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2022년 파키스탄 홍수에 따른 수문 분석 및 저감 방안 제시
아잠무하마드 ( Muhammad Azam ),김다예 ( Daye Kim ),박지원 ( Jiwon Park ),서건 ( Seo Geon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2
Pakistan flood of 2022 received a considerable attention. However, the causes and implications of the events have not been examined. Using observations, satellite data, and reanalysis products, we show that the event was caused by multiday extreme rainfall on wet antecedent conditions. The extreme rainfall was associated with the two atmospheric rivers that transported significant moisture from the Arabian Sea The flood was primarily driven by the extreme precipitation and other factors (glacier-melt) played a secondary role. Extreme precipitation is projected to increase in a warming climate, which highlight the strong need of adaptation and mitigation. The rams caused uncontrollable flash floods and landslides across the country, claiming more than 1,000 lives and affecting more than 33 million people.
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미호강 지류하천의 연속성 확보를 위한 적정 취수량 산정
맹승진 ( Seungjin Maeng ),김다예 ( Daye Kim ),박지원 ( Jiwon Park ),서건 ( Geon Seo ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
하천의 연속성을 확보하는 것은 수산자원량 증가뿐 아니라 생물의 다양성 확보 측면에서도 매우 중요한 과제가 되고 있다. 특히, 하천의 생물학적, 수문학적 그리고 물리적인 프로세스에 대한 종적, 횡적, 그리고 수직적인 경로의 유지는 수생태계 연속성의 주요한 구성 요소이며, 연속성 확보는 수생태 건강성 유지를 위한 핵심요소라 할 수 있다. 수생태계 건강성 확보방안 마련을 위해 인공구조물인 보의 이용 여부가 중요하며, 농업 활동이 활발한 지역에는 하천수를 이용하는 빈도가 높기에 농번기 고시유량 부족일수를 파악하는 것이 필수적이다. 이에 각 하천에서 종적, 횡적, 수생태계의 연속성을 평가하기 위해 보를 중심으로 수생태 및 구조물 관련 조사를 실시하여, 하천의 연속성 확보를 위한 적정 취수량을 산정하였다. 본 연구의 대상지역은 미호강으로 유입되는 지류하천(무심천, 석남천)이며, 분석대상 보는 무심천 44개, 석남천 7개로 총 51개 보를 대상으로 선정하였다. 보 유입량 산정은 수위-유량곡선식에 의한 방법과 강우-유출모형에 의한 방법을 이용하였다. 무심천 유역내 보로 유입되는 일유량 산정은 흥덕교 수위관측소의 매년 연속된 수위-유량 곡선식이 존재하여 이를 사용하여 보별 일유량을 산정하였다. 석남천 유역내 보로 유입되는 일유량 산정을 위한 미호천교 수위관측 지점은 매년 연속된 수위-유량 곡선식이 존재하지 않아, 청주시 미호천교 하류에 위치한 수위관측소 중 매년 수위-유량 곡선식 갱신되는 지점을 대상으로 강우-유출모형을 보정하여 일유량을 산정하였다. 강우-유출모형은 SSARR 모형을 이용하였다. SSARR 모형의 유출체계는 표준유역 단위로 구성하였으며 금강홍수통제소에서 관리하고 있는 공주시 금강교 수위관측소 지점의 수위-유량관계 곡선식을 사용하여 SSARR 모형의 매개 변수를 보정하였다. 하천별 취수량 산정은 환경부에서 고시하고 있는 하천 주요지점의 고시유량이 해당 보를 유하할 때 유지하고 있는지를 판단 근거로 하였으며, 대상 보로 유입되는 유량을 고시유량과 비교하여 작으면 취수량을 줄이고, 크면 하류 상황을 고려하여 취수량을 늘릴 수 있는 기준을 제시하였다.
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임헌욱 ( Hernwook Lim ),맹승진 ( Seungjin Maeng ),김다예 ( Daye Kim ),박지원 ( Jiwon Park ),서건 ( Geon Seo ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
논의 물관리 현장에서는 한정된 농업용수의 효율적 활용을 위해 윤환관개, 간단관개 등을 실시하고 있다. 일반적인 논의 물관리는 현지 농업인을 수리시설관리원으로 위촉 운영하는 등 용수이용자와 물관리 기관이 역할을 분담하여 체계적으로 실시하고 있다. 그러나 수리시설 유지관리가 이원화 되어 시·군 관리지역과 한국농어촌공사 관리지역 농업인 간의 형평성 문제가 종종 발생하고 있는 실정이다. 또한 수리시설이 소규모로 분산되어 있어 접근이 어려우며 시설수도 많아 체계적인 관리가 미흡한 실정이다. 뿐만 아니라 농업용수 사용량에 대한 근거자료가 매우 부족하여 국가차원의 수자원 계획 수립 시 농업용수 부분에서 항상 아쉬운 점이 따른다. 이들을 해결하기 위한 하나의 방편으로, 효율적인 농업용수의 공급관리를 위한 모니터링 시스템의 구축이 필요한 시점에 이르렀다. 본 연구는 농업용수 공급과 관리를 위한 시설물인 저수지, 용배수로, 급수공 등과 용수관리 장치인 부력식 제수문, 자동물꼬 등을 포함하여 용수공급 및 관리 현황 파악을 위한 디지털트윈 기반의 통합 모니터링 시스템을 개발하였다. 디지털트윈 구축을 위한 대상지역은 상습적으로 가뭄이 발생하는 도서지역인 충남 태안군 고남면 장곡리에 위치한 장곡저수지 일대로 하였으며, 농업용 관개 시설물, 장치 설치에 따른 제어, 계측 상태 및 수위 정보를 실시간으로 시스템 표출할 수 있도록 개발하였다. 본격적인 용수공급 시기에 운영할 수 있도록 수정 보완한다면, 향후 개발된 본 시스템은 한국농어촌공사 및 지자체에서 실시간 상황판으로 활용할 수 있고, 지속적이고 안정적인 용수관리가 가능한 공급자 및 사용자 간 양방향 의사결정이 가능한 스마트 물관리의 표본이 될 것이다.
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이기원 ( Giwoon Lee ),이현석 ( Hyunseok Lee ),맹승진 ( Seungjin Maeng ),김다예 ( Daye Kim ),서건 ( Geon Seo ),박지원 ( Jiwon Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
우리나라는 농촌지역의 급격한 경제 규모 축소와 농업 노동력의 고령화 등으로 물관리에 대한 농업인의 참여가 크게 제한되고 있다. 수리시설물에 의한 농업용수의 최종 수혜자는 농업인임에도 불구하고 2000년에 수세가 폐지되면서 시설물 관리 비용에 대한 부담이 특정 단체와 기관으로 정착되었다. 이와 더불어 급속한 농업인의 고령화와 수리시설관리에 대한 관심이 저하되면서 수혜 농업인이 담당해오던 용수로 및 배수로의 관리에 대한 관심이 점점 낮아지고 있다. 현재까지 농업용수 확보를 위해 다양한 수리시설물을 설치하였음에도 불구하고, 논의 경우 10년 빈도 한발년에도 안정적으로 용수를 공급할 수 있는 수리안전답이 전체의 75% 수준에 불과하며, 밭의 경우에는 선진국과 비교하여 아직 지속적인 개발이 국가적으로 필요한 실정이다. 이러한 영농형태 변화에 맞춘 농업용수 공급체계의 선진화된 기술의 도입과 용수이용의 효율성을 제고하기 위한 관개시설 효율화 등과 같은 기술의 개발이 절대적으로 필요한 시점이다. 이에 농업용수 급수 손실을 최소화하고 자동화를 통한 안정적 용수관리를 위해 기존 물꼬에 급수공 별로 적용 가능하고 원격제어가 가능한 스마트 물꼬를 개발하여 충남 태안군 장곡리에 위치한 장곡저수지에 설치하여 운영 중이다. 스마트 물꼬는 전동장치, 개폐센서, 수문, 제어장치, 원격제어 시스템으로 구성되어 있으며, 사용자의 판단에 따라 수동조작 또한 가능하도록 개발하였다. 향후 본 기술의 표준화된 장치 개발과 내구성 검증을 통해 농업인 고령화로 인한 노동력 감소에 대응할 수 있는 농업용수 관리체계 구축에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
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맹승진 ( Seungjin Maeng ),김다예 ( Daye Kim ),박지원 ( Jiwon Park ),서건 ( Geon Seo ),서성철 ( Sungchul Seo ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
우리나라 초기의 하천정비 및 관리는 근대화라는 가치 아래 경제개발과 매년 반복적으로 겪는 홍수와 가뭄피해, 그리고 자연재해로 인한 식량 자급의 문제를 근본적으로 해결하기 위한 정부 정책으로 추진되기 시작하였으며 생 · 공 · 농업용수 전용 댐을 비롯하여 대규모 다목적 댐 개발에 의한 수자원의 개발에 집중하였다. 하천의 이수 및 치수 기능은 확보하였지만 상대적으로 취약했던 하천 생태계 보전, 보호와 친수 기능 등 하천환경 기능 강화와 삶의 질적인 향상을 추구하면서 물 문화에 대한 재인식 측면에서 하천환경 변화에 대한 관리의 필요성이 점점 확대되고 있다. 최근에는 국지성 집중호우로 대규모 홍수피해가 발생하고, 각종 개발사업의 증가로 인해 도시의 내배수시스템에 과부하가 발생하여 강우시 하수 역류, 유수지 침수, 그리고 펌프의 과다배수로 인해 하류부 수위가 증가하는 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 지방하천의 과거 홍수피해 사례를 조사하고, 홍수피해의 주된 원인이 무엇인지 문헌 등을 통해 제시한 결과 구조적, 비구조적 대책을 제시하였다. 구조적 대책으로는 댐·홍수조절지 건설, 하천 및 제방정비, 천변저류지 설계에 대한 방안을 제시하였으며, 비구조적 개선 방안으로는 홍수터 관리, 풍수해(홍수) 보험, 유역관리, 실시간 홍수예경보시스템 구축을 제시하였다. 하천의 이용 및 운영 개선 방안으로 하천구역 내 토지관리를 조성목적 또는 계획상에 포함된 확정된 장래의 용도를 분명히 해야 할 필요가 있다고 제안하였다. 지방하천 정비로서는 치수 및 하천 환경 보전을 위한 자연형 하천공법을 채택하는 것을 제안하였다. 또한 지방하천(중소하천)을 도시하천, 농어촌지역, 유원지 지역 등으로 구분하여 각각의 이용목적과 특성에 맞게 정비 방향을 설정하였다. 하천관리 조직의 정비는 하천 관리 조정기구의 상설화와 수계별 하천관리 조직을 정비하여 지역 현장 전문가와 실무자로 구성된 통합물관리위원회를 신설하고 활성화하여 지방하천의 관리기능 업무를 수행토록 제안하였다.
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