칼만필터 기법에 의한 레이더 강우의 보정 및 Vflo™ 모형을 이용한 홍수 모의

배영혜(Bae Young Hye),김병식(Kim Byung Sik),김형수(Kim Hung Soo),서병하(Seoh Byung Ha) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

격자기반의 레이더 강우와 GIS/RS 자료를 이용한 임진강 유역의 강우유출 모의

배영혜(Bae Young Hye),박정술(Park Jung Sool),김병식(Kim Byung Sik),김경탁(Kim Kyung Tak) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

ECMWF와 호남지역 강설자료의 상관성 분석 및 평가

배영혜(Bae, Young Hye),정재원(Jung, Jaewon),Imee V. Necesito,김종성(Kim, Jongsung),이명진(Lee, Myungjin),김형수(Kim, Hung Soo) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.5

최근 지구온난화로 인하여 북극 기온이 상승함에 따라 북극의 찬 공기인 극지방 소용돌이(polar vortex)가 남하하여 중위도 지역(북미, 유럽, 아시아)의 이례적인 한파와 폭설 발생에 영향을 주고 있다. 이러한 영향으로 인하여 인적·물적 피해가 심각하다. 따라서강설의 발생 과정 및 원인을 분석하여 강설을 예측하는 것은 폭설로 입는 피해를 예방하기 위하여 매우 중요하다. 하지만 강우와관련하여 기후모형을 활용하는 연구는 많으나, 강설에 대한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 강설에 대한 발생과정및 예측 연구를 수행하기 전에 European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) 계절예측 자료 중 적설자료의 국내적용성을 평가하고자 한다. 국내 대설지역 중 하나인 호남지역 내 13개 관측소의 월별 신적설 자료와 ECMWF 적설자료와의 상관관계를분석하였다. 계층군집분석을 이용하여 13개 관측소를 군집화한 후 상관관계 분석을 수행하였고, 혼동행렬을 이용한 정확도를 분석하였다. 그 결과, 월별 신적설 자료와 ECMWF 월별 적설자료와의 상관성과 정확도가 높게 나타난 결과로 판단해 볼 때 ECMWF 계절예측자료의 적용가능성은 충분하다고 판단된다. 본 연구의 결과는 향후 미래 폭설 발생 및 영향을 예측하고 폭설의 피해에 대한 취약성을평가하기 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. As the temperature of the Arctic rises due to global warming, the polar vortex, which is the cold air of the Arctic, has moved southward, which causes the occurrence of unusual cold waves and heavy snowfall in the mid-latitude regions (North America, Europe, and Asia). Since this phenomenon is known to induce damage to people and properties, it is very important to analyze the process and cause of snowfall as well as its predictability in order to lessen if not prevent further damage. While there are many studies that utilize climate models in relation to rainfall, snowfall studies are lacking. This study evaluated the domestic applicability of snowfall data of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) seasonal forecast data before performing the snowfall generation process and forecasting research. We analyzed the correlation between monthly fresh snowfall of the 13 stations in the Honam region, which is one of the heaviest snowfall areas in Korea and of monthly snowfall of the ECMWF. After clustering 13 stations using hierarchical cluster analysis, correlation analysis was performed and its accuracy was determined using a confusion matrix. As a result, it was concluded that the applicability of the ECMWF seasonal forecast data is sufficient based on the high correlation and accuracy results between the monthly fresh snowfall data and the monthly snowfall data of the ECMWF. The results of this study are expected to be utilized as basic data for predicting future heavy snowfall to verify its impact and assess the vulnerability to heavy snowfall damage.

임대형 민자사업 효과의 감소원인에 대한 사업외 지역의 조사 및 분석

채명병(Chae, Myungbyung),배영혜(Bae, Younghye ),김형수(Kim, Hungsoo) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.5

BTL(Build-Transfer-Lease)방식에 의한 하수관로정비 사업이 2008년 이후 순차적으로 준공됨에 따라 사업효과가 가시적으로 발생하고 있지만, 사업효과가 감소되고 있는 지역도 있어 감소 원인에 대한 조사·분석 및 대책 제시가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 사업효과가 감소하고 있는 3개 지역을 선정하여 이를 대상으로 현장조사 및 운영 자료를 토대로 BTL 사업 내⋅외 지역에 대한 수질(BOD), 침입수/유입수(I/I) 조사를 실시하여 사업효과 감소 원인을 분석하였다. 수질을 조사한 결과, BTL사업 외 지역은 38.1~136.1 mg/L, BTL사업 지역(성과보증지점)은 14.0~171.8 mg/L이었다. 침입수의 경우, BTL사업 외 지역의 침입률은 3.6~76.2%, BTL사업 지역(성과보증지점)은 1.6~29.2%로 나타났다. 유입수의 경우, BTL사업 외 지역의 유입수량은 2.8~1,720.7 ㎥, BTL사업 지역(성과보증지점)은 0~2,124.0 ㎥이었고, BTL사업 외 지역의 비유입수량은 0.2~24 ㎥/mm로 나타났다. 본 연구를 통해 조사하고 분석한 결과를 보면, 사업외 지역의 하수관로 미정비, 배수설비 정비 불가 및 오접 등으로 인하여 다량의 하수가 사업내 지역으로 유입되어 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 따라서 사업외 지역이 하수관로정비 사업의 효과 감소 원인에 큰 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. Sewer pipe improvement projects by build-transfer-lease (BTL) method were consecutively completed after 2008, and the effectiveness of the completed projects have been reported. However, certain areas with completed projects suffered from reduced effectiveness due to some factors. Therefore, the aim of this study is to investigate the factors that contributed to the reduction of project effectiveness. Three study areas which the effectiveness of the project was reducing were chosen for the cause analysis of the effectiveness reduction based on the investigation of biochemical oxygen demand (BOD) and infiltration/inflow (I/I) from inside and outside area of BTL project. The BOD and I/I were obtained from field investigation and operation data. The water quality investigation showed that the BOD outside the BTL project area was 38.1-136.1 mg/L; the BOD inside the project area (performance guarantee point) was 14.0-171.8 mg/L. The results of I/I investigation showed that the penetration rate of infiltration outside the BTL project area was 3.6-76.2% and the rate inside the project area (performance guarantee point) was 1.6-29.2%. Inflow volume outside the BTL project area was 2.8-1,720.7 m³ while the volume inside the project area (performance guarantee point) was 0-2,124.0 m³. Inflow rate per rainfall was 0.2-24 m³/mm outside the BTL project area and 0-16.8 m³/mm. In summary, the reduction in project effectiveness was mainly influenced by factors from outside the project area. Thus, we have to establish a systematic plan for maintenance and replacement of sewer systems through consistent investigation and analysis.

인공습지 조성에 따른 편익 산정에 관한 연구

정재원(Jaewon Jung),배영혜(Younghye Bae),이하늘(Ha Neul Lee),김수전(Soojun Kim),김형수(Hung Soo Kim) 한국습지학회 2020 한국습지학회지 Vol.22 No.1

인공습지의 주요한 기능이자 조성된 인공습지의 목적 중 가장 많은 비율을 차지하는 기능은 수질정화 기능이다. 4대강사업 이후 국민들의 수질에 관한 관심과 요구가 증가하였고, 삶의 질 향상으로 인한 수변공간에 대한 활용도가 높아지면서 수질 개선에 대한 필요성은 더욱 증가할 것으로 보인다. 대부분의 인공습지 조성 사업 시 한 가지 목적에만 초점을 맞추는 게 대부분이며, 효과에 관한 연구도 한 가지 기능에 대한 효과를 분석하고 있어 실제 인공습지의 조성의 가치가 저평가 되고 있다. 따라서 인공습지를 조성에 따른 종합적 편익을 산정하기 위해 본 연구에서는 하천변 인공습지 조성에 따른 여러 효과 중 홍수저감 및 수질개선 기능에 대한 효과를 분석하고 이에 따른 편익을 산정하였다. 즉, 하천변에 가상의 인공습지를 설계 및 조성하여, 인공습지 조성 전·후의 비교를 통하여 홍수저감과 수질개선 효과를 산출하였고 이에 따른 편익을 각각 산정하였다. The main function of artificial wetlands and the largest proportion of the purpose of artificial wetlands created is water purification. The public s interest and demand for water quality increased after the Four major rivers project, and the need for water quality improvement is expected to increase further as the use of waterfront increased due to the improvement of quality of life. Most of the projects focus on only one purpose, and research on the effects of one function is also being analyzed, which undervalues the actual creation of artificial wetlands. Therefore, in order to calculate the comprehensive benefits of artificial wetlands, the effects of flood reduction and water quality improvement were analyzed in this study among the various effects of artificial wetlands along riversides, and the benefits were calculated accordingly. In other words, the effects of flood mitigation and water quality improvement were calculated by comparing the artificial wetlands before and after the construction of artificial wetlands, and the benefits of each of them were calculated.

국내 수상 태양광 발전 시설의 문제점 및 나아갈 방향

정성은,정재원,김형수,배영혜,Jeong, Seong-Eun,Jeong, Jae-Won,Kim, Hyeong-Su,Bae, Yeong-Hye 한국수자원학회 2019 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.52 No.3

레이더 강우와 분포형 수문모형을 이용한 미계측 유역의 홍수 유출모의; 임진강 유역

김병식 ( Byung Sik Kim ),배영혜 ( Young Hye Bae ),박정술 ( Jung Sool Park ),김경탁 ( Kyung Tak Kim ) 한국지리정보학회 2008 한국지리정보학회지 Vol.11 No.3

최근 기상이변으로 인한 이상홍수의 빈번한 발생으로 인해 신속하고 정량적인 강우예측의 필요성이 대두되고 있으며 강우의 거동을 실시간으로 관측하여 예측이 가능한 강우레이더의 활용성이 높아지고 있다. 이와 더불어 1km 해상도의 격자형으로 제공되는 강우레이더를 효과적으로 활용하기 위해 격자단위의 분석이 가능한 분포형 수문모형의 활용이 증가하고 있다. 분포형 수문모형을 활용하기 위해서는 대상 유역에 대한 격자형 공간자료가 요구되며 유출모의의 신뢰도를 높이기 위해서는 현시성 있고 정밀한 자료의 활용이 필요하다. 본 논문에서는 유역면적의 약 2/3가 미계측 지역인 임진강 유역을 대상으로 물리적 기반의 Vflo(TM) 모형과 가 분포형(Quasi-distributed) 수문모형인 ModClark 모형을 이용하여 홍수유출 모의를 실시하고 결과를 비교하였다. 연구의 공간적 범위를 미계측 지역을 포함한 임진강 전 유역과 비교적 정확하고 현시성 있는 자료의 확보가 가능한 임진강 남한 유역으로 구분하였으며 각 유역에 대해 모의한 모형별 첨두유량과 지체시간을 비교하여 지형매개변수 및 토양매개변수의 불확실성이 유출모의에 미치는 영향을 분석하고 미계측 지역의 유출모의를 위한 효과적인 방안을 제시하였다. Recently, frequent occurrence of flash floods caused by climactic change has necessitated prompt and quantitative prediction of precipitation. In particular, the usability of rainfall radar that can carry out real-time observation and prediction of precipitation behavior has increased. Moreover, the use of distributed hydrological model that enables grid level analysis has increased for an efficient use of rainfall radar that provides grid data at 1km resolution. The use of distributed hydrologic model necessitates grid-type spatial data about target basins; to enhance reliability of flood runoff simulation, the use of visible and precise data is necessary. In this paper, physically based Vflo(TM) model and ModClark, a quasi-distributed hydrological model, were used to carry out flood runoff simulation and comparison of simulation results with data from Imjin River Basin, two-third of which is ungauged. The spatial scope of this study was divided into the whole Imjin River basin area, which includes ungauged area, and Imjin River basin area in South Korea for which relatively accurate and visible data are available. Peak flow and lag time outputs from the two simulations of each region were compared to analyze the impact of uncertainty in topographical parameters and soil parameters on flood runoff simulation and to propose effective methods for flood runoff simulation in ungauged regions.

격자형 강우자료와 GIS자료를 이용한 돌발홍수와 토석류 발생 위험도 분석

김병식(Kim Byung Sik),배영혜(Bae Young Hye),홍승진(Hong Seung Jin) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

차집관로의 조사 및 분석을 통한 하수관로정비 사업의 효과 감소 원인 분석

채명병(Myungbyung Chae),배영혜(Younghye Bae),김형수(Hungsoo Kim) 한국습지학회 2018 한국습지학회지 Vol.20 No.3

차집관로는 국유지가 많은 하천변에 매설되어 있어 파손이나 침입수/유입수(불명수, I/I) 의 유입으로 공공하수처리시설의 운영효율이 떨어지며, 하수관로 정비사업의 효율도 저하되는 것으로 나타났다. 본 연구는 하수관로 정비사업 효과의 감소원인에 가장 많은 영향을 미치는 차집관로를 대상으로 감소원인에 대한 분석을 하였다. 즉, 대상지역 3개소를 선정하여 차집관로의 현황조사(관로연장, 관경, 관종, 매설년도, 매설위치 등), 차집관로에 대한 차수(Pump 작업) 및 준설작업을 병행한 관로내부 (CCTV)조사, 맨홀내부(육안)조사, 유량 및 수질조사 결과를 이용한 오염부하량 산정 등을 수행하였다. 합류지역은 동시다측점 유량조사와 차집관로 유량 및 수질(BOD)조사, 오염부하량 비교 등을 수행하였으며, 차집관로 부실화에 따른 침입수/유입수 발생 현황 등 실태조사를 실시하였다. 연구결과, 하수관로정비 사업의 효과를 감소시키는 주요 원인은 차집관로의 노후화및 미정비로 인해 공공 하수처리시설로 저농도 하수 및 불명수 유입되기 때문인 것으로 분석되었다. Interceptor sewer is installed underground near to the river side mostly ofstate-owned land and the management efficiency of public sewage disposal facilities is decreasing as too much infiltration/inflow(I/I) and river flow to interceptor sewer are caused by broken or deteriorated sewer. This also affects the sewer pipeline project and decreases its efficiency. Therefore, the aim of this study is to investigate interceptor sewer which has influence on the reduction of the project effect. The investigation were performed for three study areas. The study includes the investigation of current condition of interceptor sewer(sewer extension, pipe diameter, pipe type, installed year, installed locations, etc), investigation of inside of sewer by CCTV accompanied by pumping and dredging works where required, investigation of inside of manholes by eyes, calculation of pollutant load using the results of investigation of flow quantity and quality. Multipoint investigations were simultaneously performed for flow quantity at confluence area and other investigations were also performed for flow quantity and BOD for interceptor sewer and comparison of pollutant load, investigation of infiltration/inflow(I/I) caused by deterioration of interceptor sewer. As the result of the study, a main reason for reduced effect of sewer pipe improvement project was analyzed as the low-density sewage and I/I in public seweage treatment Facility due to deteriorated and unmanaged interceptor sewers.

경험공식 및 다중회귀모형을 이용한 붕괴 저수지(습지) 비퇴사량 추정

김동현(Kim, Donghyun),이하늘(Lee, Haneul),배영혜(Bae, Younghye),주홍준(Joo, Hongjun),김덕환(Kim, Deokhwan),김형수(Kim, Hung Soo) 한국습지학회 2021 한국습지학회지 Vol.23 No.4

댐 저수지(dam reservoir wetland)나 농업용 저수지 습지(irrigation reservoir wetland) 같은 시설물은 준공되고 시간이 지남에 따라 침식(erosion), 유사이송(sediment transport), 그리고 유사가 침전(sediment deposition)되어 퇴적이발생하게 된다. 장기간 유사가 퇴적되면 홍수 및 가뭄 조절 기능에 영향을 주기 때문에 퇴적 문제는 저수지 습지의유지 관리를 위해 매우 중요하다. 그러나 퇴사에 관한 연구는 가용 자료의 부족으로 인해 주로 경험공식에 의해 추정되어 왔다. 본 연구의 목적은 실측자료 및 경험공식과 더불어 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량(sediment deposition rate)을 산정하고 비교하고자 하였다. 또한, 저수지 습지의 퇴사(reservoir wetland sedimentation) 및 노후화로 인해 2020년 긴 장마에 따른 홍수피해가 발생한 64개소의 저수지 습지에 적용하여 잠재적인 붕괴 원인을 파악하고자 하였다. 대상 저수지는 실측 정보가 있는 한국의 경상남도 밀양시(Miryang city, Gyeongsangnam province) 에 위치한 가곡(GaGog) 저수지 등 10개소를 선정하였다. 저수지 유효저수용량 실측자료를 이용하여 비퇴사량을 산정하였고 기존에 개발된 총 4가지 경험공식과 물리적/기후적 특성 등을 고려한 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량을산정하였다. 비퇴사량 산정 결과, 본 연구에서 개발한 다중회귀모형의 오차가 0.21(㎥ /㎢ / yr)부터 2.13(㎥ /㎢ / yr) 으로 가장 낮았다. 따라서 다중회귀모형에 의해 추정한 비퇴사량을 토대로 저수지 습지의 유효저수용량에 대한 변화를 분석하였는데 유효저수용량이 0.21(%)부터 16.56(%)까지 감소한 것으로 파악되었다. 또한, 월류 피해가 발생한저수지 습지의 비퇴사량은 파이핑 피해 등이 발생한 저수지의 비퇴사량 보다 상대적으로 높았다. 즉, 저수지 바닥에비퇴사량이 축적되면 허용할 수 있는 유효저수용량이 부 As facilities such as dam reservoir wetlands and agricultural irrigation reservoir wetlands are built, sedimentation occurs over time through erosion, sedimentation transport, and sediment deposition. Sedimentation issues are very important for the maintenance of reservoir wetlands because long-term sedimentation of sediments affects flood and drought control functions. However, research on resignation has been estimated mainly by empirical formulas due to the lack of available data. The purpose of this study was to calculate and compare the sediment deposition rate by developing a multiple regression model along with actual data and empirical formulas. In addition, it was attempted to identify potential causes of collapse by applying it to 64 reservoir wetlands that suffered flood damage due to the long rainy season in 2020 due to reservoir wetland sedimentation and aging. For the target reservoir, 10 locations including the GaGog reservoir located in Miryang city, Gyeongsangnam province in South Korea, where there is actual survey information, were selected. A multiple regression model was developed in consideration of physical and climatic characteristics, and a total of four empirical formulas and sediment deposition rate were calculated. Using this, the error of the sediment deposition rate was compared. As a result of calculating the sediment deposition rate using the multiple regression model, the error was the lowest from 0.21(㎥ /㎢ / yr) to 2.13(㎥ /㎢ / yr). Therefore, based on the sediment deposition rate estimated by the multi-regression model, the change in the available capacity of reservoir wetlands was analyzed, and the effective storage capacity was found to have decreased from 0.21(%) to 16.56(%). In addition, the sediment deposition rate of the reservoir where the overflow damage occurred was relatively higher than that of the reservoir where the piping damage occurred. In other words, accumulating sediment deposition rate at the bottom of the reservoir would result in a lack of acceptable effective water capacity and reduced reservoir flood and drought control capabilities, resulting in reservoir collapse damage.