Estimation of sediments in urban drainage areas and relation analysis between sediments and inundation risk using GIS

Moojong, Park,Hwandon, Jun,Minchul, Shin IWA Publishing 2008 Water Science & Technology Vol.58 No.4

<P>Sediments entering the sewer in urban areas reduce the conveyance in sewer pipes, which increases inundation risk. To estimate sediment yields, individual landuse areas in each sub-basin should be obtained. However, because of the complex nature of an urban area, this is almost impossible to obtain manually. Thus, a methodology to obtain individual landuse areas for each sub-basin has been suggested for estimating sediment yields. Using GIS, an urban area is divided into sub-basins with respect to the sewer layout, with the area of individual landuse estimated for each sub-basin. The sediment yield per unit area for each sub-basin is then calculated. The suggested method was applied to the GunJa basin in Seoul. For a relation analysis between sediments and inundation risk, sub-basins were ordered by the sediment yields per unit area and compared with historical inundation areas. From this analysis, sub-basins with higher order were found to match the historical inundation areas.</P>

Droplet-based magnetic bead immunoassay using microchannel-connected multiwell plates (μCHAMPs) for the detection of amyloid beta oligomers

Park, Min Cheol,Kim, Moojong,Lim, Gun Taek,Kang, Sung Min,An, Seong Soo A,Kim, Tae Song,Kang, Ji Yoon The Royal Society of Chemistry 2016 Lab on a chip Vol.16 No.12

<▼1><▼1><P>Automated operation of droplet-based magnetic bead immunoassay in the μCHAMPs.</P></▼1><▼2><P>Multiwell plates are regularly used in analytical research and clinical diagnosis but often require laborious washing steps and large sample or reagent volumes (typically, 100 μL per well). To overcome such drawbacks in the conventional multiwell plate, we present a novel microchannel-connected multiwell plate (μCHAMP) that can be used for automated disease biomarker detection in a small sample volume by performing droplet-based magnetic bead immunoassay inside the plate. In this μCHAMP-based immunoassay platform, small volumes (30–50 μL) of aqueous-phase working droplets are stably confined within each well by the simple microchannel structure (200–300 μm in height and 0.5–1 mm in width), and magnetic beads are exclusively transported into an adjacent droplet through the oil-filled microchannels assisted by a magnet array aligned beneath and controlled by a XY-motorized stage. Using this μCHAMP-based platform, we were able to perform parallel detection of synthetic amyloid beta (Aβ) oligomers as a model analyte for the early diagnosis of Alzheimer's disease (AD). This platform easily simplified the laborious and consumptive immunoassay procedure by achieving automated parallel immunoassay (32 assays per operation in 3-well connected 96-well plate) within 1 hour and at low sample consumption (less than 10 μL per assay) with no cumbersome manual washing step. Moreover, it could detect synthetic Aβ oligomers even below 10 pg mL<SUP>−1</SUP> concentration with a calculated detection limit of ∼3 pg mL<SUP>−1</SUP>. Therefore, the μCHAMP and droplet-based magnetic bead immunoassay, with the combination of XY-motorized magnet array, would be a useful platform in the diagnosis of human disease, including AD, which requires low consumption of the patient's body fluid sample and automation of the entire immunoassay procedure for high processing capacity.</P></▼2></▼1>

수리모형실험을 이용한 경사형 낙차공의 만곡부 흐름특성분석

박무종,우재영,이정호,송영석,Park,Moojong,Woo,Jaeyoung,Lee,Joungho,Song,Youngseok 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.3

Hydraulic Structure are inevitably set up and operated in the river that flow characteristics are complex. When designing the water surface elevation and velocity by using 1-D Hydraulic Model, it will not be able to reflect the characteristics of Lateral Eddy and Superelevation due to centrifugal force. This study compared with result of 1-D Hydraulic Model and Hydraulic Model Experiments, Through the model experiment of Sloping Drop Structure installed on Curved-Channel. Hydraulic Model was constructed to baekseok bridge and Shinchun Bridge about 210 m interval located in Uijeongbu, Gyeonggi-do. Result of Hydraulic Modeling observed data and 1-D Hydraulic Modeling date are compared to design flood 100 year and 20 year. Result of experiments are depth ovserved data 35~48% low then 1-D Hydraulic Modeling date and velocity ovserved data 135~167% large then 1-D Hydraulic Modeling date. Research reaults expect to basic information for Curved-Channel Characteristics on Sloping Drop Structure. 하천 내에 불가피하게 설치 운영되는 수공구조물은 흐름특성이 복잡하여 단순히 1차원 수리모델에 의한 유속이나 수위를 이용하여 설계하는 경우에는 원심력에 의한 횡방향 특성이나 편수위를 반영할 수 없다. 본 연구에서는 만곡부에 설치된 경사형 낙차공에 대한 수리모형 실험을 통해서 낙차공의 수리특성을 파악하고 이를 수치모형과 1차원 설계에 의한 결과와 비교하였다. 경기도 의정부에 위치한 백석천의 신천교-백천교 210 m 구간에 대한 모형을 제작하고 100년 빈도와 20년 빈도 홍수량에 대하여 수리모형의 관측값과 1차원 모델인 HEC-RAS에 의한 계산값을 비교분석하였다. 실험결과 경사형 낙차공 구간에서 수심 관측 값은 계산 값보다 35~48% 작았으며, 유속 관측 값은 계산 값보다 135~167% 빠른 유속으로 원심력에 의해 좌안보다 우안이 수심이 높고, 유속은 크게 나타났다. 이러한 연구결과는 만곡부 하천에 수공구조물을 설치하는 경우 수리특성을 파악할 수 있는 기초정보로 유용하게 활용될 것이며 좌우안의 편수위 및 유속의 분석을 2차원이나 3차원 모형과 추가적으로 비교한다면 보다 유효한 결과가 도출될 것으로 기대된다.

가강수량 특성을 이용한 극치호우의 기후변화 예측

박민규,박무종,김상단,주진걸,Park,Minkyu,Park,Moojong,Kim,Sangdan,Joo,Jingul 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.1

본 연구에서는 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 고려하여 극치호우로서 가능최대강수량의 변화를 예측하였다. 기존의 기후변화에 따른 극치호우 예측은 평균적인 모델링 결과를 기초로 하고 있어 극한값의 재현이나 거동 예측과 관련하여 많은 문제점이 지적되어왔다. 이와 관련하여 본 연구에서는 기후변화 시나리오에서 가장 신뢰도가 높은 기온의 변화와 물리적으로 상관성이 높은 가강수량 추정방법을 이용하여 가능최대강수량의 규모를 직접 추정하는 방법을 적용하였다. 그 결과 국내 가능최대강수량의 규모가 향후 100년 이후 약 40% 정도까지 증가할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 확률강우량의 변동폭 등과 관련해서도 간접적인 참고수치로 이용가능 할 것으로 기대된다. In this study, probable maximum precipitation change was predicted using RCP 8.5 IPCC climate change scenario as extreme storm change. The modelling results based on average have the restriction on extreme rainfall value representation and future behavior prediction. To overcome these problems, this study uses air temperature change and precipitable water relationship in order to calculate the magnitude of probable maximum precipitation. The results showed about 40% increase in probable maximum precipitation. These were expected to use as reference of extreme storm increase such as IDF changes.

가뭄지수에 따른 가뭄평가 결과 비교연구

장쉬엔후이(Zhang, Xuanhui),박무종(Park, Moojong),김하룡(Kim, Hayong),조지현(Cho, Jihyun),주진걸(Joo, Jingul) 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.7

Although drought is a very damaging natural disaster, it is difficult to define the beginning of drought accurately. In this study, three drought indexes including the standardized precipitation index (SPI), generalized extreme value index (GEVI), and standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) were calculated in six cities, and the correlations among the drought indices were examined. Drought incidence rates, Pearson s correlation coefficients, and Spearman s correlation coefficients were compared. The results showed that the correlation between the SPI and SPEI was very high but that the correlation with the GEVI was slightly lower. However, in the case of long-term drought and extreme drought, the correlations among the three indices were very high. 가뭄은 매우 큰 피해를 주는 자연재해임에도 불구하고, 그 시작을 정확하게 정의하기 어려운 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 6개 도시에서 SPI, GEVI, SPEI 등 3개 가뭄지수를 산정하고, 각 가뭄지수간의 상관성을 검토하였다. 심도별 가뭄발생비율, 피어슨 상관계수 및 스피어만 상관계수를 사용하여 3개 가뭄지수를 비교하였다. 분석결과 SPI, SPEI의 상관성은 매우 높게 나타났으며, GEVI는 다소 낮게 나타났다. 다만, 가뭄분석 시간단위가 긴 장기가뭄과 가뭄심도가 깊은 극한가뭄의 경우 세지수간의 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다.

도시홍수 취약성 평가에 대한 연구

박무종,송영석,주진걸,박민규,Park,Moojong,Song,Youngseok,Joo,Jingul,Park,Minkyu 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.5

내수배제 불량으로 인한 도시침수는 매년 심각한 인적, 물적 피해를 발생시키고 있다. 내수침수 피해 저감을 위한 방재정책을 수립하고, 방재대책의 우선순위를 결정하기 위해서는 대상지역의 취약성을 적절하게 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 도시지역의 침수피해 취약지역을 평가할 수 있는 모형을 개발하였다. 평가 모형은 산술적인 도시홍수 취약성 평가 방법과 Promethee를 이용한 도시홍수 취약성 평가 방법을 적용하였다. 평가인자로는 도시홍수에 직적접인 영향을 미치는 저지대 지역, 통수능력 부족관거 그리고 유출곡선 지수를 선정하였다. 평가 결과 과거 침수기록과 비교하였을 때 산술적인 도시홍수 취약성 평가 방법은 약 75%의 일치율을 Promethee를 이용한 도시홍수 취약성 평가방법은 58.3%의 일치율이 분석되었다. 본 연구에서는 도시홍수에 직접적인 영향을 미치는 인자를 활용한 산술적인 도시홍수 취약성 평가방법의 적확성을 확인할 수 있었다. Urban flood inundation by poor interior drainage systems causes annually the significant loss of life and properties in Korea. The inundation vulnerability assessment is important for policy establishment and priority decision of disaster management policy. In this study, an assessment model was developed for urban vulnerable areas. An assessment model was applied to arithmetic Urban flood vulnerability assessment and Urban flood vulnerability assessment using Promehtee(Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation). Assessment factors that directly affect urban flood were selected to lowland area, length of poor drainage sewer, and curve number. The results of assessment, inundation records are in concordance with arithmetic urban flood vulnerability assessment method about 75% and urban flood vulnerability assessment using Promehtee about 58.3%. In this study, arithmetic urban flood vulnerability assessment method using assessment factors that directly affect urban flood was confirmed by accuracy.

도시특성을 고려한 홍수취약성 평가기법 개발 : 대구광역시를 대상으로

송영석(Song, Youngseok),박종표(Park, Jongpyo),김하룡(Kim, Hayong),정상만(Jeong, Sangman),박무종(Park, Moojong) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

본 연구에서는 대구광역시를 대상으로 도시지역의 홍수취약성 평가기법을 개발하고 홍수피해에 대한 저감대책을 제공하고자한다. 홍수취약성 평가를 위한 대리변수는 기존의 선행연구와 부처에서 제공하는 DB 등을 고려하여 도시지역에 적합한대리변수를 선정하였다. 따라서, 본 연구에서는 지역별 중요도를 나타내는 지역중요성 지수(RSI)와 홍수피해 자료에 대한피해가능성 지수(DPI)를 이용하여 도시지역의 홍수취약성 지수(FVI)를 제시하였다. 지역중요성 지수(RSI)는 인적요소에 인구밀도와 취약인구 비율, 물적요소에 자산밀도와 주요시설물 면적으로 4개의 대리변수를 선정하였다. 피해가능성 지수(DPI)는지형요소에 저지대 면적비와 불투수 면적비, 재해요소에 내수재해위험지구 후보지 현황과 풍수해 이력 발생 현황으로 4개의대리변수를 선정하였다. 선별된 8개의 대리변수는 승법형 효용함수를 이용하여 종합적인 도시지역의 홍수취약성 지수를산정하였다. 산정결과 대구광역시의 홍수취약성 지수는 도시 중심지역과 하천인근 지역에서 높게 평가되었다. 본 연구결과는도시지역의 홍수취약성 평가 및 저감대책수립에 활용될 것으로 기대한다. This study intends to develop a flood vulnerability assessment method and flood damage reduction measures in urban areas for Daegu Metropolitan City. The proxy variables for the flood vulnerability assessment were calculated using the previously investigated proxy variables for urban areas. The Flood Vulnerability Index (FVI) of the urban area was proposed using the Regional Significance Index (RSI), which indicates the importance of each region, and the Damage Possibility Index (DPI) for flood damage data. The RSI selected four proxy variables: population density, vulnerable population ratio, property density, and area ratio of major facilities. The DPI also selected four proxy variables: area ratio of low land, the impervious area ratio, status of domestic disaster risk district, and flood occurrence record. Eight proxy variables were selected and the FVI of urban areas calculated using multiplicative utility functions. As a result of the calculation, the FVI of Daegu Metropolitan City was found to be high in the central urban areas and by the streams. The results of this study are expected to be used for flood vulnerability assessments in urban areas and establishing flood damage reduction measures.

수해취약성인자를 이용한 고위험 도시침수지역의 평가기법에 대한 연구

박민규,송영석,김상단,박무종,Park. Minkyu,Song. Youngseok,Kim. Sangdan,Park. Moojong 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.2

도시지역의 인구밀집과 불투수면적의 증가, 주요기반시설의 낙후, 기후변화에 따른 강우강도의 증가 등으로 인하여 도시지역의 수해피해에 대한 위험성이 증가되고 있으며, 이에 대한 대책마련을 위해서는 도시지역에서 발생하는 침수피해에 대한 정량적인 분석이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 도시침수지역과 수해취약성인자의 비교를 통하여 수해에 취약한 고위험지역을 배수분구단위로 평가하는 방법론이 제안된다. 도시침수지역은 침수피해자료를 이용하여 침수면적과 침수횟수로 구분하여 분석되며, 도시지역에서 자료수집이 용이한 저지대지역, 통수능력부족관거, 불투수지역, 유출곡선지수가 수해취약성인자로 선정된다. 방법론의 적용으로, 중랑천 수계를 대상으로 침수피해에 취약한 고위험 배수분구가 식별된다. Due to urban population growth and increase of impervious ratio, backwardness of major infrastructure, increased rainfall intensity in climate change, and so on, the risk of flood damage in urban areas is increasing. In order to establish measures for this, quantitative analysis for flood damage that occurs in urban areas is needed. In this study, a methodology assessing high-risk areas vulnerable to flooding in units of drainage catchments by comparing the city`s flood zone and flood vulnerability factors is proposed. Using flood damage data, the city`s flood zone is delimited by inundation area and inundation frequency to be analyzed. Taking into account the ease of date collection, lowland areas, lack of sewer discharge capacity, imperviousness, and runoff curve number are selected as the flood vulnerability factors. As an application, high-risk drainage catchments vulnerable to flooding in Juanang stream watershed are identified.

재해연보와 풍수해 저감종합계획을 활용한 재난관리 방안 연구: 경상남도를 대상으로

송영석(Song, Youngseok),이희섭(Lee, Heesup),박무종(Park, Moojong) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.5

최근 기후변화에 따른 영향은 태풍, 호우 등의 자연재난에 발생빈도를 증가시켜 복합적인 피해를 유발하고 있다. 자연재난은 국가의 인명, 재산, 시설 등의 다양한 분야에서 막대한 피해를 발생시켜 재난관리에 대한 중요성이 대두되고 있다. 그러나, 자연재난은 발생빈도, 재난의 크기, 피해규모 등의 예측이 어려워 현재까지도 다양한 분야에서 재난관리를 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 ‘재해연보’의 2006년부터 2017년까지의 피해현황과 시군구별 풍수해 저감종합계획의 재해위험지구를 고려한 경상남도의 재난관리 방안 연구를 수행하였다. 경상남도의 재난관리 방안으로는 과거 자연재난의 재난유형별 피해현황과 재난발생으로 유발되는 재해유형별 가중치를 산정하였다. 또한, 풍수해 저감종합계획의 재해위험지구와 재해유형별 가중치를 고려한 경상남도의 재해유형별 재난관리 예산비율 산정식을 제안하였다. Recent climate change has increased the frequency of natural disasters, including typhoons and heavy rains. These disasters have resulted in complex damage. Natural disasters enormously affect a variety of critical areas (e.g., human life, property, and facilities), thus increasing the importance of disaster management. However, it is difficult to predict the frequency, size, and scale of such natural disasters and the resulting damage. Many disaster management studies are therefore being conducted in a variety of areas. This study examined a disaster management plan in Gyeongsangnum-do by considering damage status according to the information in the disaster yearbook from 2006 to 2017 in addition to a comprehensive si/gun/gu disaster plan designed to reduce storm and flood damage. Past natural disaster statuses were calculated according to the weight of the disaster type in the Gyeongsangnum-do disaster management plan. This study also proposes equations for calculating a budget ratio for disaster management in Gyeongsangnum-do by considering the disaster risk area and the weight of the disaster type according to the comprehensive plan to reduce storm and flood damage.

비점오염저감시설의 강우유출수 처리비 산정식 개선 -WQF 기준 시설-

최대규,박무종,강민지,김상단,Choi,Daegyu,Park,Moojong,Kang,Minji,Kim,Sangdan 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.2

Reduction loads of treatment BMPs can be calculated by using rainfall capture ratio which means the ratio between treated rainfall by BMPs and total annual rainfall in Korean TMDL. In this paper, Rainfall capture ratio and related terms was changed, and it is suggested the improved empirical formula of stormwater capture ratio which can consider the runoff characteristics because treatment BMPs collect not rainfall but stormwater with contaminants. We calculated the real stormwater capture ratio which can be altered by runoff coefficients by using long-term (43years, 1970-2012) rainfall data in seven rainfall stations (Busan, Daegu, Daejeon, Gangreung, Gwangju, Jeju and Seoul), and then, the empirical formula of stormwater capture ratio for WQF treatment BMPs is derived from the real stormwater capture ratio. 수질오염총량관리에서 비점오염저감시설의 삭감부하량은 연간 총강우량 중 시설에 의해 처리되는 강우량의 비를 의미하는 강우처리비를 이용하여 산정한다. 하지만 비점오염저감시설은 강우가 아닌 강우유출수와 이에 동반되는 오염물질을 처리하는 시설이기 때문에 강우처리비 및 그와 관련된 용어들을 변경하고 강우유출수 연속처리시설에 대해 유출특성을 반영할 수 있는 개선된 강우유출수 처리비 산정식을 제안하였다. 우리나라 7곳의 장기간(1970-2012)의 시간단위 강우자료를 이용하여 유출계수 변화에 따른 실제 강우유출수 처리비 곡선을 산정하였으며, 이에 기반을 두어 우리나라 전역에 사용할 수 있는 강우유출수 연속처리시설의 강우유출수 처리비 산정식을 유도하였다.