• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.70-70
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• 2021

강수의 변동성 중 특히 가뭄과 홍수의 급격한 연간 변화는 기후변화로 인하여 근래에 많이 발생하고 있다. 가뭄이 발생한 이후 홍수가 발생하거나 그와 반대의 현상이 발생하는 것을 날씨 편달(weather whiplash)라고 한다. 이러한 현상은 토양에 매설되어 수분을 저감하는 배수시설로 인하여 토양 수분 변동 및 무기질소 손실에 지배적은 영향을 준다. 이러한 질소 손실은 부영양화를 일으켜 생태계에 막대한 영향을 미치게 된다. 하지만, 토양 무기질소는 토양에서 체류시간이 길기 때문에 강우 변동성에 의해 발생하는 상호작용을 특정하고 분석하기에는 많은 어려움이 따른다. 이 문제를 해결하고자 이번 연구에서는 생태수문모형과 생물지질모형을 결함한 3차원 모델인 Dhara를 이용하여 토양 배수시설에서 유출되는 무기 질소의 농도 및 나이를 분석하였다. 여기서 나이란 화합물이 발생 하여 다른 형태로 변화하는데 걸리는 시간을 의미한다. 집중적으로 관리되는 경작지에 Dhara 모형을 적용하여 본 연구를 수행하였다. 토양 수분과 질소의 나이를 분석한 결과 반응 화합물인 질소의 경우 토양 수분(비반응 화합물)과 비교하여 이전의 강우상태에 많은 영향을 받는 것으로 분석이 되었다. 가뭄이후 홍수가 발생할 때 배수시설에서 발생하는 질소의 유출이 그 반대 기상 환경인 홍수 이후 가뭄이 발생할 때 보다 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 하지만 배수 흐름의 경우 질소의 거동과 반대하는 현상을 보였다. 이러한 결과는 질소유출 저감하여 강 및 바다에서 부영양화를 감소하기 위해 강수의 변동성과 연계하여 분석한다면 새로운 질소유출 저감 대책을 수립할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 한국습지학회지
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• 제10권3호
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• pp.69-78
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• 2008

최근에 들어서 홍수조절과 생태적 기능을 모두 만족시키는 방안으로서 천변저류지에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 경상남도 창녕군의 토평천 유역을 대상으로 하여 천변저류지를 설치하였을 경우 천변저류지로 인한 홍수조절 효과를 분석, 검토하였다. 천변저류지는 우포늪의 상류 및 중하류에 골고루 분포하는 것을 가정하였으며, 홍수위 저감 효과 이외에도 침수 면적과 피해 저감 등의 홍수 조절 효과를 분석하였다. 연구 결과 천변저류지로 인하여 홍수 조절 효과가 있는 것으로 나타났으나, 여러 천변저류지의 형식이나 조합에 따라서 조절 효과는 상이하게 나타났다. 따라서, 천변저류지를 설치할 경우 저류용량의 극대화 보다는 실제적인 홍수 조절효과 분석을 통한 홍수 조절 효과의 극대화를 지향하는 것이 타당하다고 보여진다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.559-569
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• 2009

환경 및 경제적 문제 등으로 인해 댐과 같은 대규모 수공구조물의 신설이 점차 어려워짐에 따라, 천변저류지 등과 같은 소규모 수공구조물의 설치가 대안으로 검토되고 있다. 천변저류지와 같은 소규모 수공구조물의 경우 홍수량, 유입수문곡선, 천변저류지 용량 및 월류위어의 월류고 등에 따라 홍수저감효과가 민감하게 반응하므로, 대상 저류지의 제원 결정을 위해 목표하는 설계빈도 결정이 선행되어야 한다. 또한 천변저류지를 이용하여 목표하는 홍수저감효과를 얻기 위해 다수의 천변저류지가 설치되어야 하며, 즉 천변저류지군의 홍수조절효과는 이들 저류지군을 연계한 수문네트워크의 분석에 의해 산정되어야 한다. 본 연구에서는 설계빈도 변화에 따른 천변저류지군의 홍수저감효과를 산정해 보았으며 산정된 홍수저감효과를 분석하여 천변저류지의 최적위치를 선정하기 위한 새로운 지수를 제안하였다. 천변저류지의 최적위치를 결정하기 위해 개발된 기존의 의사결정모형을 보완하여 제안된 지수를 산정하기 위한 모형을 개발하였으며, 개발된 모형을 안성천유역에 적용하여 기존의 연구결과와 비교하고, 적용성을 검토하였다. 그 결과 천변저류지 최적위치를 결정하기 위한 기준으로의 활용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제15권4호
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• pp.573-583
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• 2013

기후변화에 의한 홍수 특성의 변화에 적극적으로 대처하기 위한 대규모 댐 건설의 추진이 환경성, 경제성 등과 같은 문제로 난해해 짐에 따라 강변저류지 또는 유수지 시설이 유역내 홍수 분담 측면에서 포함되기 시작하였다. 강변저류지는 주하도에 인접되고 제방으로 둘러쌓인 공간으로 홍수기에 월류구조물을 통하여 인위적으로 범람시키는 지역이다. 강변저류지 직하류에서의 홍수저감효과는 설계홍수수문곡선의 형상, 강변저류지의 저류용량 등에 추가하여 월류부 구조물의 형식, 길이 및 월류턱 표고에 따라 영향을 받는다. 본 연구는 표본지구인 청미천에서 주어진 수문곡선에 관하여 월류제 형식과 수문 형식에 따른 홍수저감효과를 비교코자 하였다. 월류부에서 수문형식이 월류제 형식보다 홍수저감효과가 더 크지만 수문형식에 의한 홍수저감율은 공학적 견지에서 보면 의미있는 수치가 아니기 때문에 수문형식을 선정할 때는 초기사업비, 운영 관리 비용 등을 신중히 고려해야 하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.73-73
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• 2017

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설 중 빗물펌프장은 흡수조로 우수를 유도한 후 펌프를 이용하여 하천으로 배수하고 있다. 우수를 원활히 하천으로 배수하기 위해서는 흡수조 내 흐름이 안정적으로 형성되어야 한다. 하지만 갑작스런 폭우 등으로 인하여 우수가 짧은 시간에 집중될 경우 흡수조 내에서 빠른 유속과 불규칙한 흐름이 발생하여 와류가 생성된다. 이러한 와류는 펌프 입구로 공기를 유입시켜 효율 저하의 원인이 되며, 공동현상을 발생시켜 펌프의 손상을 초래하기도 한다. 따라서 와류발생 저감장치(Anti-Vortex Device)를 설치하여 와류의 생성을 억제하고자 하는 연구들이 수행되었으며, 그 결과 다양한 형태의 와류발생 저감장치가 소개되었다. 하지만 와류발생 저감장치의 명확한 설계기준이 제시되어 있지 않으며, 와류발생 저감장치를 설치하였을 때 효율이 얼마만큼 증가하는가에 대한 실험적인 자료가 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 원뿔 형태의 와류발생 저감장치 설치 전 후의 흐름특성을 분석하여 원뿔형태의 와류발생 저감장치가 흐름안정에 얼마나 효과가 있는지를 확인하기 위하여 PIV(Particle Image Velocimetry) 기법을 이용한 유속분포와 와도를 분석하여 흐름 안정 효과를 정량적으로 검토하였다. 그 결과 와류 발생을 저감할 수 있었으며, 정량적으로 와도가 감소하여 펌프 흡입량이 증가됨을 확인하였다. 향후 추가적으로 다양한 형태의 와류발생 저감장치에 대한 효과를 검토한다면 최적의 펌프 흡수조 설계에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.383-396
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• 2007

기존의 댐 계획이나 운영에서는 댐의 홍수조절 효과분석을 위해 댐 홍수조절 기여도 평가, 유황변화, 환경생태학적 변화 및 댐 하류의 수위저감효과를 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 분석방법은 댐의 홍수조절에 의한 경제석 효과를 명확하게 제시할 수 없기 때문에, 댐의 치수역할과 필요성에 대한 국민적 공감대 형성이나 댐 사업의 타당성을 정확하게 평가하고 알리기에는 한계가 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 댐의 홍수조절에 의한 효과를 보다 분명하고 정확하게 산정하기 위하여 기존의 수위저감효과와 더불어 홍수피해 절감량이 얼마나 발생하였는지를 정량화할 수 있는 방법론을 개발하였다. 제안된 방법론에서는 홍수위 조건에 따라 위험상태기준을 잠재안전, 상대위험, 절대위험의 세 가지 상태로 정의하여 이에 따라 홍수피해 절감량을 제시한다. 구축된 방법을 남한강 유역의 2006년 7월 집중호우를 대상으로 충주댐의 홍수조절에 의한 여주지점에서의 수위차감효과와 이에 따른 경제적 효과를 분석하였다. 적용결과 피해경감량은 4조 1,890억원으로 산정되었다. 본 연구에서 제시한 댐의 홍수조절에 대한 경제적 효과분석은 댐의 홍수조절 효과나 증요성을 이해하는데 큰 기여가 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.168-172
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• 2005

내수침수로 인한 수해가 빈번하게 발생하고 있는 삽교천 유역 중하류부를 대상으로 하구에 위치한 삽교호와 유역에서 유일하게 홍수조절 기능을 갖춘 예당지가 이 지역의 침수특성에 미치는 영향을 분석하였다. 아울러 신속한 홍수배제와 홍수유출량 저감을 목적으로 삽교호 배수갑문을 증설하고, 예당지를 증고하여 홍수조절 용량을 확장하였을 경우의 효과를 침수면적, 침수시간, 연평균피해경감기대액 등 다양한 기준에 의해 검토하였다. 그 결과 내수침수 저감을 목표로 할 경우 외수범람방어 위주의 기존 치수계획과는 차별되어야 하는 요소를 확인할 수 있었고, 사업대상지역 및 치수계획의 목표에 적합한 대안을 선정하는데 필요한 각 홍수방어대안의 특성을 파악할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.385-385
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• 2019

기후변화의 영향을 받아 평균 기온 및 강수량이 증가하는 추세이며, 이로 인하여 홍수로 인한 피해 강도와 발생 빈도가 증가한다. 선진국을 중심으로 기후변화에 따른 미래 예측은 기후변화 시나리오로 분석하는 연구가 진행되고 있으며, 기후변화 시나리오에 따라 기온 상승률 및 강수량의 증가량, 극한 강우사상의 발생 빈도 및 발생 강도가 다르게 결정된다. 본 연구에서는 위험관리 대응이 필요한 유역에 대하여 순차적으로 하천 개수율 개선, 하수도보급률 개선, 양수량 증가, 유수지 용량 증가로 치수 대책을 개선하였으며, 치수 대책 개선으로 인한 홍수 위험 지수 및 위험관리 대응 필요유역의 변화를 분석하였다. 치수 대책 개선은 홍수 위험 지수 및 위험관리 대응 필요유역의 감소 형태가 뚜렷이 나타난다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권12호
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• pp.1065-1075
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• 2015

하구둑과 같은 구조물이 설치된 하구역에서는 상류로부터 내려온 하천수와 외해의 조석, 수문의 운영에 따라 복잡한 유출특성을 가지게 되며, 하나의 하구역에 2개 이상의 유역출구가 존재하는 경우 더욱 복잡한 형태의 홍수유출특성을 나타낸다. 이러한 사례로 현재 개발계획이 수립중인 새만금 지역을 들 수 있다. 새만금 지역의 경우 만경강과 동진강 유역에서 하천수가 유입되고 방조제에서는 배수갑문을 통해 하천수를 방류하고 해수유입을 차단한다. 두 하천이 만나는 새만금호 내에는 분리하는 용지가 들어서게 되며, 두 수계의 유출량을 연결수로를 통해 교환할 수 있도록 계획되고 있다. 이러한 연결수로는 평소에는 주운의 역할을 하지만 홍수시에는 두 수계간의 홍수를 소통시켜 홍수를 분담하는 기능을 하게 된다. 따라서 하구역 내의 치수적 안전성 확보를 위해서는 연결수로에 대한 홍수분담능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연결수로의 통수능에 따른 홍수위 저감효과를 수치해석을 통해 분석하였다. 해석에는 Delft3D를 활용하였으며 해석기간은 배수갑문의 방류가 어려워 최대홍수위가 발생되는 소조기로 설정하였다. 새만금종합개발계획상의 토지이용계획에서는 3개의 연결수로가 계획되어 있으나 연결수로에 의한 홍수위저감효과를 검토하기 위해 해석을 단순화하여 가장 폭이 넓은 수로 1개만 운영되도록 설정하였다. 연결수로의 폭은 동일하게 하고 하상고를 EL.-15m~EL.-3m까지 2m 단위로 변화시켜 다양한 통수능 조건에서의 홍수저감효과를 검토하였다. 수치해석 결과 연결수로의 통수능이 감소하면 두 수계간의 수위차가 증가하면서 배수갑문지점에서의 최대수위도 증가하며, 동일한 수위차라 하더라도 통수단면적에 따라 유속의 영향으로 홍수위 저감효과도 변화한다는 것을 확인하였다. 또한, 통수단면적이 증가하더라도 홍수위 저감효과가 발생하지 않게 되는 통수단면적도 분석하여 제시하였다. 본 연구결과는 향후 연결수로 설계시 기초자료로 활용될 수 있으며, 준설로 인한 공사비를 최소화하면서 홍수위 저감효과는 극대화할 수 있는 최적 연결수로를 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

• 물과 미래
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• 제43권7호
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• pp.62-64
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• 2010