• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.186-186
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• 2019

국내에서 자연재난의 대부분을 차지하는 홍수는 매년 반복되어 인명과 재산상의 막대한 손실을 유발하고 있다. 이러한 피해 중 인적피해를 최소화하기 위한 방재계획 및 정책수립이 우선되어야 하지만 적용성 측면에서 미진한 부분이 있는 것이 현실이다. 본 연구는 인적피해 평가를 지원하기 위해 피해실적에 근거한 경험적 인적피해 평가기법을 개발하였다. 또한, 해당기법의 적용성을 평가하기 위해 2017년 청주시 호우피해를 기준으로 적용성 검증을 실시하였다. 인적피해의 경우 인명과 이재민 피해를 동시에 고려하였으며, 인적피해를 위해 기본적으로 노출위험인구와 인적피해 발생확률을 기반으로 하였다. 노출위험인구의 경우 침수구역도와 집계구를 기준으로 계층화된 인구 인벤토리를 이용한 GIS 공간분석 결과로부터 결정된다. 그리고 인적피해 발생확률은 행정안전부의 국가재난관리시스템 내 피해이력, 재해연보 및 한국국토정보공사에서 제공받은 침수흔 적도를 토대로 침수등급과 인구계층을 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 제시된 보다 효율적이고 정밀한 인적피해 평가 방법이 위험지구 결정, 자연재난 리스크 모델링, 방재사업 대안결정, 예산배분 등의 실무와 학술적 접근에 있어 활발히 활용되길 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.257-257
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• 2016

현재 전 세계적으로 이상기후로 인해 자연재해가 증가하고 있으며, 우리나라 또한 집중호우, 태풍, 홍수 등의 자연재해로 인해 경제적 손실뿐만 아니라 인명피해도 증가하는 추세이다. 2014년도에만 약 2천억원의 재산피해가 발생 하였고, 5천억원 이상이 피해를 복구하는데 사용되었으며, 피해금액과 복구금액은 지속적으로 증가하고 있다. 최근 발생한 토사재해의 경우에는 인구가 밀집한 도심지에서 발생하여 매우 단기간에 치명적인 피해를 야기 시키고, 사회적 관심을 크게 일으키기도 했다. 이처럼 자연재해가 인구가 밀집되어있고, 사회적재화가 많은 도심에서 발생할 경우 그 피해규모는 더욱 커질 수 있으므로 이에 대한 적절한 대응방안이 마련되어야 한다. 본 연구에서는 대구지역에 대한 토사재해를 물리적 취약성과 사회적 취약성으로 구분하여 평가하고 이를 종합하여 평가하였다. 물리적 취약성은 Flow-R 모형을 사용하여 토사재해의 발생 가능성 및 정도를 평가하고, 발생지역의 건물 구분에 따라 그 취약성의 정도를 달리하였다. 사회적 취약성의 경우는 대구지역의 집계구 단위를 기준으로 하여, 다양한 사회적 지표에 계층분석법(Analytic Hierarchy Process, AHP)을 적용하여 지표에 대한 가중치를 산정하였다. 이후 물리적 취약성과 사회적 취약성의 값을 0에서 1사이로 정규화 시키고 정규화된 값을 다시 곱하여 0에서 1사이로 정규화 하여 취약성 정도로 나타내었다. 본 연구결과는 대구지역에 대한 토사재해의 취약성을 평가함으로써 대구 도심지에서 발생할 수 있는 토사재해 위험구역을 선정하고 방재시설을 준비하는데 있어서 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.47-56
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• 2022

통합물관리, 탄소중립 등 수자원 및 에너지 정책이 급변하는 가운데 모두 연관성이 있는 발전용댐의 가치를 재평가해야한다는 의견이 제기되고 있다. 발전용댐은 홍수기에 제한수위를 두어 운영을 하는 등 과거부터 전력생산 외에도 홍수조절 등에 기여해왔으나 이러한 운영방식은 전력손실이 불가피하다. 이에 본 연구는 발전용댐의 전력손실을 최소화하기 위하여 수력발전의 전력생산 시스템에 회복탄력성의 개념을 도입하고 전력판매액의 최대화를 발전성능으로 정의하여 발전용댐의 발전성능을 평가할 수 있는 프레임워크를 제시하였다. 현행 연계운영계획 수립 절차를 기반으로 댐 모의 운영 시나리오를 구축하고 HEC-5를 활용하여 댐 모의 운영을 수행하였다. 수행된 결과자료를 활용하여 제시된 프레임워크에 적용하여 각 시나리오에 따른 발전성능이 중요한 요소로 평가됨을 확인되었고 부가적으로 이·치수 성능도 평가할 수 있음을 확인하였다. 향후 다양한 시나리오를 기반으로 경제성 분석이 수반되어 비용과 편익이 산정된다면 시나리오별 경제적 효과 및 기회비용 등을 명확히 비교할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1183-1192
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• 2020

치수 관련 사업이나 재해대책 수립의 기초 단계인 경제성 평가는 미래에 발생할 가능성이 있는 홍수로 인한 피해액을 예측하는 중요한 과정이지만, 결과를 검증하는데 어려움이 있다. 따라서 정확한 피해액을 예측하기 위해서는 공학적 측면과 경제적 측면을 모두 고려하여야 하므로, 조사·분석의 범위가 매우 넓다. 그러나 미계측유역은 관련 자료의 수집에 제한이 있어 홍수로 인한 경제적 손실규모를 예측하는 데 어려움이 있으며, 관련 연구 또한 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 위성자료 기반의 분포형 유출 및 침수해석 모형을 활용하여 미계측유역인 대동강유역 내 평양시에 대한 침수해석을 수행하였으며, 수집 가능한 사회·경제지표와 침수해석 결과를 종합하여 홍수피해액을 추산하는 방법론을 제시하였다. 분포형 유출해석과 침수해석 모형은 한국건설기술연구원에서 개발한 GRM (Grid based Rainfall-runoff Model)과 G2D (Grid based 2-Dimensional land surface flood model)를 활용하였으며, 홍수피해액은 간편법과 개선법의 방법론에 수집 가능한 사회·경제지표를 대입하는 형식으로 추산하였다. 연구 결과 미계측유역의 위성자료와 사회·경제지표를 기존의 방법론에 대입한 홍수피해액 추산이 가능하였으며, 추후 자료 수집 기술의 발달로 사용 가능한 자료의 종류와 범위가 넓어지면 자료의 구득이 어려운 타 지역에도 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.483-483
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• 2017

하천제방의 설계 시 침식 및 세굴에 대한 보호를 위해 호안을 설치하도록 하고 있으나 확실한 설계기준이 없는 실정이며 호안이 설치된 이후에도 호안에 대한 관리나 안전성 검사가 수행되지 않고 있다. 홍수로 인해 제방이나 호안의 손실이 발생하면 피해복구를 실시하는 수준에서 하천의 제방관리가 이뤄지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천흐름에 대한 호안의 안전도를 산정하여 도상에 표시해 제방의 유지관리에 활용할 수 있는 세굴안전도맵을 제시하였다. 세굴안전도는 호안의 형식별로 하천흐름에 대한 외력과 호안자체의 저항을 나타내는 내력을 비로 산정하였으며 매우안전, 안전, 보통, 위험, 매우위험의 5단계로 평가하였다. 남강유역을 시범유역으로 하여 남강댐 하류부터 낙동강 합류부까지의 모든 제방에 대해서 안전도를 평가하였다. 우선적으로 현장조사를 통해 제방호안에 대한 설계도서와 현장시공결과를 비교하였으며 호안의 확인이 어렵거나 호안설치가 되지 않는 제방에 대해서는 무호안 또는 식생호안으로 가정하였다. 산정된 하천제방 세굴안전도를 GIS를 활용하여 맵으로 도시한 결과 만곡부 또는 합류부에서의 세굴안전도가 낮게 평가되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 산정된 하천제방 세굴안전도 맵을 하천관리에 활용한다면 직관적으로 위험제방에 대한 파악이 가능하고 투자우선순위를 결정하는데 기초자료로 활용되어 하천관리 업무의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.319-319
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• 2020

최근 데이터 과학의 획기적인 발전 덕분에 딥러닝 (Deep Learning) 알고리즘이 개발되어 다양한 분야에 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 인공신경망 중 하나인 LSTM(Long-Short Term Memory) 네트워크를 사용하여 댐 유입량을 예측하였다. 구체적인 내용으로, (1) LSTM에 필요한 입력 데이터를 효율적으로 사전 처리하는 방법, (2) LSTM의 하이퍼 매개변수를 결정하는 방법 및 (3) 다양한 손실 함수(Loss function)를 선택하고 그 영향을 평가하는 방법 등을 다루었다. 제안된 LSTM 모델은 강우량(R), 댐유입량(Q) 기온(T), 기저유량(BF) 등을 포함한 다양한 입력 변수들의 함수로 가정하였으며, CCF(Cross Correlations), ACF(Autocorrelations) 및 PACF(Partial Autocorrelations) 등의 기법을 사용하여 입력 변수를 결정하였다. 다양한 sequence length를 갖는 (즉 t, t-1, … t-n의 시간 지연을 갖는) 입력 변수를 적용하여 데이터 학습에 최적의 시퀀스 길이를 결정하였다. LSTM 네트워크 모델을 적용하여 2014년부터 2020년까지 한강 유역 9개의 댐 유입량을 추정하였다. 본 연구로부터 댐 유입량을 예측하는 것은 홍수 및 가뭄 통제를 위한 필수 요건들 중 하나이며 수자원 계획 및 관리에 도움이 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1154-1158
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• 2007

현재 국내 하천에는 수많은 보가 존재하고 있으며, 하천에 설치된 보는 보 주변 지역에 많은 혜택을 제공한다. 보의 규모가 클 경우 소수력 발전을 위한 용도로 사용되거나, 선박 통행을 위한 수심 확보 목적으로 활용된다. 상수원으로서 농업용수와 생활용수를 공급하며, 홍수 시 상부 저수지를 홍수 조절을 위한 목적으로 활용되며, 지역 주민들에게 여가 활용의 기회를 제공한다. 이렇듯 하천에 설치되어 있는 보는 유용한 역할을 수행하지만 사용하고자 하는 용도가 없어지고, 노후화되어 보의 기능이 점차 약화되는 보들이 하천에 계속 남아있게 된다면, 필요 없이 하천을 막아 흐름을 정체시켜 결국 환경이나 생태적인 측면에서 커다란 손실을 가져오게 된다. 최근 농경지 도시화, 경작 방식의 변화, 취수시설물 통폐합, 시설 노후화 등으로 매년 수십 개 이상의 보가 폐기되고 있으나, 폐기된 보는 대부분 철거되지 않고 하천에 남아 여전히 문제를 발생시키고 있으며, 외국의 경우에는 이미 기능 및 용도를 상실한 보 철거는 하천 생태통로 복원 등의 목적을 위해 하천환경복원의 한 방법으로 널리 활용하고 있다. 특히 보의 기능 상실 여부는 단순한 시설물 노후 여부로 따지는 것이 아니라 본래의 기능을 상실하였을 경우에는 시설물이 노후화되지 않았더라도 적극적으로 철거하고 있다. 본 연구는 보 철거를 통한 하천생태통로 복원 기술 개발을 위한 연구의 일환으로 기능을 상실한 보 철거를 위한 보 철거 선정 체계에 대한 시안을 제시하고자 한다. 철거 대상 보 선정을 위해서는 보 관리주체 및 보 주변지역에 거주하는 주민의 역할이 중요하며, 이에 따라 보 철거 선정 체계는 보 철거를 위해서 보 주변 지역 거주민을 설득하며, 하천의 환경 개선을 위한 합리적인 대안 제시를 목적으로 하고 있다. 선정 체계를 바탕으로 주민 협의 및 대안 제시를 통해 결정된 대상 보는 선정 체계 안에서 보 철거 영향 판단 절차에 따라서 보 철거로 인한 수문, 수리, 지형, 수질, 생태 영향을 판단하게 되며, 이와 더불어 사회 경제적인 영향을 평가하게 된다. 평가결과에 따라서 보를 완전히 철거하거나 다른 대안을 고려하여 보를 부분적으로 철거하거나 개량하게 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1998년도 제6회 수공학웍샵 교재
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• pp.1101-1179
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• 1998

최근에 내무부에서는 개발사업으로 인한 토사유출 피해 중 인명과 재산 피해와 같은 재해 성격을 가진 대규모 토사유출을 사전에 미리 저감시킬 목적으로 재해영향평가제를 도입하여 추진하고 있다. 이에 따라 건설 엔지니어링 업계에서는 대규모 개발 사업으로 인한 가속화된 토양손실량 예측과 침사지 설계에 많은 관심이 쏟아지고 있으나 이 분야의 기술축적과 자료부족으로 과업수행에 어려움을 겪고 있다. 본 강좌에서는 이러한 엔지니어링 업계의 기술적인 어려움을 다소 나마 해소할수 있도록 개발사업으로 인한 가속화된 토양손실량 예측방법과 침사지 설계 기준에 대해 외국의 자료를 바탕으로 그 동안 국내에서 수행한 각종 재해영향평가 자료를 검토하여 제시한다. 먼저, 재해영향평가제의 취지, 토사유출과 재해, 토사유출 재해 저감대책 등에 대해 간략히 설명한다. 다음, 침식량 예측 방법으로 미국의 범용토양 손실공식(USEL) 방법의 적용 절차에 대해 구체적으로 소개한다. 침사지 설계 편에서는 침사지 설계 개념과 구체적인 설계 절차를 제시하고 참사지 규모의 결정방법을 소개한다. 본 강좌의 교재는 미국교통연구단(TRB)의 국립합동도로연구프로그램(NCHRP)#70 자료를 주로 참고하였다. 이 자료는 부록에 원본 전부를 수록하였다. 다만 아직 이 분야 연구가 미흡한 관계로 본 강좌에서는 재해저감 측면에서 합리적인 침사지 설계 기준을 완전히 제시하지 못하고 있다. 참고로 국립방재연구소의 박무종/강대환 연구팀이 기존의 재해영향평가서 자료 중에서 10개를 선정하여 침사지 소요수면적 산정, USEL 적용, 강우침식도 R의 산정 등에 대해 사례 조사 분석한 결과를 부록에 수록하였다.을 기해야 한다. 있다. 청주권의 무심천도 계획상은 대청댐의 물을 공급 받을수도 있도록 되어 있으나 현실상으로 상수도 원수로서의 공급마저도 매년 심한 원수 수질 문제(5-6월, 10월경의 취수장 부근의 부영양화 현상으로 인한 악취와 물 맛의 문제)를 1984년부터 겪고 있다. 이와 같이 도시권 하천의 수자원은 자연적, 인위적, 경제적, 법적, 제도적 여러 제한 요소로서 특성을 가지고 있으며 이는 날로 심해 가고 있는 실정이다. 그러므로 최적 물관리 시스템의 개발이 새로이 시작하는 수자원 개발 사업에서는 계획 단계에서부터 절실히 요구되는 바이며 기존 시설물의 관리 운영은 과감히 그 운영 관리 기준을 보완 재 정비하여야 할 것이다. 지금까지 대부분의 수자원 종합 개발 계획이 홍수방이나 용수 공급 및 수력 개발 등에 주력하여 왔으나 이제는 보다 더 수자원의 환경 보전적 차원과 도시의 안정적 발달을 위한 지역 및 권역 계획과 연계지워져서 양적인 안정 공급과 더불어 질적인 향상과 연계지워서 경제-사회적 요구에 부응할 수 있도록 도시권의 수자원을 최적 관리할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다. 이는 각 도시 하천의 수자원의 정량적·정성적인 특성 및 제한 요소를 충분히 감안하여 수요-공급 개념에 의하여 과감히 기존 시설(예: 팔당댐의 운영, 대청댐의 운영 등)의 관리 운영 체계를 개선하여 나가야 할 것이며, 수질 보전적-환경 보전 차원에서 저수관리 체계를 확고히 할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다.펄스주입법에 의해 증착된 박박은 강유전성 이력을 나타내었다.지역과 비도시지역을 비교하는 조사 연구가 필요하며, 이러한 조사결과를 바탕으로 자녀의 식습관에 대

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.404-411
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• 2019

곡교천 유역의 홍수-유출 특성을 파악하는 연구를 수행하기 위하여 HEC-HMS 모형을 적용하였다. 이 유역은 일부 소유역에서 대규모 농업용 저수지가 있어 소유역으로부터 발생한 초기 유출이 저수지에 의해서 상당량 저류되는 특징을 갖고 있다. 이러한 현상을 반영하기 위하여 3가지 침투모의 방법을 사용하였으며, 방법 1은 기존의 유출곡선지수법, 방법 2는 방법 1에 표면법 기능을 추가한 방법, 방법 3은 초기 및 일정손실율 방법이다. 모형은 3가지 방법으로 손실계산, Clark의 단위도법으로 강우의 직접유출 변환, 지수함수적 감소법으로 기저유량, Muskingum 법으로 하도추적 하는 과정을 포함한다. 모형에서 최적화 기법을 시행착오법과 병행하여 최적화 변수를 도출하였다. NSE, RAR, and PBIAS 등의 평가지표를 사용하여 모형의 보정을 수행하였다. 유출체적, 첨두유량, 첨두발생시각 등에 대하여 모의치와 실측치를 비교한 결과 초기손실을 반영할 수 있도록 설계된 방법2와 3에서 우수한 결과를 나타낸 반면, 그렇지 못한 방법 1은 모의치와 실측치의 차이가 큰 것으로 나타났다. 복합 강우인 경우에 방법 3은 방법 2에 비하여 좋은 결과를 나타내지 못하였다. 결론적으로 방법 2가 단일 강우나 복합강우 모두 좋은 결과를 주는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 정책입안자가 홍수관리대책을 수립하는 데 유용한 도구로서 사용되어 질 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1889-1893
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• 2009

수자원을 효율적으로 관리하고 이용하여 홍수 피해를 저감하고 환경친화적인 수자원의 역할을 제대로 자리매김하기 위하여 무엇보다 필요한 사항은 신뢰성 있는 유량자료를 기초자료로 확보하는 것이다. 그러나 기존의 유량 측정은 측정기준의 불명확, 예산과 측정장비의 부족, 전문 인력의 부재로 인해 유량자료의 신뢰성에 대한 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 따라서 정도 높은 유량 자료를 생성하고자 최근 유량조사사업단의 설립과 함께 유량측정을 전문적으로 담당하는 인력이 국내 주요지점에 대한 유량측정과 분석을 일상적으로 수행하는 등 유량자료의 품질의 개선노력이 계속되고 있다. 본 연구는 강화된 유량측정 기준과 개선된 방법론에 따른 현장측정을 통해 정밀한 유량측정성과를 확보하여 측정된 유량측정성과의 일상 검증을 통해 보다 정밀한 유량측정성과를 확보하고자 하였다. 또한, 유량측정 전 과정이 적절하게 이루어졌는지를 평가하여 낙동강권역의 신뢰성 있는 수위-유량관계곡선을 개발하였으며 개발된 곡선식을 이용하여 유량자료를 생성하고 유출률 분석 등을 통해 2008년 낙동강권역의 유출특성을 검토하였다. 2008년 낙동강권역의 유출특성은 낙동강 상류 및 동해 및 남해지역에 집중된 강수분포와 높은 가뭄지수로 인해 2008년 발생한 호우사상은 침투 및 증발에 의한 손실에 따라 유출량이 적게 평가되어 평균유출률은 약 30% 내외로 작게 산정되고 있는 것으로 나타났다.