• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.489-499
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• 2006

현재 홍수피해에 대한 잠재성은 홍수피해잠재능(PFD)에 의해 나타내고 있으나 하천유역의 설계빈도와의 연계성이 없어 실무에서 이용하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 홍수피해발생 잠재위험도라는 개념을 도입하고 그 산정방안을 마련하여 산정된 잠재위험도와 설계빈도와의 연계성을 제시하였다. 홍수피해발생 잠재위험도는 위험성, 노출성, 취약성의 세가지 세부요소로 산정되며, 위험성은 홍수사상의 발생확률, 노출성은 자산 등이 특정 홍수사상 혹은 홍수재해에 노출되어 있는 정도, 취약성은 홍수에 대비한 시설들의 취약 정도를 나타낸다. 이 세부요소들은 또 다시 세세부요소를 가지며 위험성은 지속 기간별 빈도별 확률강우량등으로 표현가능하고, 노출성은 인구밀도와 공시지가, 취약성은 지역낙후도지수와 홍수방어능력지수를 세세부요소로 선정하였다. 홍수피해발생 잠재위험도 산정식의 가중계수를 결정하기 위해서 전문가의 의견을 통한 계층 분석과정(AHP)기법을 이용하였다. 안양천 유역에 대하여 홍수피해발생 잠재위험도를 산정하였고, 잠재위험도와 기왕최대강수량을 이용하여 시 군 구 단위로 설계빈도를 산정할 수 있었다. 안양천의 기존 설계빈도는 본류구간에서는 200년, 지류구간에서는 50년에서 100년사이로 정하고 있으나, 본 연구에서는 안양천유역 전체에 대하여 설계빈도를 약 110년에서 130년정도로 결정하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 기법을 이용하여 행정구역단위의 설계빈도를 제시할 수 있었으며, 이는 향후 유역별 및 하천별로도 잠재위험도와 설계빈도를 산정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.390-390
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• 2018

산업화에 따른 온실가스 배출량 증가는 심각한 기후변화의 요인으로 작용하여 우리나라를 포함한 전세계는 이에 대응하고자 노력하고 있다. 지구온난화 및 엘리뇨 현상 등으로 인하여 가뭄, 홍수, 한파, 혹서 등의 재해와 기상이변이 속출하고, 최근 우리나라의 경우 매년 가뭄이 발생하고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 이에 가뭄의 대처방안에 대한 관심이 증대 되었고, 가뭄을 정량적으로 하는 연구들과 기후변화에 따른 가뭄 취약성 평가에 대한 연구들이 진행 되었다. 가뭄의 취약성 평가는 기후변화에 따른 가뭄 저감을 위한 목적에 따라 평가목적, 평가방법, 필요한 정보, 과정의 설계 불확실성에 대한 고려 등이 달라진다. 취약성 평가의 목적은 크게 기후영향평가, 적응정책의 자원배분을 위한 취약부문 및 지역 파악, 적응정책 개발을 위한 적응 대안 분석으로 나눌 수 있다. 취약성 평가의 목적이 취약성 유발요인에 관한 정보를 제공하여 어디에 적응 대책에 필요하고 효과적일 수 있는지 파악하는데 도움을 주는 것이라면, 취약성 결정요인에 대한 분석을 명료하고 상세하게 수행하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 농업용수의 취약성 평가지표를 개발하기 위하여 국내 외 취약성 평가 지표를 분석, 국내 농업기상 및 농업용수 등 관련 자료(1981 ~ 2015)의 조사 현황을 고려하여 취약성 평가지표(강우량, 증발산량, 경지면적, 저수용량, 용수로 통수능력, 수요량, 하천평수위)를 제시하고 국내 농업기상 및 농업용수 등 관련 자료의 조사 현황을 고려하여 대상지구인 충북 진천 무수 관개지구에 취약성 지표를 적용하였다. 강우의 증가는 가뭄 취약성에 긍정적 영향을 나타냈고, 증발산량의 증가는 부정적인 영향을 나타냈다. 경지면적의 감소는 소비수량이 증가하므로 가뭄 취약성에 긍정적인 영향을 나타냈고, 저수 용량의 감소는 홍수조절능력의 저하로 인해 부정적인 영향을 끼치고, 하천 홍수위의 변화는 가뭄에 영향을 미치는 요소 중의 하나로 홍수위가 높아지면 가뭄에 부정적인 영향을 나타냈다. 가뭄 취약성 지표들을 각각의 가중치를 합산한 결과, 1981년~2015(5년 분할) 무수지구의 가뭄 취약성 평가는 분석을 시작한 1981년부터 2015년 까지 안전과 우려가 반복 되는 것으로 나타났다. 연구대상지구의 농업기상 및 관련 자료들의 조사 기간이 길면 빈도별 신뢰성이 높아진다. 따라서 자료의 누적은 정확한 기후변화에 대한 이수 및 치수 취약성 평가 지표개발 및 평가 능력을 높여 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.99-109
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• 2013

유역 환경에 대한 복잡성의 증가는 단일 의사결정자들이 의사결정문제의 모든 부분을 고려하는 것을 점점 더 불가능하게 만들기 때문에 불확실성은 더욱 증가하게 된다. 따라서 본 연구는 그룹의사결정기법을 사용하여 우리나라 공간적인 홍수 취약성을 정량화하는 접근법을 제시하였다. 개인의 선호도를 분석하기위해 Fuzzy TOPSIS를 사용하였고 개인선호도의 통합을 위해 Borda count, Condorcet 그리고 Copeland 방법을 사용하였다. 마지막으로 도출된 결과를 Fuzzy TOPSIS 및 TOPSIS의 결과와 비교하였고 스피어만 순위상관계수와 켄달의 순위상관계수, Emond와 Mason이 제시한 순위상관분석을 이용하여 순위의 일치성을 검토하였다. 그 결과 일부 지역의 취약성 순위가 큰 폭으로 역전되는 현상을 보였다. 그룹의사결정 개념을 반영하여 지역별 취약성을 산정할 경우 우선순위의 변동이 클 수 있으므로 홍수 취약성 산정시 본 연구에서 제시된 모델을 고려할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.231-248
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• 2011

본 연구에서는 기후변화 요소를 반영하여 홍수취약성지표 (Flood Vulnerability Index, FVI)를 개발하였고 이를 북한강 유역의 6개 중권역에 적용하였다. 기후변화 요소를 고려하기 위해 IPCC의 CGCM3 모형의 A1B와 A2 시나리오를 이용하였고 일단위로 축소화하기 위해 SDSM (Statistical Downscaling Model) 모형을 이용하였다. 홍수취약성 인자를 선정하기 위해 지속가능성 평가모형인 추진력-압력-상태-영향-반응 (Driver-Pressure-State-Impact-Response, DPSIR) 모형을 이용하였고 기후변화로 인한 홍수유출의 특성분석은 연속유출모의모형인 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran)를 이용하였다. 본 연구에서 개발된 홍수취약성지수는 유역의 현상태 및 기후변화의 영향으로 인한 잠재적 취약성을 정량적인 하나의 지수로 간결하게 표현할 수 있어서 장기 수자원 및 유역관리 정책수립에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.193-193
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• 2021

전 세계적으로 기후변화가 지속되면서 그에 따른 자연재난의 강도와 발생 빈도가 증가하고 있다. 자연재난의 발생 유형 중 집중호우와 태풍으로 인한 수문학적 재난이 대부분을 차지하고 있으며, 홍수피해는 지역적 수문학적 특성에 따라 피해의 규모와 범위가 달라지는 경향을 보인다. 이러한 이질적인 피해를 관리하기 위해서는 많은 홍수피해 정보를 수집하는 것이 필연적이다. 정보화 시대인 요즘 방대한 양의 데이터가 발생하면서 '빅데이터', '머신러닝', '인공지능'과 같은 말들이 다양한 분야에서 주목을 받고 있다. 홍수피해 정보에 대해서도 과거 국가에서 발간하는 정보외에 인터넷에는 뉴스기사나 SNS 등 미디어를 통하여 수많은 정보들이 생성되고 있다. 이러한 방대한 규모의 데이터는 미래 경쟁력의 우위를 좌우하는 중요한 자원이 될 것이며, 홍수대비책으로 활용될 소중한 정보가 될 수 있다. 본 연구는 인터넷기반으로 한 홍수피해 현상 조사를 통해 홍수피해 규모에 따라 발생하는 홍수피해 현상을 파악하고자 하였다. 이를 위해 과거에 발생한 홍수피해 사례를 조사하여 강우량, 홍수피해 현상 등 홍수피해 관련 정보를 조사하였다. 홍수피해 현상은 뉴스기사나 보고서 등 미디어 정보를 활용하여 수집하였으며, 수집된 비정형 형태의 텍스트 데이터를 '텍스트 마이닝(Text Mining)' 기법을 이용하여 데이터를 정형화 및 주요 홍수피해 현상 키워드를 추출하여 데이터를 수치화하여 표현하였다.

• 환경정책연구
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• 제5권4호
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• pp.1-18
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• 2006

최근 들어 강원도 및 경상북도 지역에서의 홍수 피해가 증가하고 있다. 우리나라의 강수 패턴이 변화하는 현실에서 적극적인 홍수 대책의 수립이 요구되고 있다. 본 연구는 환경 방재의 정책적 기반이 될 정확하고 정량적인 취약성 산정 근거를 제시하고자 한다. 본 연구는 과거 20년간 한반도에서 발생한 홍수의 피해액에 근거하여 홍수에 대한 취약성을 분석하였다. 1980년대에는 남부지방(경상남도, 전라남도)에서 침수와 범람으로 농경지 유실과 선박 부문에서 가장 큰 피해가 발생하였다. 이후에는 전체 피해액에서 남부지방에서의 피해가 차지하는 비율이 감소하고 중부지방(충청남도)은 점차 피해율이 증가하지만 전체 피해규모는 유지되는 경향을 보인다. 남부지방의 피해가 감소하는 것에 비해 북부지방(강원도, 경기도)과 산간지역(경상북도)의 홍수 피해율은 상대적으로 증가해 왔으며, 피해규모는 20년간 꾸준히 지속되고 있다. 남부지방의 과거 피해 발생요인이 침수인 것에 반해 경상북도와 강원도 지역의 피해는 침수면적과의 상관관계가 적어 침수보다는 다른 요인에 의한 공공시설물의 피해가 크다. 홍수 피해액이 홍수 피해의 영향과 이에 대한 대응조치가 동시에 작용하여 나오는 결과물이라고 할 때, 본 연구의 피해액을 이용한 취약성 평가는 향후 기후환경변화에 따른 간접적인 지표로 사용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1867-1872
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• 2010

본 연구에서는 1980년부터 2008년까지의 재해역학조사센터(http://www.emdat.be/)의 자료를 활용하여, 북한지역의 홍수로 인한 피해를 조사하였다. 북한의 홍수 발생 기간 중 약 70%가 주로 7월과 8월에 발생하였으며, 홍수로 인한 총 재산피해는 약 180억 달러에 달한다. 이중 1995년의 홍수는 약 150억 달러로 세계 50대 자연재해로 기록되었다. 또한, 2007년의 홍수는 북한의 자연재해 중 가장 많은 인명피해로 당시 사망자는 600명 이상이 기록되었다. 북한의 홍수 유형별 피해 규모를 분석하기 위하여 홍수 유형을 불특정 홍수, 돌발 홍수, 일반 홍수로 분류하여 분석하였다. 또한, 남북한의 차이를 분석하기 위하여 남한의 홍수 사례를 같은 유형으로 분류하여 함께 비교하였다. 유형별 빈도는 남한의 경우 3가지 유형이 비슷한 빈도로 발생된 반면, 북한의 경우 일반홍수의 빈도가 다른 홍수의 빈도 보다 조금 많이 발생하였다. 유형별 인명피해 부분에서는 남한은 전체 유형에서 돌발홍수가 52%로 가장 많은 부분을 차지했으며, 북한의 경우는 일반홍수가 42%로 가장 많이 차지하였다. 결론적으로 남한은 일반홍수와 돌발홍수의 빈도는 같았으나, 돌발홍수가 인명피해 면에서 2.3배 많이 발생하였으며, 북한의 경우 불특정 홍수와 돌발홍수의 발생 빈도는 같았으나, 돌발홍수로 인한 인명피해가 1.5배 많이 발생하였다. 경제적 피해 부분에서는 남한의 경우 돌발홍수가 약 19억 달러로 가장 많은 피해액을 발생시켰으며, 북한의 경우 일반홍수가 약 153억 달러로 가장 많은 피해액을 발생시켰다. 이는 남한의 약 7배에 해당하는 금액이다. 남북한이 경제적 피해 부분에서 큰 차이를 보이는 것은 1995년의 대홍수의 피해액이 약150억 달러로 기록되었기 때문으로 사료된다. 향후 기후변화로 인하여, 자연재해는 더욱 증가할 것으로 생각된다. 남한의 연구뿐만 아니라 한반도 전체에 대한 연구가 필요하다. 현재, 북한의 경우 기상 현상, 재해정보 등의 연구 자료는 남한 지역의 연구에 비해 상대적으로 많이 부족하며, 매우 제한적이고 단편적인 자료들만 존재하고 있다. 따라서 이에 관한 많은 연구들이 필요한 실정이다. 현재 작성되어 있는 북한의 재해 취약성 지도를 좀 더 연구하여, 한반도 전체의 재해 취약성 지도의 작성이 필요할 것으로 생각된다. 또한, 한반도 지역에서 발생하는 위험기상에 따른 사회경제적 피해를 줄이고 능동적으로 대처하기 위해 남북간 기상협력이 활성화 될 필요가 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.325-331
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• 2016

본 연구에서는 홍수 시 부유물의 충돌하중을 고려하여 교량의 홍수 취약도 곡선을 도출하였다. 자연재해에 의해 불가피하게 발생하는 사회기반시설물의 손상 또는 기능 손실은 심각한 인명피해 뿐만 아니라 국가적으로 사회적, 경제적 손실을 불러올 수 있다. 따라서 국가주요시설물을 재난으로부터 효과적으로 유지관리하기 위해 취약도 곡선은 중요한 도구로 사용되고 있다. 특히 한국은 산지 지형이 많이 형성되어 있고 하절기에 강수량의 2/3이상이 집중되어, 홍수 피해 가능성이 매우 높다. 홍수 시 교량 파괴의 주원인으로는 부유물의 충돌과 하상세굴이 있는데, 부유물의 충돌은 여러 가지 불확실성으로 인하여 상대적으로 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 FERUM-ABAQUS 기반의 취약도 해석 시스템을 도입하여, 홍수시 부유물의 충돌에 대한 교량의 취약성을 평가하였다. 교량의 취약도 해석을 효과적으로 수행하기 위하여 한계상태함수, 손상도 지수, 확률변수, 유한요소모델, 취약도 해석 소프트웨어 시스템을 주로 고려하였으며, 가속도 및 변위 응답해석을 통하여 모델 상태를 확인하였다. 다음으로는 홍수 시 부유물 충돌에 발생 가능한 다양한 파라미터를 기반으로 교량의 취약도 곡선을 성공적으로 도출하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.43-43
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• 2011

본 연구에서는 한강제방 취약구간인 성산대교와 잠실철교 부근 지역에 대한 홍수범람을 수치모의 하였다. 사용된 수치모형은 스위스의 Beffa에 의해 개발된 FLUMEN(FLUvial Modeling ENgine)으로서 스위스, 독일, 오스트리아 등에서 홍수범람해석에 사용된 바 있는 모형이다. 제방 취약지역은 한강 하천정비기본계획(2002)과 대학과 연계한 하천관리에 관한 연구용역(2단계 4차년)에 제시된 HEC-RAS 부등류 해석에 의해 계산된 홍수위와 기존 제방의 높이를 비교하여 산정하였다. 범람모의를 위해 HEC-RAS 부정류 해석을 통해 경계조건을 산정하고, FLUMEN을 이용하여 한강제방의 취약지역에 대한 범람모의와 파제 시나리오를 작성하여 파제에 따른 범람모의를 실시하고 적용성을 검토하였다. 제방 취약지역에서 월류로 인한 범람이 발생하였고, 이로 인해 일부 주거지역이 침수되었다. 가상 파제시나리오를 통한 수치모의 결과에서 여의도에서 $2.179km^2$의 넓은 지역에 침수현상이 계산되었으며, 최대 침수심은 5.054m로 성산대교 남단의 가상 파제 시나리오에서 계산되었다. 수치모의 결과 FLUMEN은 한강유역의 범람모의에 적합하다고 판단되며, 본 연구는 홍수 방어대책을 수립함에 있어 홍수 취약지역의 선정과 수공구조물의 설치 방향을 결정하는데 기초자료로 활용이 기대 된다. 정확도를 높이려면 보다 정밀한 제내지, 제외지의 측량자료의 적용, 내수 침수모형과의 연계, 조밀한 불규칙 삼각망의 작성이 필요하며, 국내실정에 맞는 정확한 적용기준마련과 유역의 수리학적 특성이 고려된 홍수해석 모형의 개발이 필요하고 보다 정확한 조도계수의 산정을 위한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.226-230
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• 2006

홍수피해잠재능(Potential Flood Damage: PFD)은 면 개념을 도입함으로써 치수단위구역의 치수특성 및 사회경제적인 가치를 함께 평가할 수 있도록 고안된 지수로 이미 여러 유역에서 시행되고 있는 유역종합 치수계획 사업에서 사용되고 있으나, 몇 가지 중요한 문제점이 꾸준히 제기되어 왔다. 본 연구에서는 우선 다음과 같은 이론적 문제점을 검토하였다. PFD는 처음 제안될 당시 (이하 기존 PFD) '잠재성'과 '위험성'라는 두 가지 요소가 곱해지는(multiplicative) 형태로 구성된 후 '위험성' 요소 안에 '가능성'과 '방어능력'이 더해지는 (additive) 형태를 취하고 있었다. 그러나 본 연구에서는 (이하 수정 PFD) '피해대상', '피해가능성', 그리고 '방어취약성'이 모두 곱해져야 이론적으로 타당함을 제시하였다. 기존 PFD는 '방어취약성'이 0의 값, 즉 홍수에 대한 완전방어를 의미하는 값에 가까워져도 PFD 값이 0에 수렴하지 않는 반면, 수정 PFD는 위의 경우 홍수 피해잠재능이 0에 수렴하는 것을 요소별 시나리오 모의를 통해서 확인할 수 있었다. 두 번째로 본 연구에서는 PFD를 이용하여 유역의 목표치수안전도 설정 방안을 제시하였다. PFD의 물리적인 의미가 무차원화 된 피해량 임을 전제로, 피해대상으로부터 목표방어율을 설정한 후 이에 해당하는 목표방어취약성을 계산하는 절차를 전개하였다. 추후 이 방법을 실제 자료에 적용하여 검증하는 연구가 이어져야 할 것이다.