• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권11호
• /
• pp.951-960
• /
• 2020

본 연구에서는 실내실험을 통하여 기능을 상실한 보 철거로 인하여, 급경사가 형성된 짧은 구간에서 두부침식과 천급점 변화, 그리고 교호사주의 거동을 고려한 하도의 적응과정을 정량적으로 분석하였다. 보 상류에서 두부침식이 발생하여 천급점은 상류로 이동하였다. 실험초기에 빠르게 이동하지만, 시간이 증가하면서 이동속도가 감소하였다. 교호사주가 발달한 조건에서 이동속도는 사주가 발생하지 않은 조건에서보다 빨랐다. 세굴심은 교호사주가 발생하지 않는 조건에서 보다 발생하는 조건에서 더 깊었다. 시간이 증가할수록 최대세굴심은 하류로 이동하며, 최대세굴심의 깊이와 이동속도는 감소하였다. 무차원 최대세굴심은 상류에서 유입되는 유사가 포착되고 되메우기가 진행되면서 이동속도가 감소하였다. 무차원 되메우기 속도가 증가할수록 무차원 최대세굴심은 감소하였다. 초기에 최대세굴심이 깊은 곳에서 되메우기가 빠르게 진행되며, 최대세굴심이 얕은 곳에서는 되메우기가 느리게 진행되었다. 특히, 무차원 되메우기 속도가 5이하에서는 무차원 최대세굴심이 급격하게 감소하며, 그 이후에서는 완만하게 감소하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권6호
• /
• pp.617-629
• /
• 2012

본 연구에서는 낙동강유역을 대상으로 토양 침식 및 유실의 위험성을 분석 및 평가하기 위해 토지이용도를 세부적으로 분석하여 유역별 토양침식 발생의 위험성을 순위화하였다. 또한, 토양침식량을 RUSLE 모형을 이용하여 산정하였고 토지이용도 분석 결과와 함께 토양침식 위험성이 높은 유역을 평가하였다. 최종적으로 해당 유역에 산사태 위험지도와의 비교를 통해 유역내 토양유실 대책 수립을 위한 자료의 활용 방안을 분석하였다. 분석 결과, 전체 낙동강유역내 토양침식 위험성이 높은 것으로 선정된 유역은 내성천유역으로 토지이용도 분석결과와 RUSLE 모형의 결과에서 모두 토양유실 측면에서 위험성이 높은 것으로 나타났다. RUSLE 모형 결과에서 토양침식량이 높은 것으로 나타난 지역과 산사태 위험지역의 분포는 유사한 것으로 나타났으나, 하천 주변의 토지이용에 따른 토양유실의 위험성은 RUSLE를 이용한 산정 결과에서만 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.815-815
• /
• 2012

우리나라의 경우 1조원 이상 피해를 입힌 자연재해가 '98년 이후 집중적으로 발생하는 등 최근 급격한 도시화 산업화 및 범지구적인 이상기후 현상으로 자연재해로 인한 피해가 점차 대형화 다양화되는 추세이다. 그에 따른 국내 재해관리 및 사전예방의 중요성은 그 동안 여러 차례 기획사업 및 재정계획을 통해 제시된 바 있으나, 대부분 추진계획 수립에 그치고 실질적인 예산 편성시에는 충분히 반연되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 재해예방투자사업의 규모와 구체적 계획에 대하여 살펴보고자 한다. 재해사전예방 분야의 기존 투자계획으로는 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"과 "2005-2009 국가재정운용계획", "수해방지대책 백서" 등이 있었으며 그 중 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"은 정부역사상 처음으로 시행하는 중 장기 국가재난관리정책으로, 풍수해대책, 설해대책 등의 자연재해를 비롯하여 총 17개의 재난유형별 재난관리대책을 포괄하고 있으며, 11개 부처 및 시도에 대해 27개 사업, 36조 8천억원을 투자하는 계획을 제시하였다. 가장 최근에는 2010년 8월에 국무총리실 주도 재난관리 개선 민관합동 TF팀을 구성하여 기후변화 및 기상이변에 선제적 대응 및 기존 방재체계에 대한 근본 패러다임 전환을 통한 선진적 방재시스템 구축을 추진하기 위하여 기후변화대응 재난관리 개선 종합대책을 마련하였다. 일선 경험이 많은 민간전문가 주도로 철저히 현장 중심의 문제점과 대안을 검토하고 대책을 준비함으로서 기존의 재난관리대책 구축방법과 차별성을 띄었다고 할 수 있다. 이번 재난관리 개선 종합대책에서는 5개 시 도의 현장조사와 기존대책을 분석하고, 전문가 의견 등을 검토하여 도시유역종합치수계획, 소하천 및 사방댐 정비, 소규모 시설 정비 등 26건을 포함한 '99년부터 3회에 걸쳐 추진한 재해관련 범정부 종합대책을 검토하여 필요성이 있으나 추진이 미흡했던 과제는 포함시켰다. 또한 기후변화 대응에 필요한 신규과제 및 재해취약요인이 드러난 도시방재를 위한 개선과제를 집중 검토하도록 하였다. 다수부처 관련 쟁점과제에 대해서는 주관부처를 정하거나 민간 전문가가 참여하는 조정회의 및 세미나, 공청회를 통해 보완 검토하였다. 그 결과로서 2011년 전년대비 재해예방 관련 사업에 대한 국고 투자규모는 도시침수방지 17%, 수자원 관리 25%, 항만 정비 17%, 산사태 예방 24%, 농업기반시설 정비 20%, 위험지 정비 19%, 재난 예측 및 대응시스템 개선 16% 증가하여 투자계획이 수립되었으며 전체적으로는 약 21% 증가된 투자계획이 수립되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권8호
• /
• pp.681-694
• /
• 2010

본 연구에서는 경제성분석에 의한 강변저류지의 최적위치 선정기법을 제안하였다. 강변저류지 설치에 소요되는 비용을 크게 건설비용과 토지매입비용으로 나누어 산정하였으며, 강변저류지 설치로 인해 발생하는 이익을 홍수피해저감액과 습지설치로 인한 연간이득으로 구분하여 산정하였다. 홍수량-홍수피해액 관계를 간접적으로 도출하는 방안을 제시하였으며, 강변저류지의 습지활용 시에 발생하는 이익은 인공습지의 가치평가기법을 도입하여 평가하였다. 경제성평가 기법으로는 편익-비용분석을 적용하였으며, 안성천 유역의 13개 후보강변저류지에 대한 경제성평가를 수행하였다. 또한 강변저류지의 최적 위치와 규모를 결정하기 위해 홍수저감효과를 이용한 기존의 모형을 보완하여, 경제성평가기법을 이용한 의사결정기법을 제안하였다. 제안된 의사결정기법을 안성천유역의 13개 후보강변저류지를 대상으로 적용하였으며, 기존에 홍수저감효과만을 이용한 모형의 결과와 비교분석하였다. 그 결과 홍수저감량만을 고려한 기존의 결과와 비교할 때 보다 높은 경제성을 제공할 수 있는 최적조합선정이 가능하였고, 경제성을 고려하는 것이 보다 실질적인 의사결정의 기준으로 사용될 수 있다는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권5호
• /
• pp.559-568
• /
• 2013

토양의 다짐은 강우 시 지표유출 및 토사유출에 큰 영향을 끼친다. 다짐은 체적밀도 증가, 전단강도 증가, 공극률 변형, 투수계수 등과 같은 토양특성 변화를 야기하기 때문이다. 본 연구는 인공강우 실험을 활용하여 개발지의 사면조건과 유사한 나지교란사면에서 표면의 다짐처리가 지표유출 및 토사유출에 미치는 영향을 파악하였다. 표면처리(다짐, 비다짐), 강우강도(68.5mm/hr, 95.6mm/hr), 사면경사($5^{\circ}$, $12.5^{\circ}$, $20^{\circ}$)의 각 조건별 3회 반복하여 총 36회의 강우모의에 따른 지표유출 및 토사유출을 측정하였다. 연구결과, 다짐처리 후 토양의 체적밀도 및 전단강도는 유의적으로 증가하였다. 그러나 이러한 물리적 특성의 변화가 지표유출에 미치는 영향은 강우강도와 사면경사에 따라 다르게 반응하였다. 평균 토사유출량은 강우강도와 사면경사가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 또한, 토사유출량은 강우강도와 사면경사 별 다짐처리 유 무에 따라 다른 반응을 보였다. 완경사($5^{\circ}$)에서는 다짐처리에서 더 많은 토사가 유출되었으나, 급경사($20^{\circ}$)에서의 다짐처리는 토사유출을 감소시키는 역할을 한 것으로 나타났다. 나지교란사면에서는 토사유출에 대한 다짐효과의 천이구간이 존재하는 것으로 파악되며, 본 연구의토양조건 및 강우조건에서 천이구간은 완경사와 급경사 사이로서 사면경사 $10{\sim}15^{\circ}$ 범위에 존재하는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권7호
• /
• pp.555-564
• /
• 2018

홍수조절지는 하천 제내지 측에 제방을 축조하고 제방 일부 구간에 횡월류위어를 설치해 일정규모 이상의 홍수사상 발생 시 홍수량 일부를 월류시켜 저류하는 홍수저감시설이다. 다양한 하천시설물이 존재하는 하천 내에서 홍수조절지의 운영 최적화를 위해서는 기존 시설과의 연계 운영을 함께 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 하도 내 수문 시설의 영향을 고려해 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 및 유량 분담 효과를 분석하였다. 수문 시설의 영향을 고려하기 위해 수로 내 2문의 방사형 수문을 설치하였으며, 수문으로부터 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 이동시키며 수로 내 수위 변화와 횡월류위어의 월류량을 측정하였다. 실험 결과 횡월류위어의 위치가 수문에 가까울수록 수위 저감 효과가 크게 나타났으며, 유량 분담 효과는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 2개소 이상의 횡월류위어 운영 시에는 충분한 저류공간이 확보되어 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감 효과의 변화가 크지 않은 것으로 확인되었다. 또한, 수문 운영 시 1개소 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감율을 경험식으로 산정해 향후 홍수조절지 계획 시 활용 가능한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.17-17
• /
• 2011

As a method of countermeasure to bed degradation and armoring phenomena of bed material in the downstream area of dam reservoirs, sediment augmentation (replenished sediment) has been carried out in many Japanese rivers. In general, bed of the replenished sediment site is composed of rocks, because the site is located in the downstream area of the dams and sediment supply is very small. Bed deformation process has been researched by many researchers. As a method of countermeasure to bed degradation and armoring phenomena of bed material in the downstream area of dam reservoirs, sediment augmentation (replenished sediment) has been carried out in many Japanese rivers. In general, bed of the replenished sediment site is composed of rocks, because the site is located in the downstream area of the dams and sediment supply is very small. Bed deformation process has been researched by many researchers. However, most of them can treat movable bed only and cannot be applied to the bed deformation process of sediment on rocks. If the friction angle between the sediment and the bed surface is assumed to be the same as the friction angle between the sediment and the sediment, sediment transport rate must be smaller without sediment deposition layer on the rocks. As a result, the reproduced bed geometry is affected very well. In this study, non-equilibrium transport process of non-cohesive sediment on rigid bed is introduced into the horizontal two dimensional bed deformation model and the model is applied to the erosion process of replenished sediment on rock in the Nakagawa, Japan. Here, the Japanese largest scale sediment augmentation has been performed in the Nakagawa. The results show that the amounts of the eroded sediment and the remained sediment reproduced by the developed numerical model are $56300m^3$ and $26800m^3$, respectively. On the other hand, the amounts of the eroded sediment and the remained sediment measured in the field after the floods are $56600m^3$ and $26500m^3$, respectively. The difference between the model and field data is very small. Furthermore, the bed geometry of the replenished sediment after the floods reproduced by the developed model has a good agreement with the measured bed geometry after the floods. These results indicate that the developed model is able to simulate the erosion process of replenished sediment on rocks very well. Furthermore, the erosion speed of the replenished sediment during the decreasing process of the water discharge is faster than that during the increasing process of the water discharge. The replenished sediment is eroded well, when the top of the replenished sediment is covered by the water. In general, water surface level is kept to be high during the decreasing process of the discharge during floods, because water surface level at the downstream end is high. Hence, it is considered that the high water surface level during the decreasing process of the water discharge affects on the fast erosion of the replenished sediment.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권10호
• /
• pp.753-761
• /
• 2019

여름철 집중호우는 도시지역의 홍수피해를 발생시키는 주요한 원인 중 하나이다. 우리나라의 최근 재해통계에 따르면 도시홍수의 발생빈도는 점점 잦아지고 있으며, 그 규모 또한 커지고 있다. 하지만 국지성 집중호우는 예측이 어려워 실제 홍수 대응을 담당하는 지자체 공무원들의 업무에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 도시홍수 대응에 시간적 여유 확보를 통한 피해 저감을 위해 앙상블 기상예측 자료를 활용한 홍수위험 매트릭스를 구축하고, 그 적용성을 판단하고자 하였다. 홍수위험 매트릭스는 홍수위험도의 정도를 나타내는 잠재적 영향(X축), 위험 기상현상이 발생할 확률인 발생가능성(Y축)으로 구성된 2차원 매트릭스로 확률예보에 기반한 홍수위험 예측 방안이다. 이를 위해 부산 및 대구광역시 내 기초지자체 각각 1곳을 대상으로 과거 홍수피해기록과 확률강우량 자료를 활용하여 지역별 홍수위험 매트릭스를 구축하고, 과거 호우사상에 대해 기상청의 LENS 자료를 적용하여 그 적용성을 판단하였다. 그 결과 최대 3일전 홍수위험에 대한 예측이 가능한 것으로 분석되었으며 실제 활용 시 홍수 대응시간을 확보하여 피해 저감에 도움이 되리라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권spc2호
• /
• pp.801-810
• /
• 2019

본 연구에서는 실내실험을 통해 하천횡단 수리구조물인 보에 의하여 상류에서 형성된 사주가 하류 지형변화에 미치는 영향을 분석하였다. 통수초기 수로의 유입구에서 흐름 교란에 의하여 강제효과가 발생하면서 상류에서부터 교호사주가 발달하고 일정한 형상을 유지한 상태로 하류로 이동하였다. 상류에서 발생한 사주가 보를 통과하는 순간, 보 하류에 세굴되었던 하상은 퇴적이 진행되고 사주의 위상이 변화되었다. 우안에서 발달한 세굴심은 하류로 이동하지만, 사주의 위상이 변화되면서 좌안으로 이동하였다. 상류에서 발생되는 교호사주의 형태가 뚜렷할수록 하류에서 발생한 교호사주의 위상변화는 빠르게 진행되었다. 또한 강제효과가 클수록, 상류에서 교호사주의 형태는 뚜렷하게 나타났다. 사주의 위상이 바뀌면서 하류의 사주는 이동속도가 점차 감소하여 이동이 정지되는 것으로 나타났다. 교호사주의 발달이 빠를수록 하류에서 형성된 사주의 파고는 크고 파장은 짧았다. 이것은 사주의 강제효과가 클수록 사주의 이동에 영향을 주는 것을 의미한다. 또한, 시간이 증가하면서 교호사주의 크기는 증가하지만 하류로 이동하지 않고 정지되어 고정사주가 형성되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권10호
• /
• pp.671-680
• /
• 2019

기후변화에 따른 수문순환 요소들의 변화로 인해 미래에는 전 세계적으로 수문사상의 규모 및 빈도가 증가할 것이라는 많은 선행연구들이 있다. 하지만 북한지역의 미래 강수량에 대한 정량적 연구와 평가는 미비한 실정이다. 북한지역 역시 우리나라와 마찬가지로 극한강수에 따른 피해가 발생될 것으로 예상되기 때문에 북한지역에 관한 연구는 지속적으로 진행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 정상성 및 비정상성 빈도해석을 통해 북한지역의 미래(2020-2060년) 극한강수를 산정하고 현재기후(1981-2017년)와 비교 분석하였다. 비정상성 빈도해석은 RCP기후변화시나리오에 따라 모의된 HadGEM2-AO모델의 외부인자(JFM(1-3월), AMJ(4-6월), JAS(7-9월), OND(10-12월)의 평균 강수량)를 고려하여 수행하였다. 북한지역 극치 강우 사상과 유사한 경향을 보이는 외부인자 선정을 위해 앙상블 경험적 모드분해법을 활용하여 연 최대 강우자료의 잔차를 추출하였다. 추출된 잔차와 외부인자 사이의 상관성분석을 실시하였다. 8개 지점(강계, 삼지연, 장진, 양덕, 함흥, 신포, 장전, 신계)에서 3개의 외부인자(AMJ, JAS, OND)가 경향이 있음을 확인하였다. 선정된 외부인자를 고려하여 비정상성 GEV모형을 구축하고 빈도해석을 수행하였다. 그 결과, RCP4.5에서는 8개 지점 중 4개 지점이 현재기후 대비 미래극한강수량이 감소하는 경향을 보였고 3개 지점이 증가하는 것으로 나타났다. 반면에 RCP8.5에서는 2개 지점이 감소하는 경향을 5개 지점이 증가하는 것으로 분석되었다.