• 한국수자원학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.203-215
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• 2012

본 연구의 목적은 도시개발의 영향을 평가하고 물순환 개선시설의 적절한 배치를 설계하기 위한 물순환 해석 모형을 개발하는 것이다. 개념적 매개변수를 사용하는 기존의 집중형 수문모형으로는 도시개발로 인한 토지이용 변화 등의 유역 특성 변화를 적절히 모의하는데 한계가 있으며, 최근 활발히 연구되고 있는 분포형 수문모형은 입력자료 구축 및 모형 구동에 많은 시간과 노력이 필요하여 다양한 도시설계 대안을 평가하기에는 적절하지 못하다. 유역 물순환 해석 모형(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool, 이하 CAT)은 이러한 배경을 토대로 개발된 물리적 매개변수 기반의 링크-노드 방식의 물순환 정량화 모형이다. CAT은 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장단점을 최대한 보완하여, 도시유역 개발 전 후의 장 단기적인 물순환 변화 특성을 정량적으로 평가하고 물순환 개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. 개발된 모형의 평가를 위하여 설마천 유역을 대상으로 모의를 수행하였으며 출구점인 전적비교의 6개년(2002~2007) 동안의 시간별 하천 유출량 자료를 이용하여 모형의 보정(2002~2004)과 검정(2005~2007)을 실시한 결과, 보정과 검정기간의 Nash-Sutcliffe 모형효율계수는 각각 0.75와 0.89로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.276-277
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• 2005

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.191-198
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• 2019

도시지역의 높은 불투수면은 강우시 지표 유출량을 증가시키고 지하침투량을 줄이면서 물순환을 왜곡시킨다. 왜곡된 물순환은 도시침수와 가뭄, 비점오염유출로 인한 수질오염 및 수생태계 훼손 등의 다양한 도시환경 문제 등을 유발시킨다. 기후변화는 도시강우의 계절적 편중현상을 더욱 심화시키고 도시 미기후에 영향을 줌으로써 도시침수와 가뭄의 강도 및 빈도를 증가시킨다. LID(Low Impact Development) 기법은 도시내 자연적 물순환 체계를 회복함으로써 물로 인하여 발생하는 도시환경문제를 줄일 수 있는 기법으로 다양하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 도시지역 내 적용된 다양한 LID 기법의 장기 모니터링 결과를 활용하여 LID 적용 이후 수문특성의 변화와 물순환 회복에 기여도를 평가하기 위하여 수행되었다. LID 시설의 높은 저류량과 침투능력은 강우시 첨두유출 저감과 유출지연에 크게 기여하는 것으로 나타났다. LID 시설에서 강우시 평균 유출저감효과는 60% 이상으로 나타났으며, 유역면적 대비 LID 시설 면적비(Surface area of Catuchment area, SA/CA)와 LID 저류 용량은 첨두유출 저감과 유출지연 효과에 영향을 끼치는 중요한 인자로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1013-1025
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• 2022

This study was carried out to analyze water cycle characteristics and evaluate water retention function in Jeju Gotjawal forest from 2013 to 2017. The average ratio of throughfall, stemflow, interception loss in Seonhul Gotjawal (SH) and Cheongsu Gotjawal (CS) was 43.1%, 15.8%, and 41.1%, respectively. Rainfall-throughfall, rainfall-stemflow, and rainfall-interception loss were expressed as linear regression equation (p<0.001). The comparison results showed that SH was higher than CS (p<0.05), indicating that the canopy area had an important effect on the difference in stand structure. The average water resources retention rate of the Gotjawal region was 41.9%, which is similar to the total water resources retention rate (40.6%) of Jeju Special Self-Governing Province (JSSGP). Currently, the development of Gotjawal is in progress in JSSGP. The development of Gotjawal will lead to a decrease in the water resources retention rate due to changes in the surface environment such as an increase in impervious areas, which will affect the total groundwater content of JSSGP. Therefore, the conservation of the Gotjawal area is judged to be very important from the point of view of water conservation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.449-460
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• 2005

본 연구에서는 전형적인 도시하천으로 왜곡된 물순환을 보이는 도림천 유역에 대해서 WEP(Water and Energy transfer Processes) 모형을 이용하여 물순환 모의를 수행하였다. 과거(l975년)와 현재(2000년)의 토지이용도를 이용한 모의를 통해 도시화에 의한 불투수율 증가가 유출특성에 미치는 영향을 분석하였으며, 모의결과 도시의 개발로 인해 과거보다 첨두 도달시간은 감소하고, 첨두 및 총유출량이 증가한 것으로 나타났으며, 침투량과 기저유출량이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 또한 왜곡된 물순환을 회복하기 위한 대안으로 침투트랜치와 투수성 포장재의 설치 효과에 대한 모의를 수행하였으며, 모의결과 두 가지 대안을 함께 적용했을 경우에 도시개발 이전의 유출특성에 근접하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.165-179
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• 2024

도시 지역의 홍수 위험을 완화하고 지속 가능한 수자원을 관리하기 위해서는 도시 홍수와 물순환의 연계 해석이 필수적이다. 본 연구는 간단한 전환 규칙을 통해 침수의 시공간적 변화를 모의하는 셀룰러 오토마타 기법을 이용하여 고해상도 도시침수 및 물순환 해석 모형 CAW (Cellular Automata-based integrated Water cycle model)를 개발하고, 그 적용성을 평가하였다. 개발된 모형을 미국 포틀랜드 도심지 유역에 적용하고, 물리 기반 모형 및 기존 셀룰러 오토마타 기반 모형의 침수 해석 결과와 비교하여 도시침수 재현의 적절성을 평가하였다. 연구 결과, 침수 검증 대상 지점에 대한 CAW 모형의 최대 침수심 분포는 확산파 방정식을 모사하는 WCA2D (Weighted Cellular Automata 2 Dimension) 모형과 평균오차 값이 1.3 cm로 유사하게 모의되었고, 이진 패턴 유사도 검증에서 HR 0.91, FAR 0.02, CSI 0.90으로 비교적 높은 유사성을 나타내며 모형의 침수 해석 적용성을 검증하였다. 또한, 토지피복 및 토양 조건이 침수, 침투에 미치는 영향을 시험 평가한 결과, 불투수율이 41% 더 높은 지역에서의 침투와 최대 침수심이 각각 54%(4.16 mm/m²) 감소 및 10%(2.19 mm/m²) 증가하였다. CAW 모형을 이용하여 도시 유역의 다양한 토지피복 및 토양 특성을 고려한 고해상도 물순환 및 도시침수 연계 모의 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6597-6601
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• 2013

인구 증가와 함께 도시개발로 인한 지구온난화의 심각, 대기질 악화, 수질 오염 및 수생태계 파괴 등 도시환경 문제가 심화되고 있다. 또한 도시 개발 시 토지 피복면적 변화에 따른 불투수층 면적이 증가되는 인공적 요인과 이상기후에 의해 강우특성이 변화하는 자연적 요인으로 도시 열섬현황 심화, 용수 부족, 지하수위 저하, 침수 피해 등을 야기하여 물순환 건전성을 저해시키고 있다. 이를 해결하기 위해서는 체계적인 정보기술 인프라 및 환경센서 기술을 활용하여 도시 물순환 건전성을 제고시키기 위한 물순환시스템 구축기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 도시 내에서 물순환 건전성을 평가하는 방법으로 자연계 물순환 건전화율 및 인공계 물순환 건전화율 평가식을 제시하여, 도시화 및 산업화로 인해 발생하는 물순환 왜곡 정도를 정량적으로 분석하고, 도시 개발 후 물순환 건전성을 확보하기 위한 방법론을 제시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권2호
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• pp.109-115
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• 2020

Recently, since impervious areas have increased due to urban development, the water cycle system of urban watersheds has been destructed. Hence, researches on LID (Low Impact Development) technique have been conducted to solve such problems environmentally. In order to verify suitability with the scale and arrangement of LID technique, the runoff reduction effect of the LID technique should be analyzed per small watershed unit. In this study, pre-post difference of the runoff by applying the LID was estimated using the rational method and rainwater treatment capacity equation. As a result, the runoff before and after the application of LID were estimated as 22,533.5 ㎥ and 14,992.1 ㎥, respectively. In addition, rainfall-runoff simulations were carried out using SWMM to evaluate the efficiency of the LID technique. The SWMM simulation results showed that the runoff before and after the application of LID were 21,174 ㎥ and 15,664 ㎥, respectively. Based on the results of the two methods, the scale and arrangement of the LID technique were revised in order to maximize the effect of the water cycle improvement. Rainfall-runoff simulations were carried out using the SWMM with the revised LID techniques. As a result, despite 34.8 % reduction of pervious pavement area, the rate of runoff reduction increased by 2.1 %. These results indicate that designing the scale and arrangement of LID technique, while considering the total amount of inflow entering into each LID techniques, is essential to effectively achieve the goals of runoff reduction in urban development.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5330-5336
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• 2011

우수유출저감과 건전한 도시 물순환 환경의 구축을 위하여 다양한 침투시설들의 개발 및 적용이 점점 중요해지고 있다. 본 연구에서는 도시에서 가로수목공간으로 사용되는 식재박스를 활용하여, 우수유출의 저감, 도시내 물순환 체계 개선 및 친환경적인 기능을 수행할 수 있는 침투시설을 개발하였다. 개발된 시설은 작은 규모로도 설치할 수 있어 광로, 대로, 중로, 소로 및 보행도로나 좁은 공간의 구분없이 설치가 가능하여, 기존 도시 및 신도시 등에 광범위하게 적용할 수 있다. 개발된 기술을 4차로에 적용할 경우 식수대의 설치간격을 6m미만으로 유지한다면, 98%의 호우사상에 대하여 우수의 유출을 65% 이상 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 가로수목공간 조성기술 적용을 통하여, 우수유출 저감에 따른 치수효과와 더불어 녹색도시의 구현이 가능할 것으로 기대된다.

• 토지주택연구
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• 제8권4호
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• pp.267-274
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• 2017

국내에는 도시재생에 대한 Retrofit치원의 LID 설계절차가 정립되어 있지 않기 때문에, 문헌조사와 전문가 자문을 통하여 기존 LID 설계절차를 정립하였다. 그러나 정립된 LID 설계 절치는 활용되는 공간정보의 한계와 도시재생 지역에 배수구역 구분이 어려운 문제 등 여러 가지 제한이 있었다. 이러한 설계 절차의 한계를 해결하기 위해 추가적으로 정밀 측량을 통한 분석이 필요하고, 이 후에는 물의 흐름이 원활할 수 있도록 시설을 선정하고 배치하는 것이 중요하다. 이러한 고려를 통해 본 연구는 도시재생 지역에 적용 할 수 있는 LID 설계절차를 제시하였다.