• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.709-721
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• 2008

본 연구에서는 격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM을 개선한 ModKIMSTORM을 유역면적 $2,293km^2$의 남강댐 유역을 대상으로 적용성을 검토하였다. 공간해상도 500 m의 GIS 입력자료(DEM, 토지피복도, 유효토심도, 토양종류도 등)를 구축하였으며, 5개 태풍(2000년 사오마이, 2002년 루사, 2003년 매미, 2004년 메기, 2006년 에위니아) 및 2개 강우사상 (2003년 5월, 2004년 7월)을 적용하여 모형을 검보정하였다. 모형의 자동평가 기능을 이용하여 모의유량을 실측유량과 비교하였으며, 유역의 출구지점에 대한 매개변수 보정결과 결정계수($R^2$), 모형효율(E), 유출용적편차($D_v$), 첨두유량의 상대오차 ($EQ_p$), 첨두시간의 절대오차($ET_p$)의 평균은 각각 0.984, 0.981, 3.63%, 0.003, 0.48 hr로, 검정에서는 $R^2$, E, $D_v$, $EQ_p$, $ET_p$의 평균이 각각 0.937, 0.895, 8.08%, 0.138, 0.73 hr로 분석되었다. 매개변수와 관련하여 초기토양수분함량이 유출용적에 민감하였고, 하천조도계수가 첨두유량에 가장 민감한 변수로 나타났다. 호우기간동안의 공간적인 결과로부터 수문학적 요소의 작용을 살펴봄으로써 호우시 유역관리에 대한 정보를 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.697-707
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• 2008

격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)은 유역의 지표흐름, 지표하흐름 및 하천흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 본 모형은 유닉스 운영체제의 C++언어로 개발되었으며, 각 셀에서의 흐름을 모의하기 위하여 단방향흐름 알고리즘과 격자기반 수문학적 물수지요소를 채택하고 있으나 운영에 몇몇 제약사항이 있다. 본 연구에서는 기존모형을 개선하고자 하였으며, MS Windows 운영체제에서 실행 가능하도록 FORTRAN 90 언어를 이용하여 ModKIMSTORM을 개발하였다. 기존모형에 비해 개선된 주요사항으로, 물리적 기반의 침투기법인 GAML(Green-Ampt & Mein-Larson) 침투모형 추가, 격자 유출심과 Manning 조도계수에 의한 논에서의 지표유출 제어, 지표격자의 기저유출 요소 추가, 공간강우와 지점강우의 처리, 전 후 처리부문 개발, 5개 평가항목(피어슨의 결정계수 $R^2$, Nash & Sutcliffe 모형효율 E, 유출용적 편차 $D_v$, 첨두유출의 상대오차 $EQ_p$, 첨두시간의 절대오차 $ET_p$)을 이용한 모의결과의 자동 평가 기능을 개발하였다. 추가적으로, 모형의 계산효율을 향상시키고 지표격자의 기저유출을 하천격자로 이송하기 위하여 쉘정렬 알고리즘을 채택하였다. 모형의 입력자료는 ESRI ArcInfo W/S 또는 ArcView와 같은 GIS 소프트웨어 및 MS Excel을 이용하여 간단히 구축할 수 있으며, 모의결과의 공간적 분포를 확인할 수 있는 토양수분, 지표유출, 유출심 및 유속분포도는 BSQ, ESRI ASCII Grid, ESRI Binary Grid 및 IDRISI Raster 형식으로 출력할 수 있도록 개선하였다.

• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.91-102
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• 2009

본 연구에서는 축산자원화물을 농지에 주입 시 유출 및 침출에 의하여 삭감되는 축분자원화물의 전환율을 산정하고자 실험실 시험을 실시하여 조사 및 분석하였으며 결과는 다음과 같다. 강우강도의 증가에 따라 농지로부터 유출유량도 증가하는 경향을 보였다. 침투수의 유량은 강우강도 20mm/hr 미만에서는 강우의 대부분이 지하로 침투하였으며, 32.4mm/hr 이상의 강우강도에서는 5.0L로서 거의 유사하거나, 다소 감소하는 경향을 보였다. 토양의 구성성분과 다짐의 정도가 유사할 경우 표면유출은 강우강도의 크기에 의존함을 알 수 있었다. 액비를 시비한 경우, 표면유출수의 유량은 퇴비를 시비한 반응조와 거의 유사하였으며, 침투수의 유량은 퇴비 시비시보다 작게 나타났다. 오염물질의 항목에 따른 농지유출비는 BOD가 0.00003, $COD_{cr}$은 0.00006, TN은 0.00056, TP는 0.00011, 그리고 TOC는 0.00005로서 항목에 따라 다소 차이가 있었다. 특히, TN 유출비는 타 항목에 비하여 10배 이상의 높은 값을 보였다. 한편, SS의 경우 농지유출비는 0.001로 매우 높게 나타났는데, 이는 시비된 오염물질의 유출이라기보다는 토양자체의 미세한 콜로이드성 입자의 유출에 기인하는 것으로 판단된다. 32.4~57.1mm/hr의 모든 강우강도를 고려할 때, 자원화물이 농지에서 삭감되는 농지 삭감비는 BOD의 경우 퇴비는 94.9~98.4%, 액비는 85.8~98.1%의 높은 범위를 보였다. TN은 퇴비의 경우 96.6~98.4%의 범위를 보였으며, 액비의 농지 삭감율은 97.2~98.5%의 범위로서 대부분의 자원화물이 농지에서 삭감되는 것으로 조사되었다.

• 상하수도학회지
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• 제24권5호
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• pp.549-560
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• 2010

Recently, heavy rainfalls due to the climate change in Korea have caused inundation problems in urban sewer networks. In july 2006, a flooding accident at Misari motorboat racing stadium near the Han river occurred due to the effect of record-breaking outflow discharge from Paldang-dam. The purpose of this study was to simulate and analyze the flooding accident at Misari stadium by MOUSE model. The results of simulation analysis indicated that the total flood volume was $1,313,450m^3$. The effect of back water was 85.9% of the total volume which was caused by the manhole accident, and the effect of accumulated runoff was 14.1% of total volume which was caused by non-return valve shutdown. The simulation results of this MOUSE modeling that was linked to the boundary condition of the dynamic flows in the river by DWOPER model showed the potential of successful inundation analysis for sewer networks.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.632-635
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• 2007

Detention pond has an important role in peak flow reduction to mitigate flood damage. Design of detention pond is accomplished through the preliminary stage, planning stage, and design stage in general. New development projects produce increased peak flow and flow amounts. In this case it is necessary to design the detention pond easily and simply. The simple procedure of detention pond design is proposed in this study. The relevant variables are peak flow ratio ($\alpha$) for the before and after development, and storage ratio which is ratio of storage volume to flow amounts. Simplified method for the detention pond design with runoff reduction is easily used for practical purposes.

• 한국물환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.617-623
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• 2005

Forestry and agricultural land uses constitute 85% of Korea and these land uses are typically mixed in many watersheds. Biological Oxygen Demand (BOD) concentration is a primary factor for managing water qualities of the water resources in Korea. BOD loadings from diffuse sources, however, not well monitored yet. This study aims to assess BOD loadings from diffuse sources and their affecting factors to conserve quality of water resources. Event Mean Concentration (EMC) of BOD was calculated based on the monitoring data of forty rainfall events at four agricultural-forestry watersheds. Exceedence cumulative probability of BOD EMCs were plotted to show agricultural activities in a watershed impacts on the magnitude of EMCs. Prediction equation for each rainfall event was proposed to estimate BOD EMCs: $EMC_{BOD}(mg/L)=EXP(0.413+0.0000001157{\times}$(discharged runoff volume in $m^3$)+0.018${\times}$(ratio of agricultural land use to total watershed area).

• 한국환경과학회지
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• 제21권8호
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• pp.977-988
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• 2012

This study analyzed the characteristics of stormwater runoff by rainfall type in orchard areas and transportation areas for 2 years(2010~2011year). Effluents were monitored to calculate the Event Mean Concentrations(EMCs) and runoff loads of each pollutant. The pollutant EMCs by volume of stormwater runoff showed the ranges of BOD 0.9~13.6 mg/L, COD 13.7~45.2 mg/L, SS 4.1~236.4 mg/L, T-N 2.123~21.111 mg/L, T-P 0.495~2.214 mg/L in the orchard areas, and was calculated as BOD 2.3~22.5mg/L, COD 4.4~91.1 mg/L, SS 4.3~138.3 mg/L, T-N 0.700~13.500 mg/L, T-P 0.082~1.345 mg/L in the transportation areas. The correlation coefficient of determination in the orchard area was investigated in the order of Total Rainfall(0.81) > Total Runoff(0.76) > Rainfall Intensity(0.56) > Rainfall Duration(0.46) > Antecedent Dry Days(0.27). Also, in the case of the transportation area was investigated in the order of Total Rainfall (0.55) > Total Runoff(0.54) > Rainfall Intensity(0.53) > Rainfall Duration(0.24) > Antecedent Dry Days(0.14). As the result, comparing valuables relating to runoff of non-pollutant source between orchard areas and transportation areas, orchard area($R^2{\geq}0.5$ : X3, X4, X5) was investigated to have more influence of diverse independent valuables compared to the transportation area($R^2{\geq}0.5$ : X3, X4) and the difference of discharge influence factor by the land characteristics appeared apparently.

• 한국조경학회지
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• 제43권3호
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• pp.13-26
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• 2015

우리나라의 상당수의 도시지역에서 급격한 도시화로 인한 불투수면의 증가와 노후화된 하수관망으로 집중강우 시 상습적인 침수피해가 반복되고 있다. 그러나 하류지역의 하수관 크기를 확장하거나, 펌프장을 추가하는 등 배수계통의 수용량을 늘리는 기존의 중앙집중식 우수관리체계는 유역 전반에 걸쳐 일어난 도시화와 기후변화로 인한 강수량의 증가로 인한 지표유출수 문제를 근본적으로 개선하지 못하고 있다. 따라서 도시홍수 요인에 대응하는 지속가능한 우수관리방식으로 기존의 배수체계를 유지하면서 지표유출수를 최소화하고 지표면의 저류효과를 극대화하는 분산식 우수관리체계의 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 최근 침수피해가 가중되고 있는 상습침수지역에 분산식 우수관리체계를 적용하는 것을 목적으로, 대상지의 조건에 적합한 다양한 우수유출저감기법을 활용하여 상류 중류 하류에 걸쳐 조성되는 우수관리통로(Stormwater Managemnt Corridor)를 제안하였다. 연구방법으로는 수정합리식(Modified Rational Method)을 이용하여 대상지 유역 전반의 지표유출수의 발생패턴을 정량적으로 도출하였고, 연구대상지인 동두천시의 중앙동 및 생연동 지역의 지형 및 토지피복, 토양의 자연적 특성과 수계를 분석하여 유역별 특성에 따라 6가지 유형의 설계전략을 적용하였다. 연구결과는 배치도와 단면도, 상세설계도로 제시하였고, 설계안을 통해 저류가 가능한 지표유출수량을 도출함으로써 설계의 예상효과를 검증하였다. 본 연구를 통해 주로 토목적인 측면에서 계획되어왔던 우수관리체계를 조경적 관점에서 계획, 설계, 검증함으로써 도시의 그린 인프라스트럭쳐로서의 오픈스페이스의 기능적 가치를 제고하고, 상습침수지역의 지속가능한 계획과 관리에 기여하고자 한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.157-169
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• 2010

본 연구에서는 원격탐사기법으로 구축된 SRTM(The Shuttle Radar Topography Mission) DEM의 격자기반 분포형 강우-유출모형의 적용성을 분석하였다. 충주댐유역에 대하여 격자해상도 500m의 SRTM DEM과 수치지형도로부터 구축한 TOPO DEM을 구축하였고, 모형의 적용을 위하여 Stream-burning 기법으로 전처리하였다. 두 DEM으로부터 표고, 흐름방향, 수문학적 경사, 추출된 유역셀의 개수, 종단형상을 비교한 결과 SRTM DEM과 TOPO DEM이 매우 유사한 특성을 나타내는 것으로 분석되었다. 6개 강우사상을 대상으로 격자기반 분포형 강우-유출모델 KIMSTORM을 이용한 분석결과에서도 첨두유출과 유출용적의 상대오차 평균값이 각각 0.91%, 0.29%로 차이를 보이지 않았다. 분석결과로부터 SRTM DEM이 TOPO DEM과 같이 격자기반 강우-유출모형 적용시 만족할 수 있는 결과를 도출할 수 있는 지형자료임을 나타내었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권11호
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• pp.1123-1133
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• 2008

유역의 강우-유출 현상을 분포형으로 모의하기 위해서는 삼각형 혹은 사각형 요소로 유역을 모형화하고 각 요소에서의 수문성분의 변화를 해석하여야 한다. 본 연구는 사각형 요소인 격자로 모형화된 유역에서의 강우-유출 현상을 1차원 운동파 방정식을 이용하여 모의할 때 각 격자에서 발생된 흐름의 추적을 위한 격자 네트워크 해석에 대해 수행하였다. 격자의 흐름방향은 D8-method(deterministic eight-neighbors method)에 의해 결정된 단방향 흐름정보를 이용하였고, 각 격자별 흐름방향과 흐름누적수 정보를 이용하여 해당 격자의 계산 순서를 결정하게 된다. 또한 1차원 운동파 방정식을 유한체적법으로 해석할 때 격자간의 흐름방향 형태에 따른 해석방법을 제시하고, 이를 격자별 유출량 계산에 적용하였다. 본 연구에서 제시된 격자 네트워크 해석법은 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)에 적용하였으며, 단순화된 가상의 유역에 대한 모의결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 한강 수계의 중랑천 유역의 적용을 통해 실유역에 대한 적용성을 검토하였다. 중랑천 유역의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이에 따라 격자 네트워크 해석 과정의 실유역 적용이 타당한 것으로 나타났다.