스마트 물관리를 위한 백곡지구 용수공급량 산정 방법

김형산,맹승진,Kim, Hyeong-San,Maeng, Seung-Jin 한국수자원학회 2014 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.47 No.12

LID 표준 조합 Set 및 계획모델 개발

김형산(Kim Hyungsan),이상진(Lee Sangjin),백종석(Baek Jongseok),박상권(Park Sangkwon),신현석(Shin Hyunsuk) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.3

최근 국내에서는 도시의 건전한 물순환을 회복하고자 하천중심의 물순환 수변도시 조성을 위해 지자체와 국가부처에서 여러 노력을 기울이고 있다. 물순환 수변도시는 물순환 시스템 구축을 위해 LID (Low Impact Development) 개념을 도입하도록 하고 있으나, 구체적인 계획 및 설계지침이 부재하여 LID 적용시 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 토지이용계획에 따른 LID 설계 및 적용효과 분석을 편리하고 효율적으로 수행하기 위해 GIS기반의 계획모델을 개발하였다. 토지이용도에 따른 LID 표준 조합 Set을 개발하였으며, 국내 개발되어있는 기술을 DB화하여 시스템을 구축하였다. LID 요소기술별 성능효율 및 개략적인 공사비 등의 정보를 제공하도록 개발하였으며, LID 기술 적용에 따른 효과분석 결과를 활용하여 단지사업개발에 필요한 정보를 쉽게 제공할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발된 모듈은 향후 신규 단지개발과 더불어 기존의 재개발단지의 LID 기술을 적용하는데 유용하게 사용될 것이라 생각한다. Recently, in Korea, various efforts are being made by local governments and national ministries to restore the sustainable water cycle of the city. Waterfront water cycle is designed to introduce the concept of LID (Low Impact Development) for build a water cycle system but there are many difficulties due to lack of detailed planning and design methods. In this study, the commission developed GIS based planning model for convenient and efficient analysis of LID design and application according to the land use plan. A combined set of element technology has developed according to the land use and system was constructed by DB technology designed in Korea. The LID element technology provide efficient performance, relatively low construction cost and able to provide the information necessary for business development by utilizing the effect analysis results of LID technology. The module developed in this study is expected to be used for applying new LID technology and in existing redevelopment complex.

홍수기 만경강 및 동진강 유입 유사량 특성분석

김형산(Hyung San Kim)(金炯山),맹승진(Seung Jin Maeng)(孟昇辰),정세웅(Se Woong Chung)(鄭世雄),김태우(Tae Woo Kim)(金兌祐) 위기관리 이론과 실천 2012 Crisisonomy Vol.8 No.2

본 연구에서는 새만금호 만경강유역의 대천 수위관측소 지점과 동진강유역인 신태인 수위관측소 지점에서 유량조사, 유사량 조사, 하상 퇴적물 조사 및 장기유출량 분석을 실시하여, 홍수재난 방지대책 수립을 위한 기초자료인 새만금호내로 유입되는 총유사량과 비유사량을 유역면적비를 이용하여 분석하였다. 총유사량은 수정 아인쉬타인 방법을 적용하였으며, 홍수기를 포함한 장기간 유입 유사량 산정을 위한 유출량 자료는 HSPF 모형을 사용하여 7년(2002~2008년)간 모의하였다. 2002년부터 2008년까지 모의된 장기유출량과 지점별 유량-총유사량 관계 곡선식을 이용하여 산정된 대천 수위관측소 지점의 7년 평균 유입 유사량은 141,923(ton/yr), 신태인 수위관측소 지점은 96,716(ton/yr)로 나타났다. 홍수기인 6월~8월까지의 평균 유입 유사량은 대천 수위관측소 지점에서 132,650.3(ton/yr), 신태인 수위관측소 지점에서 77,046.9(ton/yr)로 산정되었다. 대천과 신태인 수위관측소 지점실측자료를 바탕으로 개발된 유량-총유사량 관계식과 장기유출량 분석으로부터 산정된 새만금호의 비유사량은 276(ton/㎢/yr)이며, 유입 유사량은 연평균 916,005(ton/yr)로 추정되었다. 향후 홍수재난 방지대책 수립을 위해 새만금호 유입 유사량 특성분석은 본 연구를 통해 제시된 대천 및 신태인 수위관측소 지점에서 조사된 총유사량 자료를 활용한다면 보다 신뢰성 있는 결과를 도출 할 수 있을 것으로 판단된다. Discharge, sediment load, bed-material investigation, and long-term runoff analysis were performed at Daecheon water level station in Mangyeong River and Sintaein water level station in Dongjin River. Aim of this study estimates total sediment load and specific sediment yield entering Saemangeum Lake. The Modified Einstein Procedure was applied to estimate total sediment load and then a sediment rating curve was derived using sediment load data, as measured in this study and measured by other institutes in 2005. Runoff data for estimating long-term data on sediment load entering the lake are available for long-term runoff simulations. The HSPF model was applied to simultaneously perform water volume and quality simulations. The simulations were performed for a period of seven years, from 2002 to 2008. Using the simulated long-term runoff from 2002 to 2008 and the sediment rating curve at two water level stations, the mean sediment load entering the lake was estimated at 141,923(ton/yr) at the Daecheon water level station and 96,716(ton/yr) at the Sintaein water level station. Based on the long-term runoff analysis and the sediment rating curve obtained from data gathered from Daecheon and Sintaein water level stations, specific sediment yield at Saemangeum Lake was estimated at 276(ton/㎢/yr), while the sediment load entering the lake was 916,005(ton/yr). The utilization of land and rivers in these regions vary with time. Therefore, these sediment load and analysis data better reflect the present condition of the rivers than previous data.

낙동강수계 돌발홍수예보 실증을 위한 취약도 분석 기반의 테스트베드 구축

김형산(Kim, Hyung San),하상봉(Ha, Sang Bong),김태형(Kim, Tae Hyung),최규현(Choi, Kyu Hyun),조효섭(Cho, Hyo Seob) 대한토목학회 2021 대한토목학회 학술대회 Vol.2021 No.10

홍수기 소양천 유역의 단위유량도 선정

김형산(Hyung San Kim),맹승진(Seung Jin Maeng),심지훈(Ji Hoon Shim),김태우(Tae Woo Kim) 위기관리 이론과 실천 2013 Crisisonomy Vol.9 No.4

본 연구에서는 강우-유출모델인 HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System)를 사용하여 소양천 유역에 적합한 매개변수 및 단위유량도를 선정하였다. 각 단위유량도의 초기 매개변수는 국내 적용사례가 많은 경험식을 이용하였으며 유출곡선번호는 선행함수조건 AMC-Ⅲ에 따라 84로 추정하였다. 소양천삼중일교 지점 유역의 면적강우량은 티센다각형법을 이용하여 산정하였다. 2011년의 호우사상을 선정하여 단위도별 매개변수를 보정한 후 2012년 호우사상으로 매개변수 검정을 실시하였다. 보정과 검정을 통해 모의한 유출량은 통계적 변량인 상대평균제곱오차와 상대절대오차를 이용하여 각 단위유량도를 평가하였다. 그 결과 Clark단위유량도의 오차가 타 단위유량도에 비해 상대적으로 작게 나타났다. 가장 적절한 단위유량도를 선정하기 위하여 분산분석을 실시하였으며 일원산분산분석의 결과 유의수준 5%에서 단위유량도의 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다. 향우 실측유량자료와 적절한 매개변수를 통하여 분석을 실시한다면 신뢰도 높은 단위유량도를 선택할 수 있으리라 사료된다. In this study, parameters and unit hydrograph appropriate for the watershed of Soyang stream were selected using the HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System), which is a rainfall-runoff model. The initial parameters of each unit hydrograph were estimated using an empirical formula commonly applied to domestic cases. The curve number was estimated at 84 in accordance with the antecedent moisture condition -Ⅲ (AMC-Ⅲ). The areal rainfall on the watershed at the point of Samjungilgyo around Soyang stream was estimated using the Thiessen polygon method. The parameters by unit hydrograph were calibrated by selecting flood events in 2011, and these were verified using flood events in 2012. For the runoff volume simulated through calibration and verification, each unit hydrograph was evaluated using the Relative Root Mean Square Error (RRMSE) and the Relative Absolute Error (RAE). Based on the results, errors of Clark unit hydrograph turned out to be generally smaller compared to those of other unit hydrographs. In order to select the most appropriate unit hydrograph, an analysis of variance was carried out, and the results of one-way ANOVA showed that there was no significant difference at a 5% significance level. It is expected that if an analysis is conducted using measured flow data and appropriate parameters in the future, a highly reliable unit hydrograph is to be selected.

유도틀 설치에 따른 하천의 수리학적 특성 분석

김형산(Hyung San Kim)(金炯山),맹승진(Seung Jin Maeng)(孟昇辰),이승욱(Seung Wook Lee)(李昇昱),심지훈(Ji Hoon Shim)(沈智熏),정지혜(Ji Hye Jeong)(鄭至惠) 위기관리 이론과 실천 2013 Crisisonomy Vol.9 No.12

본 연구에서는 하천의 환경 기능을 개선하고자 하천에 설치되는 유도틀의 안정성을 분석하였다. 유도틀의 기능은 첫째, 하천의 선형을 유도하고, 둘째, 유속의 감소로 인하여 제방이나 산사면이 깎이는 것을 막아주며, 셋째, 유도틀 사이에 둠벙이 형성되어 많은 생물들의 보금자리가 된다. 이러한 기능을 유지하기 위해서는 하천의 유속변화로 인한 유도틀의 안정성 분석이 필요하다. 수리모형실험을 통한 분석은 시간과 비용, 여러 가지 조건일 경우의 결과 값을 알아내는 것은 한계가 있기 때문에 현재는 주로 1차원 수치모의 또는 2차원 수치모의를 적용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수치모의를 적용하기 위해 강우-유출모형인 SSARR와 HEC-HMS를 통한 모의유출량을 산정하고, 1차원 수치해석모형인 HEC-RAS를 이용한 수위를 산정하였다. 최대 홍수량 775.1㎥/s를 조건으로 유도틀을 설치하기 전과 후, 그리고 평수량 6.18㎥/s를 조건으로 유도틀을 설치하기 전과 후에 대한 2차원 흐름형상을 모의하기 위해 RMA-2모형으로 수리분석을 실시하였다. 유도틀 주변의 유속분포를 분석한 결과, 최대 홍수량일 경우에 유도틀을 설치하기 전과 후의 최고 유속은 4.11m/s와 3.65m/s로 모의 되었으며, 평수량일 경우에 유도틀을 설치하기 전과 후의 최고 유속은 0.24m/s와 0m/s로 모의 되었다. 현재 분석구간내 시공되어 있는 유도틀의 허용한계 유속이 4.0m/s인 것을 고려하면, 유도틀이 설치된 후에 최대 유속 3.65m/s가 발생하였기 때문에 유도틀의 안정성에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 이와 같이 수리ㆍ수문학적 분석을 실시하여 물리적 특성을 분석하고 유도틀의 안정성을 검토하는 것은 향후 유도틀 설치와 운영에 필요한 기초자료로 활용될 것이다. In this study, the stability of the Stream Control Frame constructed in a river to improve the environmental features of the watercourse was analyzed. The main functions of the Stream Control Frame are to induce a linear stream and to reduce the flow rate, thereby preventing the erosion of the river bank and hillside slopes and helping form small irrigation ponds that will serve as home to many aquatic organisms. To maintain these functions, the stability of the Stream Control Frame according to the changes in the flow rate of the river needs to be analyzed. As in the analysis through hydraulic-model experiments there is a limitation in determining the results of cases with various time and cost conditions, one- or two-dimensional numerical simulation is currently being applied. In this study, to apply two-dimensional numerical simulation, the simulation discharge was calculated using the rainfall-runoff models SSARR and HEC-HMS, and the elevation was estimated using HEC-RAS, a one-dimensional numerical analysis model. Hydraulic analysis was carried out using the RMA-2 model, to simulate the two-dimensional flow shapes before and after the construction of the Stream Control Frame under the conditions of maximum flood(775.1㎥/s) and normal stream flow(6.18 ㎥/s). From the analysis of the flow rate distribution around the Stream Control Frame, the simulated maximum flow rates before and after the construction of the Stream Control Frame were found to be 4.11 and 3.65m/s in the case of the maximum flood, and 0.24 and 0m/s in the case of the normal stream flow. Considering that the acceptable-limit flow rate of the Stream Control Frame constructed within the analysis section is 4.0m/s, the Stream Control Frame is judged to be quite stable because the maximum flow rate after the construction of the Stream Control Frame turned out to be 3.65m/s. The analysis data on the physical characteristics obtained via hydraulic/hydrological analysis of Stream Control Frame is expected to be utilized for making basic materials required for the operation of the Stream Control Frame that will be constructed in the future.

새만금호 유입 유사량의 조사 분석

김형산 ( Hyungsan Kim ),조영권 ( Youngkweon Cho ),황주하 ( Juha Hwang ),정희영 ( Heeyoung Jeong ),정세웅 ( Sewoong Chung ),맹승진 ( Seungjin Maeng ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

본 연구에서는 새만금호의 유사퇴적량을 산정하기 위해 만경강의 대천지점과 동진강의 신태인지점에서 유량과 유사량을 측정하여 유량-총유사량 관계곡선식을 산정하였다. 총유사량은 수정아인슈타인 식에 의해 산정하였고 만경강의 대천지점과 동진강의 신태인지점의 일유출량은 DIROM 모형에 의해 과거 14년(1994∼2007년)간 모의하였으며, 이를 본 연구에서 산정된 유량-총유사량 관계곡선에 입력하여 연 유입유사량을 산정하였다. 대천지점의 14년 평균 유입유사량은 28,590(ton/yr)로 산정되었으며, 신태인지점은 23,616.1(ton/yr)로 나타났다. 새만금호 유역의 총 유입유사량을 산정하기 위해 만경강과 동진강 유역은 각각 대천과 신태인 지점의 유입 유사량을 면적비를 이용하여 산정하였으며, 새만금호 지구로 유입되는 전체 유사량은 만경강과 동진강 유역의 유입유사량을 합산하여 결정하였다. 본 연구에서 도출된 새만금호 지구의 유입유사량은 연평균 115,122(ton/yr)으로 추정되었는데, 이 중 만경강 유역에서 52,841(ton/yr)과 동진강 유역에서 111,502(ton/yr)이 유입된 것으로 추정되었다. 새만금호의 연 평균 비유사량은 63(ton/㎢/yr)로 추정되었다. 동진강이 만경강보다 비유사량이 더 큰 이유로는 만경강의 경우 전주, 익산 등과 같은 도시 및 공단지역이 상대적으로 넓게 분포하여 유사발생량 자체가 적을 수 있을 것으로 판단된다. 이상에서와 같이 본 연구을 통해 만경강 및 동진강의 비유사량을 도출하였으나, 2008년도에는 홍수기 유량 및 유사량 실측자료가 전무하여 2009년도에 보다 많은 실측자료를 활용한다면 2008년도 보다 신빙성 있는 새만금 유역내로 유입하는 비유사량을 산정 할 수 있을 것으로 기대되어 진다.

도심수로내 조류발생 예측을 위한 CE-QUAL-W2 모델의 적용

김백중(Kim, Baek Joong),김형산(KIm, Hyeong San),백종석(Baek, Jong Seok),이상진(Lee, Sang Jin) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

도심수로내 조류발생 예측을 위한 CE-QUAL-W2 모델의 적용

김백중(Kim, Baekjoong),백종석(Baek, Jongseok),이상진(Lee, Sangjin),정선아(Jeong, Suna),김형산(Kim, Hyungsan) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.1

최근 도심지내 물길 확보를 통한 친환경 도심수로 건설이 증가하고 있으며, 도심지내 수로 건설시 안정적인 수량 확보를 위해 해수, 빗물, 하수처리수 등 대체수자원 공급방안이 논의되고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수 공급을 통해 도심수로내 유량을 확보할 경우 발생할 수 있는 여러 문제점 중 조류발생에 대한 연구를 수행하였다. 유량 및 Chl-a 농도에 따른 조류성장에 미치는 영향분석을 위해 CE-QUAL-W2 모델을 선정하였으며, 재처리수의 용도별 수질기준, 체류시간 및 수로폭을 고려하여 7월부터 9월까지 모의하였다. 연구결과 체류시간, 유량, Chl-a 농도 조절에 따라 여름철 수로내 조류 성장을 억제할 수 있을 것으로 분석되었다. Nowadays, it is getting popular to construct eco-city where people enjoy waterfront activity through making channel in downtown area. Alternative water supply plan is considered to have stable water supply in channel such as seawater, rainwater, sewage treatment, etc. In this study, the reuse wastewater supply was studied in order to ensure the flow in the city channel. In case of supplying water by reused wastewater, CE-QUAL-W2 model was used to analyze the effect of Chl-a concentration to algae growth from July to September. We made the case of Flow Rate and Chl-a concentration to conduct this study. Finally this study shows that the algae growth decreased in summer by controling the detention time, flow rate and Chl-a concentration.

실시간 표준유입량 지수의 다목적댐 저수지 운영 기준 활용을 위한 적용성 평가

김정민(Kim, Jung Min),박진혁(Park, Jin Hyuk),장수형(Jang, Su Hyung),김형산(Kim, Hyung San),강현웅(Kang, Hyung Woong) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10