지자체 농업가뭄 예·경보를 위한 미계측 저수지의 유입량 추정 및 평가

최정렬,윤현철,원창희,이병현,김병식,Choi, Jung-Ryel,Yoon, Hyeon-Cheol,Won, Chang-Hee,Lee, Byung-Hyun,Kim, Byung-Sik 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.6

When issuing forecasts and alerts for agricultural drought, the relevant ministries only rely on the observation data from the reservoirs managed by the Korea Rural Community Corporation, which creates gaps between the drought analysis results at the local (si/gun) governments and the droughts actually experienced by local residents. Closing these gaps requires detailed local geoinformation on reservoirs, which in turn requires the information on reservoirs managed by local governments across Korea. However, installing water level and flow measurement equipment at all of the reservoirs would not be reasonable in terms of operation and cost effectiveness, and an alternate approach is required to efficiently generate information. In light of the above, this study validates and calibrates the parameters of the TANK model for reservoir basins, divided them into groups based on the characteristics of different basins, and applies the grouped parameters to unmeasured local government reservoirs to estimate and assess inflow. The findings show that the average determinant coefficient and the NSE of the group using rice paddies and inclinations are 0.63 and 0.62, respectively, indicating better results compared with the basin area and effective storage factors (determinant coefficient: 0.49, NSE: 0.47). The findings indicate the possibility of utilizing the information regarding unmeasured reservoirs managed by local governments.

3D Risk Matrix 개념을 활용한 도심지 토사재해 고위험구역 정밀평가 기법 연구

최정렬(Choi Jung Ryel),지용근(Jee Yong keun) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.6

도시화에 따른 산지의 택지개발 확산 등으로 인해 국내 도심지에서의 산사태 및 토석류 위험성이 증가하였다. 특히 2011년 우면산 산사태에서와 같이 토석류로 인한 산지 하류부의 대형 피해가 발생함에 따라 도심지에서의 토석류 피해에 관한 관심이 증대되고 있다. 토석류로 인한 도심지의 위험 평가는 위험 관리의 중간과정으로서 사회적, 경제적으로 감내할 수 있는 위험의 수준을 평가하여, 완화시키거나 제어하기 위한 다양한 대책 수립을 위한 목적을 가진다. 본 연구에서는 도심지의 토석류 위험을 평가하기 위해서는 산사태의 발생 - 토석류 이동 - 토석류 퇴적에 이르는 메커니즘에 따라 발생가능 토석류 높이, 속도 및 하류부 인구의 노출정도를 종합적으로 평가할 수 있는 3D Risk Matrix 개념을 도입하였으며, 토석류 발생으로 인한 물리적 위험 및 인문·사회적 위험 평가가 동시에 가능한 방법론을 제시하였다. The risk of landslides and debris-flow has increased in Urban area due to urbanization and development of residential land in mountain areas. There is a growing interest in the damage of debris-flow according to the Mt. Umyeon, large-scale damages occurred in the urban area due to debris-flow in 2011. The risk assessment of urban areas due to debris flow is an intermediate step in risk management. And it is aimed at establishing various measures to evaluate, mitigate or control the level of risk that can be endured socially and economically. In this study, we introduced the 3D Risk Matrix concept and presented a methodology for evaluating each of exposure of the downstream population and possible debris-flow height and velocity.

강우량 및 지형정보 데이터를 이용한 한국형 토사재해 유발 강우량 산정 알고리즘 개발

최정렬(Jung-Ryel Choi),안성욱(Sung-Wook An),추경수(Kyung-Su Choo),김두희(Doo-Hye Kim),임형규(Hyoung-Kyu Lim),김병식(Byung-sik Kim) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.6

기후변화에 의해 지속시간별 강우강도가 증가하였으며, 토사재해 발생 비율이 높아짐에 따라 인명 및 재산 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 이는 한국에서 사회적 이슈가 되고 있으며, 토사재해를 발생시키는 한계강우량 관련 연구의 중요성이 높아지고 있다. 이에 본 논문에서는 한국 지역의 토사재해 유발 강우 기준 도출을 위하여 토사재해 유발 강우 임계값 자동 계산 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 강원도 지역의 토사재해 발생 이력을 수집하였으며, 토사재해 발생지점 인근의 기상대를 선정하여 강우량을 수집하였다. 토사재해 유발 강우 임계치 자동 계산 알고리즘은 R program 기반으로 작성되었다. 개발된 알고리즘을 이용하여 강원 지역에 적용한 결과 개별 토사재해 발생 지점 정보를 바탕으로 자동적으로 영향 기상대를 선정하였으며, 개별 토사재해 발생 지점 정보와 기상대 강우량 정보를 이용하여 유발강우량을 도출하고, 이를 통합하여 강원도 지역의 강우강도와 지속시간 간의 관계식을 자동으로 도출하였다. Climate change has increased the amount and intensity of rainfall, increasing debris flow risk. Debris flow damage has become a social issue in Korea, and the need for research related to rainfall thresholds for debris flow has increased. In this study, an automatic calculation algorithm was developed to derive criteria suitable for the Korean region for the rainfall thresholds of debris flow. The study area selected was Gangwon-do, where a significant amount of debris flow occurred recently, and information on rainfall and the occurrence of debris flow were collected. As a result of applying an algorithm based on the R programming language, an equation for the relationship between the rainfall intensity and duration in Gangwon-do was automatically derived using debris flow occurrence point information and meteorological rainfall information.

FLO-2D 수치해석 모델을 이용한 토석류 거동 분석 및 건물 위험도 평가 - 춘천 산사태 지역을 중심으로 -

최정렬(Jung Ryel Choi) 위기관리 이론과 실천 2018 Crisisonomy Vol.14 No.2

본 연구는 수치 모델을 이용하여 토석류 거동 특성을 이해하고 도심지 건물에 대한 정량적 위험도를 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 춘천시 피해 지역을 대상으로 수치해석 모형인 FLO-2D를 이용하여 토석류 거동을 모의하였으며, 토석류 속도 및 깊이를 도출하여 각 피해 건물에서 받을수 있는 영향을 시간대별로 분석하였다. 피해 건물 4개소에 대한 VECTOR 분석 결과 토석류 흐름은 1번 건물을 통과하여 3번 건물 방향으로 수렴되는 것으로 나타났으며, 이를 통해 토석류 흐름을 직관적으로 확인할 수 있었다. RASTER 결과를 이용하여 시간대별 토석류 높이를 분석한 결과 1, 2, 3번 건물에서는 피크 점에서부터 시간이 지남에 따라 서서히 감소하는 경향을 보였으나 4번 건물의 경우 피크점 이후로도 토석류 높이가 계속 증가하는 경향을 보였다. 그리고 분석된 결과를 바탕 으로 격자별 토석류 위험도 맵을 산출하였다. 본 연구를 통해 토석류의 최대 흐름 속도 및 높이를 GIS 격자상 RASTER 및 VECTOR 형태로 중첩하여 정량적 분석이 가능하였으며, 토석류로 인한 피해 건물의 원인을 간접적으로 추론할 수 있었다. Urbanization of mountain areas is upscaling debris-flow damage including a lot of human casualties, such as the 2011 landslide in Chuncheon City in Korea. The purpose of this study is to understand the propagation characteristics of debris-flow using a numerical model and to quantitatively determine the hazard of urban buildings. For this purpose, we simulated debris-flow velocity and depth using the FLO-2D numerical analysis model and analyzed the potential effect in each damaged building by time of day. The correlation between the model results and the satellite images after the landslide was analyzed, and than the risk map was created by using the derived velocity and depth. Through this study, it was possible to quantitatively analyze the maximum flow velocity and depth of debris-flow in the form of raster and vector in the GIS lattice and to produce the risk map effectively by using the tools provided in FLO-2D.

지자체 저수지 가뭄 예·경보를 위한 저가형 AWS 구축 및 평가

최정렬(Choi, Jung-Ryel),김병식(Kim, Byung-Sik),윤현철(Yoon, Hyeon-Cheol),원창희(Won, Chang-Hee) 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.7

현재 정부에서 시행하고 있는 가뭄 예·경보는 167개 시군을 대상으로 이루어지고 있으며, 지자체 관리 소형 저수지가 주공급원인 도서·산간지역 및 내륙 오지 등 농촌 지역의 가뭄 대응을 위해서는 보다 조밀한 공간 범위의 강수량 자료가 필요하다. 기상청 등에서 사용하고 있는 자동기상관측장비(Automatic Weather Station, AWS)를 조사해본 결과 고가의 설치비 및 유지관리 비용으로 인해 지자체 관리 저수지에 설치시 경제적 한계점이 도출되었다. 이에 본 연구에서는 국내외에서 상업적으로 사용되고 있는 저비용 고효율의 저가형 AWS를 조사하였으며, 전문가 자문을 통해 최적의 AWS 4기를 선정, 삼척 기상대(AWS 867) 부근에 설치하였다. 최종적으로 AWS 867에서 측정된 강수량 값을 참값으로 저가형 AWS 4기의 강수량 값의 정확성 및 오차 범위 등을 정량적으로 분석하였으며, 각 기기별 상대평가를 통해 활용 가능성을 제시하였다. Drought forecasting and warning is conducted by the Korean government for 167 cities and counties. The necessary rainfall data is required for coping with droughts in rural areas. In these areas, water is supplied from small reservoirs managed by the respective local governments located in regions such as islands and mountainous areas. The Automatic Weather Stations (AWSs) controlled by the Korea Meteorological Administration (KMA) were found to be expensive for installing and maintaining small reservoirs managed by the local governments. In this study, we investigated low-cost and high-efficiency AWSs, and the best AWS was selected through expert consultation and installed near the KMA center located at Samcheok (AWS 867). The results from the analysis of the error range of rainfall using the low-cost AWS were compared with the measured values of true rainfall. Hence, accuracy and error ranges were determined for all the products. Considering the results of the product prices and the test result accuracies, their applicability was suggested through the relative evaluation of each device.

인문⋅사회적 요소를 고려한 지하댐 우선순위 선정 방안 연구: 강원도 영동지역을 대상으로

최정렬(Jung-Ryel Choi),정진우(Jinwoo Jeong),명우호(Woo-Ho Myoung),우대원(Dae-Won Woo),송인재(In-Jae Song),김병식(Byung-sik Kim) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.5

강원도 영동지역은 태백산맥 동쪽에 위치하여 하천 연장이 짧고 하천의 규모가 크지 않아 수자원의 안정적인 관리가 어려운특성이 있으며, 지속적인 수자원 부족 현상으로 제한급수 등 피해를 받고 있다. 용수 부족으로 인한 주민 피해를 해결을위해서는 댐 및 저수지 등 구조적 대책이 필요하나 비용 및 효율을 고려하였을 때 지표수와 연계한 지하수의 개발 및 이용이가장 합리적인 대안으로 나타났다. 한편 동해안 상류의 경우 환경적 요인 및 주민 반발 등으로 기존 댐 설치 계획 등도취소된 바 있으며, 대형 저수지에서 생활용수와 농업용수를 함께 공급함에 따라 상하류간 사회적 갈등이 지속적으로 이루어지고있어 이를 고려한 대안 선정이 필요한 상황이다. 이에 따라 본 연구에서는 동해안 지역의 인문⋅사회적 특성을 분석하여지하댐 필요지역을 도출하였으며, 속초시(쌍천댐)과 고성군(북천) 순으로 우선순위가 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 도출된 지하댐 설치 우선 순위 도출 결과는 동해안 지역 지하댐 신규 설치 사업시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 추후 사회적 갈등이 있는 타 지역의 수자원 공급 인프라 확충 사업시 우선순위 선정을 위한 합리적 대안으로 활용 가능할것으로 판단된다. Yeongdong, Gangwon-do, is located in the east of the Taebaek Mountains, hindering the stable management of water resources and suffering from limited water supply due to the continuous shortage of water resources. To solve the damage to residents due to the lack of water, the development and use of groundwater linked to surface water were found to be the most reasonable alternative. Moreover, as conflicts continue to occur due to environmental and social factors, it is necessary to select an alternative considering this. In this study, the humanities and social characteristics of the East Coast region were analyzed, and the areas and priorities required for the underground dam were presented. As a result of the analysis, the priority was high in the order of sockcho-si (ssangcheon) and gooseong-gun (buckcheon). The results of this study can be used as basic data when installing a new underground dam in the east coast area. Additionally, they can serve as a rational methodology for selecting priorities when expanding the water supply infrastructure in other regions with social conflicts.

백두산 분화로 인한 상수도 시설 피해 관리 기준 설정 연구

최정렬 ( Jung-ryel Choi ),김민규 ( Min Gyu Kim ),이경빈 ( Gyeng-bin Lee ),정일문 ( Il-moon Chung ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.2

백두산 분화시 북풍 또는 북동풍이 발달하게 되면 국내에 화산재가 확산될 가능성이 있으며, 화산재에 의해 민감한 영향을 받는 상수도 시설의 관리기준이 필요하다. 본 연구에서는 국내 상수도 시설의 관리 기준 수립을 위해 국외의 다양한 화산에 대해 분야별 피해사례를 조사하였으며, 이를 바탕으로 상수도 시설의 피해 요인을 퇴적, 흡착/침착, 마모로 나누어 예상되는 피해 정도를 유형화하였다. 또한 위험평가 결과를 바탕으로 화산재 퇴적 두께에 따라 상수도 시설의 관리 단계를 4단계로 도출하였으며, 0~1 mm은 VAD(Volcanic Ash Degree) I, 1~3 mm는 VAD II, 3~5 mm는 VAD III, 5 mm 이상은 VAD IV로 제시하였다. 최종적으로 도출된 관리 단계별 경보 기준, 화산재 영향, 피해 대응 절차 및 방안 등으로 구성된 상수도 시설 관리 기준(안)을 제시하였다. The purpose of this study is to establish the management standards of water systems in Korea. The damage factors of the water systems were classified by accumulation, adsorption, and abrasion. According to the thickness of volcanic ash, the management stage of the water systems was derived in four steps; VAD (Volcanic Ash Degree) I (0~1 mm), II (1~3 mm), III (3~5 mm), IV (over 5 mm). Finally, the management standards for water systems which consist of alarm levels, impacts of volcanic ashes, procedures and action plan to deal with the damage, are presented.

유역 수문모형과 저수지 추적기법을 연계한 샌드댐 저류량 산정

정일문 ( Il-moon Chung ),이정우 ( Jeongwoo Lee ),이정은 ( Jeong Eun Lee ),최정렬 ( Jung-ryel Choi ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.4

지속적 가뭄 발생에 따라 물공급의 사각지대인 유역 상류부 가뭄 대책 마련에 대한 수요가 급증하는 추세이며, 하천 및 상수도와 연계된 시스템 구축이 필요한 시점이다. 또한 하천의 건천화 방지와 적정 하천 유지유량 확보를 위한 시설 설치가 필요하나, 하천의 환경 및 생태계 보전 등의 이유로 지상 댐의 건설이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이에 대한 대안으로 아프리카 건조지역에서 많이 활용되는 샌드댐의 효과를 살펴보기 위한 타당성 평가를 수행하였다. 미계측 유역의 계곡수 유출량을 산정하기 위해 한국형 유역수문모형 SWAT-K를 이용하였으며, 모의 유출량을 저수지 추적기법과 연계하여 샌드댐의 저류량을 평가하였다. 기존하상을 이용하는 샌드댐과 준설형 샌드댐의 2가지 경우에 대해 취수시 저류량 변화와 하류 유량의 증감을 분석한 결과 샌드댐은 평시 하류 유량을 증대시키는 효과와 가뭄시의 취수를 통한 물공급 대응이 가능한 시설이라는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다. The implementation of drought measures in the upstream areas of river basins is seldom considered with respect to water supply. However, the demand for such measures is increasing rapidly owing to the occurrence of severe droughts, and interventions on streams and the water supply are needed. Physical interventions are an option to prevent streams from becoming dry and to maintain stream water flow, but dam construction is challenging because of environmental and ecological considerations. Here, a feasibility study was conducted to assess the potential effects of sand dams, which are widely used in arid regions in Africa. The SWAT-K model, which is a hydrologic model used for Korean watersheds, is used to estimate the flow rate of water in an ungauged watershed. The changes in water storage of the sand-dammed reservoir and in downstream flow rates are estimated for two types of sand dam (natural and dredged). The results show that sand dams are capable of increasing the downstream flow rate during normal conditions and of mitigating water supply problems caused by the withdrawal of water during drought periods.