• 한국수자원학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.305-314
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• 2016

본 연구에서는 농업적 가뭄을 시, 공간적으로 파악하기 위하여 Terra의 MODIS 원격탐사 자료를 활용하여 가뭄의 정량적 평가를 실시하였다. 여러 가지 위성영상 중에서 식생 상태의 변화가 관찰되는 MOD13A3 영상을 통하여 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)와 EVI (Enhanced Vegetation Index)를 선정하였으며, 토지정보를 효율적으로 수집할 수 있는 MCD12Q1 영상의 Type1을 통하여 물, 도심지역 등을 제외한 식생부분만을 나타낼 수 있도록 토지피복분류를 하였다. 토지피복분류된 자료를 이용하여 NDVI와 EVI를 중권역별로 산정하여 나타낸 결과 계절적인 성향이 강하게 나타나 이를 보완하고자 EVI의 표준화 지수인 VSIA (Vegetation Stress Index Anomaly)를 우리나라의 극심한 가뭄해인 2001년에 대하여 중권역별로 산정하였다. 또한, 과거 우리나라의 농업가뭄 피해를 조사하였으며, 지상강우관측소의 자료를 통하여 SPI (Standardized Precipitation Index)를 중권역별로 산정하였다. SPI와 위성영상의 표준화 지수인 VSIA를 우리나라의 농업적 가뭄피해 연도와 비교하였으며, VISA의 시공간적 분석을 통해 한반도의 농업적 가뭄을 평가할 수 있는 활용성 및 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2179-2183
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• 2008

지금까지 분포형 모형 개발에 대한 많은 노력이 있음에도 불구하고 여러 제약사항들에 의해 잠재력을 보여주는 정도로 활용되어 왔으나, 최근 급속도로 발전하는 컴퓨터의 계산능력, DEM 등 디지털정보의 구축이 진행되어 오고 있고, GIS 및 인공위성 영상기법의 발달로 공간적인 비균질성을 고려하여 유출과정에서 운동역학적인 이론을 기반으로 물의 흐름을 수리학적으로 추적해 나가는 물리적기반의 분포형 유출모형의 활용도가 높아지고 있다. 본 모형개발에 있어 이론적 배경이 된 모형은 1998년부터 일본 교토대학 방재연구소 코지리 연구실에서 개발 중인 Hydro-BEAM으로 유역 물순환의 건전성을 평가하기 위하여 장기간의 유역 내 유량, 수질을 시계열 및 공간적으로 파악하여 유역의 영향평가를 위해 개발된 물리적 기반의 격자구조를 가진 분포형 장기유출 모형이다. 유출량 계산은 유역내 수평 유출량산정 모듈로서 평면 분포형의 격자형을, 연직 분포형으로는 $A{\sim}B$층의 수평유출량은 하천으로 유입하고, C층은 하천유량에 영향을 미치지 않는 지하수층으로 가정하는 다층모형을 이용해서 A층, 지표 및 하도흐름은 운동파 법(kinematic wave)으로, $B{\sim}C$층의 유출량은 선형저류법으로 계산하는 모형이다. 본 연구에서는 격자흐름방향을 4방향에서 8방향으로 개선하였고, 모형의 각종 수문매개변수들을 GIS와 연계하여 직접 입력할 수 있도록 하였으며, 물리적기반의 침투과정을 모의할 수 있도록 Green & Ampt모듈을 추가하고, 향후 레이더 강우 및 수치예보강우의 홍수유출예측을 염두에 두고 격자강우량을 활용할 수 있도록 하는 등 홍수유출해석을 위한 분포형 강우-유출모형으로 개선 하였고, 이를 남강댐유역에 적용해 봄으로써 모형의 적용성을 검토해 보고자 하였다. 홍수기동안의 지표흐름과 지표하 흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있었으며, 전처리과정으로서 ArcGIS 혹은 ArcView등의 GIS 프로그램을 이용하여 모형에 필요한 ASCII형태의 입력 매개 변수 자료들을 가공하였다. 또한 후처리과정으로서 모형의 수행결과인 유역내의 유출량 분포 등을 GIS상에서 나타낼 수 있도록 ASCII형태로 출력하도록 구성하였다. 남강댐유역을 대상으로 유역을 500m의 정방형 격자로 분할하고 수계망을 통하여 유역 출구까지 운동파이론에 의해 추적 계산하였으며, 수문곡선 비교결과 재현성 높은 결과를 보여주었다. 모형의 정확성 및 실용성에 대한 보다 정확한 평가를 위해서는 향후 다양한 강우 사상 혹은 다양한 크기의 유역에 대한 유출량의 재현성 및 매개변수 등에 검증이 이루어져야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.89-96
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• 2020

환경부 산하 물관리 기관들은 주요 하천을 대상으로 양질의 기초 자료를 생산 및 축적하고 있다. 하지만 농경지를 많이 포함한 유역에서는 농업용수의 취수와 배수 등 인공적인 물의 순환 과정이 정량적으로 조사되지 못하고 있어 하천 수량의 통합적인 관리가 부진한 실정이다. 본 연구에서는 농업용수를 목적으로 하천변에서 취수되는 유량의 조사를 위해 사용되는 간접 유량 계측방법 중 가동시간에 따른 전력량법(가동시간법)을 적용 및 개선하여 저비용으로 높은 신뢰도의 결과자료를 얻을 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 가동시간법은 실시간 전력량 자료의 확보가 어려운 소규모 양수장에 적용하기 적합하다. 실측 유량과의 상관성 분석을 통해 자료의 신뢰성을 검증한 결과, 양수장의 흡입구가 연결된 하천의 수위를 반영하여 가동시간법으로 산정한 유량은 실측 유량과 상당히 일치하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서는 최초 설비 설치시에 대한 투자 비용을 직접 유량 계측방법들과의 비교를 통해 저비용으로 양질의 유량자료를 생성하여 높은 효율성을 가지는 것으로 확인하였다. 가동시간법을 하천변에 위치한 크고 작은 양수장에 적용하여 유량 자료를 확보한다면, 보다 정량적이고 통합적인 하천수 관리의 시행에 있어 많은 영향을 미칠 수 있을 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권2호
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• pp.55-68
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• 2014

현대의 지하 시설물들은 보행자의 보행에 방해되지 않도록 지하에 매설 되어 있기 때문에 가시적인 확인이 어렵다. 이러한 폐색 시설물들을 다루는 건설현장에서는 시각적으로 위치를 정확히 추정하기 어렵기 때문에 작업자의 경험 또는 종이 도면 등에 의존하다 보니 침수나 붕괴의 위험에 노출되는 등 많은 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 일반적인 건설 현장에서 폐색된 지하 시설물을 모바일을 이용한 작업자 중심의 시각화 시스템을 제안한다. 논문의 구성은 크게 3단계로 이루어 진다. 먼저, "맨홀 검출 및 특징점 추출 단계"에서는 폐색된 건축물의 기준점인 폐색되지 않는 맨홀을 검출 및 추출한다. 다음으로, "특징점 추적 단계" 에서는 이전단계에서 추출한 특징점을 추적한다. 마지막으로, "폐색 건축물 시각화 단계" 에서는 맨홀에 따라 서로 다른 지하시설물이 존재함으로 이전 단계에서 검출 및 추적된 맨홀의 위치에 모바일에 내장된 GPS 데이터를 분석하여 현장에 해당하는 폐색된 건축물인 3차원 객체를 정합 한다. 제안된 방법은 실내 환경에서 맨홀 검출과 특징점 추출 및 추적방법들의 비교 분석을 통해 최적의 방법을 적용하였으며, 실제 환경에서의 폐색된 상/하수도 배관 증강을 통해 가능성을 확인하였다. 또한, 폐색된 상하수도 등의 건축물의 증강된 3차원 결과들로부터 작업자 중심의 보다 유용한 건설 환경을 제공할 수 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제30권6호
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• pp.638-646
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• 2014

Soil erosion from agricultural fields leads to various environmental problems weakening the capabilities of flood control and ecosystem in water bodies. Regarding these problems, Ministry of Environment of South-Korea prepared various structural and non-structural best management practices (BMPs) to control soil erosion. However, a lot of efforts are required to monitor and develop BMPs. Thus, modeling techniques have been developed and utilized for these issues. This study estimated the effectiveness of BMPs which are a vegetation mat with infiltration roll and Roll type vegetation channel using Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model through the adjustment of the conservation practice factors, P factors, for Universal Soil Loss Equation which were calculated by monitoring data collected at the segment plots. Each BMP was applied to the areas with slopes ranged from 7% to 13% in the Haeanmyeon watershed. As a result of simulation, the vegetation mat with infiltration roll and Roll type vegetation channel showed 55% and 59% efficiency of soil erosion reduction, respectively. Also, Vegetation mat with infiltration roll and Roll type vegetation channel showed each 11.2% and 11.8% efficiency in reduction of sediment discharge. These roll type vegetation channel showed greater efficiency of soil erosion reduction and sediment discharge. Based on these results, if roll type vegetation channel is widely used in agricultural fields, reduction of soil erosion and sediment discharge of greater efficiency would be expected.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.307-318
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• 2015

본 연구에서는 도시지역의 침수해석시간 단축을 위하여 도로네트워크를 활용한 2차원 침수해석의 효용성을 살펴보고자 한다. 이를 위하여, 세가지의 모의조건을 설정하였으며, Case 1은 도로만 침수가 발생하는 조건, Case 2와 3는 도로 및 건물지역 모두 침수가 발생하는 조건이다. 따라서 Case 1은 수치지형도로부터 추출한 도로네트워크를 따라 격자를 구성하였으며, Case 2와 3는 각각 전체 연구유역에 대해 정형격자 및 비정형격자로 구성하였다. 각 조건을 2010년 9월 21일 발생한 집중호우로 인하여 침수피해가 발생한 삼성배수분구에 적용하였다. Case 2와 3의 정확도 및 계산시간을 Case 1과 비교함으로써, 본 연구에서 제안한 도로네트워크를 활용한 2차원 침수해석기법의 효율성을 검증하였다. 해석 결과, 총 침수해석시간은 Case 1, Case 2, Case 3 순으로 빨랐으며, 각 조건별 도로영역 내 침수 적합도는 85% 이상을 보여주었다. 그리고 건물 영역에 대한 침수는 본 연구에서 제시한 건물영역 침수등급지수로 산정하였으며, 세 조건 모두 유사한 결과를 보여주었다. 그러므로 본 연구에서 제안한 도로네트워크를 활용한 침수해석방법과(Case 1), 건물영역 침수등급지수는 도시지역의 실시간 침수예경보 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.393-403
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• 2011

본 연구에서는 현재까지 경험적인 방법으로 적용되어 왔던 G/R 비를 선형 회귀선, 원점을 통과하는 선형 회귀선 및 원점과 관측자료의 무게중심을 지나는 추세선 등으로 구분하여 이론적으로 검토하였다. 이러한 검토에는 독립변수로 어떤 강우자료를 선택하느냐에 따른 문제와, 무강우 자료의 고려여부에 따른 영향 검토가 포함되었다. 이렇게 검토된 내용은 2003년에 발생한 태풍 매미 사상에 적용하여 평가하였다. 마지막으로 본 연구에서 유도된 회귀선 및 추세선을 이용한 레이더 강우의 보정결과와 관측된 우량계 강우 사이의 RMSE를 비교함으로서 최적의 G/R 비를 선정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 먼저, 독립변수로 레이더 강우를 사용하는 것 보다는 우량계 강우를 사용하는 경우에 레이더 강우의 보정결과가 우수한 것으로 나타났다. 둘째, 무강우 자료의 영향은 레이더 및 우량계 자료의 구조에 따라 다르게 나타나는 것으로 확인되었다. 마지막으로 유도된 선형 회귀선 및 추세선의 평가 결과, 홍수 유출해석을 주목적으로 한 경우에는 독립변수에 우량계 자료를 적용하여 유도된 원점을 통과하는 선형 회귀선의 기울기를 G/R 비로 사용하는 것이 무난할 것으로 나타났다. 이 경우 무강우 자료의 영향은 상대적으로 미미한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.476-476
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• 2011

베트남은 자연재해로 인해 매년 평균 750명 이상의 사망자가 발생하고 있으며, 경제적인 피해 또한 한해 GDP의 1.5%에 달하고 있다. 저먼워치(Germanwatch)의 2010년 세계기후위험지수(Global Climate Risk Index, GCRI)의 전 지구적 기후재난에 관한 국가별 순위 조사에서 베트남은 4위에 기록되었다. 베트남의 자연재해는 상당 비중이 풍수해에 집중 되어 전체 재해의 86%를 차지하고 있고, 이는 대부분 해안 지대와 강 유역의 홍수 및 범람에서 비롯된 것이다. 베트남 전체인구의 약 70%가 상습적 홍수와 범람 발생 지역인 해안가에 거주하고 있어 재난에 예방 및 복구 관리에 대한 국가 차원의 방안이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 과거 30년간의 풍수해 관련 재해에 대한 기록상 추이를 통해 공간적으로 재난에 취약한 지역적 분포를 살펴보고, 그 지역의 지리적 특성을 분석하여 재해에 관한 종합적 고찰을 하였다. 벨기에 루뱅대학 부설 재난역학연구센터(Centre for Research on the Epidemiology of Disasters, CRED)의 EM-DAT를 이용하여 과거 기록상의 개괄적인 재해양상에 관한 추이를 살펴본 결과 대부분의 재난은 풍수해에 집중이 되어 있음을 분석하였고, 베트남 풍수해조정기관인 홍수및폭풍조정중앙위원회(Central Committee for Flood and Storm Control, CCFSC)의 최근 30년간 풍수해에 관련된 통계 자료를 정리하여 상습적 재난 피해지역을 지도상에 표시하였다. 이 때 지구지도제작운영위원회(International Steering Committee for Global Mapping, ISCGM)의 D_WGS_1984 Datum을 바탕으로 한 베트남 shape file을 이용하여 풍수해에 따른 인명피해, 경제적 손실, 발생횟수 등에 관한 사항을 일반화 시켜 재난 취약지역을 지리적으로 분석하였다. Thanh hoa, Quang nam, Binh Dinn, Camau성이 풍수해와 관련된 재난에 취약하게 노출되어 있음을 도출하였다. 재난에 상대적으로 취약한 이들 지역에 대한 현재의 재난 관리는 어떻게 이루어지고 있는지에 관해 현재의 풍수해관리 사업단의 조직적 구조와 그 기능 및 역할을 살펴보고, 국제적 원조 사례를 분석하여 상습적으로 재난의 위험 지역에 대한 지속적인 관리와 복구를 어떻게 이루어 나갈 것인지에 대한 방안 및 제언에 관하여 논의하고자 한다. 베트남의 재난 관리에 관한 지리적인 종합 분석은 기존 양상의 재해에 대한 방안을 구축하는 데 대한 제언뿐만 아니라 기후변화와 관련된 재난을 예측하고 관리 방안을 설정하는 데 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.365-374
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• 2009

확률도시위치는 주로 도시적 해석을 통한 연최대홍수량 또는 연최대강우량의 초과확률의 추정치 산정에 사용되며 빈도해석을 통해 선정된 적정 확률분포형과 표본자료의 적합도를 도시적으로 파악할 수 있도록 해주기 때문에 오래 전부터 수문 및 수자원 분야에 널리 이용되어 왔다. 본 연구에서는 Gumbel 분포에 적합한 도시위치공식을 추정하고자 Gumbel 분포의 순서통계량과 확률가중모멘트를 이용하여 다양한 표본크기에 대한 도시위치공식의 기본식을 유도하였고, 최적화 기법 중 하나인 유전자 알고리즘을 이용하여 도시위치공식의 매개변수를 추정하였다. 또한 Gumbel 분포에 적합한 도시위치공식을 검토하고자 Gumbel 분포의 이론적인 축소변량과 본 연구에서 추정한 도시위치공식과 기존의 도시위치공식에 의해 계산된 축소변량 간의 평균제곱근오차와 편의를 비교하였다. 그 결과, Gringorten이 제안한 도시위치공식을 적용한 경우의 축소변량간 평균제곱근오차와 순서별 편의가 가장 작은 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.149-158
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• 2015

비상방류시설은 안전한 댐 운영 및 유지관리를 위해서 절대적으로 필요한 시설임에도 불구하고 국내 댐의 경우 이를 고려한 설계가 이루어지지 않아 각 댐의 비상방류 대응 적정성을 판단하기 곤란한 상황이다. 특히 국내 댐의 경우 비상방류시설규모를 산정하는 기준이 일정치 않을 뿐만 아니라 대부분의 용수댐은 별도의 방류시설 조차도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존댐 방류시설 현황 분석, 국내외 비상방류시설 설계기준 등의 검토와 함께 국내 댐설계기준을 적용한 가상 댐체와 수어댐을 대상으로 수위에 따른 방류능 분석을 수행하였다. 또한 SEEP 프로그램 등을 활용, 수위저하 속도에 따른 제체의 사면 안정성을 검토함으로써 비상방류 시설의 적정규모 산정기준을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 수리학적 해석을 통해 저류수심에 따른 제체에 작용하는 힘을 분석하였으며 수위저하 속도 변화에 따른 제체의 안정성을 검토하여 허용수위저하 속도 범위를 제시하였다. 수위 25% 저감은 하중을 50%까지 감소시켜 초기수위 저감이 중요한 것을 알 수 있었다. 가상 댐체는 물론 수어댐에 수위저하 속도 1 m/일을 적용하더라도 제체의 안전성은 보장됨을 확인하였다. 다만, 방류능과 방류 소요일수는 수위별 저류용량 등 저류지 특성과 밀접한 관계가 있어 초기대응을 위해서는 7~10일 이내에 저류수심의 25%를 먼저 방류시키고 나머지 방류량은 1~2개월 이내에 방류할 것을 제안하였다.