강남역 침수 위험도 분석

성윤수,양병모,이수찬,이정렬 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

최근 기후변화의 영향으로 태풍 및 국지성 폭우로 인해 피해 규모가 커지고, 폭염, 폭설, 가뭄, 강풍 등 다양한 도시재해도 인구와 기반시설이 밀집된 도시를 중심으로 재해가 대형화, 다양화되는 추세에 있다. 특히 2010년 이후로 연속적으로 강남역 사거리 일대가 호우로 인하여 침수 피해가 발생함에 따라 강남역 일대의 침수원인을 분석 및 침수예방을 위한 장기적인 대비책이 요구된다.따라서 본 연구는 재해예방 및 대비를 위해서 7월부터 9월 사이의 강우자료를 활용한 강우빈도에 따른 강남역 침수피해 위험도 분석, 저지대 영향 위험도 분석, 통수능력, 지표 유출량 및 불투수지역 분포등 침수원인에 대한 위험도 분석을 실시하고 소방방재청, 국토해양부, 환경부, 지자체 등에서 시행되고있는 각종 방재대책을 종합적으로 고려하여 효율적으로 대처할수 있는 방안을 제시하고자한다

Web GIS기반의 수계기반 표토정보 시스템 개발

성윤수,이동준,임경재,양재의,이서로,김종건 한국지하수토양환경학회 2017 지하수토양환경 Vol.22 No.6

Surface soil is one of the most important resources that have many functions for human needs such as conservation of water resource, purification of contaminated materials, and productivity of food or energy. However, the surface soil is a limited resource that cannot be recovered readily for a long time once it is lost by erosion. In Korea, the Ministry of Environment enacted the notification on the investigation of surface soil erosion and corresponding countermeasures. As the results, database of soil quality assess criteria (biomass, groundwater recharge, habitat, carbon storage, buffer, and soil loss) was established, and the web-based system that can evaluate surface soil conditions was developed. However, nonexperts have difficulties in using the system because the system requires in-depth knowledge about soil qualities. In this study, the Web Geographic Information System (GIS) watershed-based surface soil information system was developed to improve usability of the system and accessibility of soil quaility database. The system provides the current condition of surface soil characteristics and GIS-based soil data at selected locations. The users are able to download soil quality data in different districts, watersheds, and special regions allocated by TauDEM module. The system developed in this study would valuable surface soil information for studies of soil quality and its environmental effects, and thereby contributing to establishing more appropriate and robust soil conservation laws.

월단위 토양유실가능추정치를 위한 지표피복인자의 산정 방안 연구

성윤수,정영훈,임경재,김종건,김기성,박승기,신민환,금동혁,박윤식,Sung, Yun Soo,Jung, Yunghun,Lim, Kyoung Jae,Kim, Jonggun,Kim, Ki-Sung,Park, Seung Ki,Shin, Min Hwan,Kum, Dong Hyuk,Park, Youn Shik 한국농공학회 2016 한국농공학회논문집 Vol.58 No.6

Soil loss is an accompanying phenomenon of hydrologic cycle in watersheds. Both rainfall drops and runoff lead to soil particle detachment, the detached soil particles are transported into streams by runoff. Here, a sediment-laden water problem can be issued if soil particles are severely detached and transported into stream in the watershed. There is a need to estimate or simulate soil erosion in watersheds so that an adequate plan to manage soil erosion can be established. Universal Soil Loss Equation (USLE), therefore, was developed and modified by many researchers for their watersheds, moreover the simple model, USLE, has been employed in many hydrologic models for soil erosion simulations. While the USLE has been applied even in South-Korea, the model is often regarded as being limited in applications for the watersheds in South-Korea since monthly conditions against soil erosion on soil surface are not capable to represent. Thus, the monthly USLE factors against soil erosion, soil erodibility and crop management factors, were established for four major watersheds, which are Daecheong-dam, Soyang-dam, Juam-dam, and Imha-dam watersheds. The monthly factors were established by recent fifteen years from 2000 to 2015. Five crops were selected for the monthly crop management factor establishments. Soil loss estimations with the modified factors were compared to conventional approach that is average annual estimations. The differences ranged from 9.3 % (Juam-dam watershed) to 28.1 % (Daecheong-dam watershed), since the conventional approaches were not capable of seasonally and regionally different conditions.

HSPF를 이용한 화천댐 유역의 토지이용변화가 직접유출, 기저유출과 침투량, 증발산량에 미치는 영향 분석

성윤수 ( Yunsoo Sung ),신민환 ( Minhwan Shin ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),장춘화 ( Chunhwa Jang ),송지예 ( Jiye Song ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

전 세계적인 기후변화에 따른 강수량의 증가로 인한 환경적/사회적 피해가 발생하고 있다. 또한 무분별한 경작지의 개간과 개발에 따른 수문현상의 변화로 인해 수자원관리의 어려움 또한 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 HSPF 모형을 화천댐 유역에 적용하여 강수량과 토지이용 변화가 증발산, 직접유출, 기저유출, 및 침투량에 미치는 영향을 분석하였다. 대상 유역의 모의 기간 동안 강수량의 변화량은 증가하는 추세를 보였으며, 직접유출과 기저유출에 많은 영향을 미치는 토지이용도의 변화는 불투수지역인 도시화 지역이 2000년에는 1.83%였던 반면에 2007년도에는 2.83%로 1%증가한 것으로 나타났다. 이에 불투수 면적이 많아짐으로 토지이용별 직접유출과 기저유출에 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 경작지 면적 변화는 15.99%에서 10.96%로 대폭 감소로 인해 경작지에서의 증발산에 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 화천댐에서 토지이용변화 및 강수량 변화에 따른 적합한 수자원관리 계획이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

Web GIS기반의 복합적 토양 질 평가 시스템 개발

성윤수 ( Yunsoo Sung ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

전 세계적인 기후변화로 인한 기상이변현상으로 국지성 호우가 빈번하게 발생하고 있는 시점에 강우로 인한 토양유실 문제가 심각하게 대두되고 있다. 또한 토양의 표토부분에서는 급격한 도시, 산업화의 진행으로 인한 오염이 심각하게 이루어져 있어 강우로 인한 토양유실이 생태계의 악영향을 미치고 있다. 하지만 국내의 표토에 대한 연구는 농업적인 측면과 산지사방에 대한 측면으로 연구되어 오다가 최근에 들어 표토 유실량에 대한 연구가 진행되고 있는 추세이다. 이에 본 연구는 생태계의 근본인 토양의 물리, 화학, 생물학적인 질 평가를 위해 표토의 기능성 방법 체계 및 모델을 구축하여 Open source기반으로 만들어진 Heron-mc시스템에 적용하여 사용자로 하여금 아무런 제약 없이 시스템을 이용하고 접근성과 활용성이 높은 시스템을 개발하는 것에 있다. 선행연구로 시행된 토양의 질 평가 방법은 국내의 1700여지점의 15000여 물리, 화학, 생물학적 데이터의 통계적 분포를 파악한 후, 최소단위군 설정과 지수화를 걸쳐 개발되었다. 또한 표토 기능에 따른 지표를 설정하고, 복합적 질 평가기법을 구축하고, 국내의 표토 유실량을 등급화하여 전국 지역, 토지이용, 강수량별 표토 특성을 분석하는 시스템을 개발하였다. 이를 이용하여 Web기반 GIS를 이용하여 국내의 복합적 표토 질 평가 시스템을 개발하였다. 복합적 표토 질 평가 시스템은 OpenLayers와 Javascript, Fortran을 이용하여 구성하였다. 그리고 이 시스템을 이용하는 사용자가 이용하기 편한 인터페이스 구축을 위해 매뉴얼을 구축하고, 이용자의 편의성을 위해 평가 결과를 그래프로 제공하도록 하였다. 본 연구를 통해 Web기반으로 개발된 전국 복합적 표토 질 평가 시스템은 비용, 인력, 시간에 제약이 적어 정책 결정자가 표토 유실 관리가 필요한 지역을 선정하고, 표토 관리 기준을 마련하거나 제도적 관리방안을 만들 때 활용될 것이라 판단된다.

범용토양유실량 산정공식 보전관리인자에 관한 연구

성윤수 ( Yunsoo Sung ),이동준 ( Dongjun Lee ),한정호 ( Jeong Ho Han ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

현대 인류는 비약적인 경제성장으로 인하여 급격한 도시화와 산업화를 이루었다. 하지만 이러한 성장을 위해 수반되는 자원개발 및 생활환경조성으로 인한 토지개발이 진행되어 많은 양의 토양이 유실되고 있다. 토양유실을 관리하기 위해서는 모니터링을 통해 관리하는 방법과 모형을 통해 유실되는 토양의 양을 산정하여 관리방안을 제시하는 방법이 있다. 현재 전 세계적으로 사용되고 있는 범용토양유실량 산정공식(USLE)은 사용상의 편리성과 연간 토양유실량을 산정할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라 국내의 환경부에서는 USLE 공식을 적용한 ‘표토 침식 현황에 관한 고시’를 제정하여 유실되는 표토를 관리하고 있다. 하지만 USLE 공식을 구성하고 있는 인자 중 P factor는 경사도만을 고려하여 인자 값을 제시하고 있으며, 밭에 적용된 관리방법과 작물, 경운방법 등을 고려하지 않아 방법에 차이에 따른 발생되는 토양유실량에 차이가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 고려하여 경작지의 경사도와 적용된 관리방안을 복합적으로 고려한 P factor 선정 체계가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 실제 경작지 조사를 통해 경작지 별 관리방안과 경사도를 고려한 P factor를 제안하고자 한다. 관리방안과 경사도를 복합적으로 고려한 P factor를 제안하기 위해 선정된 유역은 강원도 양구군 해안면 유역과 자운리 유역, 안동시 임동면 반변천 상류 유역을 선정하여 위치하고 있는 밭에 대한 현장조사를 진행하였다. 조사항목은 경작지의 경사도, 재배작물, 관리방법, 경운방법 등을 조사하였으며, 이를 바탕으로 경사도와 관리방법을 복합적으로 고려한 P factor를 재산정 하였다. P factor를 재산정한 결과 대상 유역 내 밭에 적용된 관리방법과 경운방법, 재배작물의 차이로 인해 상이한 값이 산정되었다. 또한 기존 P factor와 재산정된 P factor를 사용하여 산정한 토양유실량의 차이가 약 17%정도 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 재 산정된 P factor는 토양유실에 직간접적으로 관여하는 조건들을 복합적으로 고려한 P factor로써 정확한 토양유실량을 산정하는데 기여할 것으로 판단되며, 본 연구를 바탕으로 전국단위 USLE P factor를 산정을 위한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

산악지역의 토양유실 모의에 있어 DEM이 미치는 효과 분석

성윤수 ( Yunsoo Sung ),이동준 ( Dongjun Lee ),한정호 ( Jeong Ho Han ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

현재 전 세계는 급격한 기후변화로 인한 환경변화로 여러 문제점들이 발생하고 있다. 특히 국지성 호우의 빈번한 출현으로 인한 경작지 및 산악지역에서 심각한 토양유실이 일어나고 있는 실정이다. 국내의 경우 전국표토침식량 예비조사 결과 국토의 30% 이상에서 연평균 ha당 33톤을 초과하는 유실이 진행되고 있다는 연구결과가 제시되고 있다. 이러한 토양유실로 인해 발생되는 문제점은 크게 3가지로 분류된다. 먼저 토양생태계 훼손 및 환경조절기능 악화로 인한 기능상실부분과 유실된 토양의 하천으로 유입 시 하상증가 및 부영양화 등 수질오염을 야기하는 부분과 유실시 재생속도가 매우 느린 유한한 자원인 토양의 유한성 부분으로 분류될 수 있다, 이러한 토양유실관련 문제를 해결하기 위해 국내에서는 유실되는 토양의 가치를 인정하고 이를 보전하기 위한 연구를 활발하게 진행 중이며, 특히 환경부에서는 토양환경보전법 제 6조의 2 (표토의 침식현환 조사)에 의거하여 상수원 보호구역 및 수변구역의 토양 유실량을 측정하는 연구를 진행하고 있다. 뿐만 아니라 직접 측정이 아닌 모형을 통한 토양 유실량 모의로 인해 해당 지역의 최적관리기법 적용방안을 모색하는 연구도 진행 중에 있다. 국내에서는 USLE 기반 평가 모형에 관한 많은 연구가 수행되고 있으나 USLE 모형의 한계로 인해 WEPP/EUROSEM 등의 모형이 사용되기도 한다. 앞서 나열한 여타 연구에서 토양 유실량을 모의하기 위해 수문모형을 사용함에 있어 이에 대한 입력자료의 정확성을 요구하고 있는 실정이다. 하지만 입력자료 중 DEM의 규격에 따른 특별한 규제가 없어 정량회된 규격을 사용하지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 수문모형의 기초 입력자료인 DEM의 셀 사이즈 변화에 따른 토양 유실량 모의 결과의 변화를 확인하고자 한다.

산지유역의 토양유실 모의에 있어 DEM이 미치는 효과 분석

성윤수 ( Yun Soo Sung ),이동준,한정호,임경재 ( Kyoung Jae Lim ),( Doung Hyuk Kum ),( Gwan Jaw Lee ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2015 No.-

Web GIS기반의 복합적 토양 질 평가 시스템 개발

성윤수 ( Yunsoo Sung ),양재의 ( Jae E Yang ),김성철 ( Sung Chul Kim ),류지철 ( Jichul Ryu ),장원석 ( Wonseok Jang ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국물환경학회 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

It has been known that torrential rainfall events have been occurring worldwide due to climate change. The accelerated soil erosion has caused negative impacts on water quality and ecosystem of receiving waterbodies. Since soil security issues have been arising in various areas of the world, intensive interests have been given to topsoil management in Korea. Thus in this study, Web GIS-based computing system of physical, chemical, and biological topsoil quality indices were developed. In this study, five soil quality maps at national scale and top soil erosion potential were prepared for evaluation of soil quality based on soil erosion potential. For this system, the open source Web GIS engine, OpenGeo, was used as core engine of the system. With this system, decision makers or related personnel in areas of soil erosion Best Management Practices (BMPs) would be able to find the most appropriate soil erosion BMPs based on soil erosion potential and soil quality at the area of interest. The Web GIS system would be efficiently used in decision making processes because of ease-of-use interface and scientific data used in this system. This Web GIS system would be efficiently used because this system could provide scientific knowledge to decision makers or stakeholders. Currently various BMP database are being built to be used as a decision support system in topsoil management and topsoil quality areas.

지형 및 경작 방법을 반영한 범용토양유실량 산정공식 보전관리 인자 개선 연구

성윤수(Yunsoo Sung),이관재(Gwanjae Lee),이동준,한정호(Jeongho Han),김종건(Jonggun Kim),임경재(Kyoung Jae Lim),김기성(Ki Sung Kim) 한국습지학회 2019 한국습지학회지 Vol.21 No.2

본 연구는 토양유실량 산정을 위해 사용되는 USLE P factor 선정의 문제점 확인 및 개선방향 제시에 대한 연구이다. USLE P factor는 경작지를 어떻게 관리하여 사용하느냐에 따라 그 값이 달라지는 계수이다. 하지만 기존 연구들은 경작지 상황에따른 선정이 아닌 유역의 경사도에 대한 P factor를 선정함에 따라 토양유실량이 과다 산정되는 경향이 있다. 뿐만 아니라처음에 이 식은 제안한 Wishmeier와 Smith에 의해 정의된 다양한 조건들에 부합되지 않게 인자를 선정하고 있어 토양유실량 산정에 대한 정확성이 떨어지고 있다. 이에 환경부에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 표토관련고시를 제정하고 이에따른 P factor를 선정하도록 제안하고 있다. 하지만 미국에서 제안된 조건을 그대로 국내 사정에 적용하도록 되어 있어 많은문제점을 야기하고 있다. 이에 본 연구에서는 실제 토양유실이 심각하게 이루어지고 있는 유역(양구 해안면 유역, 홍천 내면자운리 유역, 안동 임하면 반변천 상류유역)을 선정하여 경사장과 경사도를 측정하고 각 필지에 적용된 관리방법과 경운방법을 조사하여 각 조건들에 적용한 후 고시에 의거하여 제시된 조건을 통해 선정된 인자와의 비교를 통해 고시의 문제점을 확인하였고, 문헌연구를 통한 새로운 조건에 대입하여 새로운 인자들을 선정하였다. 연구 결과, 환경부에서 제시한 표토관련고시에 의거하여 선정된 P factor의 경우 대상 유역 3곳에서 0.8~1.0사이의 값을 제시하고 있었다. 하지만 처음 제안된 조건들을 대입하여 P factor를 선정해본 결과 각 경사도 및 경사장 조건에 부합하여 선정된 값은 고시를 통해 선정된 값과는 차이가 있음을 확인하였다. 이를 통해 국내 환경에 적합한 P factor를 선정하기 위한 조건을 개발하기 위한 연구가 지속적으로이루어져야 한다고 판단된다. The USLE P factor is a factor that varies depending on how croplands are managed and cultivated. Previous studies tend to overestimate the amount of soil loss because the factor was estimated from the slope of the watershed rather than the estimate of each cultivated land. In addition, the accuracy of estimating the soil loss is decreasing due to the fact that the factor is calculated without considering various conditions of cultivated land defined by Wishmeier and Smith. In order to overcome these problems, the Ministry of Environment (MOE) has proposed to establish the topsoil notification and calculate the P factor according to the cultivation methods (e.g., tillage system, support practice). However, it is required to apply the conditions proposed in the United States to domestic circumstances as it is causing uncertainties. Thus, this study selected the watersheds where soil loss was serious (Haean, Jaun, Banbyeoncheon), measured the actual slopes and slope lengths, and examined the crop, tillage systems, and support practice for each cultivated land. The P factors were recalculated considering the actual conditions of cultivated land and compared to the factors proposed by the previous studies (MOE). As the result of the study, the P factors calculated based on the previous studies were 0.8 ~ 1.0 in three watersheds. On the other hand, it is confirmed that there is a significant difference between the factors notified by MOE and estimated by reflecting the topography and cultivation methods in this study. Therefore, it is considered that the research for developing the cultivation conditions to calculate the P factor suitable for the domestic environment should be continuously carried out.