본 연구는 제방 시설물에 대한 사용자 관점에서의 성능 평가에 관한 논문이다. 현재 국내의 제방 시설물은 평균 내구수명이 30년이 경과하여 매우 노후된 실정이며, 1, 2종을 제외한 기타 시설물의 경우는 정확한 현황 파악이 어렵고 거의 방치되고 있는 실정이다. 매년 장마 및 태풍 발생 시 제방의 붕괴로 인해 많은 재산 및 인명 피해가 발생하고 있어 이에 대한 대처가 필요한 실정이나, 제방에 대한 종합적인 평가 기준이 전무한 실정이다. 현재 안전진단지침에 따른 기존 제방 시설물 평가의 경우 상태와 제방 붕괴 관점에서 등급을 평가하며, 복합한 과정을 거치기 때문에 모든 시설물 평가에 적용하기 어렵다. 또한, 보다 합리적인 평가를 위해서는 제방의 붕괴되었을 경우의 피해 농경지, 기후 조건, 통행 여건, 인접 가구수, 관광지 접근성 등 사용자 입장에서 보다 다양한 평가지표가 필요하다. 본 연구에서는 피해정도, 환경, 사용자 편의 관점에서의 제방 시설물의 성능을 평가할 수 있는 새로운 지표를 개발하여 제방의 성능을 합리적으로 평가할 수 있는 등급을 제시하고자 한다. 이를 통해 취약한 시설물에 예산 배정이 우선적으로 이루어질 수 있다면 이용자 안전성 확보, 투자효과 극대화, 지역 경제 활성화 등 많은 기대효과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

본 연구의 지압식 앵커는 사면보강공사 또는 지중구조물의 부상방지를 위한 영구앵커에 관한 공법으로써 사면보강 또는 지중구조물의 부상방지를 위해 지반을 천공한 후 영구앵커를 설치시 기존기술은 통상 천공홀 내에 시멘트 그라우팅을 PS강연선 주변에 주입 및 양생 후 PS강연선 긴장시 천공홀 주변지반과의 마찰력에 의해 설계 앵커력을 유지하는 것이 일반적이다. 본 연구에서 이중쐐기형태의 내부 앵커체가 슬라이딩되면서 외주면 앵커체를 확장시켜 정착지반의 천공벽면에 지압력을 발생시키는 구조로써, 외주면 앵커체가 인장방향과 직각방향으로 작용하는 지압력에 의해 설계앵커력이 유지되는 방식이다. 본 연구 수행결과 설계 앵커력도 공시체 균열 진전 상태와 공시체 해체 후 외주면 앵커체가 균등하게 확장되어 지압력이 발휘되므로 기존 기술인 인장마찰식 영구앵커의 단점인 진행성 파괴를 원천적으로 방지함과 지압력 발생 양상이 FEM해석 결과와도 일치함을 확인하였다. 따라서 지압식 영구 앵커는 사면붕괴시 신속한 사면의 급속복구, 급경사지 재해예방, 기존 옹벽의 변위 발생시 복구, 지중구조물의 부상방지 등의 분야에서 공기단축, 시공성, 경제성, 구조적 안전성등이 확보된 기술이므로 재해복구, 재해예방을 위한 기술 분야에 기술적 파급효과가 클 것이라 생각된다.

대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워 제안되고 연구되고 있다. 이에 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 ICH RC 풍력타워 단면이 설계된바 있다. 하지만, 풍력발전 터빈은 큰 질량을 갖는데 비해 타워는 세장비가 매우 크기 때문에, 풍하중 등의 횡하중이 작용할 때 발생하는 변위가 증가함에 따라, 터빈의 자중에 의한 대변위 효과에 따라 실제 횡력에 저항할 수 있는 모멘트 저항성능은 감소한다. 따라서 안전한 풍력발전 타워의 설계를 위해서는 대변위 효과를 고려하여 실제 횡력에 저항할 수 있는 타워의 모멘트 성능을 계산하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 기존 설계된 단면에 대해 터빈 자중에 의한 대변위 효과를 고려하여 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석결과, 터빈 자중에 의한 대변위 효과로 인하여 풍력타워의 실 모멘트 저항 성능 감소분이 상당하며, 안전한 풍력타워의 설계를 위해서는 대변위 효과가 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

그라운드 앵커는 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착 또는 안정시키기 위하여 고강도의 강재로 연결하고 그 강재에 높은 긴장력을 도입하여 구조물에 구속력 또는 선행하중을 가하기 위한 효과적인 공법이다. 그라운드 앵커의 시험은 설계조건의 만족여부를 실증하거나 설계에 필요한 정보를 얻기 위해 실시하게 되는데 대표적인 시험은 인발적성시험(Performance Test)과 크리프시험(Extended Creep Test) 등이 있으며 이중 크리프시험은 앵커설치 후 시간의 경과에 따른 하중감소를 예측할 수 있으며 장기거동에 대해 안전성확보 여부를 판단할 수 있는 중요한 시험이다. 영구앵커를 지보공으로 하는 합벽식 옹벽 현장에서 영구앵커에 대한 시험을 실시한 결과 부분시료만 채취되는 심한풍화상태의 지반에 설치된 시험앵커 3공에 대해 인발적성시험을 실시한 결과 탄소성 한계곡선 내에 실측 변위가 위치하는 것으로 나타나 앵커력 확보에는 이상이 없는 것으로 나타났다. 그라운드의 인발특성에 대한 연구도 최근에 활발하게 진행되고 있으며 모형 락앵커의 반복하중 시험을 통하여 반복하중이 정적극한하중의 약 50% 미만으로 작용할 경우 락앵커의 안정성에 대한 영향은 거의 없음을 제시하였다. 또한, 건설 현장에서 널리 사용되고 있는 그라운드 앵커의 거동특성을 연구하기 위하여 계측기를 부착한 앵커를 화강풍화토에 설치하고 인발시험을 수행하여 지반과의 마찰계수, 크리프 변형율, 하중감도 특성을 평가하였다. 또한 본 연구에서는 풍화암 지반에서의 극한강도와 크리프 변형 등을 파악하고 단기 크리프를 분석하여 앵커 거동특성의 예측방안을 제시하였다.

본 연구에서는 지상구조물이 하중을 받게 되면 지반의 침하나 측방유동, 전단변형이 발생하게 된다. 이러한 구조물의 변형의 원인은 지반의 불균질성과 지층구조의 차이의 파악이 부족함에서 발생하는 경우가 대부분이다. 일반적으로 지반은 기반암의 생성원인과 풍화의 영향, 지하수의 존재 유·무, 환경적 요소 등에 의해 많은 영향을 받으며 동일한 지역에서도 각 위치에 따라 지반의 층 두께, 강도, 압축특성 등의 따라 다르게 나타나는 경우가 많다. 따라서 지반의 지지력 및 침하 특성을 파악하기 위해서는 충분한 지반조사를 실시하여 구조물이 설치될 영역의 지반 공학적 특성을 충분히 파악하여야 한다. 기존 팽이기초공법은 일본에서 특허기술로 개발되어 최근 국내에 도입된 팽이형기초공법이 있다. 효과는 주로 횡방향 유동의 방지에 따른 침하의 억제와 지지력의 증대로 볼 수 있다. 이러한 효과는 현장과 실내에서 수행한 재하시험의 결과 및 유한 요소 해석 기법에 의한 수치해석 결과를 비교 분석한 것을 알 수 있으며, 이 공법으로 시공된 몇몇의 구조물에서 상당한 양의 침하량 감소 및 지지력 증대의 효과가 나타난 것으로 보고된 바 있다. 그러나 기존 팽이기초공법과 메커니즘이 비슷한 사각 피라미드 기초는 모양 및 형태가 달라 아직까지 국내에 소개된 바가 없지만, 사각 피라미드 기초의 시공 가능성 등의 측면을 고려하여 개량을 통해 지반의 침하량 감소 및 지지력 증대를 추구한 기초 공법이라 할 수 있다. 따라서 사각 피라미드 기초의 역학적 거동 및 특성을 파악하고 시제품을 제작하여 구조체의 침하량을 정밀히 산정함으로써 지반의 침하에 대한 안전성 증대의 효과를 기대할 수 있다.

본 연구에서는 장기간 지표유출량을 산출할 수 있는 SMI 기법(Soil moisture index model)의 적용성이 탐색된다. 장기간의 직접유출량을 산출하는 문제는 강우유출수 관리, 비점오염원 관리, 유역환경관리 등에서 매우 중요한 사안이다. 현재 장기간 강우유출수 모의를 위하여 우리나라에서 가장 널리 이용되는 방법은 유출계수법과 NRCS-CN방법이다. 하지만 유출계수법은 강수의 차단 및 유수의 저류효과를 고려할 수 없을 뿐 아니라 토양특성을 고려될 수 없다는 문제가 있으며 NRCS-CN방법은 선행강수량과 토지이용상태 및 토양특성을 고려될 수 있는 진보된 방법이나 기본적으로 강우사상별로 적용되도록 개발되었기 때문에 유역의 토양의 연속적인 토양함수조건을 고려하지 못하는 문제가 있다. SMI 기법은 이러한 연속적인 토양함수조건을 고려하여 장기간의 연속적인 강우유출량을 모의하기 위하여 개발되었다. 장기간 관측 자료가 있는 우리나라 6개 댐 상류 유역을 대상으로 SMI 기법의 매개변수를 추정할 수 있었으며, NRCS-CN 방법을 이용한 장기간 지표유출량 산정 결과와 비교하였을 때, SMI 기법의 지표유출량이 NRCS-CN 방법보다 현실성 있는 결과로 산출되었으며 강수량에 조금 더 민감함을 확인 할 수 있었다.

대규모 수공구조물이 파괴될 경우 막대한 경제손실과 인명피해 등 사회, 경제적인 피해가 예상되므로 현재 우리나라에서는 설계시 수문기상학적 방법을 이용한 가능최대강수량(PMP)이 적용되고 있다. 하지만 2014년 8월 제주도 윗세오름에 1,182mm의 일 강수량이 발생하는 등 이상홍수의 빈도와 규모가 커짐에 따라 기존 산정된 PMP를 재검토할 필요성이 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 수문기상학적 방법을 제외한 통계학적 방법을 이용하여 1일 PMP를 산정하였다. 대상유역은 한반도 남한을 5개 행정구역으로 구분하였으며, 기상청 66개 관측지점 중 54년의 강우자료를 보유하고 있는 14개 지점을 대상으로 수행하였다 또한 강우자료는 1일 강우를 이용하였으며, 관측된 연 최대치 강우계열로부터 통계학적으로 추정하는 방법을 사용하였다. PMP 산정시 필요한 빈도계수의 경우 임의시간 24시간에 대한 빈도계수를 산정한 후 고정시간 1일 빈도계수로 역수한 수정 빈도계수를 제안하였으며, 산정된 PMP를 SMP와 CMP로 구분하고 1차 선형 회귀식의 기울기를 바탕으로 변화율(Trend)을 분석하였다. 14개 지점의 전체적인 PMP 변화율 분석 결과, CMP가 SMP보다 낮은 변화율을 보였으며, 14개 지점 평균적으로 SMP는 연간 4.4mm 증가, CMP는 연간 3.2mm 정도 증가하는 경향이 나타났다. 이는 기후변화 등으로 인하여 최근 극치 호우가 과거에 비해 다수 발생한 것에 기인한 것으로 판단된다. 향후 기후변화 시나리오에 의해 생성된 미래 강우자료를 이용하여 PMP 산정에 관한 연구가 추가적으로 수행된다면, 과거 및 미래 PMP의 변화율 분석에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 기후변화에 따른 가능최대강수량(Probable Maximum Precipitation, PMP)의 변동을 추정하기 위한 기반연구로 국내 및 국외의 PMP 산정 방법에 대한 연구동향을 조사하였다. 외국의 문헌조사 결과, 1950년대부터 PMP에 관한 연구가 시작되었으며 주로 경험적인 방법론이 사용되었다. 2000년대에 들어 기후모델을 이용한 기후변화에 따른 PMP의 변화에 관한 연구가 진행되었다. 국내에서는 1960년대부터 PMP에 관한 연구가 이루어졌으며, 1988년 국토교통부의 보고서를 시작으로 국가적인 연구가 지속적으로 수행되고 있었다. 기후변화에 따른 PMP에 관한 연구는 2010년대에 들어서 진행이 되고 있음을 알 수 있었다.

최근 지구온난화와 기후변화로 인하여 강우 패턴이 변하고 그로인해 국지성 호우로 인한 홍수 피해가 늘고 있다. 특히, 본 연구대상지역인 도암댐 유역 같은 경우, 독특한 지질 구조와 토지 이용으로 인하여 다량의 탁수유발물질이 발생하여 비점오염원 관리지역으로 지정되었다. 즉, 다른 지역에 비하여 강우시 침식에 따른 자연적인 토양 유실이 활발하게 일어나는 곳으로 유역의 토양, 지형 및 피복조건 등의 특성이 유실에 적합한 조건으로 형성되어 왔다. 댐 상류유역에 위치한 고랭지밭 등에서 우기시 다량의 토사가 유입되고 있는 지역으로 강우시 탁도가 급속히 증가하고 호수내 탁도를 급격히 증가시키고 수력발전을 위해 강릉남대천으로 방류되는 물로 인해 하류하천의 수질 악화로 이어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 기후변화에 따른 댐 유역의 유출 및 수질 변화를 예측하기 위하여 IPCC에서 제공하는 A1B 시나리오의 4개의 RCM 기후변수(강우, 최고온도, 최저온도, 습도)를 다중인공신경망(Multisite Artificial Neural Network Downscaling Model) 기법을 통하여 지역별 상세수문시나리오를 생산하였다. SWAT 모형을 이용하여 6년(2002~2004, 2006~2008) 동안의 일변 유출량 및 월별 수질(SS, T-N, T-P) 자료를 이용하여 모형의 보정 및 검증을 실시한 후, 예측된 기상 시나리오에 대해 2100년까지의 미래 수문학적 거동 변화 및 하천수질 변화를 전망하였다. 또한, 토지이용변화에 대한 5가지 시나리오 Partial Change of Forest to Urban(PCFU), Partial Change of Forest to Bare field(PCFB), Partial Change of Forest to Grassland(PCFG), Partial Change of Forest to Upland Crop(PCFUp), and Partial Change of Forest to Agriculture(PCFA)를 산정하여 기후변화와 토지이용변화를 고려한 유출 및 수질변화를 예측하였다.

본 연구에서는 노후화된 수력발전용 댐의 시설개선에 따른 하류하천 어류의 물리서식처 변화에 대한 수치해석을 수행하였다. 적용 하천은 괴산댐으로부터 하류에 위치한 송동보까지 3.073km 구간이며, 댐의 발전방류량 변화에 따른 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area) 변화를 모의하기 위하여 유량증분방법론(IFIM: Instream Flow Incremental Methodology)이 적용되었다. 발전방류량 변화에 따른 가중가용면적 산정을 위해 일차원 모형인 PHABSIM을 적용하였으며, 서식도적합도지수(HSI: Habitat Suitability Indices)는 강형식(2012)에 의해 산정된 달천 유역의 우점종인 피라미(Zacco platypus)에 대한 유속 및 수심에 대한 지수를 적용하였다. 서식도적합도지수 산정을 위해 Eco-river21 사업단에 의한 2007~2010년간 달천 유역의 어류 모니터링 데이터가 활용되었다. PHABSIM에 의한 수리계산 결과를 김원 등(2007)에 의해 실측된 수위 모니터링 데이터와 비교한 결과 수치모형에 의한 예측 결과가 실측치와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 또한, 피라미에 대해 가중가용면적(WUA)이 최대가 되는 생태학적 최적유량은 10㎥/s인 것을 확인할 수 있었다. 괴산댐 노후 발전설비 교체에 따른 발전방류량 변화로 인한 하류하천의 주간단위 가중가용면적 모의 결과, 발전설비 교체 후가 교체 전에 비해 서식처가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 노후 발전설비가 교체됨에 따라 발전방류의 주기가 증가함으로써 하류하천 피라미 서식처에 긍정적인 영향을 제공하는 것으로 판단된다. 그러나, 하류하천 서식처 개선을 위해서는 역조정지 설치 등에 따른 하류하천의 지속적인 방류량 공급이 필요한 것을 확인할 수 있었다.

본 연구는 A 하수처리장 내 혐기 소화 상징액 그리고 농축조 상징액을 대상으로 반응시간에 따른 질소 화합물 성상 변화에 관한 연구를 수행하였다. 하수처리장에서 질소 처리는 일반적으로 질산화 – 탈질의 생물학적 처리를 기반으로 하고 있다. 세계적으로 친환경·저에너지 형 기술이 주목받음에 따라 기존의 완전질산화 반응과 비교하여 경제적인 아질산화 반응 및 관련 연계 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아질산화 반응은 SRT 조절에 따른 nitrite oxidizing bacteria(NOB)의 wash-out 또는 free ammonia(FA)에 의한 저해 작용과 같은 인위적인 조작이 없으면, 자연적 안정적으로 유도되기 어려운 반응으로 알려져 있다. 약 300일에 걸친 실험실 규모 아질산화 반응조 운전을 통하여 운전 SRT 별 반응시간에 따라 반응조 내 질소 화합물의 성상 변화를 분석하였다. 안정적인 아질산화 반응이 유도된 구간에서는 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소만 증가하는 경향을 보였다. 하지만 완전질산화가 유도된 구간에서는 일정 반응 시간 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소와 질산성 질소가 증가하다 일정 시간 이 후 아질산성 질소가 감소하고 질산성 질소가 증가하는 경향을 보였다. 이는 완전 질산화가 유도된 구간에서는 상대적으로 긴 SRT로 인해 반응기 내 아질산성 질소로 전환되었던 질소 화합물이 다시 질산성 질소로 전환되는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 아질산성 질소가 질산성 질소로 전환되는 시점을 기준으로 아질산화 반응이 유도 가능한 SRT를 파악 할 수 있을 것으로 판단된다. 실험실 규모 운전 결과를 바탕을 도출된 본 연구의 연구 결과는 실제 하수처리장에 아질산화 반응 도입 시 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 국내외적으로 저영향개발(Low Impact Development, 이하 LID) 기법을 비롯하여 도시화에 따른 영향을 최소한으로 하면서 도시를 개발하고자 하는 개념이 도입되고 있다. 하지만 이러한 LID 기법을 적용하기에는 도심부의 공간은 이미 고밀도 건축되어 있고 오픈 스페이스(Open Space)가 부족하여 녹지로 대체할 수 있는 공간의 확보에도 한계가 있으며, 높은 지가로 인하여 추가적인 녹지 공간의 확보가 어려운 것이 현실이다. 옥상녹화 사업의 효과는 해당 건물뿐 아니라 공공의 이익에 영향을 미치는 공공재로서의 역할을 수반하기 때문에 사업에 대한 타당성을 확보하고, 이를 통해 좀 더 효율적인 옥상녹화 사업을 유도할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 우리나라의 옥상녹화 설계 기준을 살펴보고, 상대적으로 간단한 모형을 구축하여 설계(토양층의 깊이 변화)에 따른 유출 및 비점오염물질의 배출 거동을 모의하고 결과를 분석하여 옥상녹화의 최적 토양층 깊이를 산정하는 방안을 제시하였다.

현재 국내에는 약 4만여 종의 화학물질이 유통되고 있으며, 매년 약 400여 종의 화학물질이 새로 진입되면서 화학물질의 사용이 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 구미 불산 누출사고(2012.09), 화성 불산 누출사고(2013.01), A사 지하배관 파손 유독물질 유출사고(2014.02) 등 화학물질 관련 사건이 빈번하게 발생하고 있다. 하지만 현행 토양법 상에는 사고신고 외에 토양사고관련 사항은 부족한 상태이며, 화학물질의 안전관리제도 또한 미비한 상태이다. 토양지하수매체에서 토양법상의 토양사고 대비 능력을 향상시키기 위해서는 실질적인 사전관리체계 제도화가 시급하다. 본 연구는 유해화학물질 누출 시 토양·지하수오염 예방을 위한 위해도 기반 사전관리체계 개발 연구의 1단계 과정으로 오염물질 선정 및 오염취약성 평가체계 framework를 도출하였다. 오염물질 선정은 ‘토양·지하수오염 국가인벤토리 구축기법 개발 연구’ 과제(환경부, 2012)를 통해 제시한 52개의 토양·지하수관련 물질을 대상으로 하였으며, 국내 유해화학물질 목록, 오염물질 유통량 및 배출량 현황 그리고 외국사례 등을 종합적으로 고려하여 평가체계 대상 오염물질을 최종적으로 선정하였다. 대부분의 화학물질 누출사고는 누출, 화재, 폭발 등으로 인해 대기와 토양으로 유입되고 대기로 비산된 물질은 시간이 지남에 따라 해당 범위 내의 토양으로 다시 침적되어 토양오염을 유발한다. 이렇게 충적된 오염물질은 강우 등에 의해 토양 내로 유입되어 지하수까지 오염시키게 되며, 기준노출점에서 토양과 지하수 매체의 오염농도를 산정한 후 인체 및 생태 노출 특성에 따라 오염물질을 등급화 할 수 있다. 이러한 개념을 바탕으로 대상 물질별 사고 시 토양·지하수오염 취약성평가체계 framework를 도출하였다.

본 연구에서는 세계적으로 문제가 되고 있는 하천 및 수계내의 중금속 오염 방지와 대책을 강구하기 위해 고로슬래그가 중금속흡착에 유리한 물리, 화학적 특성을 지녔다고 판단하여 흡착제로서의 중금속흡착능이 충분한지에 대해 검토하였다. 흔히 중금속흡착제로 알려진 활성탄의 경우 제거효율은 좋지만, 경제적인 부담감을 안고 있으며, 현재 최근 활발한 산업 활동으로 인하여 나오는 건설폐기물이나 산업부산물의 문제를 해결하기 위해 이를 이용한 중금속 제거 기술이 보고되고 있다. 특히, 고로슬래그의 경우 선철 1t당 0.5~1t정도의 양이 배출되며, 이에 고로슬래그의 흡착제로서의 사용 검토가 된다면 제철부산물의 처리와 하천 및 수계내의 수질개선에도 도움이 된다고 판단했다. 고로슬래그는 체가름시험을 통하여 1.2~2.5mm의 치수를 사용하였으며, 중금속은 Cd, Cu, Pb, Zn으로 선정하여 등온흡착실험을 진행하였다. 중금속의 초기농도는 1ppm, 2ppm, 5ppm로 설정하고 120분간 128rpm으로 교반하여 진행하였으며, 일정 시간간격을 두어 샘플을 채취하여 시간 당 중금속의 부하량을 산정하였다. 그 결과 Cd의 경우 120분간 선형의 그래프를 나타내며 제거 되었으며, Cu, Pb, Zn은 20~30분까지 급격하게 중금속의 농도가 감소하다가 120분까지 서서히 감소되었다. 초기농도에 관계없이 120분동안 중금속 제거량은 총 1ppm 정도였으며, 결과적으로 고로슬래그의 중금속 흡착제로서의 흡착능이 뛰어나다고 판단된다. 이를 통해 하천 및 수계내의 수질개선을 위한 비점오염저감시설이나 장치의 흡착제나 또는 여과저류지등의 여재로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

우리나라에서는 매년 호우, 태풍, 대설 등 자연재해로 인하여 많은 피해가 발생하고 있다. 자연재해로 인한 피해액과 그에 따른 복구액 역시 점점 증가하고 있는 추세를 보이고 있다. 특히 2011년 서울시 우면산 산사태, 2014년 부산･경남 지방에서의 폭우로 인하여 재산 및 인명피해가 발생하였다. 우리나라의 경우 도시지역에 인구가 집중되는 형태를 띄고 있으며, 이로 인해 도시지역에 재해가 발생하게 되면 치명적인 인명 및 재산피해를 입게 된다. 따라서 도시지역에서는 자연재해에 대한 대응책 마련이 반드시 필요하다. 이를 위해서는 자연재해로 인한 피해를 정략적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 자연재해에 대한 인구 통계적 피해를 정량화하기 위하여 인구 통계적 취약성을 평가할 수 있는 지표기반 모형을 서울시에 적용하였다. 해당 모형은 1)연령분포, 2)인구밀도, 3)산업별 종사자 수, 4)외국인 비율, 5)교육수준으로 총 5개의 대리변수로 구성되어 있다. 이를 이용하여 서울시의 25개 자치구와 16,230개의 집계구에 적용하여 인구 통계적 취약성을 살펴보았다. 본 연구를 통해 산정된 취약성 평가 결과는 자연재해에 대한 인명피해를 감소시키기 위한 방재사업을 추진할 때 효과적인 예산분배를 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 LID 개념을 이용한 비점오염 저감시설이 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 다양한 LID 시설들 중 침투도랑에 관한 수질처리용량 결정을 위한 기법이 제안된다. 수확체감법칙을 이용한 수질처리용량은 해당 지역의 강수패턴, 유역의 불투수율과 같은 물리적인 특성, 침투도랑의 배수시간 등에 직접적으로 영향을 받고 있음을 살펴볼 수 있다.

최근 다양한 공간정보 활용에 대한 인식이 높아지면서 공간정보산업은 상당 수준 발전하고 있으며, 이에 따른 지리정보와 관련된 다양한 웹서비스가 제공되고 웹을 통한 정보 활용이 가능한 환경으로 발전하였다(2007, 장윤섭). 이러한 웹을 통한 정보 유통의 수요가 증가함에 따라 자료 제공측면에서 표준화의 중요성이 갈수록 강조되고 있다. 웹서비스 표준화 관련 분야는 ISO (International Organizatio n for Standard), OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards ), WS-I (Web Services Interoperability Organization) 등 국제 표준화 기구에서 연구가 진행되고 있으며, 특히 2014년 현재 총 505개의 기관이 참여하고 있는 OGC (Open Geospatial Consortium)에서는 Web GIS Service와 관련하여 표준화가 진행되고 있다(http://www.opengeospatial.org). 그러나 우리나라의 경우 공간정보 분야에서 그 필요성에 비하여 아직까지는 표준에 대한 관심과 개발 및 적용을 위한 노력이 다소 미흡한 실정이다(2010, 이기원). 하천공간정보의 표준화 및 웹서비스에 대한 효율적인 제공 체계 구축을 위해서는 공간정보 제공에 적합한 표준 선정과 적용이 필요하다. 국제 표준 중 OGC 표준 기반의 WMS (Web Map Service)는 분산환경에서 지리적으로 등록된 Map Image를 요청하는 표준 프로토콜이며, 별도의 프로그램 없이 웹으로 지리정보를 제공하기 때문에 하천공간정보 웹서비스 표준화에 대하여 WMS 준용을 고려할 필요가 있다. 따라서 OGC 표준 기반의 WMS를 활용하여 하천공간정보에 대하여 효율적인 데이터 처리 및 공간 분석 등을 적용하기 위한 추진 방안을 제시하였다. 이를 통해 표준화된 웹 기반 API(Application Programming interface)를 활용하여 효율적이고 체계적인 하천공간정보를 제공할 수 있는 기틀 마련이 가능할 것으로 사료된다.

매년 수질안전관리와 관련한 사건사고는 끊임없이 발생하고 있으며, 과거의 여러 사례에서 보여지듯이 수질오염으로 인한 피해는 후대까지 지속되는 인류의 끔찍한 재앙을 낳았다. 물은 인간을 비롯한 모든 생태계에 있어 가장 밀접하고도 필수적인 요소이기 때문에 철저한 유지 및 관리가 필요하다. 하지만 인간의 물 공급원인 호수나 하천은 지형적 특성상 오염 후 회복이 어려우며, 경제적인 부분은 물론, 획기적인 수질정화기술이 제시됨에도 불구하고 인구증가와 활발한 인간활동으로 그 수준을 따라가지 못하는 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 사용자의 편의를 위해 Matlab GUI로 제작한 수질의 오염정도를 간단히 예측해 볼 수 있는 수질 예측 모델에 대해 소개하고자 한다. 본 연구에서 소개하는 수질 예측 모델은 well-mixed, steady state라는 가정 하에 자연수역의 형태와 외부 오염 유입 등을 고려하여 알고자하는 지점의 수질 위험정도 판단이 용이하다. 또한 편리한 조작과 간단한 데이터 입력만으로도 수질오염정도의 판단 기준이 되는 여러 지표로 분석 가능하기 때문에 환경공학도들의 자가학습 툴(Self-Learning Tool)로도 효과적일 것으로 기대된다.

우리나라는 하절기 태풍으로 인하여 매년 항만구조물에 직접적인 피해가 발생한다. 특히 테트라포드 등 콘크리트 이형블록과 같은 피복재로 이루어진 경사식 구조물의 경우 피복재가 이탈되는 피해가 발생한다. 이와 같은 경사식 방파제 설계시 방파제 간부구간에 대한 안정중량 산정식이 제시되어 있으며, 제두부의 경우 제간부 피복재 중량의 1.5배 이상을 적용하도록 제시하고 있다(해양수산부, 2014). 그렇지만 2000년대 이후 태풍에 의한 피해사례를 분석하면 제두부 이외에도 제간부 특히 볼록부(concave curve)에서 피복재가 이탈되는 피해가 보고되고 있다. 이러한 피해를 감안하여 볼록부 설계시 피해율을 고려하여 설계파고를 재산정하거나, 사면경사를 완만하게 하여 안정중량을 확보하는 방법이 적용되고 있다. 또한 제두부와 유사한 개념으로 제간부 중량의 1.5배 이상을 거치하는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 이에 대해서는 UASCE(2006)에도 마찬가지로 정확한 설계기준이 없으며 볼록부 및 오목부에 대한 안정중량 산정방법에 대한 제시는 없다. 본 연구에서는 수리실험을 통하여 볼록부 구간에 피복된 피복재의 안정중량 산정을 위한 수리실험을 수행하였다. 안정중량 산정식은 허드슨식과 같은 형태를 적용하였으며, 볼록부 중심각에 대한 안정중량 산정기법은 Kd를 적용하였다.

연안침식은 현재 매우 심각한 연안재해로 인식되고 있어 재해대응을 위해 지속적인 연구가 수행되고 있으나, 그 메커니즘에 대한 정확한 이해도 완전하지 못한 현상 가운데 하나이다. 파랑, 유동 및 지형변화가 상호작용하는 메커니즘의 이해를 위한 정밀 관측이 필수적이지만 국내에서는 실험연구가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 파랑 및 유동에 따른 표사이송을 관측하기 위한 이동상 수리실험을 수행한다. 입도분포 및 수중 안식각 실험을 통해 가능한 점토가 배제된 최소입경의 사질표사를 사용하여 실험하므로 스케일 이펙트를 가능한 최소화하도록 하였다. 초기경사는 0.04로 일반적인 해안경사를 반영하되 관측에 유리하도록 쇄파대 구간을 구성하였다. 실험결과로 입사파고 0.3미터, 주기 4초인 규칙파 조건으로 수심 0.8미터에서 초기 0.04 경사의 사질토 지형의 표사이동 실험을 수행하여 그 결과를 그림에 제시하였다. 그림은 시간에 따른 샌드바의 형성과정을 명확하게 보여주고 있다. 현재는 실험의 초기단계로 지형변동에 따른 파고, 주기 및 유속의 변화를 계측할 계획이며 특히 언더토우의 역할에 주목하여 실험을 할 계획에 있다. 그 결과들은 연안지형 변동 원인의 자료 및 수치모의 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.