간접편익을 고려한 재해예방사업의 경제성 분석 및 평가

왕원준,최창현,김동현,유영훈,서용석,김형수 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.6

In order to derive accurate investment priority results for current disaster prevention projects, it is necessary to introduce a methodology that has improved upon the existing economic evaluation model. In this study, we used the Korean damage and loss function, which was newly developed in an R&D project of the Ministry of the Interior and Safety (MOIS). In the case of indirect benefit calculations, indirect benefit items that can be calculated for cost value were selected and developed to be applicable at the district level. As of 2014, Anmalcheon district had the highest B/C value, while the lowest B/C value was in Gwangam Second District. 현재 국내에서 시행되고 있는 재해예방사업에 대한 정확한 투자우선순위 결과를 도출하기 위해선 기존의 경제성 평가모형을 개선한 방법론의 도입이 필요하다. 본 연구에서는 직접편익 산정을 행정안전부 R&D 과제에서 새롭게 개발한 ‘한국형 손상⋅손실 함수’를 사용하였다. 간접편익 산정의 경우 비용가치로 산출할 수 있는 간접편익 항목을 선정 및 개발하여 지구 단위의 소규모 지역에 적용할 수 있도록 하였다. 2014년도 기준 동두천시 5개의 하천재해위험지구에서 시행되는 재해예방사업에 시범 적용한 결과 안말천지구가 가장 높은 B/C값을 보였으며, 광암제2지구에서 가장 낮은 B/C값이 도출되었다.

Analysis of Chaos Characterization and Forecasting of Daily Streamflow

왕원준,유영훈,이명진,배영해,김형수 한국습지학회 2019 한국습지학회지 Vol.21 No.3

Hydrologic time series has been analyzed and forecasted by using classical linear models. However, there is growing evidence of nonlinear structure in natural phenomena and hydrologic time series associated with their patterns and fluctuations. Therefore, the classical linear techniques for time series analysis and forecasting may not be appropriate for nonlinear processes. Daily streamflow series at St. Johns river near Cocoa, Florida, USA showed an interesting result of a low dimensional, nonlinear dynamical system but daily inflow at Soyang reservoir, South Korea showed stochastic property. Based on the chaotic dynamical characteristic, DVS (deterministic versus stochastic) algorithm is used for short-term forecasting, as well as for exploring the properties of the system. In addition to the use of DVS algorithm, a neural network scheme for the forecasting of the daily streamflow series can be used and the two techniques are compared in this study. As a result, the daily streamflow which has chaotic property showed much more accurate result in short term forecasting than stochastic data.

격자 기반 전국 지자체 단위 홍수위험도 평가 방법 개발

왕원준,김형수,김수전,김경탁,Wang, Won-Jun,Kim, Hyeong-Su,Kim, Su-Jeon,Kim, Gyeong-Tak 한국수자원학회 2022 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.55 No.10

홍수위험도 평가를 활용한 인천광역시 복원탄력성 의사결정 지원

왕원준(Wang, Won-joon),김동현(Kim, Donghyun),유영훈(Yoo, Younghoon),이준형(Lee, Junhyeong),김경탁(Kim, Kyung Tak),김형수(Kim, Hung Soo) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.4

인천광역시는 2020년 UNDRR 국제안전도시로 인정된 이후 향후 10년 동안 복원탄력성 강화를 목표로 관련 정책을 추진하고 있다. 복원탄력성 평가에서 사용되는 위험 평가 도구인 QRE (Quick Risk Estimation)는 복원탄력성 강화에 대한 전문가들의 의사결정을 지원한다. 하지만, QRE는 홍수와 같은 특정 재난에 대하여 상세한 분석이 어렵다는 한계가 있다. 그러므로 본 연구에서는 인천광역시 10개 시군구를 대상으로 2016~2019년까지 연도별 IBA (Indicator Based Approach) 기반 홍수위험도 평가를 수행하여 QRE 도구와 함께 인천광역시 복원탄력성 강화에 대한 전문가들의 의사결정을 지원하고자 한다. 홍수위험도 평가는 Hazard, Exposure, Vulnerability, Capacity 4개의 항목과 11개의 세부지표로 구성되어 있으며, 평가 단계별로 세부지표별 지수, 항목별 지수, 홍수위험도 지수를 산정하였다. 2019년 기준 시군구별 홍수위험도 지수는 강화군, 미추홀구, 중구, 서구, 옹진군 등의 순서로 크게 산정되었다. 최종적으로 홍수위험도 평가는 홍수위험에 대응하는 시군구별 상황과 위험에 노출된 지표들의 변화를 파악하여 복원탄력성 강화를 위한 합리적인 의사결정 지원에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. Since it was recognized as a UNDRR international safety city in 2020, Incheon Metropolitan City has been promoting policies aiming to strengthen resilience strategies for the next 10 years. For the resilience assessment, a Quick Risk Estimation (QRE), which is a risk assessment tool for various disasters, can also be used to support the decision-making of experts on strengthening resilience strategies. However, QRE is unable to provide a detailed risk assessment of a specific disaster such as flood. Therefore, in this study, a flood risk assessment was performed from 2016 to 2019 using the Indicator Based Approach for the 10 cities and counties in Incheon city. The aforementioned method can also support the decision-making of experts for disaster management alongside QRE results. The flood risk assessment in this study consists of four items (hazard, exposure, vulnerability, and capacity) and 11 detailed indicators. The details for each index, item, and flood risk indices were calculated for each evaluation stage. As of 2019, the flood risk index had been calculated for Ganghwa-gun (county), Michuhol-gu (district), Jung-gu, Seo-gu, and Ongjin-gun, among others. The flood risk assessment conducted in this study is believed to be beneficial for a rational decision-making that can support the strengthening of resilience strategies by identifying changes in city- and county-specific situations and risk-exposed indicators in response to flood risks.

관측소별 강우 시계열 자료를 활용한 군집 및 경향성 분석

왕원준(Wang, Won-joon),이기성(Lee, Kisung),황보종구(Hwang Bo, Jong-Gu),김형수(Kim, Hung Soo) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

홍수위험도 평가를 위한 격자단위 공간분석자료의 적용성 분석

왕원준(Wang, Won-joon),김수전(Kim, Soojun),김경탁(Kim, Kyung Tak),이충기(Lee, Choongke),김형수(Kim, Hung Soo) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

현재 국내에서 사용하고 있는 위험도 평가 기법들은 지자체단위 풍수해, 사회재난, 행정업무 처리능력 등 다양한 요소들을종합해서 평가하기 때문에 홍수위험에 대한 평가만을 보여주는 데 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 경기도 31개 시군별도로명주소 전자지도(건물)와 건축물수 격자자료를 사용하여 침수피해 영향범위 내에 위치한 통계값만을 추출하여 홍수위험도평가를 수행하였다. 자료 유형에 따라 발생하는 통계값의 차이는 격자자료에 보정계수를 적용하여 보완하였다. 보정된 건축물수격자자료로 경기도 지자체별 세부지표 지수를 산정한 결과 단순히 건축물수를 통계자료를 사용했을 때에는 화성시, 용인시, 평택시 순으로 지수가 크게 산정되었다. 하지만, 홍수위험지도와 중첩된 건축물수를 사용했을 때에는 고양시, 광명시, 김포시순으로 지수가 크게 산정되어 기존 방법론 대비 정확한 결과를 얻을 수 있었다. The risk assessment techniques currently used in Korea have proven to have limitations as they provide flood risk assessments only. Although these assessment techniques comprehensively evaluate various factors such as wind and flood damage and social disruption, the administrative task-handling capacity is limited at the local government level. In this study, using electronic maps (which include building and road name addresses) and number of buildings in 31 cities and counties in Gyeonggi-do, only the statistical values located within the impact range of flood damage were extracted and evaluated for flood risk. The differences in statistical values resulting from data types were supplemented by the use of correction factors in the grid data. As a result of calculating the detailed index of each local government in Gyeonggi Province using the corrected grid data, the index was calculated in this order: Hwaseong, Yongin and Pyeongtaek. However, when the flood risk map and the number of overlapping buildings were used, the index was calculated in this revised order: Goyang City, Gwangmyeong City, and Gimpo City. This provided results that are more accurate than that of the existing methodologies.

낙동강 유역 강우 시계열의 군집 및 경향성 분석

왕원준(Wang, Won-joon),김삼은(Kim, Sam Eun),송재현(Song, Jae Hyun),이준형(Lee, Junhyeong),김경탁(Kim, Kyung Tak),김형수(Kim, Hung Soo) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.2

국내에서는 근래 기후변화의 영향으로 강우량과 유출량의 변동성이 커짐에 따라 수자원을 효율적으로 관리하는 데 어려움을 겪고 있다. 따라서 사전에 관측소별 강우량의 경향성과 특성을 파악할 수 있다면 강우량의 변동성으로 인해 발생하는 문제들을 효과적으로 대처할 수 있다. 본 연구에서는 2000~2019년 낙동강 유역의 64개 강우관측소를 대상으로 K-means 군집 분석을 통해 관측소별 표고에 따른 강우 특성을 파악하고, 동질성 검정과 수정 Mann-Kendall 검정으로 강우량의 경향성을 파악하고자 하였다. 분석 결과 경향성 분석에선 3월, 4월, 11월, 12월, 봄 및 가을에는 증가 추세를 보였고 1월, 5~9월, 여름 및 연도별로는 감소 추세가 나타났다. 또한 군집 분석에서는 군집의 개수를 3개로 설정했을 때 관측소별 표고에 따라 강우 특성이 다르게 나타남을 확인하였다. 연구를 통해 도출된 군집별 강우 특성과 관측소별 경향성 분석 결과를 연계하면 강우량의 변동성을 고려한 수자원 관리 방안을 마련하는 데 활용될 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, it is difficult to efficiently manage water resources, due to the variability of rainfall in addition to the increasing outflow due to climate change in recent years. Therefore, if the trends and characteristics of rainfall at each station can be identified in advance, the problems caused by the variability of rainfall can be effectively dealt with. In this study, the data on rainfall characteristics of 64 rainfall stations in the Nakdong river basin were collected for the period 2000 to 2019. The data were analyzed according to the elevation of each station using K-means cluster analysis, and the rainfall trends at each station were identified by homogeneity test and modified Mann-Kendall test. The analysis showed an increasing trend in March, April, November, December, spring and autumn, and a decreasing trend in January, May, September, summer and year. Also, based on the cluster analysis, it was confirmed that when the number of clusters was set to three, the rainfall characteristics were different depending on the elevation of each station. It is believed that linking the characteristics of rainfall by cluster and the results of trend analysis by station derived from the study can be used to come up with a water resource management plan that takes into account the variability of rainfall.

비상급수의 규모를 고려한 기상학적 가뭄 강도 수립

이승민,왕원준,김동현,한희찬,김수전,김형수 한국수자원학회 2023 한국수자원학회논문집 Vol.56 No.10

최근 기후변화가 심화됨에 따라 가뭄으로 유발되는 피해가 증가하고 있다. 현재 국내의 가뭄 강도를 결정하기 위해 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 기준으로 분류를 수행하고 있다. 현재 국내에서는 최근 6개월 동안의 누적강수량을 기준(SPI-6)으로 관심, 주의, 경계, 심각의 기상학적 가뭄의 강도를 분류하고 있다. 그러나 강수량만을 기초자료로 활용하기 때문에 가뭄 강도를 분류하는 데 한계가 있다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 SPI에 따른 국내 기상학적 가뭄 예・경보 기준의 한계점을 극복하고자 국가가뭄정보포털(National Drought Information Portal, NDIP)에서 제공하는 비상급수 피해자료를 수집하여 가뭄의 강도를 분류하였다. 그리고 SPI의 인자인 강수량과 증발산량 산정에 사용되는 인자인 온도, 습도 등을 min-max 정규화로 지수화한 후 유전 알고리즘(Genetic Algorithm, GA) 기반으로 각 인자들에 대한 계수를 산정하였다. 비상급수에 따른 가뭄의 강도를 분류하여 종속변수로 활용하고, GA에 의한 각 기상인자들의 계수를 활용하여 새로운 가뭄 강도 분류 지수(Drought Severity Classification Index, DSCI)를 도출하고자 하였다. DSCI를 도출한 후 누적분포함수를 활용하여 분위별 경계를 강도 단계 분류 기준으로 제시하였다. 본 연구에서 제시한 DSCI를 활용하면 기존 SPI보다 가뭄 강도를 정확하게 분류할 수 있어, 재난 담당자들의 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 판단된다. Recent intensification of climate change has led to an increase in damages caused by droughts. Currently, in Korea, the Standardized Precipitation Index (SPI) is used as a criterion to classify the intensity of droughts. Based on the accumulated precipitation over the past six months (SPI-6), meteorological drought intensities are classified into four categories: concern, caution, alert, and severe. However, there is a limitation in classifying drought intensity solely based on precipitation. To overcome the limitations of the meteorological drought warning criteria based on SPI, this study collected emergency water supply damage data from the National Drought Information Portal (NDIP) to classify drought intensity. Factors of SPI, such as precipitation, and factors used to calculate evapotranspiration, such as temperature and humidity, were indexed using min-max normalization. Coefficients for each factor were determined based on the Genetic Algorithm (GA). The drought intensity based on emergency water supply was used as the dependent variable, and the coefficients of each meteorological factor determined by GA were used as coefficients to derive a new Drought Severity Classification Index (DSCI). After deriving the DSCI, cumulative distribution functions were used to present intensity stage classification boundaries. It is anticipated that using the proposed DSCI in this study will allow for more accurate drought intensity classification than the traditional SPI, supporting decision-making for disaster management personnel.

생태축 연결을 고려한 하천습지의 적정 후보지 선정 방안

강유진,왕원준,이하늘,이준형,이승민,김형수 한국습지학회 2023 한국습지학회지 Vol.25 No.2

현재 국내에서는 전국내륙습지 일반조사 및 습지보전기본계획 등의 장기적인 계획을 통해 습지 정책이 추진되고 있 다. 그러나 대부분의 정책은 습지의 면적, 분포 및 생물다양성 등 현황 파악에 초점을 두고 있으며, 습지 생태계를 하 나의 유기체로 보존 및 관리하는 것에 대한 인식이 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 홍수터, 생물다양성, 서식 지 제공, 관광자원 등의 기능적인 측면을 고려하여 생태축 연결이 가능한 하천습지 후보지 선정을 위한 방법론을 제 시하였다. 이를 토대로 본 연구에서는 낙동강 수계에 있는 우포늪, 화포천습지, 주남저수지 3개의 습지와 생태축 연결 이 가능한 후보지를 선정하고자 하였다. 본 연구에서는 낙동강 수계의 15개 표준유역 내에 존재하는 63개의 습지와 7개의 후보지를 대상으로 적지 분석을 수행하였고, 산정된 점수를 이용하여 생태축 연결에 가장 적합한 하천습지 후 보지를 선정하였다. 후보지 평가를 위해 9개의 평가요소를 선정하고, 해당 평가요소들에 분위수를 이용한 점수화 기 법을 적용하여 분석을 실시하였다. 결과적으로, 우포늪2(호포)가 36점으로 가장 높은 점수를 받아 생태축 연결 가능 성이 가장 높은 후보지로 선정되었다. 따라서 우포늪2(호포)가 홍수터, 서식지, 생물다양성 증진 및 관광자원으로서 역할이 가능한 동시에 생태축 연결에 가장 적합한 것으로 판단하였다. In Korea, wetland policies are currently being pursued through long-term plans such as nationwide wetland surveys and wetland conservation basic plans. However, most policies focus on understanding the status of wetlands, such as their area, distribution, and biodiversity, and there is a lack of awareness regarding the need to conserve and manage wetland ecosystems as a single organism. Therefore, this study aims to identify potential riverine wetland sites that can be ecologically connected by considering functional aspects such as floodplain, biodiversity, habitat provision, and tourism resources. This study attempted to select a candidate site that could potentially provide ecological connectivity with three wetlands in the Nakdonggang River water system : Upo Wetland, Hwapocheon Wetland, and Junam Reservoir. 63 wetlands and 7 candidate sites located in 15 subwatersheds of the Nakdonggang River were analyzed, and the most suitable candidate site for ecological connectivity was selected based on the calculated scores. A suitability analysis was conducted using 9 evaluation factors to evaluate candidate sites, and the scoring method, using quantile, was applied to these factors. As a result, Upo2(Hopo) was selected as the most suitable site for ecological connectivity, receiving the highest score 36. Therefore, it is believed that Upo2(Hopo) can serve as a floodplain, habitat, biodiversity enhancer, and tourism resource while being the most suitable for ecological connectivity.

VARMA와 머신러닝 모형을 이용한 소양강댐 월유입량 예측

배영혜,김종성,왕원준,유영훈,정재원,김형수 건국대학교 기후연구소 2019 기후연구 Vol.14 No.3

Water resources planning and management are, more and more, becoming important issue for water use and flood control due to the population increase, urbanization, and climate change. In particular, the estimating and the forecasting inflow of dam is the most important hydrologic issue for flood control and reliable water supply. Therefore, this study forecasted monthly inflow of Soyang river dam using VARMA model and 3 machine learning models. The forecasting models were constructed using monthly inflow data in the period of 1974 to 2016 and then the inflows were forecasted at 12- and 24-month ahead lead times. As a result, the forecasted monthly inflows by the models mostly were less than the observed ones, but the peak time and the variation pattern were well forecasted. Especially, the VARMA model showed very good performance in the forecasting. Therefore, the result of this study indicates that the VARMA model can be used efficiently to forecast hydrologic data and also used to establish water supply and management plan.