• 대기
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• 제21권4호
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• pp.481-495
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• 2011

This study is performed to consider the threshold values of heavy rain warning in Korea using 98 surface meteorological station data and 590 Automatic Weather System stations (AWSs), damage data of National Emergency Management Agency for the period of 2005 to 2009. It is in need to arrange new criteria for heavy rain considering concept of rainfall intensity and rainfall damage to reflect the changed characteristics of rainfall according to the climate change. Rainfall values from the most frequent rainfall damage are at 30 mm/1 hr, 60 mm/3 hr, 70 mm/6 hr, and 110 mm/12 hr, respectively. The cumulative probability of damage occurrences of one in two due to heavy rain shows up at 20 mm/1 hr, 50 mm/3 hr, 80 mm/6 hr, and 110 mm/12 hr, respectively. When the relationship between threshold values of heavy rain warning and the possibility of rainfall damage is investigated, rainfall values for high connectivity between heavy rain warning criteria and the possibility of rainfall damage appear at 30 mm/1 hr, 50 mm/3 hr, 80 mm/6 hr, and 100 m/12 hr, respectively. It is proper to adopt the daily maximum precipitation intensity of 6 and 12 hours, because 6 hours rainfall might be include the concept of rainfall intensity for very-short-term and short-term unexpectedly happened rainfall and 12 hours rainfall could maintain the connectivity of the previous heavy rain warning system and represent long-term continuously happened rainfall. The optimum combinations of criteria for heavy rain warning of 6 and 12 hours are 80 mm/6 hr or 100 mm/12 hr, and 70 mm/6 hr or 110 mm/12 hr.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.751-764
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• 2023

강원특별자치도는 태백산맥을 중심으로 지방에 따라 기후 특성이 매우 다르며, 국지성 호우가 빈번하게 발생하는 지역이다. 호우재해는 발생 시간이 짧고, 시공간적 변동성이 매우 커 많은 인명 및 재산피해를 유발한다. 최근 10년(2012~2021)간 강원지역 호우피해 발생 횟수는 28건이고, 평균 발생 피해액은 456억 원가량으로 집계되었다. 호우재해를 저감하기 위해선 지역단위의 재난관리 방안을 수립해야 한다. 특히나 현재 운영 중인 호우특보 기준은 획일화되어 지역 특성을 고려하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구는 강원특별자치도에 위치한 특보구역을 대상으로 침수유발 강우량을 고려한 호우특보 기준을 제안하고자 한다. 특보구역별 침수유발 강우량 대푯값 분석 결과 평균값이 호우특보 발령 기준과 유사했고, 이를 본 연구의 호우특보 기준으로 선정하였다. 호우특보 기준 검토를 위한 강우사상으로 2019년 태풍 미탁, 2020년 태풍 마이삭과 하이선, 2023년 태풍 카눈 강우사상을 적용했고, Hit Rate 정확도 검증 결과 강릉평지 72%, 원주 98%로 본 연구는 실제 특보를 잘 반영함을 확인했다. 본 연구의 호우특보 기준은 위기경보 단계(관심, 주의, 경계, 심각)와 위계가 동일하여 선제적 호우재해 대응이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 호우재해 대응의 획일적 의사결정 시스템을 보완하고, 이를 토대로 지역별 재해위험성을 고려한 호우특보 기준으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 지적과 국토정보
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• 제47권1호
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• pp.37-51
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• 2017

호우 예측 정확도의 향상에도 불구하고 호우재해로 인한 사회경제적 비용이 지속적으로 증가하고 있는 것은 기상이 미치는 영향에 대한 이해의 부족 때문이다. 본 연구에서는 WMO에서 제시한 영향예보 핵심개념인 재해, 취약성, 노출 개념을 활용하여 지역별 호우잠재영향을 평가하고 호우발생과 연계하여 호우재해의 위험도를 분석하였다. 노출과 취약성 변수로 호우잠재영향을 구성하였고, 호우재해지수는 호우특보 기준에 따라 선정한 3개의 변수를 선정하여 산정하였다. 호우잠재영향 지수의 가중치는 주성분분석을 이용하여 산정하였으며, 호우재해지수는 동일한 가중치를 부여하여 산정하였다. 호우잠재영향지수와 실제 호우피해액과의 상관분석 결과 높은 상관관계가 증명되어 호우잠재영향지수는 실제의 피해양상을 적절히 반영하고 있음을 확인할 수 있었다. 호우재해위험도는 호우잠재영향지수와 호우재해지수로 구성된 위험도 매트릭스를 이용하여 산정하였다. 본 연구는 시공간적으로 변화하는 호우예특보를 위한 호우영향분석 연구의 토대를 제공하고 지역별 호우방재대책을 수립하는데 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.334-334
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• 2022

Improvement of old-fashioned rain gauge systems for automatic, timely, continuous, and accurate precipitation observation is highly essential for weather/climate prediction and natural hazards early warning, since the occurrence frequency and intensity of heavy and extreme precipitation events (especially floods) are recently getting more increase and severe worldwide due to climate change. Although rain gauge accuracy of 0.1 mm is recommended by the World Meteorological Organization (WMO), the traditional rain gauges in both weighting and tipping bucket types are often unable to meet that demand due to several existing technical limitations together with higher production and maintenance costs. Therefore, we aim to introduce a newly developed and cost-effective hybrid rain gauge system at 0.1 mm accuracy that combines advantages of weighting and tipping bucket types for continuous, automatic, and accurate precipitation observation, where the errors from long-term load cells and external environmental sources (e.g., winds) can be removed via an automatic drainage system and artificial intelligence-based data quality control procedure. Our rain gauge system consists of an instrument unit for measuring precipitation, a communication unit for transmitting and receiving measured precipitation signals, and a database unit for storing, processing, and analyzing precipitation data. This newly developed rain gauge was designed according to the weather instrument criteria, where precipitation amounts filled into the tipping bucket are measured considering the receiver's diameter, the maximum measurement of precipitation, drainage time, and the conductivity marking. Moreover, it is also designed to transmit the measured precipitation data stored in the PCB through RS232, RS485, and TCP/IP, together with connecting to the data logger to enable data collection and analysis based on user needs. Preliminary results from a comparison with an existing 1.0-mm tipping bucket rain gauge indicated that our developed rain gauge has an excellent performance in continuous precipitation observation with higher measurement accuracy, more correct precipitation days observed (120 days), and a lower error of roughly 27 mm occurred during the measurement period.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.311-323
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• 2023

집중호우, 홍수 및 도시침수와 같은 재해를 저감시키기 위하여 자연 재난으로 인한 재해의 발생 여부를 사전에 파악하는 것은 중요하다. 현재 국내는 기상청에서 운영하고 있는 호우주의보 및 호우경보를 발령하고 있지만, 이는 전국에 일괄적인 기준으로 적용하고 있어 사전에 호우로 인한 피해를 명확하게 인지하지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 일괄된 기준을 지역적 특성을 반영한 호우특보 기준으로 재설정하고 1시간 후에 강우로 발생할 수 있는 피해의 규모를 예측하고자 하였다. 연구 대상 지역으로는 호우피해가 가장 빈번하게 발생하였던 경기도 지역으로 선정하였고, 강우량 및 호우 피해액 자료를 활용하여 지역적 특성을 고려한 시간단위 재해 유발 강우를 설정하였다. 강우에 의한 호우피해 발생 여부를 예측하는 모형을 개발하기 위해 재해 유발 강우 및 강우 자료를 활용하였으며, 머신러닝 기법인 의사 결정 나무 모형과 랜덤 포레스트 모형을 활용하여 분석 및 비교하였다. 또한 1시간 후의 강우를 예측하기 위한 모형으로는 장단기 메모리, 심층 신경망 모형을 활용하여 분석 및 비교하였다. 최종적으로 예측 모형을 통해 예측된 강우를 훈련된 분류 모형에 적용하여 1시간 후 호우에 의한 규모별 피해 발생 여부를 예측하였고, 이를 1ST-모형이라고 정의하였다. 본 연구를 통해 개발된 1ST-모형을 활용하여 예방 및 대비 차원의 재난관리를 실시한다면 호우로 인한 피해를 저감하는데 기여 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2004년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.389-392
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• 2004

A recent unusual change in the weather is formed as a localized heavy rain in a short time. This phenomenon has caused a flash flood, and flash floods extensively have damaged human lives many times. In large river's case, the extent of loss of lives and properties has been decreased through the flood warning system by flood control stations of each stream. However, the extent of damage in other small rivers has increased reversely. Therefore, it is necessary to establish a new flood warning system against flash floods instead of the existing flood warning system. It is a specific character that the damage from flash floods in mountain streams brings much more loss of lives than large river's flood. The purpose of this study is calculating the characteristic of flash floods in streams, analyzing topographical characteristics of water basin through applying GIS techniques with the calculation as mentioned above and researching what topographical conditions have influence on hydrological flash floods in water basin. The flash flood prediction model we used is made by GIUH (geomorphoclimatic instantaneous unit hydrograph) with hydrologic-topographical technology. As applying the flash flood prediction model, this is a procedure for calculating topographical information in basin: we made a topological data up out of database with utilizing GIS, and we also produced a DEM (digital elevation model) and used it as a topographical data for determining amount of flash floods.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.1-10
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• 2018

최근 집중호우로 서울 강남구('12), 부산('13), 울산('16), 인천, 부산('17) 등 대도시 지역의 침수 피해가 증가하고 있다. 도시침수는 하천유역의 홍수 피해와는 달리 매우 짧은 시간에 피해가 발생하며, 시설물의 파괴보다는 주택, 차량, 상가 침수로 인한 재산 피해가 높은 비율을 차지하고 있다. 현재 우리나라의 호우에 대한 예 경보는 기상청에서 발표하는 호우 주의보 및 경보에 의존하고 있지만, 기상청의 호우 주의보 및 경보는 전국 공통 지표를 사용함으로써 지역적 특성을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 서울과 울산지역을 대상으로 지역별로 피해이력기반의 한계강우량을 추정하였으며, 피해이력이 없어 한계강우량 추정이 불가능한 지역에 대해서는 유역특성이 반영된 Neuro-Fuzzy 모형을 통해 한계강우량을 예측하였다. 추정된 한계강우량을 통해 도시침수 위험기준을 설정하고 실제 침수사상에 적용한 결과 추정된 한계강우량은 실제 한계강우량과 1.8~20.4%의 오차를 보이고 있으며, 최소 28분에서 최대 70분의 대피시간을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 도시침수 예 경보를 위한 위험기준으로 활용가능 할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.28-35
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• 2012

강우는 산사태를 야기하는 주된 요인으로 최근 우리나라에서 대부분의 산사태는 단기간의 집중호우로 인해 발생하고 있으나, 강우특성과 산사태 발생간의 관계는 아직 명확히 규명되지 못하고 있는 실정이다. 이 논문에서는 2011년 6월 7월에 남부지방과 중부지방에서 집중호우로 야기된 18개의 산사태를 대상으로 연속강우 개시 이후의 누적강우량(mm)과 강우강도(mm/hr) 및 선행강우량(mm)을 해석하여 산사태 발생과의 관계를 분석하였다. 그 결과, 산사태는 모두 연속강우 개시 이후 1~3일간의 집중호우에 의해 강우강도가 30 mm/hr이상, 혹은 누적강우량이 200 mm이상인 경우에 발생한 것으로 나타났다. 이는 산림청의 산사태 경보발령 기준을 상회하는 범위에서 발생한 것으로 나타났으며, 경상남도에서 보고된 산사태 발생영역과도 일치하였다. 또한, 강우개시 이후 산사태 발생까지의 소요시간(T)은 평균 강우강도(ARI)가 증가할수록 점차 단축되는 것으로 나타났으며, 이들 사이의 관계는 지수함수식 "T = $94.569{\cdot}exp$($-0.068{\cdot}ARI$)($R^2$=0.64, p<0.001)"로 도출되었다. 이러한 결과는 산림청의 산사태 주의보 경보발령 기준에 있어 중요한 근거가 될 수 있으며, 토사재해에 대한 경계피난체계 등의 비구조물 대책의 수립에도 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.485-496
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• 2020

이 연구에서는 집중호우로 인해 발생하는 토사비탈면의 표층붕괴 징후를 파악하기 위해 체적함수비의 변화특성을 분석하였다. 붕괴가 발생한 조건과 발생하지 않은 조건에서의 체적함수비 변화특성을 파악하기 위해 실내토조실험과 테스트베드에서 확보한 체적함수비 계측자료를 비교하였다. 본 연구에서 확보한 282개의 체적함수비 계측자료를 분석한 결과, 붕괴가 발생한 경우의 체적함수비 증가기울기는 0.072~0.309 범위에 분포하고 붕괴가 발생하지 않은 테스트베드의 경우에는 0.01~0.32의 값을 가져 특정값을 기준으로 붕괴 유무가 구분되지는 않았다. 그러나 체적함수비 증가기울기 값이 높아질수록 붕괴가 발생하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며 이를 이용하여 4단계의 경보기준을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.261-272
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• 2023

최근 급격한 도시화와 기후변화에 따라 재난에 의한 피해가 증가하고 있다. 국내 기상청에서는 표준 경보(주의보, 경보)를 전국적으로 통일된 표준 경보 기준(3시간 및 12시간 최대 누적강우량)에 따라 발령하여 재해에 따른 지역별, 재난 사상별 특성이 고려되지 않은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 서울특별시, 인천광역시, 경기도의 호우·태풍에 대한 재해 피해액 및 누적강우량을 활용하여 대상지역별 재해강도에 따른 단계별 기준을 설정하고, 강우에 따라 발생할 수 있는 재해의 강도를 분류하는 모형을 개발하고자 하였다. 즉, 본 연구에서는 호우·태풍에 의한 재해 피해액 누적 분포 함수의 분위별로 재해강도의 범주(관심, 주의, 경계, 심각 단계)를 분류하였고, 재해강도의 범주에 따른 누적강우량 기준을 대상 지자체별로 제시하였다. 그리고 지자체별 재해강도 분류모형 개발을 위해 4가지(의사결정나무, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트, XGBoost)의 머신러닝 모형을 활용하였는데 강우량, 누적강우량, 지속시간 최대 강우량(3시간, 12시간), 선행강우량을 독립변수로 이용하여 종속변수인 지자체별 재해강도를 분류하였다. 각 모형별 F1 점수를 이용한 정확도 평가 결과, 의사결정나무의 F1 점수가 0.56으로 가장 우수한 정확도를 보였다. 본 연구에서 제시한 머신러닝 기반 재해강도 분류모형을 활용하면 호우·태풍에 의한 재해에 대한 지자체별 위험 상태를 단계별로 파악할 수 있어, 재난 담당자들의 신속한 의사결정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.