• 한국수자원학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.747-760
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• 2005

본 연구에서는 한강수계를 대상으로 1차원 동역학적 홍수추적모형인 DAMBRK 모형을 이용하여 상류댐 및 중간댐의 영향을 고려한 홍수추적을 실시하였다. 또한 중간댐에서의 홍수추적기법의 타당성을 검토하기 위해서 다양한 형태의 가상의 저수지에 대한 dynamic routing과 storage routing에서의 유출량을 검토하였다. 모형의 적용성을 검증하기 위해서 1990년 9월 및 1995년 8월 홍수사상에 대한 홍수추적을 실시하여 실측값과 비교${\cdot}$검토하였다. 한강수계에 극한홍수사상과 각 하천의 설계홍수량을 적용하여 중간댐들의 영향을 고려한 홍수추적을 수행하여 그 결과를 도시하였다. 본 연구를 통해서 향후 한강유역에서의 홍수예경보와 효율적인 홍수조절을 통한 홍수정보시스템 확립에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1846-1851
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• 2010

댐붕괴 모델링에 관한 연구가 활성화된 시기는 미국 Baldwin Hills 댐(1964)과 Lower Van Norman(San Fernando) 댐(1971) 붕괴 사고 이후이며 1970년대 발생한 Buffalo Creek 댐(서부 버지니아, 1972), Teton 댐(아이다호, 1976), Laurel Run 댐/Sandy Run 댐(펜실바니아, 1977), Kelly Barnes 댐(조지아, 1977) 붕괴 사고로 인해 미국 댐 안전 관리 프로그램의 포괄적 재검토의 필요성이 제기되었다. 국내에서도 연천댐 붕괴(1996년)와 장현저수지와 동막저수지의 붕괴(2002년)로 하류에 위치한 가옥 및 농경지 침수로 인해 재산피해가 발생한 바 있으며, 2005년 비상대처계획 수립을 의무화하는 제도가 도입되었다. 오늘날 댐 붕괴와 붕괴로 인한 유출 수문곡선을 분석하는데 이용 가능한 수많은 도구들이 존재하고 있다. 가장 잘 알려져 있으며 가장 널리 이용되는 모형은 NWS Dam-Break Flood Forecasting Model(DAMBRK; Fread, 1977)이며 국내 댐 저수지 비상대처계획 수립을 위해 많이 이용되고 있다. DAMBRK 모형의 입력자료는 붕괴지속시간, 결괴부측면경사, 최종결괴부바닥표고, 댐붕괴시작수위 등이 요구되며, 이 중 결괴형성과정에 관련된 매개변수의 선정을 위해서는 댐붕괴 사례연구 자료가 활용되고 있다. 모형으로부터 도출된 붕괴유출수문곡선에 대한 적정성 평가는 과거 경험, 공학적 판단, 첨두유량 예측식에 의해 수행되고 있으며 가장 객관적인 기준이라 판단되는 첨두유출량 예측식은 사례연구 자료의 부족으로 인해 높은 불확실성을 안고 있다. 본 연구는 최근까지 개발된 댐결괴 첨두유출량 예측식을 기반으로 국내 건설된 댐의 대다수를 차지하는 필댐에 대해 댐높이, 댐형식별로 예측식의 적정성을 평가하였다.

• 물과 미래
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• 제20권4호
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• pp.285-294
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• 1987

본 연구는 댐파괴나 급격한 방류로부터 발생되는 홍수파가 하도내에서 사류의 흐름으로 나타날 때, 이를 해석하기 위한 수치모형을 개발한 것이다. 기본방정식으로서는 dynamic wave equation을 사용하였고 이식을 general Preissmann sceme에 의하여 유한차분화 시켰으며 fore-sweep algorithm에 의하여 해석하였다. 본 모형을 Buffalo-Creek flood의 경우에 적용하고 실측치 및 DAMBRK에 의한 계산 결과치와 비교검토하여 모형의 적용성을 입증하였다. 국내 효기댐의 경우에 대하여서는 파괴당시의 실측자료를 기초로한 유출수문곡선을 유도하였고 댐 하류부의 홍수파 전달양상을 해석하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2005년도 봄 학술발표회지 제14권(제1호)
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• pp.131-135
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• 2005

댐 붕괴형상에 따른 시나리오를 설정하여 DAMBRK모형에 의해 댐 붕괴모의를 실시한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. DAMBRK 모형에 의해 댐 붕괴모의를 실시한 결과 붕괴부의 평균 폭이 3 H $_d$ 이고 붕괴부 형성시간이 1시간인 경우(콘크리트 댐과 표면차수벽형 댐의 경우 0.1시간) 최대 첨두홍수량이 발생하는 것으로 나타났다. 밀양댐의 경우 안동댐의 경우에 버금가는 첨두유량을 나타내는 것으로 분석되었으며, 이는 붕괴 양상의 가정에서 평균 폭이 3 H $_d$ 인 경우를 선정한 결과로, 밀양댐의 경우 댐 높이가 89m 로 안동댐의 83m 보다 더 크기 때문에 붕괴부의 규모가 7개 댐 가운데 가장 커지게 되었기 때문이다. 그러나 밀양댐의 경우 저류용량이 작기 때문에 붕괴홍수의 지속시간은 가장 짧은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 댐붕괴 수치모의를 한 결과 붕괴시 침두유량에 대하여 하류지역의 대처방안수립과 침수에 따른 피해방지대책 및 대피경로등을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.337-345
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• 1998

댐 붕괴에 따른 홍수류의 해석시의 불확실도를 규명하기 위해서 범용 프로그램인 DAMBRK 모형을 Monte-Carlo 기법을 이용하여 수정, 보완함으로써 댐 및 하천제방에 대한 붕괴 위험도를 산정할 수 있는 DAMBRK-U 모형을 개발하였다. 본 모형은 하천의 홍수추적에 있어서 불확실도에 기인한 홍수위 해석결과를 살펴보기 위해 확대하도, 균일하도 및 축소하도 구간에 적용하여 모형에 대한 비교검토를 실시하였는데, 축소하도 구간에서 유량과 수심에 있어 큰 변동치를 가지는 것으로 나타났다. 또한 본 모형은 1996년 7월 연천댐 붕괴에 따른 한탄강에서의 홍수범람 해석을 모의함으로써 모형의 실제 적용성을 입증하였다. 연천댐 유역에서 여러 가지 방류유량 조건에 따른 댐의 위험도를 계산하였다. 한탄강 유원지 지점에서의 제방고와 홍수위를 비교하여 월류 위험도를 산정한 결과 홍수위에 있어 제방고를 1,266~0.782m로 상회하는 월류가 발생하였고, 이 구간에서의 월류위험도는 100%로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.607-607
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• 2012

국내에서는 최근 지구온난화에 따른 전 지구적 이상홍수의 발생으로 댐 붕괴 우려가 증대되고 있고, 이에 따른 주민들의 불안감도 고조되고 있는 상황이다. 특히 최근 집중호우의 증가와 태풍의 영향으로 대규모 수공 구조물의 설계빈도를 초월하는 폭우를 동반하고 있다. 실례로 20세기 들어 전 세계적으로 약 200건 이상의 댐 붕괴 사고가 발생하여 댐 하류 지역에 막대한 인명 및 재산피해가 발생하였다. 국내의 경우 "연천댐", "장현, 동막저수지" 붕괴 등과 외국의 경우 이탈리아의 Vaiont 댐과 미국의 Teton 댐 등의 사례가 있다. 이처럼 댐은 설계홍수량 이하의 경우에는 비교적 안전하게 홍수를 예방할 수 있으나 이보다 큰 규모의 홍수가 발생할 경우 그 피해 또한 엄청나다. 따라서 댐 붕괴 등의 비상상황이 발생하였을 때 하류 지역의 생명과 재산 손실을 최소화하고 댐의 물리적, 지형적, 구조적 특성에 따른 비상상황을 예상하고 이에 효율적으로 대처하기 위해 비상대처계획(Emergency Action Plan, EAP)과 같은 대책을 수립하게 되었다. 이에 본 연구는 댐의 비상대처계획 수립시 중요한 사항 중 하나인 홍수류 해석을 실시하였다. 현재 국내에서 댐 붕괴 홍수류 해석은 주로 그 안전성과 정확성이 검증된 Fread(1984)의 1차원 모형인 DAMBRK 모형을 이용하여 댐 붕괴 홍수류 해석을 실시하고 있다. 이 DAMBRK 모형을 이용하여 실제 붕괴 사례인 1982년 미국 콜로라도에서 발생한 Lawn Lake 댐의 붕괴 홍수류 해석을 실시하였다. Lawn Lake 댐은 콜로라도 록키 마운틴 국립공원에 위치한 약 8m 높이의 필댐으로 댐 붕괴로 인하여 830,000 의 물이 유출되었으며, 3명이 사망하고 3,100만달러의 손해를 일으켰다. 다음과 같은 실제 붕괴 사례를 댐의 제원과 홍수량을 이용하여 DAMBRK 모의를 실시하였으며 모의한 결과와 실측치와의 비교를 해보았다. 본 연구에서 모의한 결과는 댐 최대 붕괴 유출량은 잘 나타내었지만, 지점별 최대 유량 및 홍수파 도달시간에 관련해서는 다소 차이를 보였다. 이는 조도계수의 변화에 따라 지점별 최대 유량과 홍수파 도달시간, 그리고 홍수위가 달라지는 것임을 확인하였고 실제로 Lawn Lake 댐이 붕괴되어 흘러들어가는 Roaring 강의 댐 붕괴 잔해나 하상 변화를 모르기 때문에 조도계수의 실측치는 모의값 보다 훨씬 클 것으로 예상된다. 본 연구를 통해 비상대처계획 수립시 홍수류 해석을 할 때 조도계수의 변화에 따라 모의 결과 및 범람범위가 달라질 수 있으니 조도계수의 채택에 있어 신중하고 정확한 판단이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권11호
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• pp.1281-1293
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• 2008

This study aims at the estimation of dam failure time and dam failure scenario analysis of and applied to Yeoncheon Dam which was collapsed August 1st 1999, using HEC-HMS, DAMBRK-FLDWAV simulation model. As the result of the rainfall-runoff simulation, the lancet flood amount of the Yeoncheon Dam site was $10,324\;m^3/sec$ and the total outflow was $1,263.90\;million\;m^3$. For the dam failure time estimation, 13 scenarios were assumed including dam failure duration time and starting time, which reviewed to the runoff results. The simulation time was established with 30 minutes intervals between one o'clock to 4 o'clock in the morning on August 1, 1999 for the setup standard for each case of the dam failure time estimation, considering the arrival time of the flood, when the actually measured water level was sharply raising at Jeongok station area of the Yeoncheon Dam downstream, As results, dam failure arrival time could be estimated at 02:45 a.m., August 1st 1999 and duration time could be also 30 minutes. Those results and procedure could suggest how and when dam failure occurs and analyzes.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.109-122
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• 1992

파괴양상, 조도, 하류댐 지점의 수위-유량 관계 및 붕괴여부에 불확실성이 있으나, 소양강댐이 가상 파괴될 경우 댐 파괴파의 전파양상을 DAMBRK로 수치모의하였다. 모의결과, 서울은 6~8시간 내에 범람이 예상되며 표고 30-20m 이하 지역이 침수되고, 춘천의 대부분 지역이 침수된다. 첨두유량은 파괴시간 1~2시간에 대하여 인도교에서 약 7.0만 CMS이고 춘천은 약 22~34만 CMS였다. 민감도 분석결과 하류댐들의 붕괴여부나 파괴양상이 서울지역에 대한 범람양상에 크게 영향을 미치지는 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1797-1807
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• 2013

예상하지 못한 자연 현상으로 인해 붕괴될 가능성을 항상 내포하고 있으며 특히 댐 하류부 지역이 인구밀집 지역이거나 중요 국가 시설물이 위치하고 있는 경우에는 인명 및 재산피해 등 막대한 손실을 초래할 수 있다. 지금까지의 연구는 단독댐 붕괴에 따른 홍수파 해석에 대한 연구는 많이 있었으나 세계적으로 유명한 테네시강 등의 순차적 댐이나 우리나라의 북한강 상류로부터 연속으로 이어진 댐 등에 대한 붕괴 홍수파 해석에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 순차적 댐 붕괴 홍수파 해석을 통해 순차적 댐 붕괴 첨두유량을 계산하고 하류부에서의 홍수파 전파상황을 예측할 수 있는 해석기법을 제시하는데 있다. 이를 위해 DAMBRK를 이용하여 실제 붕괴 사례 중 순차적 댐 붕괴 사례인 Lawn Lake Dam에 대하여 붕괴 홍수파 해석을 실시하여 댐 붕괴 홍수파 해석 모형의 적절성을 검증하였다. 이를 기초로 하여 가상의 극한홍수에 대하여 국내의 A 댐에 대하여 순차적 댐 붕괴 홍수파 해석을 실시하여 홍수파 전파상황을 예측하였으며, 범람 중요 지점에 대하여 2차원 홍수범람해석을 수행하여 1 2차원 홍수파 해석을 비교 분석한 결과 적합도가 90%를 상회하여 1차원 순차적 댐 붕괴 모의의 정확성을 확인할 수 있었다. 이는 순차적 댐 붕괴와 관련된 하천에서의 방재대책 수립을 위한 기본자료를 제공하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.331-340
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• 2000

본 연구의 목적은 하천에서의 실시간 범람위험도 해석을 위해서 DAMBRK 모형과 Kalman filter를 연계한 수치모형을 개발하는데 있다. 본 모형은 1차원 동역학 방정식의 비선형 유한차분 근사해인 음해법을 기본으로 하고 있다. 추계학적 추정법으로서 최적의 갱신 예측치를 얻기 위해 확장된 Kalman filter 기법을 사용하였다. 이 과정은 확정론적 모형에 의한 예측치를 Kalman filter gain factor에 의해 보정된 실시간 관측치와 조합함으로써 수행되었다. 홍수범람위험도는 하도단면의 기하형상과 Manning 조도계수의 변동성을 고려하여 Monte Carlo 모의를 적용하여 예측되었다. 본 모형은 1990년 9월과 1995년 8월의 남한강 홍수에 적용하여 검증하였다. Kalman filter에 의한 해석은 이 기간 동안에 확정론적 해석결과와 비교하여 실측자료와 잘 일치되는 양상이 나타났으며, 이에 따라 제방의 월류위험도를 모의된 홍수위와 제방고를 비교함으로써 얻을 수 있었다.