• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.506-513
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• 2020

기후변화로 인해 해수면상승, 태풍, 집중강우 등 두 가지 이상의 복합적인 원인으로 발생하는 복합재난 위험이 증가하고 있는 실정이다. 본 연구의 대상지역인 부산 마린시티는 과거 수영만 매립지에 조성된 주거지 중심의 신도시로서, 최근 태풍과 해일 및 월파의 복합 원인으로 대규모 침수피해가 발생한 바 있다. 이와 같은 복합재난에 대비하기 위해서는 위험성 평가를 통해 재난 대비에 대한 우선 순위를 정하고 이에 따른 대비책을 세울 필요가 있다. 본 연구에서는 위험성 평가를 위해 평가프레임을 수립하고, 침수예측 자료와 국가공인 사회경제적 위험요소 자료를 수집하였다. 사회경제적 위험요소는 인구, 지하시설, 건물, 인도, 도로의 5가지로서, 최대 침수심에 대한 각 요소의 절대기준을 마련하여 평가하였다. 그리고 요소별 가중치 설정을 위하여 전문가 설문을 적용하였다. 평가결과는 관심, 주의, 경계, 위험 4단계로써, 2100년의 해수면상승과 재현주기 100년 빈도의 폭풍해일 및 확률강우를 가지는 시나리오에서 관심등급 43 %, 주의등급 24 %, 경계등급 21 %, 위험등급 11 %로 각각 나타났다. 각 등급은 색상별로 구분하여 복합재난 위험지도를 작성하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구에서는 2차원 흐름 해석 모형인 Hydro_AS-2D 모형을 이용하여 해수면 상승과 극한 홍수 발생 시 창원시 성산구 및 의창구 일대의 침수피해 상황을 모의하고, 그 결과를 3차원 지형 상에 표출한 후 BIM 기술을 이용하여 최적 대피경로를 도출하였다. 기후변화는 홍수재해 측면에서 크게 두 가지 요소에 영향을 미치는데 해수면 상승과 극한 강우사상의 증가이다. 해수면 상승은 그 자체만으로 연안지역에 해수가 범람하여 침수현상을 유발하는 영향을 미칠 수 있을 뿐 아니라 하천의 기점 홍수위를 상승시켜 하천 전체에 걸쳐 홍수위 상승을 유발한다. 본 연구에서는 기후변화에 의한 해수위 상승과 태풍에 의한 폭풍해일에 의한 해수위 상승, 그리고 태풍에 의한 극한 강우사상을 모의조건으로 설정하였다. 창원시의 지형공간정보와 하천정비기본계획의 하천횡단 정보를 이용하여 유역전체의 3차원 공간정보로 구성하고 이를 수치모형화 하였다. 연구대상지역은 BIM 기술을 이용하여 3차원 지형정보 상에 건물의 층고, 대피소 위치 등의 정보를 가지고 있는 3차원 도시정보모델로 구축하였으며, 수치모의 결과를 이 모델 상에 표출하고 대피계획을 위한 분석에 사용하였다. 침수발생 시 대피경로는 시간에 따른 침수 범위의 변화에 따라 대피소로의 경로를 설정하는 알고리즘에 의해 결정되며, 설정된 경로는 직관적인 3차원 공간정보 상에 표출되어 사용자에게 제공된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2018

2016년 태풍 "차바"로 인한 부산과 울산지역의 침수 및 2003년 발생한 태풍 "매미"로 인한 마산창원지역의 침수사례는 우리나라 해안도시유역이 해수면 상승에 의한 피해에 노출되어 있음을 간접적으로 입증하는 대표적 사례라 할 수 있다. IPCC 4차 평가보고서에 따르면 전 지구적 차원에서 지난 100년 동안 해수면은 약 1.7 m 상승하였으며, 1961~2003년 사이 해수면 상승률은 연평균 3.1 mm에 이르고 있다. 특히 우리나라 남해안은 연평균 3.4 mm씩 상승하고 있어 전 세계 해수면 평균 상승속도를 상회하고 있다. 또한 1990년대 이전보다 이후 기간에 우리나라에 영향을 준 태풍의 수가 많으며 평균적으로 태풍의 강도 및 해일고가 증가하고 있다. 따라서 전 지구적 해수면 상승과 태풍해일고 증가에 따른 복합적인 해수면 상승으로 인한 해안유역의 침수피해가 증가할 것으로 예상되며 특히 미래 발생 가능한 수퍼태풍에 의한 급격한 해일고의 상승은 해안유역에 침수피해를 더욱 가중시킬 것이라 예상된다. 특히 해수면 상승으로 인한 침수피해 특성은 홍수유출에 의한 내륙 침수피해와는 다른 특성을 보이고 있어 이에 대한 대응기법 개발이 절실한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 해수면 상승에 따른 해안도시지역 대한 침수피해 예방 및 저감을 위한 침수모의기법을 개발하고 효율적 대응방안을 선정하는 기법을 제안하였다. 부정류 특성을 지닌 해수면 상승 경계조건 및 건물 간 도로를 통해 흐름이 발생하는 특성을 고려하여 해안지역의 시공적 침수규모 및 유속 등을 예측할 수 있는 2차원 수치모형을 개발하였다. 2003년 발생한 태풍 "매미" 발생 기간 동안 관측된 실제 해일고를 적용하여 창원 등 해안도시유역에 범람모의를 수행하였으며 실제 침수흔적과 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 해안 경계선을 따라 월파방지벽을 설치하는 경계조건을 도입하여 월파방지벽 높이에 따른 해안도시유역 침수규모를 산정하여 월파방지벽 높이에 따른 시공적 침수규모를 분석함으로써 월파방지벽의 효과를 확인하였다. 본 연구결과는 해안지역 지점별 침수규모 및 최대 침수심 발생시간을 제공함으로써 침수에 따른 중장기적 구조적 대응방안 수립은 물론 초단기적 예상 해수면 상승에 다른 대피경로 제공 등 비구조적 수재해 대응 기법을 제시하는 기초자료를 제공에 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.495-508
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• 2019

조석현상이 뚜렷한 연안에서 항해, 연안 구조물 설계, 해양영토 획정, 침수범람 예보 등을 위하여 여러 조위 기준면들(tidal datums)이 사용된다. 우리나라 수로학 분야와 해안공학 분야에서는 수심을 측량하는 기본 수준면(datum level)으로 약최저저조위(ALLW)를 사용하고, 해안선과 안전수직높이(vertical clearances) 기준면으로는 약최고고조위(AHHW)를 사용하고 있다. 그러나 최근에 미국, 호주, 영국을 포함하여 국제적으로는 최저 천문조위(LAT)와 최고 천문조위(HAT)를 기본 수준면과 안전수직높이의 기준면으로 사용하고 있다. 이 연구에서는 서해안과 남해안 9개 조위 관측소에서 19년(1999-2017년) 동안 1시간 간격으로 관측한 해수면 높이 자료를 '19년 벡터평균 분석', '19년 연속 분석', '1년 연속 분석' 방법으로 각각 1분 간격으로 19년간 예측한 조위로부터 LAT와 HAT를 계산하였다. 이 연구에서는 19년 연속 관측자료의 조석 조화분해와 19년 연속 조석 예측에 모두 적합한 UTide 프로그램을 사용하였다. 각 조위 관측소에서 '19년 벡터평균 분석'과 '19년 연속 분석' 방법으로 각각 계산한 LAT 또는 HAT 값들의 차이는 대부분 ±1 cm 미만으로 큰 차이를 보이지 않았으며, 이 두 방법은 서로 거의 일치하는 결과를 생산하였다. 반면에 각 조위 관측소에서 19년간 연속 관측한 자료를 연별로 19개로 나누어 각각 1년 자료씩 조석 조화분해한 후 각각 19년간 조위를 예측한 '1년 연속 분석' 방법은 서로 크게 다른 19개의 LAT와 HAT 값들을 산출하였으며, 그 19개들의 표준편차는 3~7 cm이었다. '1년 연속 분석' 방법으로 구한 이들 값들은 '19년 연속 분석' 방법으로 산출 값과 비교하면 서해안과 남해안에서 LAT는 -16.4~10.7 cm의 차이를 보였으며, HAT는 -8.2~14.3 cm의 차이를 보였다. 계산된 LAT와 HAT를 ALLW와 AHHW와 정량적으로 비교했을 때, 서해안과 남해안에서 LAT는 ALLW보다 평균적으로 46.2 cm 더 낮았으며, HAT는 AHHW보다 평균적으로 33.6 cm 더 높았다. 이러한 차이에 가장 크게 기여하는 분조는 ALLW와 AHHW 계산에 고려되지 않은 진폭이 비교적 큰 S_a와 N₂ 분조이었다. 또한 천해분조가 강하게 발달한 내만에서는 M₄와 MS₄ 분조가 추가적으로 그 차이에 상당히 기여하였다. LAT와 ALLW 간 차이와 HAT와 AHHW 간 차이가 같지 않은 이유는 ALLW와 AHHW를 계산할 때는 주요 4대 분조의 진폭만을 사용하지만 LAT와 HAT를 계산할 때는 실질적으로 67개 분조의 진폭뿐만 아니라 지각도 사용하기 때문이다.

• 한국습지학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-11
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• 2007

본 연구에서는 상대적으로 정체된 환경인 시화 인공습지와 조석에 의한 흐름이 존재하는 강화도 갯벌에서 혐기성 유기물 분해능과 분해경로 중 황산염 환원과 철 환원의 상대적 중요성에 대해 비교하고, 조절요인으로서 퇴적물 상층수 흐름의 중요성을 토의하였다. 퇴적토 상층수의 흐름이 존재하지 않는 시화 인공습지의 공극수에서 $CO_2$, $NH_4{^+}$, 및 $H_2S$의 농도가 강화도 갯벌에 비해 각각 3 배, 20 배 및 3배 높은 것으로 나타났다. 또한 퇴적물의 산화-환원의 정도를 알 수 있는 Fe(III)와 총 환원된 황의 농도 비는 강화도 갯벌이 시화 인공습지에 비해 12배 이상 높은 값을 나타내어 강화도 갯벌이 시화 인공습지에 비해 상대적으로 산화된 상태인 것을 알 수 있었다. 혐기성 유기물 분해능은 강화도 갯벌 ($0.039mM\;C\;h{-1}$)이 시화 인공습지 ($0.0001mM\;C\;h{-1}$) 보다 약 390배 높은 값을 보이고 있다. 유기물 분해경로에서 황산염 환원력은 시화인공습지 ($314{\sim}580nmol\;cm^{-3}\; d{-1}$)가 담수습지임에도 불구하고 강화도 갯벌 ($2{\sim}769nmol\;cm^{-3}\; d{-1}$)과 같은 높은 값을 나타낸 반면, 철 환원력은 강화도 갯벌 ($0.1368{\mu}mol\;cm^{-3}\;d{-1}$)이 시화 인공습지 ($0.087{\mu}mol\;cm^{-3}\;d{-1}$) 보다 약 1.7배 높은 값을 보였다. 이러한 결과들은 시화 인공습지에서는 전자수용체가 적절히 공급되지 못하고 있음을 나타내며, 이의 개선을 위해서는 강화도 갯벌의 조석과 같은 상층수의 흐름을 조절하는 것이 필수적인 사항으로 인식되었다.