하수관망의 간소화가 도시침수 모의에 미치는 영향 분석에 관한 연구

이승수,정관수,김연수,Lee, Seung-Soo,Pakdimanivong, Mary,Jung, Kwan-Sue,Kim, Yeonsu 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.4

도시유역에서 발생한 유출은 지표면뿐만 아니라 하수관망을 통해 배수되며, 도시침수 모의 수행시 하수관망을 수문학적 배수 시스템의 한 구성요로서 고려하는 것은 매우 중요하다. 그러나 도시 침수 모의를 수행하는 대부분의 연구자들이 적절한 기준에 준하지 않고 직관적으로 하수관망을 단순화시켜 모의를 수행하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 1D-2D 결합 도시침수 해석 모형을 이용하여 수지상 구조에 구분법에 기반하여 단순화된 하수관망의 도시침수 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 하수관망 해석을 위한 1차원 모델은 Lee et al. (2017)에 의해 소개된 모형으로서 지표면과 하수관망 사이의 유입과 역류를 동시에 모의할 수 있고, 2차원 지표면 모델은 불규칙 삼각망을 이용하여 지표수 흐름을 모의하며 1차원 하수관망 해석모형과 연계되어 도시침수를 모의할 수 있다. 하수관망은 수지상 구조 구분법에 기반하여 2차, 3차 그리고 단순화 하지 않은 경우로 구분할 수 있으며, 구분된 각 하수관망은 서울시 사당역 인근에 많은 침수 피해를 발생시킨 2011년 7월 27일 강우 사상에 적용하여 제안된 방법의 적용성을 평가하였다. 모든 케이스에 대하여 침수면적, 지표면에서 하수관망으로의 유입 유량, 하수관망에서 지표면으로의 역류 유량 등을 비교하였으며, 마지막으로 하수관망 단순화를 위한 적절한 기준 제시에 대한 논의를 수행하였다. In urban areas, runoff flow is drained through sewer networks as well as surface areas. Therefore, it is very important to consider sewer networks as a component of hydrological drainage processes when conducting urban inundation modelling. However, most researchers who have implemented urban inundation/flood modelling, instinctively simplified the sewer networks without the appropriate criteria. In this research, a 1D-2D fully coupled urban inundation model is applied to estimate the influence of sewer network simplification on urban inundation modelling based on the dendritic network classification. The one-dimensional (1D) sewerage system analysis model, which was introduced by Lee et al. (2017), is used to simulate inlet and overflow phenomena by interacting with surface flow. Two-dimensional (2D) unstructured meshes are also applied to simulate surface flow and are combined with the 1D sewerage analysis model. Sewer network pipes are simplified based on the dendritic network classification method, namely the second and third order, and all cases of pipes are conducted as a control group. Each classified network case, including a control group, is evaluated through their application to the 27 July 2011 extreme rainfall event, which caused severe inundation damages in the Sadang area in Seoul, South Korea. All cases are compared together regarding inundation area, inflow discharge and overflow discharge. Finally, relevant criterion for the simplification method is recommended.

한반도 주위 화산재해위험성과 연구동향

이승수,Lee,Seung-Su 한국방재학회 2013 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.1

2010년 아이슬란드 화산 폭발로 유럽 전역에 항공 장애가 발생하였고, 2011년 일본 남부 큐슈의 신모에다케 지역의 사쿠라지마 화산이 폭발하였다. 또한 2002년 이후 백두산의 화산활동 재개 가능성이 제기되는 등 화산 폭발에 대한 국민적 관심이 집중되고 있다. 화산재해는 화산재, 화쇄류, 화산홍수 및 이류, 화산지진 등 여러 가지 형태의 재해 요인이 다양한 시간과 공간 범위에 걸쳐 발생하는 복합재난이다. 그러나 국내에서는 백두산 지역의 지질학적 특성에 대한 극히 일부의 연구를 제외하고는 화산재해에 대해 거의 연구된 바 없으며, 관련 분야의 전문가도 매우 소수인 실정으로 화산재해 대응에 대한 연구의 기반이 거의 없는 상태라고 할 수 있다. 화산재해에 대비한 사회적 요구 증대 및 경제적 파급 효과에 대한 우려가 논의되어 2012년 소방방재청 및 국립방재연구원의 재난안전기술개발 R&D사업으로 `백두산 화산대응기술개발사업단(Volcanic Disaster Preparedness Research Center)`이 출범되었으며, 2012년 8월 1일부터 `화산재해 피해예측 기술 개발`, `화산재 피해 예방 및 관리기술`, `화산재해 대응시스템 개발`, `화산재해 대응 국제협력 네트워크 기반 구축`과제 연구를 수행하고 있다. `화산재해 피해예측 기술 개발`과제는 화산재 피해 예측 기술개발, 화쇄류-화산성 홍수 및 화산이류 피해예측 기술개발, 화산재해에 따른 사회 경제적 영향 예측 기술 개발, 화산성 지진으로 인한 국내 피해 예측 기술 개발을 연구하고 있으며, `화산재 피해 예방 및 관리기술`과제는 화산재 피해 예방 및 저감을 위한 사회기반시설, 환경, 보건 및 산업분야에 대한 관리 기술을 개발하고 낙하 화산재 처리 및 활용 기술 개발을 연구하고 있다. `화산재해 대응 시스템 개발`과제는 화산재해 피해 예측 기술 통합 및 관리 기술을 개발하고 화산재해 의사결정 지원시스템을 개발하여, 화산재해 발생 시 효율적인 대응체계를 수립하고 체계적인 현장 대응 능력 확립에 활용될 계획이다. 마지막으로 `화산재해 대응 국제협력 네트워크 기반 구축`과제는 화산재해 선진 기술 조기 도입을 위한 국제 전문가 그룹 네트워크 구축 및 공동 연구를 통한 국제협력 네트워크 기반을 구축하여 관련 연구 분야 기술 지원 및 국제협력 창구의 일원화를 위해 활용될 계획이다.

Assessment of Local Social Vulnerability in Facing Merapi Volcanic Hazard

이승수,이원호,Lee, Sungsu,Maharani, Yohana Noradika,Yi, Waon-Ho Computational Structural Engineering Institute of 2014 한국전산구조공학회논문집 Vol.27 No.6

자연재해에 있어서 취약성 분석계획의 우선순위 설정활동을 위한 기초자료로서 재해 위험분석의 주요한 요소이다. 화산폭발은 화산이 인구밀도가 높은 지역에 위치하고 있는 경우 많은 사상자와 재산피해를 야기한다. 화산폭발을 막을 수 없지만, 위험도와 취약성은 미래의 위기를 예측하는 신중한 계획과 준비작업을 통해 저감될 수 있다. 사회적 불평등으로서 사회적 취약성은 다양한 사회 구성원이 재해에 대응 능력에 민감한 영향을 미친다. 본 연구에서는 인도네시아 중부 자바에 위치한 메라피 화산 인근 지역주민들의 사회적 취약성을 평가하기 위하여 사회적 취약성 지수(SoVI) 기법을 활용하였다. SoVI는 사회적 위험부담을 이해하고 정량화하기 위하여 지역사회의 복원탄력성에 영향을 미치는 사회 경제적 및 인구 통계학적 요인을 이용하여 평가된다. 본 연구에서 사회적 취약성은 이해 관계자와 지역주민과의 설문조사를 통해 평가되었다. 연구결과로 도출된 취약성 지수는 사회적 취약성의 분포와 원인에 대한 정보를 반영함을 확인하였다. In regards to natural disasters, vulnerability analysis is a component of the disaster risk analysis with one of its objectives as a basis for planning priority setting activities. The volcano eruption raises many casualties and property in the surrounding area, especially when the volcano located in densely populated areas. Volcanic eruptions cannot be prevented, but the risk and vulnerability can be reduced which involve careful planning and preparations that anticipate a future crisis. The social vulnerability as social inequalities with those social factors can influence the susceptibility of various groups to harm and govern their ability to respond. This study carried out the methods of Social Vulnerability Index (SoVI) to measure the socially created vulnerability of the people living in Merapi proximal hamlets in Central Java, Indonesia that refers to the socioeconomic and demographic factors that affect the resilience of communities in order to describe and understand the social burdens of risk. Social vulnerability captured here, using a qualitative survey based-data such as interviews to local people with random ages and background to capture the answer vary, also interviews to stakeholders to help define social vulnerability variables. The paper concludes that by constructing the vulnerability index for the hamlets, the study reveals information about the distribution and causes of social vulnerability. The analysis using SoVI confirms that this method works well in ensuring that positive values indicating high social vulnerability and vice versa.

건설환경 공학에서 전산유체역학의 현재와 미래

이승수,Lee, Seung-Su 한국전산구조공학회 2012 전산구조공학 Vol.25 No.2

선형기반 시설물을 위한 Flexible BIM 시스템의 설계

이승수,이민주,정종윤,서종원,Lee, Seung Soo,Lee, Min Joo,Jeong, Jong Yoon,Seo, Jong Won 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.2

Despite the significant benefits of BIM (Building Information Modeling), it is not being vitalized for the facilities that are designed based on the horizontal and vertical alignments because of the lack of flexibility in manipulating surface models generated based on alignments. Alignment-based design produces a surface model in one piece through the definition of the typical cross-section along the alignment. Therefore, linking these alignment-based 3D surface models, that are not modularized and difficult to partition, to the required attribute information is very difficult This paper presents design of a flexible BIM technology suitable for the alignment-based civil infrastructure by providing the partitioning functionality for surface models, the contents library for cross-sectional design components, and the attribute information along with the critical functionalities needed for the design, construction and maintenance of alignment-based civil infrastructure. 최근 건설 산업은 BIM (Building Information Modeling)의 도입으로 인하여 많은 혜택을 얻고 있다. 하지만 도로나 철도와 같은 선형기반 설계공종의 경우는 구간별 표준횡단면의 정의와 선형의 배치를 통한 서피스(surface)모델을 생성함으로써 3차원 설계가 이루어지나, 현재 설계 소프트웨어에서 제공되는 횡단면 설계요소가 제한적이거나 국내실정에 맞지 않은 점이 많고, 생성된 서피스모델은 선형구간의 시 종점에 대해 일체화 되어있어 공정, 물량, 단가 등의 BIM 소요정보와 세분화된 연계를 위해서는 모델 수정 등의 많은 후속작업이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 3D 선형기반설계가 적용되는 사회기반시설물을 대상으로 3차원 모델의 분절 및 속성정보의 운용이 자유로운 '선형기반 인프라시설물을 위한 Flexible BIM 시스템'의 설계를 통하여 BIM의 활용성을 극대화 하는 것을 목표로 한다.

해안지역 교량 설계풍속 산정 가이드라인

이승수,김준영,김영민,Lee, Sungsu,Kim, Junyeong,Kim, Young-Min 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.6

최근 구조물이 장대화됨에 따라 풍하중의 중요성이 대두되고 있으며, 풍속에 영향을 미치는 지표조도 및 지형에 의한 할증효과를 합리적으로 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인의 필요성이 증대되고 있다. 국내의 많은 설계기준에서는 기본풍속 산정에 대한 절차를 제시하고 있으며, 전국의 기본풍속 지도 또는 표를 제공하여 이를 사용하도록 하고 있다. 하지만 제시된 기본풍속의 산정 방법 및 사용데이터는 풍속을 평가함에 있어 반영해야 하는 부분 중 일부만 반영하거나, 도로교설계기준(MOLTMA, 2010)의 경우 불분명한 실정이다. 본 연구에서는 국내의 설계기준에서 제시하고 있는 전국 기본풍속에 대해 한계점을 분석하였다. 또한 이러한 문제를 개선하기 위해 지표조도 및 지형할증의 영향을 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인을 제시하였으며. 이 절차에 따라 전국 15개 지점의 기본풍속을 산정하여, 도로교설계기준에서 제시하고 있는 기본풍속과 비교하였다. Estimation of wind load on bridges is one of the most important aspects in designing bridges in coastal region. Various design codes and researches have suggested the procedure to estimate design wind speed; however, they do not match one another due to many reasons such as incomplete data set, ignorance of wind environment and so on. For this reason, the necessity of guideline for estimation procedure of basic wind speed which reflect the roughness of surface and the topographical effect have been increasing. In this study, we have analysed limitations of the basic wind speed of nationwide suggested by Korea Building code(AIK, 2009) and Highway bridge design code(MOLTMA, 2010). In additional, we set forth guidelines considering the roughness of land surface and the topographical effect. Using the procedure, the basic wind speed were estimated for 15 coastal regions in Korea and compared with those listed in the existing codes.

LCCA기반 터널 자산관리 시스템 개발을 위한 연구개발 프레임웍 설계

이승수,김광염,김동규,신휴성,서종원,Lee, Seung Soo,Kim, Kwang Yeom,Kim, Dong-Gyou,Shin, Hyu-Soung,Seo, Jong Won 한국터널지하공간학회 2014 한국터널지하공간학회논문집 Vol.16 No.6

As many parts of Korea are mountainous, many tunnels have been constructed to be in step with rapid economic development since 1970's. However, the interest on maintenance of tunnels is far less than the awareness of need for tunnels. As the tunnel maintenance system is the responsive maintenance system which responds to the problems found during the inspection, it will be very difficult to respond to each problem with the limited budget and manpower of the government agencies when the number of aged tunnels rapidly increase in the future. As such, this study presents the need for the LCCA (Life Cycle Cost Analysis) based tunnel asset management system to transform the tunnel maintenance to a preventive management system in a strategic and long-term viewpoint and proposes the framework for development direction. It observed the asset management implementation cases of social infrastructure in other countries and analyzed the need for asset management technique to manage the tunnels in Korea. Moreover, it applied the LCCA model, which is the economic and engineering quantitative decision making technique, for tunnel asset management to present the concrete direction for development of an asset management model and designed the R&D framework to systemize it. 산악지형이 많은 우리나라는 1970년대 이후 급속한 경제발전과 함께 수많은 터널이 건설되어 왔으나 터널의 필요성에 대한 인식에 비해 터널의 유지관리에 대한 관심은 부족한 상태이다. 국내 터널의 유지관리체계는 점검 후 이상이 발견 되었을 때 대처하는 대응적 유지관리 체계로서, 앞으로 노후화 터널이 급격히 증가하면서 각 기관들의 제한된 예산의 범위와 인력으로는 일일이 대응하기 어려워질 것이다. 따라서 본 연구에서는 터널의 유지관리를 전략적이고 장기적인 관점에서의 예방적인 관리 체계로 변환시키기 위한 LCCA(Life Cycle Cost Analysis)기반 터널 자산관리 시스템의 필요성과 개발방향에 대한 프레임웍을 제시하고자 한다. 국외 선진국의 사회기반시설물에 대한 자산관리 수행사례를 살펴보고 국내 터널관리에서의 자산관리기법의 필요성을 분석하였다. 또한, 터널 자산관리에서 경제적, 공학적의 정량적 의사결정 기법인 LCCA 모델을 적용하여 자산관리모델이 개발되기 위한 구체적인 발전방향을 제시하고 이를 시스템화하기 위한 연구개발 프레임웍을 설계하였다.

소지역모형 추정기법을 활용한 전·월세 추정

이승수,박원란,정성석,Lee, Seung Soo,Park, Won Ran,Chung, Sung Suk 한국데이터정보과학회 2017 한국데이터정보과학회지 Vol.28 No.2

조사를 통한 자료생성은 시간과 경제적인 제약이 많고, 조사 방법 및 특성에 따라 자료의 질이 결정되며, 수집된 조사정보를 통계정보로 활용하기까지 오랜 시간이 소요된다. 이와 같은 어려움을 줄이고자 조사 표본설계 단위 보다 작은 지역 또는 다른 영역에 대한 자료를 기존에 조사된 자료 및 행정자료를 이용하여 추정하는 소지역추정 통계방법 활용 연구는 꾸준히 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 소지역추정기법을 이용하여 인간이 기본적인 삶을 영위하는데 반드시 필요한 필수재이며, 동시에 우리나라에서 투자재로서의 특징을 나타내는 주택과 관련하여, 요즈음 새로운 주거형태를 차지하는 전세와 월세 지수에 모형기반 소지역추정기법을 적용하고자 한다. 적용된 소지역추정 모형은 회귀모형 추정법, 계층적 베이지안 추정법, 시-공간적 추정법이며, 분석결과 전세와 월세에서 시-공간적 추정모형이 가장 효율적인 것으로 나타났다. In this study we compared three models for small area estimation, Fay-Herriot, Hierarchical Bayses model and spatio-temporal model about charter, monthly rent price index. Charter, monthly rent price of Korea are important issue in these days. Because housing type rapidly changes from self to charter and monthly rent. The accuracy of the estimation was checked on four scales, that is ARB, ASRB, AAB, ASD. In this result, the spatio-temporal model among applied models has most optimal scales about small area estimation of charter and monthly rent index.

샌드위치 패널을 적용한 산업시설물에 대한 태풍 위험도 평가

이승수,함희정,Lee, Sung-Su,Ham, Hee-Jung 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.1

In this paper, a fully coupled probabilistic framework is developed to assess regional wind risk of the sandwich panel installed industrial buildings through convolution of the typhoon hazard and building fragility models. The framework is designed with two methodologies. First, data of the typhoon affecting Korean peninsula from 1951 to 2005 are analyzed and then six climatological characteristics of the typhoons are formulated to generate local wind speeds by using a Monte Carlo simulation method. Second, the Monte Carlo simulation technique is also implemented to develop the fragility of buildings by comparing a relation between statistics of wind loads and resistances of building claddings. The developed framework in this paper clearly shows different risk levels of the buildings in different geographical locations and terrains. The framework above can be used to evaluate new and existing building products, model the uncertainties that are inherent to the prediction of building performance, and manage the risk that is consequent to these uncertainties economically.

태풍 시뮬레이션을 통한 한반도 극한풍속 추정

이승수,김가영,Lee, Sungsu,Kim, Ga Young 한국전산구조공학회 2016 한국전산구조공학회논문집 Vol.29 No.2

국내 서해대교, 인천대교와 같은 장대교량은 대부분 빈번하게 태풍에 의해 영향을 받는 해안에 위치하였으며, 교량의 길이가 긴 만큼 풍하중에 의한 영향이 다른 하중에 비해 상대적으로 크기 때문에 내풍 안정성을 확보하기 위해 정확한 설계풍속을 산정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 태풍의 기후학적 특성 인자로 중심기압깊이, 태풍이동속도, 태풍이동방향, 최단접근거리를 결정하였으며, 태풍의 기후학적 특성들의 확률 분포를 추정하고, 바람장 모형과 중심기압상승 모형을 적용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 실시하였다. 분석결과, 대체적으로 제주도와 남해안 지역의 재현기간 풍속이 크게 나오며 고위도로 갈수록 작아지는 특징을 나타냈다. 이와 같은 특징이 나타난 가장 큰 원인은 고위도 분석지점 표본 태풍의 중심기압이 저위도 분석지점 표본 태풍의 중심기압보다 높기 때문으로 판단되며, 또한 우리나라에 해상에서 육지로 이동하면서 쇠퇴기를 겪어 점차 약해지기 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 시뮬레이션 결과를 도로교 설계기준 100년 재현기간 풍속(10분 평균, 지상 10m, 지표조도 II)과 비교한 결과, 태풍시뮬레이션의 결과가 낮게 나타났으며, 이러한 점을 볼 때 도로교 설계기준의 기본 풍속이 높게 산정되어 있다고 판단되며, 기상자료 분석과 같은 추가적인 연구를 통해 기본풍속 조정에 대한 연구가 수행 되어야 할 것으로 사료된다. The long-span bridges such as Incheon Bridge and Seohae Grand Bridge are located on the coastal region effected frequently by strong wind of typhoons. In order to ensure the wind-resistant performance of the structure, estimation of the proper design wind speed is very important. In this study, stochastic estimation of design wind speed incurred by typhoons is carried out. For this purpose, we first established probability distribution of climatological parameters such as central pressure depth, distance of closest approach, translation speed and heading to build statistical model of typhoons, which are employed in Monte Carlo simulation for hypothetical typhoons. Once a typhoon is generated with statistically justified parameters, wind speeds are estimated along its path using wind field model. Thousands of typhoons are generated and their peak wind speeds are utilized to establish the extreme wind speeds for different return period. The results are compared with design basic wind speeds in Korean Highway Bridge Design Code, showing that the present results agree well with similar studies while the existing code suggests higher design wind speed.