운영 관리기준에 대한 내용을 다루고 둘째, LID 시설물의 특징, 구성, 설치가능 지역, 설치 시 고려사항, 유지관리 기법, 설치 예에 대한 내용으로 구성하였으며 이외에도 시설물의 일반적인 점검사항, 토지이용별 고려사항 등 시설물 설치 후 점검 방법, 유의사항 등을 제시하였다. 향후 매뉴얼의 타당성을 검토하기 위해 부산대학교 양산캠퍼스에 완공된 LID 실증단지의 시범 LID 시설물에 적용하여 국내 LID 시설물에 대한 매뉴얼의 적용성을 높일 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.456-456
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• 2015

최근 집중호우 및 돌발홍수로 인한 물관련 피해가 늘어감에 따라 도시화된 유역의 물관리 연구에 많은 초점이 모아지고 있다. 도시 유역의 물순환에 대한 하나의 해결방법으로 각광받고 있는 LID(Low Impact Development)에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 법정행정구역도를 따라 온천천 유역을 각 동별로 나누어 LID를 설치하였을 때 적용 효과가 가시적으로 나타나는 소유역을 확인하기 위하여 SWMM 모형을 통해 시뮬레이션을 실시하였다. LID 요소기술로는 토지피복에 따라 주택지에는 옥상녹화, 도로에는 투수성포장을 설치하여 각 동별로 LID 적용 전 후에 대한 유출량, 침투량, 첨두유량, 유출계수 등을 비교 및 분석하는 연구를 수행하였다. 온천천 유역 14개 동에 대한 분석을 실시한 결과, 유출량 감소율의 경우 수민동(85.24%), 거제동(83.23%), 명장동(82.81%), 침투량 증가율은 수민동(162.8%), 안락동(105.1%), 복산동(71.03%) 순으로 하천 주변의 거주지가 밀집된 지역에 가시적인 효과가 나타났으며, 첨두유량 감소율은 청룡동(81.82%), 장전동(80.37%) 부곡동(79.39%) 순으로 소유역의 경사가 급한 지형에 효과가 좋은 것으로 나타났다. 유출계수 감소율은 유출량 감소율의 경우와 마찬가지로 나타났다. 도시 유역에 보다 나은 물순환을 위하여 LID 요소기술을 설치할 때 저감시키거나 증가시키려는 매개변수를 확실히 선정하는 것이 LID 효과를 극대화 할 수 있다는 점을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.387-387
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• 2015

최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우 및 돌발홍수 증가로 도심지역에 많은 침수 피해가 발생하고 있다. 본 연구는 이러한 내외수에 영향을 받는 도시 중소하천의 침수 저감을 위하여 침수 예측모형에 적용 가능한 수리학적 계산모형을 개발하는 것이다. 일반적으로 자연하천은 수지형 수계가 대부분이며, 도시 우수관로와 관계배수 시스템 등은 폐합형 수계에 포함되어 수지형 계산모형으로는 도시 중소하천의 유출 모의를 할 수 없다. 폐합형 수계의 계산모형은 수지형에 비해 복잡하지만, 적용대상 수계가 폐합형이 아닌 경우에도 합류점의 유입량을 처리하기가 편리하고, 역방향의 월류 흐름이 존재하는 감조하천에서의 월류 흐름 모의가 가능한 장점을 갖고 있어 도시 내배수 시스템은 물론 자연하천에도 적용 할 수 있다. 본 모형은 절점, 수로 및 계산점으로 구성되는데 동력학적 방법인 1차원 Saint-Venant의 연속 방정식과 운동량 방정식에 수치해법을 이용하여 구하고자 하는 시간과 지점의 수위와 유량을 계산할 수 있게 구성하였다. 수치해법으로는 가장 보편적으로 사용되는 유한차분법 중 안정성과 정확성이 우수한 것으로 평가된 Preissmann의 4점 음해법으로 차분방정식에 Newton-Raphson 방법을 사용하여 유량과 수위 보정치에 Double Sweep 알고리즘을 적용하였다. 유한차분법은 안정성 문제를 수반할 수 있기에 시간 증분이 작을수록 Courant 조건을 만족할 수 있다. 모형 비교 검증을 위하여 동력학적 방법을 적용한 대표적인 폐합형 수계모형인 EPA SWMM을 지원하는 CHI사의 PC-SWMM 프로그램을 이용하여 가상의 폐합 수계를 구축하였다. 일반적으로 상류지점의 경계조건은 하류로 추적될 입력 자료로써, 상류지점과 합류지점은 유입되는 유량값을 그리고 하류지점은 유출되는 수위값을 경계조건으로 입력하였다. 운동량방정식의 에너지 경사와 마찰경사 항에 포함된 조도계수는 변화량에 중요한 물리적 요소이지만, 고정 상수값인 0.03을 적용하여 검증에 용의하도록 하였다. 구축된 모형과 PC-SWWM을 통해 산출된 계산점별 수위와 유량에 RMS 오차를 비교한 결과 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 향후 내외수를 연계에 침수예측모형에 적용 가능할 것으로 사료된다.