• 한국수자원학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.411-420
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• 2019

본 연구의 목적은 합리식 기반의 하수관거 설계모델 Makesw와 도시유출해석모델 SWMM을 활용한 국내 하수관거 설계 방법의 적정성 평가를 수행하는 것이다. 대상유역으로는 군자배수구역을 선정하였으며, 강수량, 유량, 토지피복도, 토양도, 불투수도, 수치지형도의 자료를 수집하여 홍수량 산정에 활용하였다. 적정성 평가는 SWMM 기반 홍수량을 기초로 Makesw 기반 홍수량과 비교하여 수행하였다. 홍수량 비교분석은 설계강우와 실제 침수강우사상 기반의 Makesw와 SWMM의 홍수량에 대하여 수행하였다. 설계강우 기반 홍수량 비교 결과 유역의 간선에서는 합리식 설계홍수량이 SWMM 설계홍수량보다 과대모의 하였으나, 유역 내 지선에서는 합리식 설계홍수량이 과소모의되는 관거가 다수 나타났다. 또한 실제 침수사상 적용 결과, 간선 및 지선에서 합리식 모델의 홍수량이 SWMM의 홍수량보다 과소모의되는 관거가 다수 발견되었다. 특히, 유역 중심에 위치하는 간선, 1차 2차지선에서 유량 차이가 큰 관거가 집중되었다. 따라서 합리식 설계방법은 보수적인 설계방법이라고 말하기 어려우며, 하수관거 설계시 정상류해석 방법인 합리식과 부정류 해석방법인 SWMM을 활용한 설계를 병행하고 안정적인 해석결과를 활용하여 설계를 할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.737-748
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• 2022

홍수량 자료의 부족으로 인해 수자원 실무에서는 강우빈도분석과 강우-유출 모형을 이용하여 설계 홍수량을 산정한다. 하지만 임의 지속기간에 대한 강우빈도분석은 호우사상의 지속기간과 크기에 대한 지역적 특성을 반영하지 못한다. 본 연구에서는 호우사상의 특성을 반영하여 유역의 설계 홍수량을 산정하기 위하여 이변량 강우 빈도분석에 기반한 설계 홍수량 산정 방안을 제시하였다. 평창강 유역과 남한강 상류 유역을 대상으로 각 강우 지점별 독립 호우사상을 추출하여 이변량 강우 빈도분석을 수행하였으며, 중앙값을 이용하여 재현기간별 설계 호우사상을 결정하고, 이를 HEC-1 모형에 적용하여 설계 홍수량을 산정하였다. 또한 홍수량 자료를 빈도분석한 결과(DF_FFA)를 기준으로, 단변량 강우 빈도분석 후 강우-유출모형으로 산정한 기존의 홍수량(DF_URFA)과 본 연구에서 제안한 방법으로 산정한 홍수량(DF_BRFA)을 비교분석하였다. 평창강 유역의 경우, 재현기간 100년인 경우를 제외하고 강우량을 기준으로 산정한 연 최대 호우사상에 대한 BRFA 방법으로 산정한 설계 홍수량이 평균오차 11.6%로 FFA로 산정한 설계 홍수량과 가장 근접하게 나타났다. 남한강 유역의 경우, 지점별 강우량을 기준으로 산정한 연 최대 호우사상에 대한 BRFA 방법으로 산정한 설계 홍수량의 평균오차가 약 10%로 FFA로 산정한 설계 홍수량과 가장 비슷하게 산정되었다. 재현기간이 커질수록 URFA에 의한 설계 홍수량이 FFA에 의한 설계 홍수량보다 크게 산정되었으며, URFA의 설계 홍수량보다 BRFA의 설계 홍수량이 FFA에 의한 설계 홍수량과의 차이가 더 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 설계 홍수량 산정 방안을 활용한다면, 미계측 유역에서도 실제 DF_FFA 값과 근접한 설계 홍수량을 산정할 수 있을 것으로 기대되며 수공구조물 설계와 수자원 계획 등을 경제적이고 합리적으로 진행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.130-130
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• 2021

The increasing effect of urbanization has been more apparent through flooding and downstream water quality especially from heavy rainfalls. In response, stormwater runoff management solutions have focused on runoff volume reduction and treatment through infiltration. However, there are areas with low infiltration soils or are experiencing more dry days and even drought. In this study, a lab-scale infiltration system was used to compare the applicability of two types of soil as base layer in gravel-filled infiltration systems with emphasis on runoff capture and suspended solids removal. The two types of soils used were sandy soil representing a high infiltration system and clayey soil representing a low infiltration system. Findings showed that infiltration rates increased with the water depth above the gravel-soil interface indicating that the available depth for water storage affects this parameter. Runoff capture in the high infiltration system is more affected by rainfall depth and inflow rates as compared to that in the low infiltration system. Based on runoff capture and pollutant removal analysis, a media depth of at least 0.4 m for high infiltration systems and 1 m for low infiltration systems is required to capture and treat a 10-mm rainfall in Korea. A maximum infiltration rate of 200 mm/h was also found to be ideal to provide enough retention time for pollutant removal. Moreover, it was revealed that low infiltration systems are more susceptible to horizontal flows and that the length of the structure may be more critical that the depth in this condition.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.87-95
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• 2010

The optimum volume of sediment settling pond is determined by the maximum rainfall and surface peak rate runoff from crop field. Based on analysis of measured rainfall and runoff data, it was found that rainfall intensity of 2 mm/min would result in peak rate runoff from the agricultural field of study area. Optimum pond volume under various slope scenarios were determined using the WEPP model calibrated with measured flow and sediment data for the study watershed. For the agricultural field with the slope of 7 % and area of $2,600\;m^2$ at the study area, at least $6.4\;m^3$ of sediment settling pond is needed as shown in this study. The results presented in this study could be used as a guide in designing appropriate volume of sediment settling pond at highland agricultural areas because both very detailed field measurement and calibrated WEPP model results are used in the analysis.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.627-640
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• 2001

일반적으로 합성단위도법은 강우-유출기록이 없는 유역의 설계홍수량 산정을 위해 제안되었다. 그러나 국내에서는 아직까지 자료의 부족 등으로 외국에서 개발된 각종 유출모의 모형이 주로 이용되고 있다. 따라서 그 동안 축적된 국내의 강우-유출 자료를 이용하여 국내의 수문특성엥 적합한 유출모형의 개발이 절실한 상황이다. 이를 위해 본 연구에서는 설마천 유역의 2개 지점과 IHP 대표유역인 평강창, 보청천, 위천의 17개 지점에 대해 그 동안 축 (중략) 특성 관련 연구결과를 종합하여 새로운 합성단위도법을 개발하였다. 개발된 합성단위도는 유역특성인자와 단위도치식 치(첨두시간, 첨두유량)와의 다중회귀분석을 통해 유역면적-유로연장-유로경사의 3가지 변수로 구성되는 효 (중략) 전국을 있었다. 따라서 우리나라에서는 아직까지 수계별로 합성단위도를 분리하여 제시하기는 무리라고 보여지 (중략)

• 한국조경학회지
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• 제48권3호
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• pp.34-44
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• 2020

본 연구는 식생기반 LID 시스템 모델을 기반으로 생태적 구성요소의 성능 분석 방향을 제시하기 위해, SWMM 전산모의와 강우·유출 모의장치를 이용하여 모니터링 결과 간의 통계적 유의성을 분석하고, 시스템 사전설계에 요구되는 기초자료를 제공하고자 한다. 또한, 선행연구에서 상대적으로 논의가 부족했던 식생기반 LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석 방안을 종합하고, 장치형 LID 시스템을 대체할 수 있는 성능 정량화 방향을 제시하려 한다. 인공강우재현 모니터링 40분 경과 후 실험구와 대조구 모두 최대강우강도인 142.91mm/hr(n=3, sd=0.34), 142.24mm/hr(n=3, sd=0.90)로 집계되었다. 우량주상도 대비 10분, 50분 구간은 낮은 강우강도가 재현되었으며, 20분, 30분, 40분 구간은 높은 강우강도가 확인되었다. 우수유출 지연효과의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.46mm/min을 기록하여, 79.8% 저감된 것으로 분석되었다. 전산모의의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.05mm/min을 기록하여, 99.1% 저감된 것으로 모의되었다. 최대 강우유출강도의 경우, 실험구(Dv=30.35, NSE=0.36)는 인공강우 모니터링과 SWMM 전산모의가 동일하게 70분에 각각 0.77mm/min, 1.06mm/min을 기록하였다. 대조구(Dv=17.27, NSE=0.78)도 동일하게 50분에 각각 2.26mm/min, 2.38mm/min으로 집계되었다. 상기 연구결과를 통해 강우·유출 모의장치와 SWMM 전산모의 간의 통계적 유의성을 통해 단일 식생이 적용된 LID 시스템의 우수유출저감 성능의 사전설계 방향을 제시할 수 있었다. 또한, LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석방법을 종합하여, 사전설계와 연계 가능한 식생 및 토양 부문의 매개변수 정량화 방안이 정리되었다. 다만, 단일 식생기반 LID 시스템으로 유형과 물리적 변수가 제한되었고, 모니터링, 전산모의 결과 간의 통계적 유의성 보정에 요구되는 알고리즘 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제16권3호
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• pp.68-80
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• 2013

본 연구는 미계측유역의 설계홍수량 산정을 목적으로 영국의 강우-유출모형인 FEH-ReFH(Flood Estimation Handbook-Revitalised Flood Hydrograph)의 국내 적용성을 평가하기 위해 위천유역의 일부인 남천유역($165.12km^2$)을 대상으로 한 강우-유출 모형을 구성하는데 있다. 모형의 입력자료인 유역 및 수문특성인자를 한국 실정에 맞게 구축하기 위해 GIS기반 전처리 프로그램을 개발하였다. 모형은 남천 유역에 대하여 관측된 6개의 강우-유출 사상을 이용한 보정을 실시하여, 모형의 적용 적합성을 분석하였다. 모형의 손실율 및 단위유량도 매개변수를 대상으로 실측자료를 이용한 보정을 실시하였다. 본 연구의 결과는 기존의 설계홍수량 산정과정에 있어, 영국의 방법을 고려한 국내의 표준 설계홍수량 산정과정을 정립하는데 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.333-343
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• 2022

수자원의 계획 및 설계에 활용되는 홍수량 산정 방법은 홍수량 빈도해석 방법과 강우-유출모형에 의한 방법이 사용된다. 홍수량 빈도해석 방법은 홍수량 자료를 직접 빈도해석 하여 확률홍수량을 산정하며 이론적으로 가장 정확한 방법으로 평가된다. 기존의 홍수량 해석은 자료의 제약으로 인하여 실측유량의 직접 빈도해석은 한계가 있었으나 과거부터 국가적으로 수문조사를 수행하여 10년 이상의 실측유량 자료를 확보할 수 있는 수준에 도달하였다. 본 연구는 수위-유량 관계곡선식을 통하여 안정적으로 확보된 실측유량 자료를 활용하여 홍수량 빈도해석을 수행하였다. 홍수량 빈도해석을 위하여 Bayesian 기법을 적용하여 매개변수를 산정하고 빈도별 홍수량의 불확실성을 정량화하였다. 확률홍수량 산정 결과는 장기간의 강우량 자료를 적용하여 강우-유출모형으로 산정된 홍수량과 근접한 것을 확인하였다. 수문조사를 통하여 장기간의 실측유량 자료를 활용하여 다각적인 관점으로 수문해석이 가능할 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제10권2호
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• pp.101-111
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• 1977

The analysis performed here is aimed to increase the familiarity of hydrologic process especially for the small basins which are densely gaged. Kyung An and Mu Shim river basins are selected as a represectative basin according to the criteria which UNESCO has establisheed back in 1964 and being operated under the auspice of Ministry of Construction. The data exerted from these basins is utilized for the determination of the characteristics of precipitation and runoff phenomena for the small basin, which is considerred as a typical Korean samll watershed. The methodology developed by Soil Conservation Service, USA for determination of runoff value from precipitation is applied to find the suitability of the method to Korean River Basin. The soil cover complex number or runoff curve number was determined by considering the type of soil, soil cover, land use and other factor such as antecent moisture content. The averag values of CN for Kyung An and Mushim river basins were found to be 63.9 and 63.1 under AMC II, however, the values obtained from soil cover complex was less than those from total precipitation and effective precicpitation by 10-30%. It may be worth to note that an attention has to be paid in the application of SCS method lo Korean river basin by adjusting 10-30% increase to the value obtained from soil cover complex. Finally, the design flood hydrograph was consturcted by employing unit hydrograph technique to the dimensionless mass curve. Also a stepwise multiple regression was performed to find the relationship between runoff and API, evapotranspiration rate, 5 days antecedent precipitation and daily temperature.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권9호
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• pp.627-635
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• 2017

최근 기후변화에 효과적으로 대응하기 위해서 신뢰성 높은 설계홍수량을 산정할 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 홍수빈도해석법과 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정되는 확률홍수량의 차이를 분석하였다. 우리나라의 경우 관측유량 자료가 부족하여 설계홍수량을 결정할 때 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량을 이용하고 있다. 관측 유량 자료를 활용한 홍수빈도해석법의 결과를 참값으로 가정하여 분석한 결과, 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량은 홍수빈도해석법으로 산정된 확률홍수량에 비해 약 79% 과대 산정되는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량을 보정하는 회귀곡선식을 개발하였다. 이를 위해 우리나라 8개 댐유역의 강우와 유량자료를 획득한 후, 비선형 회귀분석을 통하여 보정식을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 보정식을 적용할 경우, 설계강우-유출관계 분석법으로 산정된 확률홍수량보다 평균적으로 정확도가 약 65.0% 향상되었다. 또한, 유역의 크기를 고려하면, 유역의 크기를 고려하지 않았을 때보다 평균적으로 정확도가 약 2.1%p 증가하였다.