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.

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.

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.

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.

빅 데이터 분석 기법을 이용한 풍수해 복원탄력성 지표 개발 및 평가: (1) 복원탄력성 지표 개발

김연수(Kim Yonsoo),최창현(Choi Changhyun),배영혜(Bae Younghye),김동현(Kim Donghyun),김덕환(Kim Deokhwan),김형수(Kim Hung Soo) 한국방재학회 2018 한국방재학회지 Vol.18 No.4

In this study, we developed indicators for evaluation of storm and flood resilience using big data analysis. Standard terms were selected to collect data necessary for development of indicators and unstructured data such as papers and reports were collected. Preprocessing such as duplicate document processing, specialized dictionary registration, and stop word removal was performed on the collected data. Classification criteria were selected and indicators of the previous studies were reclassified by the classification criteria. Representative keywords were selected by each classified indicators and the related search words for each representative keywords were extracted by analysis of related search words. The extracted search terms were applied to the collected unstructured data, and 83 resilience indicators were developed by selecting detailed indicators and proxy variables in accordance with the selection criteria. The developed storm and flood resilience indicators can be used as a basic data of evaluation of storm and flood resilience for effective disaster management. 본 연구에서는 빅 데이터 분석 기법을 이용하여 풍수해 복원탄력성 평가에 필요한 지표를 개발하였다. 지표 개발에 필요한 데이터를 수집하기 위해 기준용어를 선정하였고, 논문과 보고서 등의 비정형 데이터를 수집하였다. 수집된 데이터에 중복문서 처리, 전문용어 사전 등록, 불용어 처리의 전처리 과정을 진행하였고, 분류기준을 선정하여 선행연구들의 지표를 재분류하였다. 분류된 지표별로 대표 키워드를 선정하고, 연관 검색어 분석을 통해 대표 키워드별 연관 검색어를 추출하였다. 추출된 연관 검색어를 수집된 비정형 데이터에 적용하였고, 선정기준에 부합되는 상세지표와 대리변수를 선정하여 총 83개의 복원탄력성 지표를 개발하였다. 개발된 복원탄력성 지표는 효과적인 재난관리를 실시하기 위한 풍수해 복원탄력성 평가의 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.

물수지 방법을 이용한 산지습지의 유출 변동성 분석

오승현(Seunghyun Oh),김정욱(Jungwook Kim),채명병(Myung-Byung Chae),배영혜(Younghye Bae),김형수(Hung Soo Kim) 한국습지학회 2018 한국습지학회지 Vol.20 No.3

산지습지의 유량 변동을 분석하는 것은 산지습지의 지속적인 관리측면에서 매우 중요하다. 본 연구는 SWAT모형을 이용하여 경남 양산시의 금정산에 위치한 장군습지를 대상으로 물수지 분석을 수행하였다. 강우 및 습지 수위의 관측값을 분석한 결과, 습지 내 양(+)의 수위를 유지하기 위해서는 8일에 한번 10mm이상의 강수가 발생해야 하는 것으로 나타났다. 또한 양산 기상관측소의 수문기상 자료들을 이용하여 2009년에서 2017년까지 물수지 분석을 수행한 결과, 2010년, 2012년, 2015년에 강수량이 상대적으로 적게 내려 습지 내 물 부족이 발생하였다. 특히, 여름철에 강수가 지속적으로 발생하지 않고 단기간에 집중적으로 내려 바로 유출되었기 때문에 물 부족이 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서 장군습지의 육화 및 건조화를 방지하기 위해 습지로 유입되는 물길을 확장하고, 작은 둑을 쌓아 물을 저장함으로써 유출되는 양을 감소시키는 등 적정 수위가 유지될 수 있도록 다양한 방안들을 마련하여야 할 것으로 판단된다. It is very important to analyze water balance in the mountain wetland for the sustainable management of the wetland. In this study, the SWAT model was used to analyze the water balance of Janggun wetland located in Geumjeong mountain of Gyungnam province, Korea. The data such as rainfall and water level measured in Janggun wetland were used for water balance analysis and from the analysis we have known that the rainfall of 10mm within 8 days is required for maintaining an appropriate water level in Janggun wetland. Also, water balance analysis in the wetland for the period of 2009 to 2017 was performed by using hydro-meteorological data obtained from Yangsan weather station which is located around Janggun wetland. From the analysis results, we have known that the amount of rainfall was relatively small in 2010, 2012 and 2015 and water shortage was occurred in the wetland. Especially, water shortage was occurred during the summer that we had intensive rainfall for very short time and faster removal of the runoff from the wetland. Therefore, we may need extend water courses from a wetland watershed to the wetland for preventing land-forming of the wetland and also store water by banking up the wetland for preventing the decrease of water level in the wetland.

지역적 특성을 고려한 호우피해 분석

김동현(Kim Donghyun),최창현(Choi Changhyun),김종성(Kim Jongsung),이준형(Lee Junhyeong),배영혜(Bae Younghye),김형수(Kim Hung Soo) 한국방재학회 2018 한국방재학회지 Vol.18 No.4

지역의 지형적 특성과 인구 규모에 따라 호우로 인한 피해의 차이가 존재하게 된다. 따라서 본 연구에서는 지형과 인구밀도의 특성에 따라 6개의 지역으로 구분하고, 호우로 인한 연피해액 자료를 토대로 빈도분석을 수행하였다. 6개의 지역은 해안-인구밀도 고지역, 해안-인구밀도 저지역, 산간-인구밀도 고지역, 산간-인구밀도 저지역, 내륙-인구밀도 고지역, 내륙-인구밀도 저지역을 의미한다. 또한 호우피해액을 이용한 빈도분석 결과를 보면, 저빈도에서 상대적으로 피해액이 크거나 작을 수 있고, 고빈도에서도 피해액이 작거나 클 수 있을 것이며 이는 4가지로 분류하였다. 즉, 고빈도-대피해 지역(Red Zone), 저빈도-대피해 지역(Orange Zone), 고빈도-소피해 지역(Yellow Zone), 저빈도-소피해 지역(Green Zone)으로 호우피해 발생 유형을 구분하였다. 6개의 지역과 4가지의 피해 분류를 토대로 분석한 결과를 살펴보면, 해안-인구밀도 고지역과 해안-인구밀도 저지역은 Yellow Zone과 Green Zone, 산간-인구밀도 저지역은 Red Zone과 Orange Zone, 내륙-인구밀도 고지역은 주로 Yellow Zone과 Green Zone, 내륙-인구밀도 저지역은 주로 Red Zone과 Yellow Zone인 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시한 지역 특성별 호우피해 분석결과를 활용한다면, 지역별로 효율적인 재난관리 및 계획을 수립하는데 유용할 것으로 판단된다. There is a difference in heavy rain damage depending on the geographical characteristics and population size of the local region. Therefore, in this study, the areas were classified as 6 regions according to geographical characteristics and population density. And the frequency analysis was conducted based on annual damage data occurred by heavy rainfall. The 6 regions mean Coastal-High population density, Coastal-Low population density, Mountain-High population density, Mountain-Low population density, Inland-High population density, and Inland-Low population density areas. In other words, we can obtain the relationships of 4 types between frequency and damage such as High frequency-Big damage (Red zone), Low frequency-Big damage (Orange zone), High frequency-Small damage (Yellow zone), and Low frequency-Small damage (Green zone) from the frequency analysis of heavy rain damage. Therefore, if we use the analysis result of heavy rain damage according to regional characteristics suggested in this study, we can establish efficient disaster planning and management for each region.