외수범람위기 상황시 빗물펌프장 운영조건 결정

심규범(Sim, Kyu Bum),이상은(Lee, Sang Eun),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

내수침수 억제를 위한 빗물펌프장 운영 방안

심규범(Sim, Kyu Bum),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

수확체감의 법칙을 이용한 생태저류지의 최적설계용량 산정

심규범(Sim Kyu Bum),연종상(Yeon Jong Sang),이옥정(Lee Ok jeong),김상단(Kim Sang dan),김응석(Kim Eung Seok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.5

본 연구에서는 LID 시설들 중에서 생태저류지를 대상으로 위어 및 오리피스가 모두 고려된 최적설계용량 산정방법을 제안하였다. 이를 위하여 경제학 분야에서 주로 적용되는 수확체감의 법칙을 이용하였다. 대상지역은 강릉, 광주, 대구, 대전, 부산, 서울, 울산, 제주도, 천안에 위치한 월드컵 경기장 및 종합 운동장의 주차장을 선정하였으며, 이들 지역에 대한 생태저류지의 최적설계용량을 산정하였다. 환경부에서 사용하는 기존 방법은 LID 시설의 오리피스 유출 프로세스를 고려하지 못하는 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제안된 방법은 LID 시설의 오리피스 방류구조를 고려하여 최적설계용량 설계가 가능한 장점이 있다. 결과적으로, 본 연구에서 산정한 최적설계용량은 환경부에서 제시하고 있는 비점오염저감시설을 위한 설계용량보다 약 2배 크게 산정되어, 환경부에서 제시하고 있는 기존 방법이 LID 시설을 과소 설계할 위험이 있는 것으로 분석되었다 In this study, a method for estimating the optimal design capacity considering all of the weir and orifice for a bio-retention, one of LID facilities is proposed. For this purpose, the law of diminishing returns, which is mainly applied in the field of economics, is used. The optimum design capacity of the bio-retention was estimated by selecting the parking lots of the World Cup Stadium or the Complex Playground in Gangneung, Gwangju, Daegu, Daejeon, Busan, Seoul, Ulsan, Jeju Island and Cheonan as the target watershed. While the existing method does not consider the outflow process of LID facilities, the proposed method has the advantage that the optimal design capacity is calculated considering the orifice and weir discharge structure of the LID facility. Since the optimal design capacity estimated using the proposed method is calculated to be about twice as large as the design capacity for the nonpoint pollution reduction facility proposed by the Ministry of Environment, the existing method has been found to be at risk of under-designing LID facilities.

BIM 기반 염소소독시설 유지관리 시스템 개발을 위한 연구

심규범(Sim, Kyu Bum),김화랑(Kim, Hwa Rang),김응석(Kim, Eung Seok),윤기용(Yoon, Ki Yong) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

최적화 기법을 이용한 빗물펌프장 최적 운영수위 결정

심규범(Kyu-Bum Sim),유도근(Do-Guen Yoo),김응석(Eung-Seok Kim) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.7

도시유역에서 발생되는 내수침수를 방어하는 수단으로 구조적 대책인 빗물펌프장이 있으나 현실적 적용에 어려움이 있기 때문에 비구조적 대책 등이 보안되어야 한다. 본 연구에서는 빗물펌프장 실무운영 담당자의 의견을 반영한 최소의 월류량을 가지는 펌프의 최적운영수위를 결정하였다. 빗물펌프장의 최적운영수위를 산정하기 위해 최적화 기법인 GA(Genetic Algorithm)을 이용하였으며, 도시유역의 강우-유출 모형인 SWMM(Ver.5.1) DLL과 연계하였다. 제약조건으로는 펌프의 효율을 극대화하는데 까지의 걸리는 시간을 고려하였으며, 최적운영수위를 산정한 결과 전체적으로 기존운영수위보다 낮은 운영수위에서 월류량이 감소하였다. 대부분 펌프의 경우 각 펌프 호기의 운영 범위에서 가장 낮은 운영 수위가 선정되었다. 초기펌프의 운영하는 것이 월류량을 저감할 수 있는 것으로 판단되며 이 후 펌프 운영 조건 변경을 하여도 월류 저감에 변화는 없는 것으로 나타났다. 내수침수 저감정도는 약 1%∼2%로 산출되었으며, 하류지역에서 발생되는 월류량을 저감하는 정도이지만, 펌프의 운영적 관점에서 기계적 및 실무적 관점의 접근에 따른 효과적인 운영이라 판단된다. 향후, 펌프의 운영조건등을 고려한다면, 펌프의 효율을 증대하고 내수침수를 저감하는데 도움이 되리라 판단된다. A rain water pumping station is a structural countermeasure to inland flooding of domestic water generated in a urban watershed. In this study, the optimal operation water level of the pump with the minimum overflow was determined based on the opinions of the person in charge of the operation of the rain water pump station. A GA (Genetic Algorithm), which is an optimization technique, was used to estimate the optimal operation water level of the rain water pump station and was linked with SWMM (Ver.5.1) DLL, which is a rainfall-runoff model of an urban watershed. Considering the time required to maximize the efficiency of the pump, the optimal operating water level was estimated. As a result, the overall water level decreased at a lower operating water level than the existing water level. For most pumps, the lowest operating water level was selected for the operating range of each pump unit. The operation of the initial pump could reduce the amount of overflow, and there was no change in the overflow reduction, even after changing the operation condition of the pump. Internal water flooding reduction was calculated to be 1%~2%, and the overflow occurring in the downstream area was reduced. The operating point of the pump was judged to be an effective operation from a mechanical and practical point of view. A consideration of the operating conditions of the pump in future, will be helpful for improving the efficiency of the pump and to reducing inland flooding.

빗물펌프장 운영시나리오에 기반한 홍수재해저감능력 평가에 관한 연구

심규범(Sim, Kyu Bum),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.1

급격한 도시화로 인한 불투수율 증가와 기후변화 등의 이유로 첨두유출량이 증가하고 있는 추세이며 이를 방어하기 위한 수단으로 빗물펌프장이 운영되고 있으나 대부분 유수지수위에 위해 펌프를 순차적으로 가동하겨 운영되고 있다. 따라서본 연구에서는 펌프운영조건에 따른 시나리오를 설정하고, 각 시나리오 별로 월류량과 월류발생지점을 분석하여 신뢰도를 산정하였다. 또한, 월류량 및 침수면적에 따른 관계식을 산정하고 현재운영조건에서 모의된 수위와 가장 큰 차이를 보인 시나리오의 월류량을 회귀식에 적용하여 침수면적 저감규모를 추정하였다. 적용 결과 0.28%~5.20%의 침수면적 저감을 보였다. 홍수저감효과를 높이기 위해서는 빗물펌프장 이외에도 내수배제시스템의 개선과 함께 빗물펌프장의 운영개선을 하는 것이 필요할 것으로 판단된다. The pump stations are operating against flood peak discharges on an increasing trend due to the increase in impervious areas by rapid urbanization and climate changes, and generally the pump station is operating on the subsequent with water levels in a retarding basin. Therefore, this study has set up scenarios for the pump operating conditions, and estimated the reliability by analysis results of the flooding discharges and sites for each scenario. Also, this study has presented the regression equation between total flooding volume and flooding areas, and estimated the reduction scale in flooding areas through the regression equation for the flooding volume from the water level of the scenario that has the biggest difference from the current pump operation rule. The results showed reduction rates of flooding areas between 0.28% ~ 5.20%. It is considered that improvement to operation rules in the pumping stations as well as the internal drainage system to increase flood reduction effects.

통계학적인 방법을 이용한 가능최대강수량 산정을 위한 최소관측기간의 결정

심규범(Sim, Kyubum),이옥정(Lee, Okjeong),김상단(Kim, Sangdan),김응석(Kim, Eungseok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4

본 연구에서는 기상청 22개 지점을 대상으로 통계학적인 방법을 이용하여 가능최대강수량(PMP)을 산정하는데 있어 신뢰성 있는 강우자료의 최소기간이 제안되며, 제안된 최소기간 이하일 경우 이를 보정하기 위한 보정식이 제안된다. 최소기간을 제안하기 위해 모의발생기법을 이용하여 무작위로 연 최대 1일 강우량을 추출하여 자료기간에 따른 PMP를 추정하였으며, 자료기간에 따른 PMP의 표준편차와 실제 관측된 연 최대 1일 강우량의 표준편차와의 비교를 통하여 신뢰성 있는 PMP 산정에 필요한 최소기간을 선정하였다. 그 결과 최소기간은 43년으로 선정되었으며, 무작위 발생된 PMP에서 상⋅하위 25%를 제외한 후 지수함수 회귀식을 통해 보정 공식을 제안하였다. In this study, a minimum period of rainfall data is proposed for estimating reliable Probable Maximum Precipitation (PMP) using statistical methods for 22 stations of the Korea Meteorological Administration, and a correction formula for compensating PMP is proposed when the data period is below the proposed minimum period. In order to propose the minimum period, PMPs were estimated according to the data period by extracting annual maximum daily rainfall randomly with a stochastic technique, and the minimum period required for reliable PMP estimation was determined by the comparison between the standard deviation of PMPs with varios data periods and that of observed annual maximum daily rainfall. As a result, the minimum period was 43-year, and the correction formula was proposed by the exponential regression equation after excluding the upper and lower 25% of the randomly generated PMPs.

기상청 AR5 1-km 해상도 RCP 자료를 이용한 미래 가능최대강수량 분석

심규범(Sim, Kyubum),이옥정(Lee, Okjeong),김상단(Kim, Sangdan),김응석(Kim, Eungseok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4

본 연구에서는 통계학적 방법으로 산정된 과거 및 미래 가능최대강수량(PMP)의 변화 원인을 살펴보았다. 과거 일 강우자료는 기상청 22개 지점 자료를 이용하였으며, 미래 일 강우자료는 기상청 AR5 RCP (Regional Climate Model) 시나리오의 1-km 해상도 자료를 이용하였다. 분석 결과, 과거 강우에서는 포항 1,160.1 mm, 미래 강우에서는 부산 1,840.4 mm로 주로 일 강우자료의 표준편차가 큰 지점에서 높은 PMP가 추정되고 있음을 살펴볼 수 있었다. 또한, 과거 대비 미래의 PMP 변화율을 분석한 결과, 미래 PMP 변화율은 미래 연 최대 1일 강우량의 표준편차와 매우 높은 상관관계가 있는 것으로 파악되었다. In this study, the causes of observed and future changes of daily Probable Maximum Precipitation (PMP) estimated by statistical methods are investigated. Observed daily rainfall data of 22 meteorological stations operated by Korea Meteorological Administration(KMA) were used and future daily rainfall data were obtained from 1-km resolution data set of KMA AR5 RCP (Regional Climate Model) scenario. As a result, PMP was estimated to be 1,160.1 mm for Pohang site in the observed rainfall and 1,840.4 mm for Busan site in the future rainfall. It can be seen that high PMPs was estimated at observation sites where the standard deviation of daily rainfall time series is large. As a result of analyzing the PMP change rate of the future compared with the past, the change rate of the future PMP is highly correlated with the standard deviation of the annual maximum daily rainfall in the future.

SWMM 모형 매개변수의 불확실성 정량화 지수 산정

정건희,심규범,김응석,Chung, Gunhui,Sim, Kyu Bum,Kim, Eung Seok 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.2

급격히 발전하는 도시지역 및 산업단지의 경우 불투수지역이 대부분이며, 이로 인해 유출이 증가함에 따라 내수침수가 발생할 확률이 높아지고 있다. 도시지역의 유출해석은 대부분 SWMM 모형을 이용하여 강우-유출해석을 수행하고 있으나 이러한 모형은 실제 자연 현상을 해석하는데 한계가 있으며, 모형 자체도 불확실성을 가지고 있어 정확한 유출해석을 하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 모형의 매개변수를 조사하고 불확실성을 가지는 매개변수를 선정한 후 매개변수의 불확실성 정도를 불확실성 정량화 지수를 이용하여 정량화하였다. 수행 결과 관조도계수의 불확실성이 가장 크며, 유출량에 미치는 영향도 가장 컸다. 그러므로 우수관거 설계 시 관조도계수 추정을 보다 정확히 산정하여야 하며, 불확실성 정도를 예측하여 유출해석에 반영하고, 각 매개변수가 가지는 특성을 파악한다면 내수 침수를 예방하는데 큰 기여를 할 것으로 판단된다. In the case of rapidly developed urban and industrial complex, the most area becomes impervious, which causes the increasing runoff and high probability of flooding. SWMM model has been widely used to calculate stormwater runoff in urban areas, however, the model is limited to interpreting the actual natural phenomenon. It has the uncertainty in the model structure, so it is difficult to calculate the accurate runoff from the urban basin. In this study, the model parameters were investigated and uncertainty was quantified using Uncertainty Quantification Index (UQI). As a result, pipe roughness coefficient has the largest total uncertainty and largest effect on the total runoff. Therefore, when the stormwater pipe network is designed, pipe roughness coefficient has to be calibrated accurately. The quantified uncertainty should be considered in the runoff calculation. It is recommended to understand the characteristics of each parameter for the prevention and mitigation of urban flood.

한국판 어린이 및 청소년 성격유형검사(CATi) 표준화

심민보 ( Minbo Sim ),이정수 ( Jungsulee ),김영란 ( Youngran Kim ),신영규 ( Youngkyu Shin ),안범현 ( Byumhyun Ahn ),김재형 ( Jaehyoung Kim ),전미선 ( Miseon Jeon ),심규범 ( Kyubeom Sim ),김광성 ( Gwangseong Kim ) 한국심리유형학회 2017 심리유형과 인간발달 Vol.18 No.2

본 연구는 새로운 한국판 어린이 및 청소년 성격유형 검사도구(CATi)를 표준화하기 위한 것이다. 이를 위해 2013년부터 2016년까지 예비 표집, 본 표집, 추가 표집을 통해 총 5,284명의 전국단위 초등학생 4학년부터 중학생 3학년을 표집하였고, 이를 분석하였다. 탐색적 요인분석, 확인적 요인분석, 문항반응이론 등을 통해 신뢰도와 타당도를 확보하였고, 초등학생과 중학생이 함께 사용할 수 있는 검사도구를 만들었다. 문항 수가 줄었음에도 불구하고 기존 한국판 MMTIC 보다 신뢰도가 좋았으며, 미국 개정판 MMTIC의 통계기법 결과보다 더 좋은 검사결과를 보였다. 발달과정 중에 있는 어린이와 청소년의 성격유형 정보를 얻기 위해 종단연구의 필요성을 제시하고 있으며, 다양한 영역에서 새로운 검사도구의 활용을 제언하였다. This study is to standardize new korean child & adolescent type indicator(CATi). For this purpose, from 2013 to 2016, we sampled and analyzed national sample from 4 grade in elementary school to 3 grade in middle school through preliminary sampling, sampling, additional sampling. Through exploratory factor analysis, confirmatory factor analysis, and item response theory, reliability and validity were obtained. We created instrument that could be used together, elementary and middle school student. Even though the number of questions was reduced, the new version is more reliable than the previous korean version of MMTIC, and better than Statistical technique results of the US revised MMTIC. This study provides the need for longitudinal study to obtain information of types for children and adolescent in the development process, and the application of the new instrument in various areas.