수자원 공급 사업의 경제성 평가: 실물옵션가치평가기법의 적용성 검토

유순영,김태희,Yu, Soon-Young,Unger, Andre J.A.,Kim, Tae-Hee 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.5

금융시장에서 옵션과 같은 파생상품의 가격 결정에 이용되는 옵션가격결정모델의 기본개념이 비금융 사업의 옵션가치 평가에 이용되고 있다. 본 논문에서는 실물옵션이라 불리는 이들 비금융 사업 옵션의 특성을 살펴보고, 실물옵션가치평가기법이 수자원 공급 사업의 경제성 평가에 이용되는 방안을 검토해 보고자 하였다. 수자원 공급 사업이 일반적으로 대규모 투자비용이 소요되고, 사업 기간이 긴 이유로 말미암아 경영상의 유연성이 요구되며, 미래의 수익과 비용 흐름이 불확실하다는 것을 고려할 때, 실물옵션가치평가기법은 운영 옵션의 가치를 평가하고, 이를 수자원 공급 사업의 가치 평가 과정에 포함시키므로써, 기존 현금흐름할인법의 단점을 보안할 수 있는 경제적 가치 평가 기법으로 이용될 수 있을 것으로 보인다. Option pricing model in finance has been applied to price non-financial options, called real options. The real option valuation method is ideally suited to irreversible decision making under uncertainty, including the need to determine the optimal time to act and even change between alternative courses of action as information is collected. Therefore, the real option valuation method is expected to provide a superior and less subjective approach to determining optimal strategies for water resources supply projects, which have been reported to have huge risks due to uncertainties, and investors and policy makers need to build an optimal strategy - when and if to invest - with uncertainties and managerial flexibilities considered.

미래 자원환경지질 분야로서 국가기반시설 리질리언스 연구 동향 분석

유순영,Yu, Soon-Young 대한자원환경지질학회 2011 자원환경지질 Vol.44 No.6

미국에서는 재난으로 인한 기반시설물의 피해를 줄이기 위해 국가기반시설 리질리언스 확보가 국가기반시설보호계획에 활용되고 있다. 여기서 "리질리언스"는 재난으로 인한 시스템의 영향을 효율적으로 줄일 수 있는 기반시설 시스템의 능력으로, 리질리언스 비용으로 정량화가 시도되었다. 리질리언스 비용은 시스템 영향과 복구노력을 합한 것으로, 리질리언스 평가 사례는 리질리언스 평가시 복구노력을 고려할 필요가 있음을 보여주고 있다. 본 논문은 리질리언스 비용을 설명하고, 연구 사례를 통해 리질리언스 비용의 평가 방법을 보여주고자 한다. Critical infrastructure resilience has been integrated in critical infrastructure protection in US after Department of Homeland Security recognized that protection, in isolation, is a brittle strategy. Here "resilience" is the system's ability to efficiently reduce both the magnitude and the duration of systemic impacts after hazards, and quantitatively assessed as a resilience cost. The resilience cost is the sum of systemic impacts and recovery efforts, and many case studies on resilience costs show that the recovery effort should be included in resilience assessment. This paper explains how the resilience cost is defined and quantified with a case study.

피지의 열대성 사이클론 피해 사례 분석 및 방재 대책에 관한 연구

유순영,김창용,박경호,박덕근,Yu. Soon Young,Kim. Chang Yong,Park. Kyung Ho,Park. Dug Keun 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.3

급변하는 국제환경 속에서 최근 공적개발원조 수원국에서 공여국으로 전환된 우리나라는 우리의 선진 방재 기술을 개도국에 전파하여 개도국 국가들의 재해 방재에 기여할 필요가 있다. 이에 수원국 및 원조 프로그램에 대한 이해가 시급하나, 연구가 부족한 실정이다. 한편 기후 변화로 인한 해수면 상승, 해안지역의 침수 침식, 홍수, 열대성 사이클론 등의 자연재해로 국가존립을 위협받는 남태평양 도서국들은 적은 인구, 좁은 국토, 지리적 고립성 등으로 인해 자발적 대처 능력이 매우 부족하여 선진국과의 협력이 절실한 상황이다. 이에 본 논문은 열대성 사이클론에 대한 피해 조사가 비교적 잘 이루어지고 있는 피지를 선택하여, 피지의 열대성 사이클론에 대한 피해 분석과 방재 대책을 연구하였다. 피지에 직접적 피해를 입혔던 6개의 열대성 사이클론에 대한 피해 보고서를 검토하여, 사이클론 경로, 사망자수 및 원인, 사회 생산 인프라 부문 피해액, 교훈 등을 분석하였다. 이들 분석을 기반으로, 예 경보 시스템 구축, 재난통신 체계 구축, 복합 재해 정보 시스템 구축, 건물코드 정립 및 법규화, 재해 보험법 도입, 친환경적인 해안침식 안정화 방안과 도로 포장 복구 기술 등의 방재 대책을 제시하였다. 피지의 사이클론 피해 사례 및 방재 대책들은 우리나라의 태풍 피해 및 방재 대책과 유사함을 알 수 있었으며, 이에 우리나라의 기존 방재 연구들이 피지의 방재 대책 수립에 많은 도움이 될 것으로 사료된다. 또한, 본 연구의 결과는 남서태평양 도서국들의 상황에 맞는 방재 기술 기반의 공적개발원조(ODA) 프로그램이 개발되는데 도움이 될 것으로 사료된다. Korea became the 24th member nation in the Development Assistance Committee(DAC) in OECD from an aid recipient. We are obliged to transfer our advanced disaster prevention technologies to developing countries, which requires the understanding of aid recipients and aid programs. Meanwhile, the Pacific Islands are prone to natural disasters, such as sea level increase, coastal erosion, flooding and tropical cyclones due to climate change. They are in desperate need of cooperation with developed countries to cope with natural disasters given the lack of management capacity as well as geographical difficulties. This study deals with damage analysis and prevention measures of tropical cyclones, particularly in Fiji. Damage assessment reports of six tropical cyclones(TC-Ami, TC-Cliff, TC-Daman, TC-Gene, TC-Mick and TC-Thomas) are used to conduct the damages analyses, including cyclone tracks, fatalities and causes, damage costs in social, productive and infrastructure sectors, and lessons learned. Based on the damage analyses, disaster management measures, such as early warning system, disaster telecommunication system, integrated hazard information system & tools, building codes, disaster insurance, environment-friendly road pavement and coastal erosion stabilization, are suggested. The study results show that the korean knowledge and knowhow on Disaster Risk Management(DRM) seem to be useful in improving the Fiji`s DRM system given the similarity between tropical cyclones and typhoons. In addition, the results are expected to be helpful for developing an Official Development Assistance (ODA) program to strengthen the Pacific Islands against tropical cyclones, with korean disaster prevention technologies.

Hazus-MH 2.1을 이용한 홍수 손실 평가 연구

유순영 ( Soon Young Yu ),안현욱 ( Hyun Uk An ) 한국리스크관리학회 2013 리스크 管理硏究 Vol.24 No.1

미국 플로리다 주에 위치한 Sopchoppy River 지역에 Hazus-MH 2.1을 적용하여 500년 빈도의 홍수 손실을 평가해 본 후 열대폭풍 데비로 인한 실제 피해액과 비교해 보았다. 미국 연방재난관리청의 Hazus-MH는 국가 주도로 개발된 대표적인 재난 손실 평가 소프트웨어로 많은 나라에서 벤치마크하고 있다. 본 논문은 가용한 자료를 최대한 활용하여 재난 손실을 평가하는 해봄으로써 Hazus-MH의 재난 손실 평가 프레임워크를 분석하고자 하였으며, Hazus-MH의 평가 결과를 실제 피해액과 비교함으로써 Hazus-MH의 신뢰도를 평가해보고자 하였다. 특히 국내에서 가장 빈번하게 큰 피해를 입히는 홍수의 손실 평가 과정을 집중 분석하고자 하였다. 연구 결과, Hazus-MH의 홍수 손실 평가 프레임워크는 국내 다차원 홍수피해산정방법과 유사하나, 침수심-피해액 곡선이 상세화되어 있고, 직접 피해액 이외에도 간접피해액을 고려하고 있으며, 인명피해액을 계산하지 않는 차이가 있었다. 또한 Hazus-MH의 재난 손실 평가 프레임워크는 홍수, 해일, 지진, 허리케인으로 인한 손실을 평가할 수 있도록 체계적으로 시스템화되어 있어, 미국 이외의 국가에서는 물론 다양한 재난의 손실 평가 프로그램으로도 확장 가능한 것으로 보인다. 이에 국내에서도 활용도가 높을 것으로 기대된다. 500-year flood loss around Sopchoppy river, Florida was estimated using Hazus-MH 2.1 and compared to the reported loss due to tropical storm Debby in 2012, based on the discharge-frequency relationship. In particular, we aimed to analyze the Hazus-MH Flood loss estimation framework and compare it to MD-FDA in Korea. Study results show that the loss estimated by Hazus-MH is well agreed with the loss due to Debby if the detailed information from DFIRM is used. The loss estimation framework in Hazus-MH Flood is similar to MD-FDA in Korea in that both calculate losses by multiplying damage ratios and replacement values per each flood depth. However, Hazus-MH Flood divides inventory into more categories and has detailed depth-damage functions for each inventory. In addition, Hazus-MH evaluates indirect economic losses as well as indirect damage. Moreover, Hazus-MH is software that implements the loss estimation framework, which is applicable to other countries for various hazards. The study result implies Hazus-MH can be applied in Korea if the database is formatted for Hazus-MH.

자연재해의 경제적 영향평가 연구방법론과 백두산화산재해에의 적용 가능성

강주화,유순영,윤성민,Jiang, Zhuhua,Yu, Soon-Young,Yoon, Seong-Min 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.2

자연재해의 경제적 영향평가에 대한 연구는 많으나 화산재해의 영향평가에 대한 연구는 상대적으로 매우 적다. 국내의 경우, 화산 폭발에 대한 국가적, 사회적 관심 부족으로 화산재해 영향평가에 대한 학계 연구도 매우 부족하다. 이러한 연구실정을 고려하여, 본 연구는 자연재해의 경제적 영향평가 연구방법론을 조사하고 향후 예상되는 백두산 화산재해에의 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구의 주요 내용과 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 자연재해 및 화산재해에 대해 조사한 결과, 아시아지역에서 자연재해 피해규모가 가장 컸고 아시아와 아메리카 대륙의 경제적 피해가 가장 많았던 것으로 나타났다. 둘째, 최근 30년 사이에 화산분화가 매우 빈번했던 일본에서 화산재해로 인한 피해연구가 활발했던 반면, 화산분화가 드문 한국과 중국에서는 화산재해의 경제적 영향에 대한 연구가 매우 희소하다. 셋째, 자연재해에 의한 피해 유형 및 복합 피해구조에 대하여 살펴보았고, 그 중에서 정량적인 분석이 가능하다고 생각되는 경제적 간접피해를 추정할 수 있는 몇 가지 방법들을 비교 검토해 보았다. 각 방법론을 백두산 화산재해에 적용하는 경우, 모형 고유의 특징 때문에 피해규모가 과대 추정되거나 혹은 과소 추정될 가능성이 있으므로 계산된 피해결과는 사후적인 비교 검토가 필요하다. 마지막으로 일본의 화산재해에 관한 학술적 연구를 백두산 화산폭발의 경제적 영향 평가 연구의 출발점으로 활용할 수도 있겠지만, 미국에서 사용되는 Hazus나 뉴질랜드에서 사용되는 RiskScape와 같은 컴퓨터 SW를 활용하거나 개발하여 백두산 화산재해의 경제적 영향을 예측하는 것도 좋은 방법이라고 생각된다. There are many studies for the economic impact assessment of natural disasters, but there are few for volcanic disasters. Domestic academic research is not under active discussion because of the lack of national and social interest for volcanic eruption. This study investigated the research methodology for the economic impact assessment of natural disasters and discussed whether these can be applied to the economic impact analysis for the Baekdu Mountain volcanic disaster. The main findings are as follows: Firstly, Asia-Pacific region is the most affected by natural disasters and has the largest scale of damage. Asian and American Continent have the most economic damage. Secondly, Considering the types of damage caused by natural disasters and its complex structure, several methodologies that could be possible to estimate economic consequential damages have been compared. When applying each methodology to the Baekdu Mountain volcanic disaster, the scale of damage is likely to be over-estimated or under-estimated because of model-specific features. Thus, estimated values should be compared to each other after calculating the damage results. Thirdly, Japanese academic research on the volcanic disaster will be used as the starting point of the economic impact assessment studies for Baekdu Mountain. Using computer SW such as Hazus which is used in United States and RiskScape from New Zealand is also a good method to predict economic impact of the Baekdu Mountain volcanic disaster.

논문 : 홍수위험지도 작성을 위한 댐 붕괴 지점에서의 유량곡선 산정

이길하 ( Khil Ha Lee ),김성욱 ( Sung Wook Kim ),유순영 ( Soon Young Yu ),김상현 ( Sang Hyun Kim ),조진우 ( Jin Woo Cho ),김진만 ( Jin Man Kim ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.4

홍수위험지도를 작성하기 위하여 수치모형을 이용한 잠재적 피해 대상 지역 파악이 선행되어야 한다. 댐 붕괴로 인하여 빚어지는 홍수위험지도 작성에서도 시나리오 별로 댐 붕괴를 모의하기 위한 댐 붕괴 수치 모의가 필요하다. 댐 붕괴 시 첨두 유량은 결정 인자인 댐 붕괴(breach)나 저수지의 수량과 댐 붕괴 형성 및 진행에 민감하므로 이런 요소를 포함하는 물리적 모형이 필요하다. 댐 붕괴 메커니즘과 수리학적 현상이 모든 댐 붕괴에 같다고 가정하고 하나의 물리적 댐 붕괴 수치 모형을 구축하였다. 댐 붕괴지점에서 수문곡선을 추정하는데 초점을 두어 댐 하류의 하도 추적 시 상류부의 경계조건 역할을 하도록 하는것이며, 연구에서 하류부의 하도 추적은 다루지 않았다. 물리적 모형은 댐 붕괴 형성과정에 필요한 역할과 댐 붕괴를 통한 흐름의 수리학적 설명을 담고 있다. 2008년 중국의 장지산(Tangjishan) 댐 붕괴 시 관측된 현장 자료를 이용하여 모형의 수행능력을 검정하였다. 모의 결과는 만족할만한 수준의 정확도를 가지는 것으로 나타났으며 결정계수는 0.974, NSC는 0.94, RMSE 는 610 m3/sec 정도로 나타났다. 이로 미루어보아 연구에서 구축된 댐 붕괴 모형은 실제 댐 붕괴 관측 자료를 현실적으로 잘재현해내는 것으로 확인되었으며, 댐 붕괴로 인한 홍수위험지도 구축 시 상류부 경계조건으로서 활용성이 높은 것으로 나타났다. In compiling flood hazard maps for the case of dam-failure, a scenario-based numerical modeling approach is commonly used, involving the modeling of important parameters that capture peak discharge, such as breach formation and progress. In this study, an earth-dam-break model is constructed assuming an identical mechanism and hydraulic process for all dam-break processes. A focus of the analysis is estimation of the hydrograph at the outlet as a function of time. The constructed hydrograph then serves as an upper boundary condition in running the flood routing model downstream, although flood routing is not considered here. Validation was performed using the record of the Tangjishan dam-break in China. The results were satisfactory, with a coefficient of determination of 0.974, Nash-Sutcliffe Coefficient of Efficiency (NSC) of 0.94, and Root Mean Square Error (RMSE) of 610 m3/sec. The proposed model will contribute to assessments of potential flood hazards caused by dam-break.

FLO-2D에서 댐붕괴 모형 매개변수의 침수 범위 민감도 분석

이길하 ( Khil Ha Lee ),손명호 ( Myung Ho Son ),김성욱 ( Sung Wook Kim ),유순영 ( Soon Young Yu ),조진우 ( Jin Woo Cho ),김진만 ( Jin Man Kim ),정규정 ( Jung Kyu Jung ) 대한지질공학회 2014 지질공학 Vol.24 No.1

댐붕괴로 인하여 빚어지는 홍수위험지도 작성에서 물리적 현상을 재현해내기 위하여 수치모형이 사용되는 것이 일반적이다. 이때 모형의 정확도는 저수지의 수량과 댐붕괴 형성 및 진행을 포함한 모형의 물리적 구조, 입력인자 및 매개변수의 신뢰도에 의하여 결정되기 마련이다. 특히 입력인자 및 매개변수는 모형을 이용하기 이전에 미리 결정하여 입력하게 되며 사용자의 판단과 주관에 의지하므로 주의가 요구된다. 이 연구에서는 댐붕괴 모형을 FLO-2D와 연동하여 홍수침수모의를 실시할 때에 댐붕괴 모형에서 세 개의 매개변수(붕괴각도 θ, 저수지 형상계수 P, 붕괴율 k가 FLO-2D의 침수모의(침수범위, 침수깊이 등)에 어떻게 영향을 미치는 가를 살펴보았다. 붕괴각도 θ는 FLO-2D의 침수모의에 있어 낮은 영향을 미치나 저수지 형상계수 P와 붕괴율 k는 중대한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 연구는 향후 댐붕괴에의한 홍수 위험의 피해를 저감하는데 기여할 것이다. Numerical modeling is commonly used to reproduce the physical phenomena of dam-break and to compile resulting flood hazard maps. The accuracy of a dam-break model depends on the physical structure that describes the volume of storage, breach formation and progress, input variables, and model parameters. Model input and parameters are subjective in that they are prescribed; hence, caution is needed when interpreting the results. This study focuses on three parameters (breach degree θ, shape factor P, and collapse rate k) used when the dam-break model is coupled with FLO-2D (a two-dimensional flood simulation model) to estimate flood coverage and depth etc. The results show that the simulation is sensitive to the shape factor P and the collapse rate k but not to the breach degree θ. This study will contribute to reducing flood damage from dam-break disasters in the future.

CO2 지중저장 주입정에서의 CO2-H2O-시멘트 반응 운송 모델링

조민기 ( Min Ki Jo ),채기탁 ( Gi Tak Chae ),최병영 ( Byoung Young Choi ),유순영 ( Soon Young Yu ),김태희 ( Tae Hee Kim ),김정찬 ( Jeong Chan Kim ) 대한지질공학회 2010 지질공학 Vol.20 No.4

CO2 지중저장에서는 대량의 CO2를 장기간 안전하게 저장하여야하기 때문에 CO2 누출이 발생할 경우 CO2 지중저장의 목적이 달성될 수 없을 뿐만 아니라 주변지역으로 CO2가 확산되어 보건/환경/생태에 큰 영향을 미칠 수 있다. CO2 주입시 주입정을 통한 누출의 가능성이 가장 높기 때문에, 본 연구에서는 관정 시멘트에 crack이 발생하였다는 가정 하에 crack으로 CO2가 누출될 경우 CO2-H2O-시멘트 간에 발생할 수 있는 화학 반응을 지구화학 모델링을 통하여 예측하였다. 모델링 결과 CO2-plume이 진행됨에 따라 시멘트 페이스트를 구성하는 portlandite와 CSH(Calcium Silicate Hydrate)가 용해되고, 2차적으로 CSH의 침전과 calcite의 침전이 발생하는 것으로 예상되었다. 약 3년 후에는 침전물의 대부분을 calcite가 차지하고 약 30년까지 침전물의 대부분을 이루게 된다. 본 연구 결과는 CO2 누출 시 주입관정 내 시멘트에서 발생할 수 있는 화학적인 변화를 이해하고, 반응 모델은 누출을 방지하기 위한 시멘트 관련 연구/개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. CO2 leakage from a geological formation utilized for CO2 storage could result in failure of the facility and threaten the environment, as well as human safety and health. A reactive transport model of a CO2-H2O-cement reaction was constructed to understand chemical changes in the case of CO2 leakage through a cement crack in an injection well, which is the most probable leakage pathway during geological storage. The model results showed the dissolution of portlandite and CSH (calcium silicate hydrate) within the cement paste, and the precipitation of secondary CSH and calcite as the CO2 plume migrated along the crack. Calcite occupied most of the crack after 3 year of reaction, which could be maintained until 30 years after crack development. The present results could be applied in the development of technology to prevent CO2 leakage and to enhance the integrity of wells constructed for CO2 geological storage.

온도 및 함수비에 따른 전기비저항

김성욱 ( Sung Wook Kim ),최은경 ( Eun Kyeung Choi ),이길하 ( Khil Ha Lee ),유순영 ( Soon Young Yu ),조진우 ( Jin Woo Cho ) 대한지질공학회 2014 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2014 No.1