• 한국조경학회지
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• 제47권5호
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• pp.66-77
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• 2019

본 연구는 인천해안지역의 난온대성 상록활엽수 겨울철 생장에 영향을 미치는 미기후 요인을 시뮬레이션 기법을 통해 도출하였다. 인천 해안지역 서구 오류동~남동구 고잔동의 온량지수는 $98.9^{\circ}C{\cdot}month{\sim}109.0^{\circ}C{\cdot}month$이었고, 1월 평균기온 $-2.9^{\circ}C{\sim}-1.6^{\circ}C$, 최한월 최저기온 $-13.9^{\circ}C{\sim}-3.6^{\circ}C$ 수준으로, 상록활엽수 분포기준인 온량지수 $101.0^{\circ}C{\cdot}month{\sim}117.0^{\circ}C{\cdot}month$, 최한월 최저기온 $-9.2^{\circ}C$이하로 상록활엽수가 생장하기 부적합한 지역으로 나타났다. 상록활엽수가 생장하는 공간에 도달하는 풍속의 저감정도와 가온효과에 대한 시뮬레이션을 실시한 결과, 상록활엽수 생장공간에서는 겨울 북서풍이 건축물 등에 의해 해안풍속이 8.6m/sec에서 도달풍속은 5~7m/sec로 완화되었고, 건축물 1m 이내에서는 건축물 복사에너지의 영향으로 $1.1^{\circ}C{\sim}3.4^{\circ}C$ 가량의 가온효과가 나타났다. 시뮬레이션 결과, 상록활엽수의 겨울철 생장피해에 영향을 미치는 기후요소는 풍속으로, 차폐에 의한 풍속저감과 함께 건축물에 의한 국부적 가온효과가 상록활엽수의 겨울생장이 가능한 것으로 추정되었다. 또한 인천 해안지역에 생장하고 있는 상록활엽수는 중부지방의 겨울철 저온에 점진적으로 식물이 적응하는 순화의 과정으로 판단할 수 있었고, 기온이 $-18.0^{\circ}C$ 이하의 겨울한파에 견디는 내동능력과 바람에 의한 증발산을 견딜 수 있는 동건해(凍乾害)에 내성이 상록활엽수 겨울 생장을 좌우하는 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.61-75
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• 2021

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 집중호우의 영향 및 기존 여수로의 노후화에 대비하여 홍수 시 하류 하천의 영향을 최소화할 수 있는 보조 여수로 활용방안 구축이 필요한 실정이다. 이를 위해, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 보조 여수로 운영에 따른 흐름특성 변화 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 여수로에서의 흐름특성 및 기능성에 대한 검토를 수행하였을 뿐 보조 여수로의 활용방안에 따른 하류하천 영향 검토 및 호안 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존 여수로 및 보조 여수로 방류 조건에 따른 하류영향 분석 및 호안 안정성 측면에서 최적 방류 시나리오 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 FLOW-3D 수치모의 수행을 통한 유속, 수위 결과와 소류력 산정 결과를 호안 설계허용 기준과 비교하였다. 수문 완전 개도 조건으로 가정하고 계획홍수량 유입 시 다양한 보조 여수로 활용방안에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 보조 여수로 단독 운영 시 기존 여수로 단독운영에 비하여 최대유속 및 최대 수위의 감소효과를 확인하였다. 다만 계획홍수량의 45% 이하 방류 조건에서 대안부의 호안 안정성을 확보하였고 해당 방류량 초과 경우에는 처오름 현상이 발생하여 월류에 대한 위험성 증가를 확인하였다. 따라서 기존 여수로와의 동시 운영 방안 도출이 중요하다고 판단하였다. 여수로의 배분 비율 및 총 허용 방류량에 대하여 검토한 결과 보조 여수로의 방류량이 기존 여수로의 방류량보다 큰 경우 하류하천의 흐름이 중심으로 집중되어 대안부의 유속 저감 및 수위 감소를 확인하였고, 계획 홍수량의 77% 이하의 조건에서 호안의 허용 유속 및 허용 소류력 조건을 만족하였다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 보조 여수로 활용방안으로는 기존 여수로와 동시 운영 시 총 방류량에 대하여 보조 여수로의 배분량이 기존 여수로의 배분량보다 크게 설정하는 것이 하류하천의 영향을 최소화 할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 본 연구는 여수로 방류에 따른 대안부에서의 영향에 대해서만 검토하였고 수문 전면 개도 조건에서 검토하였다는 한계점은 분명히 있다. 이에 향후에는 다양한 수문 개도 조건 및 방류 시나리오를 적용 및 검토한다면 보다 효율적이고, 효과적인 보조 여수로 활용방안을 도출이 가능할 것으로 기대 된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1107-1118
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• 2021

지구온난화로 인해 발생한 기후변화는 한반도의 홍수, 가뭄 등의 발생빈도를 증가시켰으며, 이로 인해 인적, 물적 피해가 증가한 것으로 나타났다. 수재해 대비 및 대응을 위해서는 국가 차원의 수자원 관리 계획 수립이 필요하며, 유역 단위 수자원 관리를 위해서는 장기간 관측된 유량 자료를 이용하여 도출된 유량지속곡선이 필요하다. 전통적으로 수자원 분야에서 유량지속곡선을 도출하기 위하여 물리적 기반의 강우-유출 모형이 많이 사용되고 있으며, 최근에는 데이터 기반의 딥러닝 기법을 이용한 유출량 예측 기법에 관한 연구가 진행된 바 있다. 물리적 기반의 모형은 수문학적으로 신뢰도 높은 결과를 도출할 수 있으나, 사용자의 높은 이해도가 요구되며, 모형 구동 시간이 오래 걸릴 수 있는 단점이 있다. 데이터 기반의 딥러닝 기법의 경우 입력 자료가 간단하며, 모형 구동 시간이 비교적 짧으나 입력 및 출력자료 간의 관계가 블랙박스로 처리되어 수리·수문학적 특성을 반영할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 물리적 기반 모형으로 국내외에서 적용성이 검증된 Soil Water Assessment Tool (SWAT)의 매개변수 보정(Calibration)을 통해 장기간의 결측치 없는 데이터를 산출하고, 이를 데이터 기반 딥러닝 기법인 Long Short-term Memory (LSTM)의 훈련(Training) 데이터로 활용하였다. 시계열 데이터 분석 결과 검·보정 전체 기간('07-'18) 동안 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)와 적합도 비교를 위한 결정계수는 각각 0.04, 0.03 높게 도출되어 모형에서 도출된 SWAT의 결과가 LSTM보다 전반적으로 우수한 것으로 나타났다. 또한, 모형에서 도출된 연도별 시계열 자료를 내림차순하여 산정된 유량지속곡선과 관측유량 기반의 유량지속곡선과 비교한 결과 NSE는 SWAT과 LSTM 각각 0.95, 0.91로 나타났으며, 결정계수는 0.96, 0.92로 두 모형 모두 우수한 성능을 보였다. LSTM 모형의 경우 저유량 부분 모의의 정확도 개선이 필요하나, 방대한 입력 자료로 인해 모형 구축 및 구동 시간이 오래 걸리는 대유역과 입력 자료가 부족한 미계측 유역의 유량지속곡선 산정 등에 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제26권2호
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• pp.68-81
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• 2023

본 연구는 도시화 과정에서 발생한 도시 내 폭염 및 미세먼지를 저감하기 위해 가로수의 간격과 배열에 기반한 시나리오를 설정하고, 저감 정도를 정량적으로 분석하는 것을 목표로 한다. 가로수 조성 시나리오에 따른 열환경 및 미세먼지 개선 정도를 분석하기 위해서 미기후 시뮬레이션 프로그램인 ENVI-met 5.0.2v 모델을 사용하였다. 가로수 간격에 따른 기온 분석 결과, 가로수의 간격이 좁아져 식재한 수목의 양이 많아질수록 낮 시간대의 기온이 낮아졌으며, 오전 및 저녁 시간대에는 가로수 간격에 상관없이 비슷한 양상을 보였다. 가로수 배열에 따른 기온은 배열이 증가하여 식재한 수목의 양이 많아질수록 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 같은 양의 수목을 식재하고 배열의 간격을 넓힌 시나리오에서 기온 저감폭이 더 크게 나타났기 때문에 수목의 양뿐만 아니라 수관투영면적 역시 기온 저감에 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다. 가로수 배열에 있어서 미세먼지 농도는 간격에 따른 결과와 차이를 보였는데, 이는 주풍향과 수목 식재 방향의 관계에 따라 미세먼지 농도가 변화할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 가로녹지에 의한 열환경 및 미세먼지 개선 정도를 정량적으로 분석함으로써, 가로수 조성·관리 기본 계획, 바람길숲 조성 사업 등 효율적인 가로환경 개선을 위한 정책 및 사업 추진에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.