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- 저자 : 우재형 ( Jaehyung Woo ) (검색결과 4 건)
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리스크 분석을 이용한 농업용 저수지의 하류부 피해예측 모델 개발
전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
농업생산기반시설 중 대표적인 구조물은 농업용 저수지이다. 농업용 저수지는 이수와 치수를 동시에 가능하게 하는 대표적인 수공구조물이다. 이러한 저수지의 붕괴시 다른 어떤 강우에 의한 홍수보다 규모가 크고 저수지 하류지역의 피해가 크다. 그러므로 저수지 붕괴 예측을 통한 안전계획 수립이 매우 중요하다. 저수지의 붕괴 형태는 제방형상, 구성재료, 건설방법, 제체마루의 경사와 타입, 사면 보호 커버, 여수토 형식 및 치수 등 다양한 요인에 따라 달라진다. 지금까지의 저수지 붕괴예측 모델은 이벤트 트리를 이용한 독립적인 파괴 확률사상의 연구가 주를 이루었다. 그러나 저수지의 붕괴 원인은 한 개의 원인으로 발생하지 않고 여러 인자가 복합적인 관계로부터 발생하게 된다. 따라서 저수지의 붕괴가 이루어지는 역학적 관계를 규명하여야 한다. 또한 저수지 붕괴 유형을 통계적으로 분석한 결과 월류 36%, 여수토 방수로 12%, 파이핑 46%, 활동 6%로 나타났다. 그러나 저수지의 붕괴에 따른 하류부 피해예측은 유출-수문곡선을 기반으로 하천의 단면을 통한 홍수유량을 산정하여 면적을 측정하고 있다. 본 연구에서는 월류, 제체사면활동, 여수토의 독립적인 파괴사상과 연쇄적인 파괴사상을 고려하여 발생되는 붕괴로부터 하류부 피해면적을 측정하고자 한다.
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DEM지형을 기반으로 한 직렬연결 된 상류저수지의 붕괴에 따른 하류저수지에 미치는 영향 분석
전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
저수지의 안전도 산출은 개별 저수지의 파괴만을 주목하여 고전적 개념에 기초한 확정적 관점에서 안전율을 산출하였고, 더 나아가 신뢰성 해석의 개념을 도입하여 단일 저수지를 하나의 요소로 가정하여 요소 신뢰성 평가를 수행하여 파괴확률을 산출하였다. 그러나 저수지의 경우에는 최적의 지형에 제방을 만들어 인위적으로 만들기 때문에 지형적인 조건으로 직렬 혹은 병렬로 연결되는 경우로 분류된다. 만약 상류 저수지가 파괴된다면 하류 저수지로는 빠른 시간 안에 막대한 양의 물이 유입된다. 따라서 하류 저수지의 파괴확률은 직렬로 연결된 경우 유량이 급증 할 수밖에 없는 구조이고, 병렬연결 저수지는 상대적인 변화 폭이 크지 않다. 또한 시스템이 정립되면 각 시스템의 상관성을 명확하게 하여 안전도 및 파괴확률을 재계산하는 것이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 상류저수지의 붕괴에 따른 하류저수지에 미치는 영향을 파악하여, 안전도 및 파괴확률의 변화량을 살펴보고자 한다.
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System Dynamics를 이용한 수리구조시스템의 해석 방안 연구
박진선 ( Jinseon Park ),전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-
시스템 다이내믹스는 사회시스템을 비롯한 모든 시스템적 거동을 보이는 대상을 역동적인 변화메커니즘을 비선형적인 피드백 시스템으로 파악하고, 이를 다양한 외적 요인을 고려하여 시뮬레이션 함으로써 시스템의 진화과정을 분석하고자 하는 기법이다. 시스템 다이내믹스라는 용어에서 시스템이라는 것은 구조로부터 유발된 행태가 다시 구조의 속성에 변화를 일으키는 순환적 관계를 갖는 것으로 이해 할 수 있다. 또한 다이내믹스는 구조 시스템에 발생하는 행태의 동태적 해석을 함의한다. 구조와 행태의 순환관계로 이루어진 조직은 비단 사회시스템뿐만 아니라 다양한 구조시스템 문제를 포함한다. 구조시스템의 문제에서도 구조물에 야기 된 이벤트의 유발요인과 결과가 서로 독립하여 존재하는 것이 아니며, 따라서 요인들 간의 중요성이 고정되어 있는 것이 아니다. 따라서 저수지 및 수로 시스템과 같이 복잡한 구조시스템을 다루는 농공학에서도 전체를 꿰뚫어 보면서 부분의 역할을 강조하고, 각 부분 간의 상호 개연성에 주목할 수 있는 사고의 전환이 요구된다. 대표적인 농업수리구조물은 전술한 바와 같이 저수지와 수로시스템을 꼽을 수 있으며, 저수지 또한 단일 구조물로 거동하는 것이 아니라 유역 내 같은 목적을 가진 저수지들이 시스템을 구성하고 유기적 관계를 유지하며 운영되고 있다. 이와 같은 농업수리구조물의 특성에 기인하여 농업용수의 효율적 이용과 홍수기 적정 방류량 산정과 같이 저수지 본래의 기능인 이수와 치수의 관점에서 집중적인 연구가 이루어졌으나, 상류댐과 하류댐 사이의 단선적 관계에 대한 규명에 국한되어 시스템 전체를 관망하되 각 부분이 전체 시스템 운영에 얼마나 기여하고 있는지, 이벤트가 발생했을 때 어느 요인이 가장 민감하게 시스템 운영에 영향을 주는 지 평가할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 시스템 사고를 기반으로 농업수리구조물의 안전도를 판단하는 예를 들어 시스템 다이내믹스 기법이 농공학 분야에 적용 가능함을 보이고, 이후 기타 연구로 확장해 갈 수 있는 영역을 살펴보도록 한다.
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안전율과 신뢰성지수를 고려한 연계된 농업수리구조물의 안전도 평가기법 탐색
박진선 ( Jinseon Park ),전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-
농업수리구조물은 농업 생산력의 증대를 궁극의 목표로 하는 농업기반시설물의 하나로 저수지 시스템을 대표적 구조물로 볼 수 있다. 이들은 용수의 저류 및 운송 역할을 수행하고 있어 파괴 시하류부의 막대한 피해가 발생할 수 있다. 농업수리구조물은 용수자원을 축적, 배분, 공급하는 역할을 수행하므로 수계를 따라 군집하여 건설되는 경우가 많으며, 이에 따라 하천에 여러 구조물이 위계를 가지고 제작, 운영되기도 한다. 이 경우 상류 구조물의 파괴 또는 붕괴는 하류 구조물의 안전도에 치명적인 위험 요인이 된다. 따라서 농업수리시스템의 안전을 보장하기 위해서는 단위 시설물에 대한 해석 외에 시스템적 관점에서 연계된 연속 구조물의 안전도의 평가가 필연적으로 요구된다. 안전도를 평가하는 기법으로는 관점에 따라 확정론과 확률론의 개념을 살펴볼 필요가 있다. 확정론이란 구조물이 처해 있는 재료 · 기하 · 하중의 변수를 확정값을 고려하여 하중과 내하력의 비를 통해 구조물의 안전도를 논의하는 기법으로 확정론에서 언급하는 안전도 평가 지표가 안전율이다. 안전율은 구조물의 설계 내하력을 2배~3.5배가량 크게 설정하여 구조물의 안전도를 높이는 방식이다. 이때는 설계 및 시공 상에서 발생할 수 있는 재료, 단면, 형상, 하중 등의 구체적 변동성을 어림잡아 반영할 수밖에 없기 때문에 내하력을 요구량보다 증대시켜 구조물의 내재된 불확실성을 보완하고자 하였다. 그러나, 안전율만으로는 내재된 불확실성을 정량적으로 평가할 수 없기 때문에 현실설명력이 높지 않음을 인지할 수 있다. 이러한 문제점을 개선하고 보다 현실적인 해법을 찾기 위해 확률론 개념을 도입하였다. 확률론은 변수들의 변동성을 고려하여 파괴 가능성을 산출하는 개념으로 확률론적 평가 지표로는 신뢰성지수를 꼽을 수 있다. 확률론 개념에서는 구조물의 파괴를 확률로 표현할 수 있으며, 따라서 분포로 존재한다. 이 점이 확률론적 관점의 핵심이며, 과거안전율 개념과 차별화된 위상을 보여주는 특징이라 할 수 있다. 가령 하중과 저항의 편차가 크게 나타나는 분포를 가지는 구조물에서 안전율 개념은 하중이 저항이 보다 작다는 값이 도출되면 안전측에 든다고 평가할 수밖에 없다. 그러나 확률론의 입장에서 살펴보면 구조물이 파괴에 이를 수 있는 확률을 얻을 수 있고, 이로써 구조물의 안전도를 평가하고 파괴를 예고할 수 있다. 본 연구에서는 확률론적 관점을 기반으로 연계 운영되는 저수지군의 단위 구조물의 파괴 가능성을 도출하고, 시스템으로 거동하는 유역 내 저수지의 파괴 가능성을 살펴보고자 한다.
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