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.

건설환경 공학에서 전산유체역학의 현재와 미래

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

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.

내재해형 옥외광고물 설계를 위한 표준하중 산정

이승수,김준영,함희정,김지영,Lee, Sungsu,Kim, Junyeong,Ham, Hee Jung,Kim, Ji Young 한국전산구조공학회 2016 한국전산구조공학회논문집 Vol.29 No.2

최근 강풍으로 인한 옥외광고물의 파손 및 추락으로 인해 불특정 다수에게 인적 및 물적 피해를 야기하고 있다. 옥외광고물은 사유시설과 공공시설물의 성격을 모두 갖기 때문에 옥외광물로 인한 피해를 저감하는 것은 개인의 노력뿐 아니라 제도 및 규정을 통해서도 이루어져야한다. 이러한 피해는 강풍에 취약한 옥외광고물의 내풍설계 기준의 미비가 가장 큰 요인으로 인식되고 있어 본 연구에서는 옥외광고물의 내풍설계 표준을 제시하였다. 이를 위해 풍속에 영향을 주는 옥외광고물 설치위치의 주변 풍환경이나 높이, 설치위치 등 풍속과 관련한 요소를 반영하였으며, 건축구조기준 2015(안)의 기본풍속도와 풍속보정 절차에 의한 풍하중 산정 과정을 제시하였다. 이 과정에서 공학적 판단이 요구되는 옥외광고물 설치위치 주변의 지표 조도구분 및 지형계수 평가에 대해 정략적으로 적용할 수 있는 기준을 제시하였다. 또한 비전문가 관점에서 적용하기 용이하도록 가능한 단순화된 정량화 절차를 제시하였다. Recent destructions of outdoor signboards have frequently been caused by strong wind, resulting in damage on the property and human livelihood. One of the major causes of the problems is inadequate implementation of structural design code to the outdoor signboards which are vulnerable to wind. This leads to this paper to present the design guideline of wind-resistant outdoor signboards. In order to estimate the design wind speed, basic wind speeds over Korea suggested by KBC(2015)(revision) are corrected with land surface roughness and topography of the terrain and installation height of the signboard. This paper also suggested the procedure of wind load estimation for different types of outdoor signboards; wall attached type, wall ribbed type and ground erected type. Since the process involves complex calculation to some extent, this paper presents summarized version of wind load estimation from non-professional point of view.

IPCC AR5 RCP 8.5 시나리오 기반 태풍발생 공간분석

이승수,김가영,Lee, Sungsu,Kim, Ga Young 한국공간정보학회 2014 한국공간정보학회지 Vol.22 No.4

Natural disasters of large scale such as typhoon, heat waves and snow storm have recently been increased because of climate change according to global warming which is most likely caused by greenhouse gas in the atmosphere. Increase of greenhouse gases concentration has caused the augmentation of earth's surface temperature, which raised the frequency of incidences of extreme weather in northern hemisphere. In this paper, we present spatial analysis of future typhoon genesis based on IPCC AR5 RCP 8.5 scenario, which applied latest carbon dioxide concentration trend. For this analysis, we firstly calculated GPI using RCP 8.5 monthly data during 1982~2100. By spatially comparing the monthly averaged GPIs and typhoon genesis locations of 1982~2010, a probability density distribution(PDF) of the typhoon genesis was estimated. Then, we defined 0.05GPI, 0.1GPI and 0.15GPI based on the GPI ranges which are corresponding to probability densities of 0.05, 0.1 and 0.15, respectively. Based on the PDF-related GPIs, spatial distributions of probability on the typhoon genesis were estimated for the periods of 1982~2010, 2011~2040, 2041~2070 and 2071~2100. Also, we analyzed area density using historical genesis points and spatial distributions. As the results, Philippines' east area corresponding to region of latitude $10^{\circ}{\sim}20^{\circ}$ shows high typhoon genesis probability in future. Using this result, we expect to estimate the potential region of typhoon genesis in the future and to develop the genesis model. 최근 전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화로 태풍, 폭염, 폭설등과 같은 자연재해의 피해가 대규모로 확대되고 있다. 근본적으로 지구온난화를 유발하는 가장 큰 원인은 대기 중의 온실가스를 들 수 있으며, 온실가스의 농도 증가로 인해 우리나라가 속해있는 북반구는 점점 더 지구표면온도가 증가하고 있고, 그에 따른 극한 기상 발생률이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 이산화탄소 농도 추세를 반영한 RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5 시나리오를 이용하여 미래의 태풍발생의 공간분포를 추정하였다. 공간분포를 추정하기 위해 먼저 RCP 8.5 월 자료를 사용하여 1982~2100년 기간 동안의 태풍발생지수(GPI; Genesis Potential Index)를 계산하였다. 1982~2010년 동안 발생한 태풍의 발생위치정보와 월평균 GPI 값을 이용하여 태풍발생의 확률분포(PDF)를 추정하였으며, PDF의 0.05, 0.1 및 0.15에 해당하는 GPI의 범위를 설정하여 0.05GPI, 0.1GPI 및 0.15GPI로 정의하였다. 이를 바탕으로 1982~2010년, 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 태풍발생의 공간 확률 분포를 추정 하였으며, 공간 확률 분포와 함께 과거 태풍발생정보를 이용하여 공간밀도를 분석하였다. 분석 결과, 미래에 태풍이 발생할 가능성이 높은 지역이 필리핀의 동쪽에 위치한 위도 $10^{\circ}{\sim}20^{\circ}$ 영역으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 추후 미래의 태풍발생 가능지역을 추정하고, 이를 기반으로 태풍의 경로를 추정하는데 활용하여 태풍의 발생 위치에 따라 한반도에 미치는 영향을 추정하는데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

멀티미디어 자료를 활용한 교육용 프로젝트기반 웹사이트 개발

이승수,유정수,Lee, Seung-Soo,Yu, Jeong-Su 한국정보교육학회 2004 정보교육학회논문지 Vol.8 No.4

In spite of the fact that project-based learning has had positive effects on improvement of creation power and expansion of the spirit of inquiry, the project-based learning lesson was difficult to carry out in the classroom. The web overcomes time and space limitations in traditional schools. This study has developed and implemented an online project-based website of children's education, based upon the extensive classroom use of multimedia materials to further students participation and interest in projects of discovery. The developed website shows the entire process used through out the project. This paper presents the project's activities and students' learning, using multimedia and web. This study was conducted in fourth grade of an elementary school for a month. The results of this study suggest that the effects of using the project-based website were improved self-directed learning and generation of new ideas.

도시침수 모의 기술 국내 연구동향 리뷰: 2001-2022

이승수,김보미,최현진,노성진,Lee, Seungsoo,Kim, Bomi,Choi, Hyeonjin,Noh, Seong Jin 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.10

In this study, a state-of-the-art review on urban inundation simulation technology was presented summarizing major achievements and limitations, and future research recommendations and challenges. More than 160 papers published in major domestic academic journals since the 2000s were analyzed. After analyzing the core themes and contents of the papers, the status of technological development was reviewed according to simulation methodologies such as physically-based and data-driven approaches. In addition, research trends for application purposes and advances in overseas and related fields were analyzed. Since more than 60% of urban inundation research used Storm Water Management Model (SWMM), developing new modeling techniques for detailed physical processes of dual drainage was encouraged. Data-based approaches have become a new status quo in urban inundation modeling. However, given that hydrological extreme data is rare, balanced research development of data and physically-based approaches was recommended. Urban inundation analysis technology, actively combined with new technologies in other fields such as artificial intelligence, IoT, and metaverse, would require continuous support from society and holistic approaches to solve challenges from climate risk and reduce disaster damage.

대심도 시추 프로젝트의 효율적 관리를 위한 통합 정보 시각화 관리 시스템

이승수,김광염,Lee, Seung-Su,Kim, Gwang-Yeom 한국터널지하공간학회 2014 자연, 터널 그리고 지하공간 Vol.16 No.5

교통흐름을 고려한 터널단면 확대 시공기술의 사회적 손실비용 산정에 관한 연구

이승수,김동규,서종원,Lee, Seung Soo,Kim, Dong-Gyou,Seo, Jong Won 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.4

Using existing tunnel for section enlargement and remodeling is being considered as an optimal alternative in order to solve traffic jam in tunnel. The existing method has been performed while blocking the traffic flow. Recently, New enlargement method was developed which can maintain traffic flow during the construction by using protector. It can minimize social loss due to keeping traffic flow. On the other hand, installing and operating protector can cause economic disadvantages. So, social cost estimation considering traffic flow should be considered for relevant economic evaluation of tunnel section enlargement methods. This paper presents the social cost estimation method of tunnel section enlargement methods considering traffic flow. In addition, to compare economic efficiency existing method with new method, suggested method was applied to Maebong Tunnel. 도심지 교통량의 증가로 터널구간의 정체현상을 해결하기 위해 기존의 터널을 활용하여 증축 혹은 개축하는 단면 확대공사가 최적의 대안으로 고려되고 있다. 기존의 단면 확대기술은 교통흐름을 차단하고 시공하나, 최근 프로텍터를 활용하여 교통흐름을 유지할 수 있는 교통류 보존형 터널 단면 확대기술이 개발되었다. 이 기술은 교통흐름을 보존하여 수많은 사회적 손실을 최소화 할 수 있으나, 교통흐름을 보존하기 위한 프로텍터의 설치 및 운영으로 경제성 측면에서 불리할 수밖에 없다. 이러한 단면 확대기술들의 경제성을 적절히 평가하기 위해서는 시공중 교통흐름을 고려한 사회적 손실비용을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 터널단면 확대 시공기술의 교통흐름을 고려한 사회적 손실비용을 산정하는 방법을 제시하는 것을 목표로 하였다. 그리고 매봉터널을 대상으로 사례연구를 수행하여 교통흐름에 따른 사회적 손실비용의 차이를 분석하는 것을 목표로 하였다.