• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.537-544
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• 2017

본 연구에서는 평탄지형의 제내지에서 제방붕괴속도에 따른 범람홍수파 선단의 전파 특성을 규명하기 위하여 제내지와 하도로 이루어진 실험수조에서 실험을 수행하여 전파 거리를 산정하였다. 실험에 의해 측정된 전파거리를 시간에 대한 상관식으로 나타내기 위하여 댐붕괴에 의한 수로에서의 홍수파의 1차원 흐름 해석해인 Ritter의 해에 3차원 거동특성을 반영할 수 있는 상수 k와 m을 도입한 일반식에 실험결과를 적용하여 실험식을 도출하였다. 기존 연구에서 하도내의 초기수위가 범람홍수파의 전파속도에 지배적인 영향을 준다는 사실은 알려져 있으나, 본 실험연구를 통해 제방붕괴속도도 범람홍수파의 전파속도에 영향을 주며, k와 m이 상수가 아닌 제방붕괴속도와 선형관계를 갖는 변수임을 밝혔다. 실험결과를 이용하여 범람홍수파 선단의 전파거리를 산정할 수 실험식을 제시했으며, 범람홍수파의 전파속도 산정시 하도내의 초기수위뿐만 아니라 제방붕괴속도도 고려해야 함을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 대규모 제내지 범람실험을 수행하여 범람양상을 관찰하고 수리학적 관점에서 해석하였으며, 실험결과를 토대로 제방붕괴속도에 대한 홍수파 전파속도의 상관관계도 제시하였다. 본 연구결과는 홍수위험지도 작성이나 긴급대피계획 수립시 기본적인 판단 자료로 사용할 수 있으며, 2차원 범람 수치모형 검증시 유용한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.791-803
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• 2016

최근 기상변동성이 증가함에 따라 지난 30년 동안 극한강우의 발생 빈도는 점차 증가하고 있다. 우리나라는 지리적으로 단시간에 매우 높은 강우강도를 유발하는 강우사상이 빈번하게 발생하여 홍수사상이 유발되기 쉽다. 본 연구에서는 장기간의 강우자료를 활용하여 극치강우사상의 발생을 고려한 강우빈도해석을 수행하였다. 이를 위해 극치강우사상을 분석하는데 있어 서로 다른 절점기준을 사용하여 극치강우의 발생횟수를 반영한 포아송-GPD 강우빈도해석 기법을 개발하였다. 빈도해석을 수행함에 있어서 확률분포 매개변수의 불확실성을 보다 정량적으로 산정할 수 있는 Bayesian 기법을 적용하였으며, 또한 각각의 절점기준에 따라서 분류된 강우사상의 종관기후학적 분석을 수행하였다. 연구결과 우리나라의 극치강우 발생이 증가하는 지점에서 기존의 Gumbel 분포를 통한 확률강우량보다 상향된 결과를 도출하였다. 이는 포아송-GPD 모형이 치수안정성 측면에서 유리한 모형으로 판단된다. 또한 동중국해 지역의 저기압 특성과 북태평양 고기압 특성이 우리나라 극치강우현상에 주로 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.308-308
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• 2017

The low and unstable yield of soybean has been a major problem in Japan. Excess soil moisture conditions are one of the major factors to restrict soybean productivity. More than 80 % of soybean crops are cultivated in converted paddy fields which often have poor drainage. In central and eastern regions of Japan, the early vegetative growth of soybean tends to be restricted by the flooding damage because the early growth period is overlapped with the rainy season. Field observation shows that induced excess water stress in early vegetative stage reduces dry matter production by decreasing intercepted radiation by leaf and radiation use efficiency (RUE) (Bajgain et al., 2015). Therefore, it is necessary to evaluate the responses of soybean growth for excess water conditions to assess these effects on soybean productions. In this study, we aim to modify the soybean crop model (Sinclair et al., 2003) by adding the components of the restriction of leaf area development and RUE for adaptable to excess water conditions. This model was consist of five components, phenological model, leaf area development model, dry matter production model, plant nitrogen model and soil water balance model. The model structures and parameters were estimated from the data obtained from the field experiment in Tsukuba. The excess water effects on the leaf area development were modeled with consideration of decrease of blanch emergence and individual leaf expansion as a function of temperature and ground water level from pot experiments. The nitrogen fixation and nitrogen absorption from soil were assumed to be inhibited by excess water stress and the RUE was assumed to be decreasing according to the decline of leaf nitrogen concentration. The results of the modified model were better agreement with the field observations of the induced excess water stress in paddy field. By coupling the crop model and the ground water level model, it may be possible to assess the impact of excess water conditions for soybean production quantitatively.

• 한국습지학회지
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• 제9권2호
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• pp.1-8
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• 2007

최근 환경정책의 변화는 수질오염총량관리제 및 비점오염원관리로 요약된다. 이는 과거 30년 동안의 급격한 환경기술의 발전에도 불구하고 상수원수인 수질의 악화에 기인한다. 수질오염총량관리제란 환경시설에서의 농도규제가 아닌, 하천에서의 비점오염원을 포함한 총량규제를 위한 제도로 점오염원관리와 더불어 비점오염원 관리가 필수적으로 요구된다. 비점오염원이란 각종 토지이용을 의미하며, 개발사은 비점오염원의 부하량 증대에 큰 영향을 끼치는 원인이다. 이에 개발사업에 따른 비점오염원을 제어하기 위해서 비점저감시설등의 설치가 의무화 되고 있다. 비점저감시설 중 자연형 비점관리시설등의 규모산정에 관한 내용은 환경부에서 제시하고 있으며, 이에 관한 규정에서 강우량 해석을 기초로 하여 시설의 규모를 산정할 것을 요구하고 있다. 본 연구에서는 리조트 스키장 개발사업에서 발생 가능한 비점오염물질을 처리하기 위한 자연형 비점오염물질관리시설인 저류지의 규모를 산정하기 위하여 최근 5년간 및 10년간의 강우사상을 분석하였다. 강우량 해석을 통하여 적정 처리를 위한 강우량을 해석한 결과, 적정 저류지 용량은 누적강우량 기준으로 7.4mm가 가장 경제적인 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.17-25
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• 2017

본 최근 기후변화의 영향으로 강우의 규모가 점차 증가하는 추세로 홍수의 위험성이 증가하면서 제방 관리에 대한 고도화 및 재해 대응성 향상의 중요성이 커지고 있다. 국내의 제방관리는 피해발생 이후에 피해복구를 실시하는 수준에서 시행되고 있으므로 하천에 대한 선제적 관리차원에서 제방의 안전도를 미리 파악하고 관리하는 기술의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 하천 제방의 침식 및 월류에 대한 안전도를 산정하는 방법을 제안하였으며 이러한 안전도를 도상에 표시해 제방의 유지관리의 기초자료로 활용할 수 있는 제방 안전도맵을 제시하였다. 침식안전도는 호안의 형식별 내력과 외력의 비로 산정하였으며 월류안전도는 하천의 수위가 제방고와 일치할 때의 유량을 통수가능홍수량으로 산정하고 통수가능홍수량과 계획홍수량과의 비로 산정하였다. 제방안전도의 등급은 총 5단계로 구분하였으며 매우안전, 안전, 보통, 위험, 매우위험으로 나타냈다. 남강댐 하류부터 낙동강 합류부까지를 연구대상으로 하여 모든 제방과 하천측선에 대해 제방의 침식안전도와 월류안전도를 산정하고 GIS를 이용하여 하나의 도상에 나타냈다. 본 연구를 통해 도출된 제방안전도맵은 하천제방의 안전도를 직관적으로 확인이 가능하기 때문에 하천의 유지관리계획 수립 시에 활용이 가능할 것으로 판단되며 예산의 효율적 활용을 위한 투자우선순위 결정에도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.301-311
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• 2018

지구 온난화가 심화됨에 따라 도시지역에서 집중호우에 의한 침수 피해가 증가하는 추세이다. 이러한 지구온난화에 의한 기후변화의 변동성은 IPCC 5차 보고서(2014)에서도 기술되어 있으며 기후변화에 의한 강수 패턴의 변화, 수문시스템의 변화 등 수자원 불확실성의 증가에 대하여 시사하고 있다. 최근 서울이나 부산과 같은 대도시의 관로의 수용 범위를 초과하는 국지성 호우가 발생하여 큰 피해를 초래하였다. 도시지역의 침수는 1차적으로 우수관거 통수능 부족에 의한 내수범람이 발생하고 방류구와 인접한 하천의 외수범람이 발생한다. 인구가 밀집되어 있는 도시지역에서 발생하는 침수는 인명피해 뿐만 아니라 도로, 교량, 지하공간 침수 및 파괴를 복구하기 위한 사회 경제적 피해를 동반하기 때문에 농촌, 산지 지역에 비해 피해량이 크다. 또한 도시개발에 인한 불투수면적 증가, 강우 유출시 출구부까지의 짧은 도달시간, 배수시설의 통수능부족 등 다양한 원인이 침수피해를 증대시킨다. 본 연구에서는 집중호우에 취약한 지역을 선정하고 XP-SWMM을 이용하여 내수침수 모의를 실시하였다. 또한 시범지역에 관로 개량, 우수저류지 설치, 우수펌프장 설치와 같은 홍수방어대안을 적용하여 각각의 침수모의를 실시하였으며 해당유역을 격자별로 분할하여 대안별 침수데이터를 추출하였다. 또한 격자별로 가장 적합한 구조적 홍수방어대안을 제시하기 위해 침수시간, 최대침수심, 구조물 설치비용을 평가요소로 이용하였으며 MCDM 기법 중 하나인 Compromise Programming 기법을 적용하였다. 본 연구에서는 동일 유역이라도 지리적 여건에 따라 대안의 선호도가 다르다는 점을 반영하고자 하였으며, Spatial Multi-Criteria Decision Making을 적용하여 지역특성을 고려한 홍수방어대안을 선정하는 방법에 대하여 연구하였다.

• 한국습지학회지
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• 제22권4호
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• pp.295-301
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• 2020

본 연구는 생태계 교란식물 가시박의 방제를 위한 기초자료 확보를 위해 금강수계 미호천을 대상으로 가시박의 개체밀도에 영향을 주는 환경요인과의 영향관계를 분석하였다. 가시박 서식지 토양입도 분석결과 가시박 개체밀도는 실트질 및 점토질 함량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 가시박 서식지 대부분은 모래질 및 실트질 함량이 높았으며 점토질은 2% 이하로 낮게 나타났다. 유량의 경우 평수량 및 풍수량 초과 이벤트가 증가할수록 가시박 개체밀도는 낮아지는 경향을 보였는데, 이는 유량증가시 가시박의 침수로 인한 토양특성 변화와 성장장애 떄문이다. 수질은 가시박이 침수시 양분을 공급하는 역할을 하나 가시박이 물에 침수시 토양특성 변화로 성장장애를 받기 때문에 오히려 가시박 개체밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 생태하천복원사업 등 하천의 자연성 회복을 위한 자연적 방제기법으로 가시박 성장환경을 가진 토양에 자연형 물길을 조성함으로써 물관리를 통한 기법이 적용 가능할 것으로 본다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권4호통권23호
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• pp.37-47
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• 2006

도시화로 인한 유출량의 증가 및 도달시간의 단축은 도시재해의 한 원인이 되고 있다. 이를 막기 위하여 도시 배수유역내에 저류지를 설치하여 하수관거의 통수능 이하로 방류량을 조절하는 방안을 고려할 수 있다. 기초계획 단계에서의 저류지 설계를 위해서는 복잡한 연관성을 지니고 있는 제반 변수를 고려하지 않고 대표적인 관련 주요변수를 택하여 저류용량을 결정하는 여러 가지 저류지 계획모형이 이용되고 있다, 기왕의 저류지 계획모형에서는 주로 도시화 특성인자인 첨두유량비$(\alpha)$와 도달시간비$(\gamma)$를 활용하고 있다. 본 연구에서는 재해영향평가서 22개소의 저류지를 분석대상으로 하여 도시화에 따른 도시배수유역 특성인자와 저류지 특성인자간의 분석을 통해 저류지의 계획단계에서 활용할 수 있도록 편의성을 도모하고자 한다. 첨두유량비 $\alpha$가 도달시간비 $\gamma$보다 저류 용량에 미치는 영향이 더욱 민감함을 알 수 있었으며, 개발전 후의 유출계수비 $\beta$가 설계강우강도의 지역계수 n값 보다 $\alpha$에 미치는 영향이 작음을 알 수 있었다. 사다리꼴 설계수문곡선을 사용하는 경우에는 강우지속기간이 저류비에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.81-88
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• 2018

도시지역의 모든 하수관망을 사용하여 구축된 강우-유출모형은 그 규모가 방대하고 복잡하여 실시간 도시홍수예보에 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 도시화가 많이 진행된 서울시의 상습침수지역인 도림천 대림배수분구의 하수관망도를 이용하여 강우-유출모형을 구축하고 이를 단순화하였다. 하수관망 단순화는 노드의 누가유역면적을 단순화의 범위 산정을 위한 기준으로 설정하고 총 5단계의 과정으로 나누었으며 단순화 과정에서 SWMM의 모든 매개변수들을 면적가중치를 적용하여 계산하였다. 또한 하수관망의 적정 단순화 범위를 산정하기 위하여 유출모형에 5가지 단순화 범위를 설정하고 유출분석과 침수분석을 실시하였다. 그 결과, 유출모형의 노드와 관망의 개수 그리고 모의시간 모두 단순화 범위에 따라 50~90%까지 일정하게 감소하였으며 단순화 이전과 동일한 유출량 결과를 나타내었다. 2차원 침수분석의 경우, 누가유역면적별로 단순화의 범위가 커질수록 월류지점의 개수가 크게 감소하고 위치가 바뀌었으나 비슷한 침수양상을 나타내었다. 다만 누가유역면적을 기준으로 6 ha 이상에서는 상류부터 삭제되는 노드에 의해 나타내지 못하는 침수지역이 발생하였다. 2차원 침수면적, 주요침수구간, 침수심 등을 비교 분석한 결과, 누가유역면적을 기준으로 1 ha의 단순화 범위가 단순화 이전의 분석결과와 가장 유사함을 나타내었다. 본 연구는 SWMM 매개변수를 모두 고려한 하수관망 단순화를 실시함으로써 실시간 도시홍수예보를 위한 신속하고 정확한 유출자료 생성에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제33권1호
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• pp.76-90
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• 2006

센서 네트워크는 어떤 현상을 감지하기 위해서 관찰 지역 내에 뿌려진 센서 노드들로 구성된다. 각 센서 노드들의 수명은 전체 센서 네트워크의 수명에 큰 영향을 미친다. 하나의 센서 노드가 배터리수명을 다하여 죽게 되었을 때 이는 센서 네트워크의 분할을 가져 올 수도 있다. 각 센서 노드들의 수명은 각 노드들의 배터리 용량에 달려있다. 그러므로 네트워크에 있는 모든 센서 노드들이 공평하게 오래 사는 것이 전체 네트워크의 수명을 길게 하는 것이다. 이 논문에서 우리는 클러스터 기반의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 여러 개의 유동성 싱크가 존재하는 센서 네트워크에서 효율적인 데이타 전송을 지원한다. 기존의 제안된 Directed Diffusion과 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜(TTDD)은 다수의 유동성 싱크와 다수의 소스가 존재하는 네트워크를 지원하기 위해서 많은 컨트롤 패킷들을 네트워크에 플러딩해야 한다. 이는 센서노드들의 많은 배터리 소모를 야기 시킨다. 이에 본 논문에서는 센서 노드가 자신의 위치를 알뿐만 아니라 변경하지 않는다는 사실을 이용하여 하나의 영구적인 그리드 구조를 만들어 네트워크에 플러딩 되는 컨트롤 패킷의 수를 줄인다. 이는 센서 노드들의 배터리 소모를 줄이고 전체 네트워크의 수명을 연장시킨다. 제안한 라우팅 프로토콜의 성능평가를 위해서 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜과 비교 분석하였다. 결과는 제안한 라우팅 프로토콜이 두 계층 데이타 전송 라우팅 프로토콜 비해서 더 에너지 효율적이라는 결과를 보여준다.