• 물과 미래
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• 제23권3호
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• pp.341-350
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• 1990

정확한 유출수문곡선의 예보는 강우강도의 예측능력에 좌우된다. 1시간 정도의 단기 강우예측을 위한 추계학적인 강우모형을 개발하여 제시하는 것이 연구과제이다. 개발하고자 하는 모형은 다지점에서 동시에 강우강도를 예상 또는 예측할 수 있는 능력이 있다. 모형에 필요한 매개변수는 TM자료를 비롯하여 과거에 축적된 자료들로 부터 평가된 값을 이용한다. 모형은 강우진행속도, 환상스팩트럼, 무차원 시간분포 등이 선행연구 결과를 토대로 한다. 선택한 무차원 시간분포가 예측에 미치는 영향과 예측모형이 유출수문곡선에 미치는 영향을 분석한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.459-467
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• 2016

홍수범람모의에 주로 활용되는 LISFLOOD-FP 모형은 하도에서 1차원 운동파 방정식을 이용하고, 상대적으로 평평하여 흐름이 확산되는 홍수터에서 단순화된 2차원 확산파 방정식을 이용하여 흐름을 해석한다. 본 연구에서는 분포형 수문모형인 LISFLOOD-FP 모형의 하천홍수위 예측 적용성을 검토하기 위하여 배수영향을 받는 만경강 하류구간에서 기 발생한 홍수사상을 대상으로 모형을 보정하고 검증하였다. 모형의 주요 매개변수인 Manning 조도계수와 하류단 경계조건의 민감도를 분석하였고, 초기조건 영향을 검토하기 위하여 warm-up 유무에 따른 해석결과를 비교하였다. 그 결과, 운동파 모형임에도 불구하고 배수영향을 받는 만경강 하류구간의 홍수위를 비교적 잘 재현하는 것을 확인하였고, 민감도 분석은 실제 홍수사상의 적용 시 여러 가지 매개변수와 경계 조건에 의해 홍수위 값이 상이한 결과를 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 운동파 수문모형의 적용시 홍수위 해석에 대한 충분한 검증 및 검토가 필요하다고 사료되며, 검증된 모형을 바탕으로 다양한 유역의 홍수범람모의에 적용이 된다면 향후 홍수피해 저감을 위한 정책적인 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.98-112
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• 2017

최근 3차원 지리정보시스템을 구축하기 위해 상용 GIS 엔진 대신 게임엔진을 활용하고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 3차원 게임엔진은 개발자의 역량에 따라 다양한 모듈을 개발할 수 있다는 장점을 보인다. 특히 재난과 같은 분야에서는 지리정보데이터 및 재난 관련 정보들을 융합하여 새로운 분석을 시도할 때, 예측뿐 아니라 예방에 관한 폭넓은 대안이 제시될 수 있을 것이다. 또한, 재난 특성상 3차원의 실세계에서 일어나는 현상을 분석할 때에는 3차원 기반의 분석이 중요한 요소로 작용할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 비용적, 인력적 문제 해결 및 개발 자유도를 충분히 고려하여 3차원 게임엔진을 통한 홍수재난정보 가시화 모듈을 개발하고자 하였다. 원시 홍수 데이터를 공간정보 상에 맵핑하고, 맵핑한 홍수 정보의 자연스러운 홍수 표출을 위해 보간 처리를 실행하였다. 또한, 이를 기반으로 하는 다각도 정보를 표출하기 위해 누적정보를 생성하여 사용자에게 직관적인 위험지역을 보여주고자 하는 모듈을 개발하였다. 본 연구를 통해 홍수 정보의 다양한 분석이 가능하여 신속한 대응 및 대처가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.185-194
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• 2023

국내에는 22,300개 이상의 소하천이 전국에 분포하고 있으며, 이들은 위치한 지역, 지형 및 토지 이용 상태에 따라 다양한 유출 특성을 갖는다. 소하천의 재난관리를 위해서는 소하천 특성에 적합한 세부 설계기준을 수립하는 것이 중요하다. 현재 국내 소하천설계기준에서 제시하는 개별 산정식들은 국내 중·대규모 하천이나, 외국 하천의 설계기준을 준용하고 있어 국내 소하천에 적합한 산정식 개발이 필요하다. 그 중 계획하폭은 하천의 규모를 결정하는 기준 중 하나로 현재 계획홍수량과 유역면적 등에 기반하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 국내 소하천의 특성정보를 바탕으로 적정 계획하폭을 산정하기 위해, 국내 12개 시·도 4,073개 소하천의 다양한 특성정보와 계획하폭 정보를 수집하고 이들을 이용하여 회귀분석을 수행하였다. 이를 바탕으로 계획홍수량에 대한 1변수 계획하폭 산정식과 소하천의 계획홍수량, 유역면적, 하천연장, 하상경사에 따른 다변수 계획하폭 산정식을 도출하였다. 이렇게 산정된 소하천 계획하폭 산정식들은 소하천 설계기준 개선이나 소하천정비 종합계획 수립 등 소하천 재난관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.81-93
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• 2018

The Kajiyama formula, which is an empirical formula based on the maximum flood data at Korean watersheds, has been widely used for the design of hydraulic structures and management of watersheds. However, this formula was developed based on meteorological data and flow measured during early 1900s so that it could not consider the recently changed rainfall pattern due to climate changes. Moreover, the formula does not provide the monthly coefficients for 5 months including July and August (flood season), which causes the uncertainty to accurately interpret runoff characteristics at a watershed. Thus, the objective of this study is to enhance the monthly coefficients based on the recent meteorological data and flow data expanding the range of rainfall classification. The simulated runoff using the enhanced monthly coefficients showed better performance compared to that using the original coefficients. In addition, we evaluated the applicability of the enhanced monthly coefficient for future runoff prediction. Based on the results of this study, we found that the Kajiyame formula with the enhanced coefficients could be applied for the future prediction. Hence, the Kajiyama formula with enhanced monthly coefficient can be useful to support the policy and plan related to management of watersheds in Korea.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2012

현재 전 세계적으로 극한강우의 발생빈도가 점차 높아지고 있으며 홍수량 또한 강도가 커지고 있는 것이 현실이다. 하지만 과거의 홍수발생 빈도에 따라 설계된 홍수방어시설들이 점차 한계를 보이고 있으므로 이를 대비하기위한 구조적 대책뿐만 아니라 홍수피해 발생 가능지역에 사전 예경보를 시행하는 비구조적 대책마련 또한 필요하다. 기존의 홍수예측은 확정적인 하나의 유량예측값만을 제공함으로써 신속하고 편리하였지만 이에 대한 불확실성이 큰 경우 예상치 못한 큰 인적 물적 피해를 가져올 수 있다. 이처럼 확률론적 홍수예측의 필요성이 대두되어 지면서 유럽이나 미국등 선진국에서는 EFFS(European Flood Forecasting System)과 NWSRFS(National Water Service River Forecast System)같이 이미 확률론적 홍수예측에 대한 연구 및 기술개발이 활발하게 진행되어지고 있다. 하지만 홍수예측의 확률론적 접근에 있어서는 많은 불확실성들이 내포되어 있으므로 예측시스템에서 생성된 앙상블 유량예측 결과의 신뢰도 분석과 올바른 불확실성 정보의 제공이 필요하다. 본 연구는 확률론적 홍수예측 방법을 국내에 적용시켜서 기상청의 예측시스템 KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System), MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation), UM(Unified Model) 그리고 MOGREPS(Met Office Global Regional Ensemble Prediction System)으로부터 생성된 기상앙상블을 현재 국토해양부 홍수통제소에서 사용하고 있는 강우-유출모형인 저류함수모형(Storage Function Method)의 입력 자료로 사용한다. 확률론적 홍수예측에서 오는 불확실성을 분석하기 위해서 첫 번째로 제공되는 기상예측 시스템의 시 공간적 스케일 및 대상유역의 공간특성에 따라 어떠한 형태로 전파되어지는지를 분석하였다. 두 번째는 각각의 예측시스템들이 선행기간(Lead time)에 따라 불확실성의 특성이 어떻게 나타나게 되는지를 확인하였다. 이러한 불확실성의 특성을 정확하게 파악하게 된다면 예측에 있어서 현재 갖고 있는 문제점들로부터 개선해 나가야 할 방향을 제시해주어 향후연구에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권10호
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• pp.1035-1044
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• 2008

하도내에서 발생하는 유출량 및 TOC 자료는 비선형성이 강한 자료임에 따라 홍수에 대한 재난대응과 수질의 상시감시를 위해서는 자료의 특성 분석과 예측에 관한 연구는 필수라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 유출량 및 TOC, TOC부하량 자료에 대한 웨이블렛 변환에 의해 최종분해된 최종파형분해단계의 근사성분과 상세성분을 이용하여 예측모형을 개발하였다. 그 결과 기존 인공신경망 모형에서 관찰되었던 시계반대 방향으로 전이되는 지속현상의 극복 가능성을 보여주었으며, 기존 인공신경망 모형에 비하여 예측의 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과는 향후 홍수에 대한 피해를 최소화하고 각종 수질사고에 적극적인 대응방안 수립이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.267-267
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• 2016

1987년 백중사리 기간 중 태풍 "위니"의 영향으로 인해 전남 목포, 신안, 무안 등 서해안 일대에서의 침수피해 및 2002년 발생한 태풍 "루사"와 2003년 발생한 태풍 "매미" 등으로 인해 우리나라 남부지방에 막대한 재산과 인명의 피해를 가져와 사회적 혼란과 함께 자연재해에 대하여 국민의 관심이 고조되고 있다. 특히 우리나라는 지형과 해안선이 복잡하고 삼면이 바다로 둘러싸여 강우 및 조석 등 다양한 조건에 따라 동해, 남해, 서해의 해양특성은 물론 강우특성이 달리 나타날 뿐아니라 최근 이상기후로 인하여 해수위 상승 또한 달리 나타나고 있어 수재해 발생 빈도 및 피해 규모가 증가하고 있으나, 해안 도시 유역의 수재해 저감에 대한 설계기술 및 대응기법은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 해안지역에 영향을 주는 강우특성을 분석하고 해수위 상승 원인별 위험도를 고려하여 침수를 모의하였다. 천수방정식을 지배방정식으로 하고 유한체적법과 well-balanced 기법이 적용된 2차원 수치모형을 이용하여 침수를 예측하고 실측치와의 비교 분석을 통해 모의의 적절성을 검토하였다. 침수심 예측결과는 해안 도시유역 특성에 맞는 다양한 수재해 저감기법을 제시하는 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.345-352
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• 2020

최근 하천범람에 따른 피해를 최소화하기 위해서는 대피를 위한 선행시간을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 현재 하천에서 측정되고 있는 수위 관측 자료를 이용하여 이상호우 발생시 하류의 수위를 예측하였다. 수위 예측을 위해 다중회귀모형 및 인공신경망 모형을 섬강시험유역에 적용하였다. 다중회귀모형 및 인공신경망 모형의 학습에는 섬강시험유역의 2002년부터 2010년까지의 수위 관측 자료를 이용하였으며, 학습된 모형을 이용하여 발생 가능한 수위를 예측하였다. 모의 결과 인공신경망 수위예측모형의 결정계수는 0.991 - 0.999로 나타났으며, 다중회귀수위예측 모형의 결정계수는 0.945 - 0.990로 나타나 인공신경망을 이용한 수위예측모형이 다중회귀모형보다 좀 더 나은 예측 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결과는 향후 하천에서 선행시간을 확보한 홍수 예보 구축에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대기
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• 제15권1호
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• pp.35-46
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• 2005

Today, the outreach of National Meteorological Service such as PC cluster based Numerical Weather Prediction (NWP) technique is vigorous in the world wide. In this regard, WMO (World Meteorological Organization) asked KMA (Korea Meteorological Administration) to formulate a regional project, which cover most of RA II members, using similar technical system with KMA's. In that sense, Meteorological Research Institute (METRI) in KMA developed Mongolian NWP System (MNWPS) based on PC cluster and transferred the technology to Weather Service Center in Mongolia. The hybrid parallel algorithm and channel bonding technique were adopted to cut cost and showed 41% faster performance than single MPI (Message Passing Interface) approach. The cluster technique of Beowulf type was also adopted for convenient management and saving resources. The Linux based free operating system provide very cost effective solution for operating multi-nodes. Additionally, the GNU software provide many tools, utilities and applications for construction and management of a cluster. A flash flood event happened in Mongolia (2 September 2003) was selected for test run, and MNWPS successfully simulated the event with initial and boundary condition from Global Data Assimilation and Prediction System (GDAPS) of KMA. Now, the cluster based NWP System in Mongolia has been operated for local prediction around the region and provided various auxiliary charts.