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실시간모니터링 시스템을 연계한 홍수예경보 구축에 관한 연구
예성제,장영수,김창희,남칠호,박경제,신현석 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-
최근 들어 기후변화로 인한 이상홍수와 같은 물 관련 재해 발생에 대한 문제가 제기되었고, 특히 도시 유역내 집중호우로 인명 및 재산피해가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 대표 복합유역인 수영강 유역에 좌수영교 지점을 선정하여 수문자료를 10분단위로 부산대학교 실시간 모니터링 웹사이트를 통해 시스템 구축을 하였다. 이를 통한 DB를 활용하여 홍수 시 강우사상별 수문예측 모형의 입력자료로 활용하였다. 유역모형은 SWMM모형을 이용하여 좌수영교 지점의 한계 수심을 토대로 지속시간별 경보발령 기준우량을 HUFF 4분위를 이용하여 산정하였다. 확률 강우량은 지속시간-홍수량, 지속시간별-조위영향 등을 20분간의 누가 강우량을 기준으로 경보 발령 안을 산정하였다. 본 연구는 실시간 모니터링 데이터를 이용해 수문자료 분석 및 모형을 구축하여 복합유역인 수영강 유역에 좌수영교 지점 홍수예경보 시스템 구축에 있어서 도움이 될 것으로 판단된다.
시료특성 파악을 위한 소형 강우-유출 검증기기의 개발 및 효율성 검증 실험
김재문,백종석,김미은,예성제,신현석 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-
최근 국내에는 불규칙한 강우로 인해 수자원관리가 어려워 집중호우와 돌발홍수로 인한 피해가 급증하고 있는 상황이다. 이러한 피해를 최소화하기 위해 홍수 예경보 시스템구축을 위한 실시간 모니터링이나 강우-유출 모의 실험장치를 이용하여 모의 강우 적용 시 발생하는 유출량을 분석하여 그 대안을 찾고자 한다. 기존의 강우-유출 모의실험장치는 규모와 유지관리비용 측면에서 부담이 되는 실정이라 본 연구에서는 강우-유출 모의실험장치의 장단점을 보완한 소형강우모의장치의 설계와 개발 및 활용을 통해 인공강우 분사에 의한 시료의 포화와 지표 및 지하수 유출을 관측하였으며, TDR-300로 측정된 시료의 함수비는 강우강도를 112mm/hr로 설정하여 측정했고 실험 전, 후 차이를 비교 했을 때 모래의 경우 20.87% 증가하였고, 흙은 2.32% 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 물수지방정식으로 분석한 결과 총 유입량이 28891.5 cm3였고 모래의 경우 지표유출량이 발생하지 않았으며 침투량은 26941.5 cm3, 함수량은 1950 cm3 로 산정되었고 흙의 경우 지표유출량이 22080 cm3였고, 침투량과 함수량은 각각 3480 cm3, 3331.5 cm3 였다. 이를 통해 소형강우모의장치의 효용성을 평가하였다.
수질 및 수문인자의 상관성을 고려한 중단기 수질예측모형 구축에 관한 연구
김미은,김재문,예성제,박재범,윤미연,신현석 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.6
Runoff and water quality factors generated from the watershed show strong nonlinear characteristics on their interrelationship. A study of prediction of water quality might be essential with correlation analysis among hydrologic and water quality factors affected by inflow in a watershed. The study selected Nakbon K located in downstream of Nakdong River. A prediction model of water quality based on back propagation algorithm considered nonlinear correlation between water quality observed under Ministry of Environment and hydrologic factors. The established models through qualitative analysis among the various factors showed good results between observed and simulated values. The model could be seen from previous models and improved the prediction accuracy comparing with the previous models. 유역 내에서 발생하는 유출 및 수질자료는 비선형성이 강한 자료의 특성을 보인다. 유역 내에서 발생되는 강우에 의한 유출과 수질인자 간의 상관성 분석을 통한 수질예측 연구는 중요하다. 본 연구에서는 낙동강유역 하류부에 위치해 있는 낙본K를 대상지역으로 선정하여 수질예측 모형을 적용하였다. 환경부에서 관측하고 있는 수질 측정자료의 다양한 인자 및 수문인자의 비선형적인 상관성을 고려하여 역전파알고리즘 기반의 인공신경망 수질예측모형을 구축하였다. 다양한 수질 및 수문인자 간의 정성적 분석을 통하여 각 수질요소별로 예측모형을 구축하였다. 구축된 모형은 예측치가 실측치에 근사한 결과를 보였으며 기존의 인공신경망 모형에 비하여 예측의 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다.
계측자료 기반 Nomograph를 이용한 실시간 소하천 홍수량 산정 연구
정태성,최창원,예성제,구강민 응용생태공학회 2023 Ecology and resilient infrastructure Vol.10 No.4
극한호우 발생빈도 증가로 소하천 홍수 피해가 증가하고 있어 소하천 리스크 관리를 위해 유량 계측 요구가 증가하고있다. 이에 행정안전부 (MOIS) 소속 국립재난안전연구원 (NDMI)은 CCTV 기반 자동유량계측기술 (CCTV based Automatic Discharge Measurement Technology, CADMT)을 개발하고 성능 검증과 재난 리스크 관리기술 개발을 위해 시범소하천을 운영하고 있다. 본 연구는 CADMT가 설치된 능막천과 중선필천 2개 소하천을 선정하고 소하천에 가장 가까운 기상청 Automatic Weather System 강우량 자료와 유량 계측자료를 이용해 4-Parameter Logistic 방법으로 Nomograph를 개발한다. 개발한 Nomograph를 검증하기위하여 본 연구는 각 소하천에서 홍수량을 예측하고 그 결과를 계측 유량과 비교한다. 검증 결과 예측치는 계측치를 잘 재현하는것으로 나타나 향후, 보다 정확도 높은 계측자료가 수집되고 이에 기반한 Nomograph가 개발된다면 정확도 높은 홍수 예・경보가가능할 것으로 판단된다. As the flood damage on small streams increase due to the increase in frequency of extreme climate events, the need to measure hydraulic data of them has increased for disaster risk management. National Disaster Management Institute, Ministry of Interior and Safety develops CADMT, a CCTV-based automatic discharge measurement technology, and operates pilot small streams to verify its performance and develop disaster risk management technology. The research selects two small streams such as the Neungmac and the Jungsunpil streams to develop the Nomograph by using the 4-Parameter Logistic method using only the observed rainfall data from the Automatic Weather System operated by the Korea Meteorological Agency closest to the small streams and discharge data collected by using the CADMT. To evaluate developed Nomograph, the research forecasts floods discharges in each small stream and compares the result with the observed discharges. As a result of the evaluations, the forecasted value is found to represent the observed value well, so if more accurate observed data are collected and the Nomograph based on it is developed in the future, the high-accuracy flood prediction and warning will be possible.