위성 이미지를 활용한 제방 안정성 평가 기법 개발

방영준,이승오,Bang, Young Jun,Lee, Seung Oh 한국방재안전학회 2022 한국방재안전학회 논문집 Vol.15 No.3

최근 기후변화와 하천 제방의 노후화로 인해 수재해 위험이 가중되고 있으나 기존의 재래적인 하천 제방의 점검은 많은 인력과 예산 소모로 많은 한계점들이 존재하다. 이에 따라 효과적인 홍수 대응을 위해 새로운 모니터링과 예/경보 시스템 구축이 필요한 상황이다. 본 연구는 인공위성(Sentinel-1)을 이용한 하천 제방 변위 산출, 수문학적 요인과의 관계 분석 항목들을 결합한 하천 제방 건강상태 모니터링 방법을 제안한다. 본 연구에서 산정한 변동성 지수를 계산하여 4등급으로 구분하였고, 토양 수분의 급증한 결과를 토대로 제방 붕괴 구간이 변동성이 급증한 취약지점 상태로 판단하였다. 향후에는 원격 기술과 분석 항목들을 결합한 포렌식 기법을 통해 기존 제방관리 시스템의 고도화가 가능할 것으로 기대한다. Recently, the risk of water disasters are increasing due to climate change and the aging of river levees. Existing conventional river embankment inspections have many limitations due to the consumption of a lot of manpower and budget. Thus, it is necessary to establish a new monitoring and forecast/warning method for effective flood response. This study proposes the river levee health monitoring system by analyzing the relationship between river levee deformation and hydrological factors using Sentinel-1. The variance index calculated in this study was classified into 4 grades. And the levees collapse section was judged to be a high vulnerable point in which the variance rapidly increased based on the result of the rapid increase in soil moisture. In the future, it is expected that it will be possible to advance levee maintenance technology and improve national disaster management through the advancement of the existing levee management system and automated monitoring through the forensic method that combines remote technology.

수질과 퇴적물 특성에 따른 바이오 가스 발생 분석

방영준(Bang, Young Jun),이성우(Lee, Sung Woo),이승오(Lee, Seungh Oh) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

원격탐사를 이용한 하천 제방 변위량 측정과 취약지점 선별

방영준(Young Jun Bang),정효준(Hyo Jun Jung),이승오(Seung Oh Lee) 한국방재안전학회 2021 한국방재안전학회 논문집 Vol.14 No.1

하천 제방 변위를 사전에 예측하는 방안으로 본 연구에서는 InSAR 기법 중 Differential Interferometry(D-InSAR) 기법을 이용하여 2020년 여름 발생한 남원시 금곡교(섬진강) 인근의 제방 붕괴 지역에서 취약지점을 확인하였다. 2020년 봄과 여름 각각 5장의 sentinel-1 영상과 위성 영상 전처리 도구인 SNAP을 사용하여 2020년 8월 8일 제방 붕괴 전까지의 발생한 변위를 분석한 결과, 붕괴 발생 지역의 변위 변동성지수(Variation Index), V가 상대적으로 크게 발생하였으며 이를 통해 붕괴 전조증상을 확인할 수 있었다. 향후에 산출한 변위를 분석한 결과와 유역의 지하수위, 기온, 수위, 토양도 및 토양 수분도와 같은 수문기상학적 요인과 상관관계를 분석하여 하천 제방의 모니터링 시스템을 구축할 수 있다면 기존의 하천 제방 유지·보수 점검 시스템의 많은 한계점을 극복하고 초정밀, 자동화된 하천 제방 유지관리 기술 고도화와 국가 재난관리의 향상이 가능할 것으로 기대한다. As a method of predicting the displacement of river levee in advance, Differential Interferometry (D-InSAR) kind of InSAR techniques was used to identify weak points in the area of the levee collapes near Gumgok Bridge (Somjin River) in Namwon City, which occurred in the summer of 2020. As a result of analyzing the displacement using five images each in the spring and summer of 2020, the Variation Index (V) of area where the collapse occurred was larger than that of the other areas, so the prognostic sysmptoms was detected. If the levee monitoring system is realized by analyzing the correlations with displacement results and hydrometeorological factors, it will overcome the existing limitations of system and advance ultra-precise, automated river levee maintenance technology and improve national disaster management.

통신 빅데이터 기반 하천이용시설 사용성능 경제성평가기법개발

최병준(Byeong Jun Choi),노희지(Hee-Ji Noh),방영준(Young Jun Bang),이승오(Seung Oh Lee) 한국방재안전학회 2021 한국방재안전학회 논문집 Vol.14 No.3

하천이용시설은 시민들이 휴식과 편의를 위해 이용하는 하천시설로 그 종류에는 친수지구, 자전거도로, 휴게시설, 공원시설 등이 있다. 최근 시민들의 친수시설의 이용도는 증가하고 있지만 빈번한 홍수발생으로 시설물 피해가 증가하고 있어 하천이용시설의 효율적인 유지관리의 중요성이 증가하고 있다. 현재 하천시설은 중점치수시설에 한정되어 점검 및 진단이 이루어지고 있으며, 하천 이용시설의 유지관리에 대한 기준은 미비한 수준이다. 하천이용시설의 관리의 기준이 되는 이용도 조사 역시 직접조사는 인력소모와 경제성 측면에서 비효율적이다. 본 연구는 통신빅데이터를 사용하여 하천 이용도에 대한 등급을 나누고, 수도권 거주자를 대상으로 하천 이용시설의 사용성에 대한 설문조사를 진행하여 사용성능에 대한 경제성 평가식을 도출하였다. 향후 성능평가에 안전성, 사용성, 내구성을 모두 고려한 경제성 기법 체계 구축과 편의시설별 수요분석을 평가한다면, 효율적인 하천이용시설물 유지관리와 하천에 대한 시민들의 이용도가 더욱 증가할 것으로 기대한다. Riverfront facilities are river space facilities used by citizens for the rest and convenience. Recently, although the importance of efficient maintenance of riverfront facilities is increasing, damaging facilities cases are increasing due to frequent floods. Currently, the inspections and diagnosis of river space facilities are limited to the main flood control facilities. And the standards for the maintenance and management of the riverfront facilities are insufficient. Utilization survey, which is the standard for managing river space facilities, is also inefficient in terms of manpower consumption and economic feasibility. This study uses mobile big data to classify river usage and conducts a survey for usability of river facilities to derive economic evaluation for usage performance. In the future, if economical method system that considers safety, usability, and durability is conducted and demanding analysis for each convenience facility is evaluated, it is expected that the efficient maintenance of riverfront facilities is perfomed better and the use of rivers by citizens will further increase.

화상예측 모델 개발을 위한 피부 조직 열물성치 연구에 관한 고찰

이준경(Lee, Jun-Kyoung),방창훈(Bang, Chang-Hoon),권정숙(Kwon, Jung-Suk),방영준(Bang, Young-Jun) 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.춘계

다수의 소방공무원이 화재나 고온 조건 등에 노출되어 화상을 입고 심리적 신체적 고통 받고 있다. 화상 관련 연구는 피부조직의 비선형성, 혈류에 의한 열전달 분석의 불확실성 등 신체 내부의 복잡한 물리현상으로 인하여 국내에서는 연구가 매우 미흡한 실정이다. 이에 따라 화상 예측에 대한 연구를 기반으로 화상을 방지할 수 있는 예방법이 필요하며, 화상 예측의 기초 연구로 피부조직의 형상 모델링 및 열물성치를 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구는 피부조직의 형상 및 열물성치와 관련된 기존 연구를 수집 및 정리하여 향후 화상 예측시 좋은 결과를 얻을 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

샌드매스틱의 국내 방파제 보수공사 적용성 향상을 위한 수치해석

정효준(Hyo Jun Jung),방영준(Young Jun Bang),이승오(Seung Oh Lee) 한국연안방재학회 2021 한국연안방재학회지 Vol.8 No.4

As a breakwater gradually becomes obsolete, it becomes vulnerable to loss of its original functions and finally occurs corruption due to cavitation, scours inside, etc. The mortar grouting method, which has been in general applied in many cases, would invoke serious issues such as coastal environmental pollutions because of spilled-out cement before curing on the near sea. Thus, the sand mastic that utilizes the mastic asphalt becomes focused on as a substitute. However, the related study is hard to find in the domestic literature. In this study, therefore, the workability of sand mastic when filling up the cavitation inside a breakwater was evaluated with a 3-D numerical model, FLOW-3D. It was intended to propose the workability index (WI) of sand mastic based on the diffusion diameter. It has been shown that the temperature and the composition ratio of the asphalt are the most significant parameters on the rheologic characteristics of the sand mastic. As a result, it is recommended that the asphalt composition above 16% and the initial temperature above 150℃ when applying with a breakwater with inside cavitation.

탄소중립 관점에서 하천유지관리를 위한 NbS의 역할 및 방향 제시

이승연 ( Lee Seung Yeon ),방영준 ( Bang Young Jun ),이승오 ( Lee Seung Oh ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2

지구온난화로 인한 이상기후 현상이 전 세계적으로 빈번하게 발생하고 우리나라에서도 최근 30년 사이 평균 온도가 1.4℃ 상승하는 등 생태계 보전, 인간 안보, 경제 성장에 위협적인 영향을 끼치고 있다. 지구의 온도 상승이 1.5℃를 넘어가는 경우, 생태계와 인간계에 높은 위험, 대규모 기상이변 발생이 중간 위험에 해당할 정도로 심각한 상황에 국면하게 되므로 지구의 온도 상승을 1.5℃ 이내로 억제해야한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 우리나라를 비롯한 많은 국가에서는 2050년까지 탄소 순 배출량이 0이 되는 탄소중립 사회로의 전환을 준비하고 있다. 본 연구에서는 이러한 탄소중립의 필요성을 인지하여 지속가능한 방식으로 하천유지관리 측면에서 자연을 복원·유지관리하기 위한 해법인 NbS(Nature-based Solution) 기반의 탄소중립 방안 및 방향을 제안하였다.

침수피해를 고려한 하천이용시설의 통합 유지관리 경제성 평가 프레임

이승연(Lee, Seung Yeon),방영준(Bang, Young Jun),이상은(Lee, Sang Eun),이승오(Lee, Seung Oh) 대한토목학회 2021 대한토목학회 학술대회 Vol.2021 No.10

헤더-채널 분기관의 각도변화가 2상유동 분배에 미치는 영향에 대한 기초 연구

신환준(Hwan June Shin),이준경(Jun Kyoung Lee),이관근(Kwan Geun Lee),방영준(Young Jun Bang),윤창식(Chang Sik Yoon) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12

The main objective of this work is to experimentally investigate the effect of angle variation on the distribution of two-phase flow at header-channel junctions. The cross-section of the header and the channels were fixed to 16mm×16mm and 12mm×1.8mm, respectively. Air and water were used as the test fluids. Three different header-channel positions were tested:Vertical header with Horizontal channels(case VM-HC), Horizontal header with Horizontal channels(case HM-HC), and Horizontal header with Vertical Downward channels(case HM-VDC), respectively. In all cases, for the liquid flow distribution, it tended to decrease gradually in the header upstream region. But in the downstream region, different trends can be seen. For the VM-HC case, liquid flow distribution increased and decreased again, for the HM-HC case, it increased sharply near the end of the header plate. And for the HM-VDC case, it decreased continuously. For the gas flow distribution, it has opposite tendency compared to the liquid distribution.

오염퇴적물의 주요 영향인자에 따른 메탄발생 생성률 평가

김동현(Dong Hyun Kim),박형준(Hyung Jun Park),방영준(Young Jun Bang),이승오(Seung Oh Lee) 한국방재안전학회 2023 한국방재안전학회 논문집 Vol.16 No.4

세계적으로 온실가스 감축을 위해 주로 이산화탄소 발생에 초점을 맞춰왔지만, 최근에는 메탄 발생에 대한 관심이 커지고 있다. 습지, 저수지, 호소 등 수중 환경을 포함한 자연은 온실 가스 중요한 발원지이다. 호수와 저수지 바닥에 쌓인 퇴적된 유기 오염물질은 산소가 부족한 상태에서 미생물 분해를 통해 메탄과 같은 온실 가스를 생성할 수 있다. 메탄 배출은 비점오염원의 증가와 하천에 설치되는 횡단 구조물에 의한 흐름변화에 의해 증가하고 있는 실정이다. 또한, 기후 변화로 인한 수온의 상승 등은 메탄 배출을 가속화하는 원인이다. 메탄은 다양한 경로를 통해 대기로 배출될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 메탄발생의 주요인자가 미치는 영향을 정량화하기 위하여 BMP test을 수행하였다. 실험조건에 따라 메탄발생량을 직접 계측하였으며, 실험조건은 온도, 기질의 종류, 전단응력 및 퇴적물 특성으로 구분하였다. 또한, 바닥의 전단 응력은 실험적으로 측정하기가 어려워 수치모의를 수행하였다. 실험결과, 생화학적 요소는 메탄 생성에 영향을 미치지만, 전단 속도는 메탄 분리에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 퇴적물 특성은 메탄 생성 및 분리에 영향을 미칠 수 있다. 메탄 생성과 주요인자들 간의 관계를 경험식으로 제시하였으며, 향후 전단응력 및 유기물에 대한 실험조건을 구체화하고 실험규모를 확대한다면 메탄발생과 생지화학 및 수환경인자간의 관계를 도출할 수 있을 것으로 기대된다. The global focus on mitigating climate change has traditionally centered on carbon dioxide, but recent attention has shifted towards methane as a crucial factor in climate change adaptation. Natural settings, particularly aquatic environments such as wetlands, reservoirs, and lakes, play a significant role as sources of greenhouse gases. The accumulation of organic contaminants on the lake and reservoir beds can lead to the microbial decomposition of sedimentary material, generating greenhouse gases, notably methane, under anaerobic conditions. The escalation of methane emissions in freshwater is attributed to the growing impact of non-point sources, alterations in water bodies for diverse purposes, and the introduction of structures such as river crossings that disrupt natural flow patterns. Furthermore, the effects of climate change, including rising water temperatures and ensuing hydrological and water quality challenges, contribute to an acceleration in methane emissions into the atmosphere. Methane emissions occur through various pathways, with ebullition fluxes— where methane bubbles are formed and released from bed sediments—recognized as a major mechanism. This study employs Biochemical Methane Potential (BMP) tests to analyze and quantify the factors influencing methane gas emissions. Methane production rates are measured under diverse conditions, including temperature, substrate type (glucose), shear velocity, and sediment properties. Additionally, numerical simulations are conducted to analyze the relationship between fluid shear stress on the sand bed and methane ebullition rates. The findings reveal that biochemical factors significantly influence methane production, whereas shear velocity primarily affects methane ebullition. Sediment properties are identified as influential factors impacting both methane production and ebullition. Overall, this study establishes empirical relationships between bubble dynamics, the Weber number, and methane emissions, presenting a formula to estimate methane ebullition flux. Future research, incorporating specific conditions such as water depth, effective shear stress beneath the sediment’s tensile strength, and organic matter, is expected to contribute to the development of biogeochemical and hydro-environmental impact assessment methods suitable for in-situ applications.