• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2022

본 연구는 농경지가 주로 분포되어있는 영산강 유역(3,371.4 km²)을 대상으로 농업용수 건전성 및 취약성 평가를 수행하였다. 먼저, 농업용수 건전성은 관개 기간에 농업용수 확보를 위한 유역 환경 요소(하천, 토지이용, 수문, 수질, 수생태, 서식지)로 정의하였으며, 취약성은 용수공급에 영향을 주는 인위적인 변화 요소(기후변화, 불투수층 변화, 농업용수 수요량 변화, 토지피복 변화)로 구분하였다. 각 요소의 sub-index는 1개의 지수로 정규화하여 평가하였으며 Percentile rank 방법으로 계산하였다. 분석결과 영산강 하류의 나주시(5004) 유역의 건전성 및 취약성 지수가 각각 0.33, 0.92로 농업용수 공급에 취약한 것으로 분석되었다. 이에 따른 회복력 및 유지·조치 우선순위 분석결과 또한 농업용 수리시설(저수지, 양수장, 취입보, 집수암거, 관정)을 이용한 농업용수 확보가 시급한 것으로 분석되었다. 최종적으로 본 연구에서 제시한 농업용수 건전성 및 취약성 지수는 장기간에 걸친 유역 변화분석이 가능하고, 농업용수 공급 상황을 예측함으로써 향후 농업용수 확보를 위한 시설물 설치계획 수립에 근거자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1707-1711
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• 2009

우리나라는 정치, 경제, 사회, 문화 등 여러 분야에서의 발전과 국민들의 생활수준의 향상으로 최근 들어 물 소비량이 급격히 증가하고 있다. 또한, 수자원 관련 정보에 대한 국민들의 관심이 크게 증가하고 있으며, 이에 따라 국가에서는 수자원 관련 정보제공 창구를 마련하여 다양한 물 관련 정보를 제공하고 있다. 그러나 아직까지 다양한 분석 정보에 대해서는 제공되는 정보 항목이 다양하지 않으며, 이러한 분석 정보에 대한 제공 요구는 증가 추세에 있다고 할 수 있다. 또한 효율적인 수자원 계획을 수립하고 시행하기 위해서는 먼저 지역의 수자원 관련 현황을 분석하여 활용 가능한 수자원의 양을 명확하게 파악하여야 한다. 이와 함께 해당지역의 물 이용량을 파악하고 시간 및 공간에 따른 이용 경향을 분석하여 그 정보를 제공함으로써 보다 효율적인 수자원 계획 수립의 기반이 마련될 수 있다. 한편 수자원 관련 정책 수립 시 의사결정을 지원하기 위해서는 관련 정보를 분석한 후 지표 및 지수화하여 제공할 필요가 있다. 그러나 우리나라에서는 아직까지 수자원 관련 분양에 대한 지표 및 지수가 적극적으로 활용되고 있지는 못한 상황으로 최근 들어 수자원(물이용, 치수 및 하천환경) 분야에서 지표 및 지수를 이용한 관련 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지역 및 유역의 물이용 관련 현황 자료를 수집하여 분석함으로써 각종 수자원 관련 계획수립 및 정책 수립에 도움을 줄 수 있는 기반정보를 제시하고, 대중에게 정보를 제공하고자 한다. 물이용 특성을 평가할 수 있는 할 수 있는 개별지표를 개발하여 유역별로 분석하여 물이용 관련 현황을 분석하였으며 개별지표를 압력(pressure)-현상(state)-대책(response) 구조체계로 구성하여 중간지표를 분석하였다. 또한 이를 종합하여 유역의 물이용 현황을 파악할 수 있는 지수인 물이용 취약지수(Water use vulnerability index:WUVI)를 개발하여 물이용 관련 정보를 시공간적으로 분석함으로써 정부 및 지자체의 수자원 관련 정책 수립 등 업무 수행을 보다 효과적으로 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국경제지리학회지
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• 제7권2호
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• pp.157-170
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• 2004

경기도 접경지역은 저개발로 인해 청정한 환경을 유지해 왔으나 개발압력과 주민들의 개발 욕구로 인해 환경훼손에 취약한 지역이다. 이 논문은 경기 접경지역의 토지이용 변화패턴과 지역정서, 환경관리 기반시설의 현황을 분석하여 이 지역이 직면한 환경부하의 실태를 규명하고자 하였다. 분석 결과 김포, 파주, 동두천, 양주 등 서울과 근접한 서남부 접경지역을 중심으로 개발 압력이 높아지고 있으며, 토지규제 기반의 생태서식지 보전정책에 대한 저항 정서가 높은 것으로 드러났다. 한편 오염배출 시설의 입지가 서부 접경지역을 중심으로 높아지고 있으나 수질$.$폐기물 관련 환경관리 기반시설이 미비하여 환경훼손을 유발할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 접경지역의 환경부하에 대한 체계적인 대책이 요청된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.415-429
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• 2011

현재 국내에서 주로 사용되고 있는 홍수기 다목적댐의 홍수조절효과에 대한 정량적인 평가지표로는 유량조절률, 저수지 방류율, 저수지 저류율, 저수지 이용률 등이 있다. 이러한 평가지표들은 유입량, 방류량, 저류량 등의 자료를 단순 비교하는 방법을 사용하고 있는데, 홍수조절효과 평가지표 산정식에 사용되는 자료들이 가지는 불확실성이 평가에 고려되지 못하고 있으며, 저수지에서 얻을 수 있는 자료만을 사용하기 때문에 저수지 하류 지점에서의 홍수조절효과를 적절히 평가하지 못하고 있다. 또한 이러한 지표들은 수자원 시스템의 설계에 있어서 허용 가능한 부분적인 실패를 고려하지 못하는 등의 문제점이 존재하므로, 홍수조절효과를 정량화 할 수 있는 새로운 지표의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 각종 변수들이 가지는 불확실성, 댐 하류지점에서의 홍수조절효과, 수자원 시스템에서 허용 가능한 부분적 실패를 고려하기 위하여 홍수조절효과 정량화 지표 개발에 fuzzy 집합이론을 적용하였다. 본 연구를 통해 개발한 홍수조절효과 정량화 지표를 이용하여 다목적댐의 홍수조절효과를 평가하였다. 연구 대상 유역으로는 충주댐 유역을 선정하였고, 대상 홍수 사상으로는 2006년 7월의 홍수사상을 적용하였다. 개발한 홍수조절효과 정량화 지표를 이용하여 홍수조절효과를 평가하기 위해 관련 인자들을 퍼지화하고 시스템의 상태로부터 허용 가능한 부분적인 실패 영역을 구분하여 홍수조절효과 정량화 지표를 산정하였다. 적용결과, 본 연구를 통하여 개발된 통합 신뢰도-취약도 지수는 저수지의 홍수조절효과를 기존의 지표보다 구체적이고 객관화하여 나타낼 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.309-319
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• 2023

최근 기후변화로 인해 기상재해의 발생빈도와 강도가 증가하고 있다. 우리나라는 지역별 기후 특성의 편차로 인해 기후변화에 따른 취약성 및 대응능력이 지역별로 차이가 크다. 특히 가뭄은 다양한 요인에 의해 발생하고, 기상학적, 수문학적, 농업적 영향 범위가 광범위하다. 따라서 가뭄에 효과적으로 대응하기 위해서는 다양한 요인을 고려할 수 있는 통합가뭄지수를 활용할 필요가 있으며, 기후변화를 고려한 미래 가뭄을 종합적으로 평가해야 한다. 본 연구에서는 베이지안 분류(DNBC) 기반의 통합가뭄지수를 활용하여 낙동강 유역의 미래 가뭄에 대한 수문학적 위험도(${\bar{R}}$)를 평가하였다. 우선, 관측자료와 기후변화 시나리오 자료를 이용하여 부문별 가뭄지수(SPI, SDI, ESI, WSCI)를 DNBC에 적용하여 통합가뭄지수를 산정하였다. 산정된 통합가뭄지수의 심도와 지속기간을 대상으로 이변량 가뭄빈도분석을 실시하고, 이변량 재현기간을 활용하여 수문학적 위험도를 산정하였다. 그 결과, S2(2021-2040) 기간에서 위험도가 가장 높게 나타났으며(${\bar{R}}$=0.572), 평균적으로 위험도가 가장 높은 지역은 밀양강(#2021)이었다(${\bar{R}}$=0.94). 단기 미래(2021-2040) 기간 동안 낙동강 유역의 수문학적 위험도는 전반적으로 큰 폭으로 상승하였으며, 중·장기 미래(2041-2070, 2071-2099) 기간 동안 낙동강 유역 북부의 위험도는 감소하고 남부의 위험도는 상승하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.489-499
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• 2006

현재 홍수피해에 대한 잠재성은 홍수피해잠재능(PFD)에 의해 나타내고 있으나 하천유역의 설계빈도와의 연계성이 없어 실무에서 이용하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 홍수피해발생 잠재위험도라는 개념을 도입하고 그 산정방안을 마련하여 산정된 잠재위험도와 설계빈도와의 연계성을 제시하였다. 홍수피해발생 잠재위험도는 위험성, 노출성, 취약성의 세가지 세부요소로 산정되며, 위험성은 홍수사상의 발생확률, 노출성은 자산 등이 특정 홍수사상 혹은 홍수재해에 노출되어 있는 정도, 취약성은 홍수에 대비한 시설들의 취약 정도를 나타낸다. 이 세부요소들은 또 다시 세세부요소를 가지며 위험성은 지속 기간별 빈도별 확률강우량등으로 표현가능하고, 노출성은 인구밀도와 공시지가, 취약성은 지역낙후도지수와 홍수방어능력지수를 세세부요소로 선정하였다. 홍수피해발생 잠재위험도 산정식의 가중계수를 결정하기 위해서 전문가의 의견을 통한 계층 분석과정(AHP)기법을 이용하였다. 안양천 유역에 대하여 홍수피해발생 잠재위험도를 산정하였고, 잠재위험도와 기왕최대강수량을 이용하여 시 군 구 단위로 설계빈도를 산정할 수 있었다. 안양천의 기존 설계빈도는 본류구간에서는 200년, 지류구간에서는 50년에서 100년사이로 정하고 있으나, 본 연구에서는 안양천유역 전체에 대하여 설계빈도를 약 110년에서 130년정도로 결정하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 기법을 이용하여 행정구역단위의 설계빈도를 제시할 수 있었으며, 이는 향후 유역별 및 하천별로도 잠재위험도와 설계빈도를 산정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.40-53
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• 2008

지하수의 오염 예측 기법의 개선을 위하여 미국 환경청(U.S. EPA)에서 개발된 지하수 오염 취약성 평가방법인 DRASTIC 모델(Aller et al., 1987), Panagopoulos et al.(2006)가 제안한 M-DRASTIC, Rupert(1999)가 제안한 LSDG 방법을 충남 금산 지역에 적용하였다. 충남 금산 지역은 농업을 비롯한 다양한 토지이용 특성과 아울러 다양한 지질, 지형, 토양 분포를 나타내어 지하수 오염예측 기법의 개선을 위한 연구에 최적의 조건을 갖추고 있다. DRASTIC 평가를 위하여 149개의 충적층 관정에 대한 수질 및 수리지질 조사가 수행되었으며, 지하수의 질산염 이온의 농도와 각 예측 방법으로부터 도출된 지수와의 상관관계 분석을 통하여 예측방법의 효용성을 평가하였다. EPA DRASTIC은 지하수 심도, 순 충진량, 대수층 매질, 토양 매질, 지형 경사, 비포화대 매질, 수리전도도 등 수리지질학적 인자들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하는 방법으로, 지하수의 잠재오염원에 대한 정보가 포함되지 않으므로 지하수 오염을 예측하는데 비효율적이다. 본 연구 결과, 관정 주변 150 m 영역의 DRASTIC 지수와 해당 관정의 질산염 이온 농도의 상관관계는 0.058로 낮게 나타났다. 한편, M-DRASTIC의 경우 DRASTIC과 사용하는 인자는 같으나 등급과 가중치를 실제 질산염 이온 농도의 비율로부터 산출한다. 등급만을 수정하였을 경우 0.245, 등급과 가중치를 모두 수정하였을 경우 질산염 이온 농도와의 상관관계는 0.400로 지하수 오염 예측율이 개선되었다. LSDG 방법은 토지이용(Land use), 토양 배수(Soil drainage), 지하수면 심도(Depth to water), 지질(Geology)를 특성에 따라서 구분하고 해당 지역의 질산염 이온 농도 평균의 차이를 통계적으로 분석하여 등급을 산정하는 기법으로, 금산 지역에 적용한 결과 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.415로 개선되었다. 결과적으로 LSDG를 적용하였을 경우 EPA DRASTIC 보다 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.357만큼 개선되었다. M-DRASTIC과 LSDG의 예측율이 증가하는 것은, 이 방법들의 등급과 가중치에는 현재의 오염현황이 반영되기 때문으로 질산염 이온 오염 가능성을 귀납적으로 예측하기 때문이다. LSDG의 예측율이 가장 높은 이유는 LSDG에는 잠재오염원으로 분류되는 토지이용이 포함되었기 때문인 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1723-1735
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• 2022

산사태는 가장 널리 퍼진 자연재해 중 하나로 인명 및 재산피해 뿐만 아니라 범 국가적 차원의 피해를 유발할 수 있기 때문에 효과적인 예측 및 예방이 필수적이다. 높은 정확도를 갖는 산사태 취약성도를 제작하려는 연구는 꾸준히 진행되고 있으며 다양한 모델이 산사태 취약성 분석에 적용되어 왔다. 빈도비 모델, logistic regression 모델, ensembles 모델, 인공신경망 등의 모델과 같이 픽셀기반 머신러닝 모델들이 주로 적용되어 왔고 최근 연구에서는 커널기반의 합성곱신경망 기법이 효과적이라는 사실과 함께 입력자료의 공간적 특성이 산사태 취약성 매핑의 정확도에 중요한 영향을 미친다는 사실이 알려졌다. 이러한 이유로 본 연구에서는 픽셀기반 deep neural network (DNN) 모델과 패치기반 convolutional neural network (CNN) 모델을 이용하여 산사태 취약성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구지역은 산사태 발생 빈도가 높고 피해가 큰 인제, 강릉, 평창을 포함한 강원도 지역으로 설정하였고, 산사태 관련인자로는 경사도, 곡률, 하천강도지수, 지형습윤지수, 지형위치 지수, 임상경급, 임상영급, 암상, 토지이용, 유효토심, 토양모재, 선구조 밀도, 단층 밀도, 정규식생지수, 정규수분지수의 15개 데이터를 이용하였다. 데이터 전처리 과정을 통해 산사태관련인자를 공간데이터베이스로 구축하였으며 DNN, CNN 모델을 이용하여 산사태 취약성도를 작성하였다. 정량적인 지표를 통해 모델과 산사태 취약성도에 대한 검증을 진행하였으며 검증결과 패치기반의 CNN 모델에서 픽셀기반의 DNN 모델에 비해 3.4% 향상된 성능을 보였다. 본 연구의 결과는 산사태를 예측하는데 사용될 수 있고 토지 이용 정책 및 산사태 관리에 관한 정책 수립에 있어 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.