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SWMM-STORM을 활용한 침수지역 유출저감효과 분석
이한용 ( Hanyong Lee ),우원희 ( Wonhee Woo ),권경호 ( Kyungho Kwon ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-
SWMM(Storm Water Management Model)과 STORM.XXL©은 수문학적 강우유출 모델이며, 하천유역의 모든 수문현상을 모의할 수있다. 또한 연속강우데이터와 확률강우 및 단기강우데이터를 모의할 수 있으며, 저영향개발(LID; Low Impact Development) 또는 건강한 도시 배수체계(SUDS: Sustainable Drainage Systems)를 위한 모든 요소를 포함하고 있어, 하천수문분석 뿐 아니라 도시내 분산형 빗물관리에 대한 계획수립에 용이한 모델이다. 본연구에서는 두 모델을 연계하여 침수지역내 LID시설 적용을 통한 유출저감효과를 모의해 보고자 한다. STORM모델의 소유역별 수문곡선을 추출하여 SWMM모형의 맨홀 입력자료로 활용하여 유출저감효과를 분석하였으며, 5분단위로 결과를 산정하여 최종 방류구에서의 유출저감 및 침수심, 침수면적 저감효과를 모의하였다. 침수지역 대상지는 대전광역시 풍수해 저감 조합계획보고서 (2015, 대전광역시)를 활용하여 선정하였으며, 중구 은행동 일원으로 총면적은 20.1㎢ 맨홀 357개소(빗물받이 제외), 관로는 총 12,542.98m로 분석되었다. 분석 시나리오는 대전광역시 물순환선도도시 기본계획 보고서 (2018, 대전광역시)의 물순환 분담량 10mm, 20mm, 30mm에 대하여 불투수면적 적용률에 따라 시나리오를 적용하였으며, 유출저감에 효율적인 저영향개발기법(식생형, 침투형, 투수형 등)을 선정하여 적용하였다. 침수면적 및 침수심 검토 강우자료는 대전 광역시 방재성능목표 1시간 강우를 Huff 2분위로 분포하여 적용하였다. 본 연구 분석결과 시나리오에 따라 5∼30%의 저감효과가 나타났으며, 하수도법에 의해 노후관로 개설 및 관로공사시 저영향개발기법을 활용할 수 있을 것이라 판단된다.
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이한용 ( Lee Hanyong ) 공주대학교 백제문화연구소 2017 백제문화 Vol.0 No.56
파주 덕진산성은 삼국시대 이후 조선시대까지 개·보수가 이루어지면서 지속해서 사용된 산성으로 우리 역사에 있어 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 역사적 현장이다. 덕진산성 정비·복원의 기본방향은 문화재의 보존이라는 대원칙을 훼손하지 않는 범위 내에서 최대한 활용도를 높이려는 방안을 마련하여 진행되어야 하며 이를 위해서 체계적인 발굴조사를 포함한 학술조사의 결과에 근거한 접근법이 매우 중요하다. 문화재는 우리 세대가 잘 보존하여 후대에 물려줄 의무가 있는 소중한 자산이다. 이 점을 깊이 인식하여 보존과 활용을 염두에 둔 학술조사와 정비·복원 작업이 진행되어야 할 것이다. 문화재의 적극적인 활용이야말로 가장 적극적인 문화재 보존방법이라는 인식하에 덕진산성 활용의 기본방향을 지역문화자원, 문화관광자원, 생태관광자원, 안보관광자원으로 구분하여 제시해 보았다. 문화재 보존관리의 기본원칙은 원형보존에 있음은 여러 차례 강조해도 지나치지 않을 것이다. 향후 진행될 덕진산성의 정비·복원과 활용사업이 유적의 원형보존을 최우선 가치로 하여 무분별한 복원사업을 지양하고 잘 갖춰진 활용프로그램을 통해 효과적으로 진행되기를 바란다. Dukjinsanseong Fortress(德津山城) in Paju has been repaired throughout from the period of the Three Kingdom Period to the Joseon Dynasty, and it is a significant historical heritage. The basic approach for restoration and maintenance of Dukjinsanseong Fortress should be conducted in careful consideration of preserving the cultural asset while maximizing the efficiency of the project. In order to do so, carrying out archaeological approach based on the results of systemic excavation and research is very important. Carefully preserving cultural assets are the responsibility of our generation for the future generations. Being mindful about this responsibility, scientific research and restoration and maintenance works on cultural assets should be executed for both preservation and practical use. Understanding the fact that active practical use of cultural assets is the best way to preserve cultural assets, this paper provides basic categories for the utilization of Dukjinsanseong Fortress: regional cultural resource, cultural tourism resource, ecotourism resource, and national security tourism resource. The basic principle of preservation and maintenance of cultural asset is the preservation of original state, and this principle should always be emphasized. The writer wishes that the future restoration, maintenance, and utilization projects should always put the principle of preservation of original state as the most important value and reject imprudent restoration projects while adopting well-organized utilization program for cultural assets.
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SWMM 모형 입력자료와 LID 시나리오 제안에 대한 사용자 친화적 소프트웨어 패키지 개발
이한용 ( Hanyong Lee ),우원희 ( Wonhee Woo ),박윤식 ( Youn Shik Park ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
도시화 및 산업화가 유역에 미치는 수문학적 영향을 줄이기 위해서 저영향개발기법이 적용될 필요가 있다. 저영향개발기법은 불투수면에서의 침투나 저류를 유도하여 지표로의 강유유출수를 감소시키는데, 현재까지 다양한 기법들이 개발되어 적용되고 동시에 강우유출수 및 비점오염원 저감에 대한 평가가 이루어지고 있다. Environmental Protection Agency(EPA)의 Storm Water Management Model(SWMM)은 강우유출수 및 비점오염원에 대한 예측뿐만 아니라 다양한 저영향개발기법 모의가 가능하지만, 다양한 저영향개발기법의 비용을 고려하여 대상지역에 적합한 기법의 선정 및 배치에는 많은 시간과 노력을 요구한다. 이에 본 연구에서는 저영향개발기법의 비용을 고려하여 최적 설계가 가능한 소프트웨어(Storm Water Management Model - low Impact development design proGram; SWMM-ING)를 개발하였다. SWMM-ING은 저영향개발기법을 설계하고자 하는 대상지역에 대해서 각 저영향개발기법의 설치비용, 유지관리비용, 이자율, 기대수명, 대상지역 내 공간적인 위치를 반영하여 강우유출수 및 비점오염원 저감을 위한 저영향개발기법 시나리오 제시가 가능하다. SWMM-ING을 불투수면적 85%를 포함하는 6.7ha 면적을 가지는 지역에 강우유출수 10% 저감, 총 부유물질 15% 저감, 총인 15% 저감할 수 있는 저영향개발기법 최적화 과정을 수행하였는데, Permeable paving, Bioretention cell, Infiltration trench, Green roof의 공간적 배치 및 규모가 결정되여 연간 $399,681의 비용이 소요되는 시나리오가 제시되었다. 본 연구에서 개발된 SWMM-ING은 graphical user-friendly interface를 가지고 있고, 저영향개발기법의 최적화 과정은 간단하고 직관적이기 때문에, 전문적 지식을 요구하지 않는다는 장점을 가지고 있다.
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가축에 의한 비점오염원 발생량 고려가 가능한 QGIS 기반의 모형 개발 및 적용
이한용 ( Hanyong Lee ),우원희 ( Wonhee Woo ),채민서 ( Min Suh Chae ),박윤식 ( Youn Shik Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
유역관리는 유역에서의 수량과 수질 측면에서 모두 이루어져야 한다. 이를 위해서 다양한 수문 모형들이 다양한 목적과 수문 및 수질 예측 방법을 이용하여, 다양한 소프트웨어의 형태로 개발되어 왔다. 미국에서 수질 규제 정책 수행을 위해서 개발된 Spreadsheet Tool for Estimating Pollutant Loads 모형은 수량과 수질 예측이 가능한 모형으로 가축에 대한조건도 고려할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이 모형은 유역의 복잡한 특성들을 사용자가 직접 생성하여 입력 자료로 이용해야 한다는 것과 연평균 단위로 모의가 이루어진다는 한계점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 지리정보자료를 이용하며, 월단위 예측 방법을 이용할 수 있도록 하여 이 한계점을 개선한 모형을 개발하였다. QGIS 소프트웨어에서 구동 되도록 개발하여 12.87km2의 면적을 가지는 유역에, 토지이용 및 토양 조건과 함께 가축에 대한 조건을 반영하여 적용하였다. 개발된 모형은 모형의 보정 및 검정 과정에서 하천유량과 네 가지 비점오염원 부하량 예측에 대해서 모두 신뢰할 수 있는 수준의 예측 정확성을 나타냈다.
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하천 유량 모의를 위한 QGIS 기반의 모형 개발 및 적용
이한용 ( Hanyong Lee ),우원희 ( Wonhee Woo ),채민서 ( Min Suh Chae ),박윤식 ( Youn Shik Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
강수 유역이나 토지이용의 변화는 유역에서 수문학적 거동에 적지 않은 영향을 미친다. 이러한 변화에 대한 모의를 위해서 Long-Term Hydrologic Impact Analysis (L-THIA) 모델이 이용이 되어 왔는데, 이 모델은 토지이용조건과 수문학적 토양군에 의해서 Curve Number를 정의한 뒤에, 강우량에 의해 직접유출량을 계산하기 때문에 모형의 간편성 측면에서 장점을 가지고 있다. 또한 최근 이 모형에서 기저유출을 예측할 수 있는 방법이 제안되면서 하천 유량 예측에도 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 이 모형은 토지이용조건과 수문학적 토양군의 공간적인 분포를 고려하며, 더욱이 다수 지점에서의 강수 자료를 이용해야하기 때문에 지리정보시스템이 이용될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 GIS 분야에서 그 이용이 점차 증가하고 있는 QGIS에서 토지이용도 및 토양도와 함께 다수 지점에서 측정된 강우량 자료를 이용하여 하천유량을 예측할 수 있는 모형을 개발하였으며, 15개 유역에 시범 적용하였다.
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유역단위 월별 토양유실량 예측을 위해 보정계수를 사용한 ArcSATEEC 모형의 적용
김은석 ( Eun Seok Kim ),이한용 ( Hanyong Lee ),양재의 ( Jay E Yang ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ),박윤식 ( Youn Shik Park ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
범용토양유실공식은 토양유실 가능성 추정치를 예측하기 위한 모형으로 연구분야뿐만 아니라 우리나라의 국가 정책에서도 이용되고 있다. 그러나 우리나라의 강우 특성이나 지표의 피복 상태 변화와 같은 계절적 변동성을 고려할 수 없기 때문에, 범용토양유실공식을 개선한 ArcGIS-based Sediment Assessment Tool for Effective Erosion(ArcSATEEC) 모형이 개발되어 토양유실 가능성 추정치 예측에 적용되어 왔다. ArcSATEEC 모형은 필지 단위 적용에서는 신뢰할 수 있는 수준의 예측 결과가 도출되기도 하였지만, 범용토양유실공식이 가지고 있는 한계점을 여전히 가지고 있어서 실제로 발생된 토양유실량과의 비교는 어려웠다. 이에 본 연구에서는 ArcSATEEC 모형을 유역 단위 적용이 가능한 방안을 검토하여, 8개 유역에 대한 토양유실량 예측을 시험하였다. 실측 토양유실량과 비교하면서 유역 별로 보정계수가 정의되었으며, 8개 유역에 대한 토양유실량 예측의 보정 및 검정 과정 모두 신뢰할 수 있는 수준의 결과가 도출되었기 때문에, 본 연구에서 제안하는 보정계수 정의 방법은 타당한 것으로 판단하였다. 본 연구의 결과로 미루어볼 때, 토양유실 발생가능성 추정치는 실측 토양유실량과의 비교는 어렵기 때문에 반드시 보정계수가 적용되어야 할 것으로 판단된다.
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