• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.21-21
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• 2023

현재 구축되어있는 방재시설의 능력은 기후위기로 인해 수용가능한 극한강우량의 범위를 넘어서고 있어 대형화된 홍수로 인한 피해가 꾸준히 발생하고 있다. 이로 인해 잠재적 홍수로 인한 도시회복도 관리와 홍수로 수반되는 피해에 대한 복구의 중요도가 높아지고 있다. 회복도는 도시의 재해 취약성, 저항, 적응, 복구, 완화에 대한 능력을 포괄하는 개념으로써 최근 주목받고 있는 개념이지만 대부분의 연구는 주로 시설에 대한 회복도 평가가 이루어지고 있다 (Sen et al.,2021). 또한 재해 후 도시복구에 관한 연구는 다수 존재하지만 복구에 따른 지역의 회복도 변화와 라이프라인과 같은 주요 시설의 복구에 따른 회복도 차이를 고려한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도시침수 발생 후 라이프라인을 고려한 도시복구 우선순위 산정모델을 개발하고 재해관리의 효율성 향상측면에서 도시의 기능적 회복도를 평가하였다. 이를 위해 라이프라인 중 도로 복구결과의 평가를 위하여 리스크 매트릭스 기법을 이용한 도로위험도평가를 수행하였으며 도시의 회복도를 측정하였다. 회복도를 크게 홍수로부터 도시가 받은 영향과 재해복구역량으로 구성하였으며 정량적인 평가를 위해 각각 손상함수와 재해재난목적예비비를 활용하여 산정하였다. 이후 복구우선순위를 산정하였으며 복구와 도시회복도와의 관계를 분석하기 위하여 재해연보 자료를 기초로 회귀분석을 통해 복구비용을 추정하였다 (유순영 등.,2014). 시범지역에 적용한 결과 시설 및 도로 복구에 따른 도시영향의 변화보다 복구비사용으로 인한 재해복구역량의 변화가 더욱 크다는 것을 확인하였다. 이는 재해재난목적예비비의 중요성이 크다는 것을 의미하며 향후 추가적인 인문학적, 법제적 요소가 회복도에 미치는 영향을 연구한다면 도시회복도 향상 및 도시복구에 관한 정책적 의사결정에 큰 도움이 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.163-163
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• 2023

Flooding has become an increasing event which is one of the major natural disasters responsible for direct economic damage in South Korea. Driven by climate change, precipitation extremes play significant role on the flood damage and its further increase is expected to exacerbate the socioeconomic impact in the country. However, the empirical evidence associating changes in precipitation extremes to the historical flood damage is limited. Thus, there is a need to assess the causal relationship between changes in precipitation extremes and flood damage, especially in agricultural region like Chungcheong region in South Korea. The spatial and temporal changes of precipitation extremes from 10 synoptic stations based on daily precipitation data were analyzed using the ClimPACT2 tool and Mann-Kendall test. The four precipitation extreme indices consisting of consecutive wet days (CWD), number of very heavy precipitation wet days (R30 mm), maximum 1-day precipitation amount (Rx1day), and simple daily precipitation intensity (SDII), which represent changes in intensity, frequency, and duration, respectively, and the time series data on flooded area and flood damage from 1985 to 2020 were used to investigate the causal relationship in the ARDL-ECM framework and pairwise Granger causality analysis. The trend results showed that majority of the precipitation indices indicated positive trends, however, CWD showed no significant changes. ARDL-ECM framework showed that there was a long-run relationship among the variables. Further analysis on the empirical results showed that flooded area and Rx1day have significant positive impacts on the flood damage in both short and long-runs while R30 mm only indicated significant positive impact in the short-run, both in the current period, which implies that an increase in flooded area, Rx1day, and R30 mm will cause an increase in the flood damage. The pairwise Granger analysis showed unidirectional causality from the flooded area, R30 mm, Rx1day, and SDII to flood damage. Thus, these precipitation indices could be useful as indicators of pluvial flood damage in Chungcheong region of South Korea.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.126-126
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• 2023

최근 대한민국에서는 기후변화로 전국 각지에서 돌발성 호우와 태풍의 강도 및 발생빈도가 높아지고 있다. 이에 따라 주요 국가시설이 위치한 해안 도시의 2차원 3차원 모형을 통해 극한 조건하 침수 분석을 수행하였다. 먼저 해양수산부 "2019년 전국 심해설계파 보고서"를 기반으로 극치분포 중 Weibull 분포를 이용하여 극한 조건, 1,000년부터 1,000,000년 빈도의 재현기간의 파도 높이와 풍속을 계산하였다. 계산 결과를 SWAN(Simulating WAves Nearshore)의 입력값으로 해상에서 100m 간격의 파고 높이를 계산하였다. 이때 100m 간격으로는 방파제 지형을 정확히 해석하지 못하였기에, 상세파고 계산을 위한 Nesting 기법을 이용하여 20m 간격의 파고 결과를 도출하였고, 해안 도시 인근 해상에서 10.916m의 파고를 예측하였다. 또한, 예측된 파고를 이용해 EurOtop(2018) 매뉴얼의 경험식을 기반으로 연구 유역으로 유입되는 월류량 계산에 사용하였다. 결과로 16방위 중 SSE 방향, 1,000,000년 빈도 재현기간 조건에서 0.0306cms/m의 월파량을 예측했다. 예측된 자료를 바탕으로 2차원 침수해석은 FLO-2D 모형, 3차원 침수해석은 FLOW-3D 모형을 이용하였다. 2차원 침수해석 결과 주요 지점에서 0.18~0.33m의 침수가 예상되었고 3차원 침수해석 결과 동일한 지점에서 0.240~0.333m의 침수가 예상되었다. 모의 결과 2차원과 3차원 모형 간 침수 예측 결과가 0.3cm에서 6.1cm의 차이를 나타내어 모형 구축이 합리적으로 이뤄졌다고 판단하였으며 연구 유역에서는 침수가 예상된다는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 기후변화에 따른 해안에 위치한 주요 도시지역과 국가 주요 시설물에 대한 침수해석을 실시하였고 분석결과를 생명과 재산을 보호하기 위한 대피계획 등 재난예방대책 수립에 활용할 수 있음으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.140-140
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• 2021

Urban flood management is a crucial and challenging task, particularly in developed cities. Therefore, accurate prediction of urban flooding under heavy precipitation is critically important to address such a challenge. In recent years, machine learning techniques have received considerable attention for their strong learning ability and suitability for modeling complex and nonlinear hydrological processes. Moreover, a survey of the published literature finds that hybrid computational intelligent methods using nature-inspired algorithms have been increasingly employed to predict or simulate the streamflow with high reliability. The present study is aimed to propose a novel approach, an ensemble tree, Bayesian Additive Regression Trees (BART) model incorporating a nature-inspired algorithm to predict hourly multi-step ahead streamflow. For this reason, a hybrid intelligent model was developed, namely GA-BART, containing BART model integrating with Genetic algorithm (GA). The Jungrang urban basin located in Seoul, South Korea, was selected as a case study for the purpose. A database was established based on 39 heavy rainfall events during 2003 and 2020 that collected from the rain gauges and monitoring stations system in the basin. For the goal of this study, the different step ahead models will be developed based in the methods, including 1-hour, 2-hour, 3-hour, 4-hour, 5-hour, and 6-hour step ahead streamflow predictions. In addition, the comparison of the hybrid BART model with a baseline model such as super vector regression models is examined in this study. It is expected that the hybrid BART model has a robust performance and can be an optional choice in streamflow forecasting for urban basins.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.233-233
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• 2022

최근 기후변화로 인해 집중호우 및 돌발홍수의 증가로 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 마찬가지로 해안지역의 피해 또한 증가하고 있으나, 해안지역의 특성을 고려한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서 해안지역의 특성을 고려해 폭풍해일로 인한 월파뿐만 아니라 강우도 고려하여 해안지역의 범람 양상을 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 국내 해안지역에 대한 빈도별 폭풍해일과 강우로인한 범람 모의를 진행하였다. 우선, 수치해석 모형의 경계조건을 산정하기 위해 EurOtop(2018)의 경험식을 이용하여 월파량을 산정하였다. EurOtop의 월파량 산정 시 암석 옹벽이 아닌 콘크리트 옹벽으로된 경사식 단면으로 고려하여 계산하였고 산책로와 벽까지 고려하여 계산하였다. 경험식 계산을 위해 매개변수(유의파고, 여유고, 구조물의 조도계수, 구조물의 기울기 및 경사 등)를 조정하여 계산하였다. 이 중, 계산에 사용된 유의파고는 시나리오별 강우에 대해 SWAN(Simulating WAves Nearshore)으로 계산된 값을 활용하였고, 해안선을 두 부분으로 나누어 해안지역 각 지점별 파고값의 평균을 사용해 월파량 계산을 진행했다. 이때, 파고의 종류로 5% 확률의 파고, 평균 파고, 중앙값 파고, 95% 확률의 파고로 분류해 월파량 계산을 진행했고, 그 중, 평균 파고를 이용해 계산한 월파량을 수치해석 모델의 입력자료로 활용하였다. 시나리오별로 계산된 월파량만을 이용해 2차원 침수모형인 FLO-2D의 경계조건 입력값으로 사용하여 침수 양상을 표출하기 위해 Mapper와 ArcGIS를 이용하여 침수와 범람 양상을 확인하였다. 또, 다른 조건으로 시나리오별 계산된 월파량, 연구유역 해안 반대편에 위치한 산으로부터 유입되는 물의 양 그리고 해안지역 전체에 내리는 강우를 입력자료로 사용해 모의를 진행한 후 Mapper와 ArcGIS로 표출하여 침수 및 범람 양상을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.30-30
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• 2022

최근 기후변화로 인한 국지성 호우 빈도 및 강수량이 급증하는 등 극한강우 발생 가능성이 높아지고 있는 실정이다. 공공 기반의 유역 및 지자체별 침수 대응은 지속적으로 이루어지고 있으나, 건설 현장 대응은 이에 비해 미흡한 실정이다. 특히, 건설 현장의 경우, 예측할 수 없는 홍수 유출에 대해서도 기존 설계시 반영된 홍수 유출량과 기상청 정보에만 의존하고 있어 극한강우 발생시 취약성을 나타낼 수 있다. 특히, Top-down 현장은 개구부, 표면 작업을 위한 포장 등에 의해 지하부로 유입되는 강우량이 많고, 지하 굴착공사시 단차 및 지하수 발생으로 극한강우시 침수에 의한 수재해 발생 확률이 높다. 이를 대비하기 위해 XP-SWMM 모형을 이용하여 지상부와 지하부의 강우-유출량을 산정하고 지하부 침수를 모의하였다. 실제 Top-down 현장조사를 통해 침수 관련 인자와 XP-SWMM을 연계하여 침수모의 기법에 적용하였다. 관련 주요인자는 강우량, 현장 지상부 면적, 지상부 배수로, 지하 유입부, 지하 배수펌프 등으로 현장 조사결과 나타났다. 강우자료의 경우, 극한강우를 고려하기 위해 현장 지역의 최대 강우량, 태풍 루사와 기상청 강우의 증가 시나리오를 고려하여 모의에 적용하였다. 본 연구에서는 극한강우에 대한 Top-down 침수 모의를 수행할 수 있는 상용 모델링과 이와연관된 인자를 도출하여 침수 모의 기법을 최적화 하였다. 이러한 침수 모의를 통해 Top-Down 현장 침수심 등을 예측할 수 있다. 향후 이를 통해 지하공간이 있는 건설현장의 강우-유출 현상및 침수 모의가 가능하고, 실시간 현장별 침수 예측 모델 개발로 현장별 대피경로 및 대응방안을 제시하여 인적 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제15권1호
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• pp.77-84
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• 1972

사질성(砂質性) 특수성분(特殊成分) 결지답토양(缺之沓土壤)에서 비약적(飛躍的)인 다수(多收)를 가져오기 위(爲)하여 다비조건하(多肥條件下)에서도 근계활력(根系活力)의 건전화(健全化)를 기(期)할 수 있고 또한 흡비상태(吸肥狀態)의 조절(調節)도 동시(同時)에 달성(達成)할 수 있는 관개수(灌漑水)의 인공적(人工的)인 조정(調整)을 위주(爲主)로 한 도장실험(圖場實驗)을 한 결과(結果)를 간추려 본 바 다음과 같이 요약(要約)할 수가 있었다. 1) 본시험(本試驗)에서 증수(增收)와 직결(直結)될 수 있었던 수량구성요소(收量構成要素)로서는 단위면적당(單位面積當) 수수확보(穗數確保)가 가량 큰 요인(要因)이었고 그 다음은 등숙률(登熟率)이었다. 2) 근활력(根活力)과 근권(根圈)의 입체적확장(立體的擴張)은 수도(水稻)의 생산양증진(生産量增進)에 크게 영향(影響)을 미쳤으며 다수(多收)를 위(爲)한 주요(主要)한 조건(條件)인 것으로 짐작되었다. 3) 용수(用水)의 합리적(合理的)인 조절관리(調節管理)는 근계활력(根系活力) 증진유지(增進維持) 및 근권(根圈)의 확장(擴張) 이외(以外)에도 흡비력(吸肥力) (특(特)히질소(窒素)에 대(對)한)의 조절(調節)에 주도적(主導的) 작인(作因)이된 것으로 짐작되었다. 4) 석회(石灰), 규산(硅酸), 고토(苦土) 등의 종합적투여(綜合的投與)(용인(熔燐)으로써)는 다비상태(多肥狀態)에서도 용수조절(用水調節)과 더불어 더욱 효율성(效率性)있는 등숙량화적(登熟良化的) 생육상(生育相)으로 이끌어간 것으로 보아진다. 5) 용수조절(用水調節)에 의(依)한 수도근군(水稻根群)에서는 수량적(數量的)으로 적은 편(便)이었으나 질량면(質量面)에서 훨씬 높은 수치(數値)를 시현(示顯)하였으며 상시담수구(常時湛水區)의 근군(根群)과는 완전(完全)히 반대(反對)된 결과(結果)를 나타내고 있었다. 6) 일반농가(一般農家)의 관행재배양식(慣行栽培樣式)에 비(比)하여 앞으로 본시험답(本試驗沓)에서 시행(施行)한 개량기술(改良技術)의 체계적(體系的)인 도입(導入)을 한다면 월등(越等)한 벼증산(增産)을 가능(可能)케 할 전망(展望)이 있는 것으로 믿어진다.

• 현장농수산연구지
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• 제21권1호
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• pp.15-28
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• 2019

담수재배 시 배양토로 하이드로 볼과 맥반석의 부피 비율이 도자기 분 식물의 생장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 해송(Pinus thunbergii Parl), 진백(Juniperus chinensis L. var. sargentii Henry), 목서(Osmanthus fragrans Lour.), 장수매(Chaenomeles japonica Lindl. ex Spach) 등 4종에 대하여 실험을 하였다. 배양토 비율에 따른 해송, 진백, 목서, 장수매의 생존율은 해송과 장수매는 하이드로볼 80% + 맥반석 20%에서 100%였으며 진백과 목서는 하이드로볼 20% + 맥반석 80%에서 100%와 80.0%로 높은 생존율은 보였으나 대조구인 물 및 마사토의 생존율은 해송, 진백, 장수매에서 80%이하의 생존율을 보였으며 특히 목서의 경우 50%이하의 낮은 생존율을 보였다. 배양토 비율에 따른 생체중 증가율은 해송과 장수매가 하이드로볼 80% + 맥반석 20%에서 각각 58.6%와 15.8%로 가장 높았으며 하이드로볼의 함량이 증가할수록 생체중 증가율이 높은 것으로 나타났다. 진백과 목서의 경우 하이드로볼 20% + 맥반석 80%에서 생체중 증가율이 각각 71.4%와 59.7%로 높게 나타났으며 맥반석의 함량이 증가할수록 생체중 증가율이 높아지는 것으로 나타났다. 대조구인 마사토의 생체중 증가율은 해송, 진백, 목서, 장수매에서 각각 32.7%, 48.0%, 33.3%와 7.0%로 가장 낮은 생체중 증가율을 보였다. 이와 같이 담수재배 배양토로 대조구인 마사토는 낮은 생존율과 생체중 증가율을 보였다. 하지만 하이드로볼의 비율이 높아질수록 해송, 장수매는 생존율과 생체중의 증가율이 높게 나타났고 맥반석의 비율이 높아질수록 진백, 목서의 생존율과 생체중은 높았다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권1호
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• pp.56-65
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• 2006

복하천 유역에서 홍수에 의한 침수피해가 자주 발생하였으며, 침수된 지역에서는 사면에서 유실된 토양에 의한 피해가 동반되었다. 복하천 유역의 토양유실 피해와 경작지의 상관성을 분석하고자, GIS를 이용하여 유역별 토양유실량을 산정하고자 하였다. GIS상에서 범용토양유실공식(USLE)을 이용하여 토양유실량을 산정하였고, 지형을 토대로 소유역을 구분하고 각 소유역의 단위토양유실량을 산정하였다. USLE에의해 산정된 단위토양유실량은 연평균강우량 1,329 mm/yr를 기준으로 0.03 ton/ha로 나타났다. 단위토양유실량이 가장 높게 나타난 지역은 백사면 상용리일대 소유역(0.05 ton/ha)으로, 유실위험이 높게 나타나는 소유역은 주로 경작지 활용율이 높은 지역으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제33권5호
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• pp.335-342
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• 2015

본 연구에서는 대표적인 도시유출모형인 SWMM모형을 이용하여 기존의 침수예상지도가 고려하지 못했던 시간대별 침수예상지도를 작성하고 모형의 정확도 향상을 위해 연계모듈인 GeoSWMM을 개발하였다. GeosWMM은 GIS와 SWMM의 데이터 연계모듈로, 하수관망 GIS 네트워크 데이터로부터 SWMM 프로젝트 파일을 직접 생성할 수 있다. GeoSWMM을 이용하여 연구 사례지역인 서울특별시 서초구의 서초2동의 SWMM모형을 구축하였다. 실제 침수가 발생하였던 2010년 9월 21일의 시간당 실제 강우량 자료를 바탕으로 시나리오를 작성하여 홍수모의를 수행하였다. 홍수모의 결과 오후 2시를 기점으로 하수시스템의 통수능력 부족으로 인해 유출이 발생하는 것으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 시간대별 침수예상지도를 작성하였으며 2010년 침수흔적도를 기준으로 정확도 평가를 실시하였다. 평가 결과 침수예상지도가 침수흔적도와 약 66% 정도 일치하였다. 본 연구에서 개발한 GeoSWMM을 이용하면 SWMM의 입력 하수관망 데이터를 쉽게 생성할 수 있을 것이다. 또한 폭우 시 시간대별 침수예상지도 작성을 통해 도심지역에 대한 보다 효율적인 방재계획 수립이 가능할 것이다.