• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.169-169
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• 2020

According to the IPCC analysis, severe climate changes are projected to occur in Korea as the temperature is expected to rise by 3.2 ℃, the precipitation by 15.6% and the sea level by 27cm by 2050. It is predicted that the occurrence of abnormal climate phenomena - especially those such as increase of concentrated precipitation and extreme heat in the summer season and severe drought in the winter season - that have happened in Korea in the past 30 years (1981-2010) will continuously be intensified and accelerated. As a result, the impact on and vulnerability of the water management sector is expected to be exacerbated. This research aims to predict the climate change impacts on streamflow of Daecheong Lake area of Geum River in South Korea during the summer and winter seasons, which show extreme meteorological events, and ultimately develop an integrated policy model in response. We projected and compared the streamflow changes of Daecheong Lake area of Geum River in South Korea in the near future period (2020-2040) and the far future period (2041-2060) with the reference period (1991-2010) using the HEC-HMS model. The data from a global climate model HadGEM2-AO, which is the fully-coupled atmosphere-ocean version of the Hadley Centre Global Environment Model 2, and RCP scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) were used as inputs for the HEC-HMS model to identify the river basins where cases of extreme flooding or drought are likely to occur in the near and far future. The projections were made for the summer season (July-September) and the winter season(November-January) in order to reflect the summer monsoon and the dry winter. The results are anticipated to be used by policy makers for preparation of adaptation plans to secure water resources in the nation.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.34-40
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• 1999

장기적 해면상승에 대한 해안선 변화 모델의 적용성을 실험적으로 검증하고, 한국과 일본 연안지역의 장래의 잠재적 해안선 후퇴량을 산정하였다. 모델의 적용성 검토 실험을 통해 해면상승에 의한 해안선의 후퇴는 수위 상승에 의한 정적 후퇴와 파도에 의한 부가적인 후퇴의 합으로 나타낼수 있으며, 고파랑 조건에서는 부가적 후퇴의 영향이 커짐을 알 수 있었다. 검토 대상지역인 한국과 일본 연안의 41개 지역의 과거 약 30년 간의 해수면 장기 변동량을 분석할 결과, 29개 지역이 상승경향을 12개 지역이 하강경향을 나타내었으며 평균적으로 1.79mm/year의 속도로 상승하고 있음을 알 수 있었다. 지구 온난화에 의한 해수면 상승의 가속화를 고려하여 각 지역의 미래의 해수면 상승률이 과거 실측치의 2배라고 가정하고 50년 후의 잠재적 해안선 후퇴거리를 계산했다. 그 결과, 현재보다 해안선이 수 m에서 수십 m정도 후퇴하여 상당한 부분이 침수될 것으로 예상된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.227-234
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• 2004

최근 초대형 태풍의 내습으로 한국 연안해역에 치명적인 타격을 가져왔고 이로 인해 연안구조물의 설계기준을 재고해야 한다는 논의가 되고 있다. 극한파랑을 입력으로 한 파랑변환의 계산은 특히 해안역의 계획 및 건설 작업 분야에서 의미가 있다 본 연구에서 태풍으로 인한 수위의 변화예측은 물리모델에서나 실제현장에서 다루기가 매우 어렵기 때문에 수치모델에 주로 근거를 두었다. 복잡한 해안선 및 구조물 해역에 대한 파랑변환 수치모델을 다루고 극한파랑의 입력을 위해 광역에서의 태풍매미의 도래시 관측과 수치모텔의 분석에서 도입하였다. 최종적으로 한국 남해안의 부산항에서 폭풍고조 및 극한파랑의 문제에 위에서 기술한 모델을 적용하여 수위상승의 효과와 극한파랑의 변환을 해안역 침수와 관련하여 분석하였다. 아울러 관심대상역에서 기초적인 재해위험지도를 제시해 보았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.621-626
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• 2004

일반 콘크리트뿐만 아니라 고성능콘크리트 제조 시 고로슬래그(BFS)의 사용은 워커빌리티, 장기 강도 및 내구성 측면에서 장점을 갖는다. 그러나 슬래그 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 수축이 크며 특히 자기수축이 크게 발생하기 때문에 적절한 방법으로 제어하지 않으면 심각한 균열을 야기할 수 있다. 따라서 수축에 의한 균열 발생을 최소화하고 콘크리트 구조물의 사용 수명을 확보하기 위해서는 BFS를 함유한 콘크리트의 자기수축 거동에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재(시멘트+BFS) 비(W/B)가 0.27${\~}$0.42이고 BFS 대체율이 각각 $0\%$, $30\%$, $50\%$인 각주형 콘크리트 시편을 제작하여 자기수축을 측정한 후, 실험결과를 바탕으로 자기수축 예측 모델의 재료 상수 값들을 결정하였다. 또한, 응력 발현에 기여하는 자기수축을 유효자기수축으로 정의하고, 다양한 W/B를 고려한 재령 28일에서의 유효자기수축 변형률 추정식을 제안하였다. 실험결과, W/B가 동일할 때 콘크리트의 자기수축은 BFS의 사용량에 따라 증가하였다. 또한 동일한 양의 BFS를 사용한 경우, W/B가 낮아짐에 따라 자기수축 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 따라서 고로슬래그 콘크리트의 자기수축을 줄이기 위해서는 자기수축을 줄이는 수축저감제 등의 혼화 재료를 사용하거나 시공 현장에서의 충분한 습윤양생이 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.997-1012
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• 2006

본 연구에서는 조건부 핵밀도함수와 CAFPE(Corrected Asymptotic Final Prediction Error) 차수결정 방법에 근거한 비매개변수적 비선형 자기회귀 (Nonlinear AutoRegressive, NAR) 모형을 소개하고 이를 SOI(Southern Oscillation Index)에 적용하였다. SOI 자료에 대해서 선형 AR 모형을 적용하였으나 잔차에 대한 검정결과 이분산성(heteroscedasticity)을 나타내었다. 또한 BDS(Brock-Dechert-Sheinkman) 검정에서 비선형성이 존재함을 확인하였다. 따라서 NAR 모형에 SOI 자료를 적용시켰다. CAFPE를 이용하여 가장 적합한 모형으로 지체 1, 2와 4가 선택되었으며 조건부 평균함수를 추정하여 SOI 자료를 모의한 결과 잔차에 대해서 정규성과 이분산성 가정이 Jarque-Bera 검정과 ARCH-LM 검정에서 각각 기각되었으며 또한 조건부 표준편차함수의 최적 차수로 3, 8과 9가 CAPFE를 통해 선택되었다. 조건부 평균함수와 표준편차함수를 모두 고려한 모형에 대한 잔차 검정 결과 잔차의 I.I.D 가정을 만족하였으며 특히, BDS 검정에서 신뢰구간 95%와 99%에서 모두 만족한 결과를 나타내었다. 마지막으로 전체의 15%에 해당하는 SOI 자료에 대해서 One-Step 예측을 수행하였으며 선형 모형에 비해 평균제곱예측오차가 7% 적게 나타났다. 따라서, NAR 모형은 여타의 매개변수적 방법과 달리 모형 선택에 있어 자유로우며 비선형성을 고려할 수 있는 모형으로서 SOI 자료와 같은 비선형 자료를 위한 모의방법으로 선형 모형에 비해 많은 장점을 가지고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.91-98
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• 2009

아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 $11{\sim}67%$, $10{\sim}67%$ 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.745-755
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• 2000

현재 우리나라에서 홍수조절 업무에 황용하고 있는 홍수관리시스템은 댐에서 조절이 불가능한 댐하류부 수문현상들을 고려하여 방류계획을 수립할 수 없으며, 예측 강우량에 의한 댐으로의 유출상황을 고려한 예비방류에 관한 지침이 마련되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 댐의 제약조건 댐 상.하류의 유출상황을 고려하여 홍수기 댐을 운영 할 수 있는 모의기법에 의한 모형을 개발하였다. 개발된 모형(EV ROM이라 명명)은 댐에서 조절이 불가능한 댐하류 지류에 의한 하류 홍수제어 지점의 Cumulative Lateral Flow Hydrograph를 고려하여 방류계획을 수립한다. EV ROM에서는 댐하류 지역의 첨두홍수량 경감을 위하여 홍수제어지점의 수문곡선 상승부에서 예비방류를, 첨두부에서는 댐에 저류를 하였다가 수문곡선 하강부에 다시 방류를 수행하는 특징이 있다. EV ROM을 강우-유출모형에 결합하여 금강수계 대청댐을 중심으로 3개 홍수사상에 적용해 본 결과, 기존의 Rigid ROM이나 Technical ROM 보다 우수한 것으로 나타났다. 이는 본 연구에서 개발한 EV ROM이 댐 유역뿐만 아니라 댐하류 홍수제어지점의 수문상황을 동시에 고려하여 댐의 방류계열을 결정하기 때문이다. 따라서, 본 연구에서 개발된 EV ROM을 다양한 홍수사상에 적용, 예측강우량의 정확도 개선 및 프로그램의 보완이 이루어진다면, 현재보다 한차원 높아진 저수지운영을 기대 할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.797-805
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• 2002

본 연구의 제Ⅰ보 (신용노 등, 2000)에서는 댐의 제약조건과 댐 상·하류의 유출상황을 고려하여 홍수기 댐을 운영 할 수 있는 모의기법 모형인 EV ROM을 개발하였고, 본 보에서는 제Ⅰ보에서 개발된 EV ROM을 FORTRAN Power Station 4.0에 의해 금강수계 댐군을 연계운영 할 수 있는 전산프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 금강수계에서 발생한 3개 홍수사상에 적용해 본 결과 기존의 Rigid ROM이나 Technical ROM보다 효과적인 것으로 나타났다. 이는 본 연구에서 개발한 EV ROM이 댐 유역뿐만 아니라 댐 하류 홍수제어지점의 수문상황을 동시에 고려하여 댐의 방류계열을 결정하였기 때문이다. 향후, 본 연구에서 개발된 EV ROM을 다양한 홍수사상에 적용하기 위해서는 예측강우량의 정확도 개선과 함께 프로그램의 지속적인 보완이 이루어져야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.135-135
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• 2018

한강의 잠수교는 평상시에는 사람과 차의 통행이 가능하나 예측수위가 5.5m일 경우, 보행자통제, 6.2m일 경우, 차량통제를 실시한다. 잠수교는 국토교통부의 홍수예보 지점은 아니지만 그 특수성으로 인해 정확한 홍수위 예측을 통해 선행시간을 확보할 필요가 있다. 일반적으로 하천 홍수위 예측을 위해서는 강우-유출 모형과 하도추적을 위한 수리모형을 결합한 모델링이 요구되나 잠수교는 하류부 조위로 인한 배수 및 상류부 팔당댐 방류량의 영향을 받아 물리적 수리 수문모형의 구축이 상당히 제약적이다. 이에 본 연구에서는 딥러닝 오픈 라이브러리인 Tensorflow 기반의 LSTM 심층신경망(Deep Neural Network) 모형을 구축하여 잠수교의 수위예측을 수행한다. LSTM 모형의 학습과 검증을 위해 2011년부터 2017년까지의 10분단위의 잠수교 수위자료, 팔당댐의 방류량과 월곶관측소의 조위자료를 수집한 후, 2011년부터 2016년까지의 자료는 신경망 학습, 2017년 자료를 이용하여 학습된 모형을 검증하였다. 민감도 분석을 통해 LSTM 모형의 최적 매개변수를 추정하고, 이를 기반으로 선행시간(lead time) 1시간, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 24시간에 대한 잠수교 수위를 예측하였다. LSTM을 이용한 1~6시간 선행시간에 대한 수위예측의 경우, 모형평가 지수 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency)가 1시간(0.99), 3시간(0.97), 6시간(0.93)과 같이 정확도가 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 9시간, 12시간, 24시간의 경우, 각각 0.85, 0.82, 0.74로 선행시간이 길어질수록 심층신경망의 예측능력이 저하되는 것으로 나타났다. 하천수위 또는 유량과 같은 수문시계열 분석이 목적일 경우, 종속변수에 영향을 미칠 수 있는 가용한 모든 독립변수를 데이터화하여 선행 정보를 장기적으로 기억하고, 이를 예측에 반영하는 LSTM 심층신경망 모형은 수리 수문모형 구축이 제약적인 경우, 홍수예보를 위한 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.11-11
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• 2021

2018년부터 삼척지역에는 전파강수관측소(X-band 이중편파레이더)가 설치되어 현업 운영 중에 있다. 해당 지역은 영동지역은 산지로 둘러싸여 있어 지형적인 여건으로 지상강우관측망과 기존 대형 강우레이더로도 정확한 강우관측에 한계가 있었다. 설치 이후 전파강수관측소의 품질관리와 최적 관측전략 수립, 분포형 비차등위상차 기반의 강우추정 기법의 적용으로 정량적 추정강우의 정확도가 확보되어 75m의 고해상도 격자강우 정보가 제공되고 있다. 본 연구에서는 이러한 전파강수관측소의 정량적 추정강우를 홍수예보에 활용하기 위해서 강우기반의 하천 수위 예측 기법인 하천흐름계산도표를 개발하였다. 하천흐름계산도표가 개발된 지역은 삼척 전파강수관측소의 관측 반경에 포함되는 삼척오십천 유역이며, 해당지역은 수변공원으로 조성되어 있어 시민의 접근이 용이하여 하천 수위 급상승으로 인해 피해가능성이 높은 지역이다. 2019년과 2020년 호우사례를 대상으로 개발된 하천흐름계산도표에 전파강수관측소의 정량적 추정강우를 적용하여 하천수위 상승 예측성을 평가하였다. 또한 비교대상으로 강우관측소 강우자료와 환경부 대형 강우레이더 강우자료의 적용결과를 함께 비교하였다. 비차등 위상차 기반의 강우추정 기법을 적용하여 산정된 삼척 전파강수관측소의 정량강우는 기존의 강우추정 결과(SRI, CMP_HFC)보다 강우추정 정확도가 향상된 것을 확인하였다. 특히, 10km 관측 반경을 기준으로 분석하면 정확도가 상대적으로 높았다. 삼척 전파강수관측소 추정강우를 하천흐름 계산도표에 적용한 결과, 2020년 9월 7일 호우에 의해 삼척오십천 유역에서 관심수위 초과(10:20), 주의수위 초과(11:20)가 발생하였는데, 삼척 전파강수관측소 추정강우가 관심수위 초과 1시간 50분 전에 수위상승을 예측하였고, 주의수위 초과 30분전에 수위상승을 예측하였다. 이를 통해 개발된 하천흐름계산도표와 삼척 전파강수관측소의 홍수예보 활용 가능성을 확인하였다.