본 연구에서는 보형식에 따라 발생되는 수리학적 현상을 분석하기 위하여 수리실험을 수행하였으며, 보 형식은 월류형 고정보와 하단방류형 가동보를 대상으로 하였다. 두가지 다른 형식의 보에서 발생하는 도수를 포함한 직하류 흐름 특성을 비교하고, 하단방류형 가동보를 설치할 경우 발생되는 직하류부 구간의 수위, 유속 및 에너지 변화 등 수리학적 특성을 분석하였다. 또한 하단방류형 가동보 직하류에서 발생되는 흐름을 제어하기 위하여 감세공 설치 위치 및 높이의 효율성을 분석하였다. 그 결과 방류 후 보 직하류에서 하단방류형 가동보의 경우 월류형 고정보와 유사한 도수(Hydraulic jump)가 발생되는 것으로 분석되었으나, 보 직하류 사류구간의 증가로 인하여 전체적인 도수길이는 증가되는 것으로 나타났으며 이는 Froude 수에 비례하는 것으로 분석되었다. 하상에 영향을 미치는 사류구간을 줄이기 위하여 도수를 사전에 유도시키도록 감세공 설치를 검토하였으며, 감세공을 설치할 경우 미설치시보다 단위길이당 에너지 감소효과는 Froude 수가 1.7 이상에서 더 효과적인 것으로 나타났다. 감세공의 설치에 있어서 설치 높이는 에너지 감소효과에 민감한 것으로 나타났으며 본 실험 결과 감세공의 높이는 하류 자유흐름 수심의 10%에서 가장 효과가 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구를 통하여 분석한 결과 하단방류형 가동보 직하류의 하상보호를 위해 도수현상의 길이를 줄이는 방법으로 효과적인 감세공 설치를 통해 에너지를 줄이는 방법을 활용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

This study estimates the non-stationary design flow in the Upper Green River Basin (UGRB), WYby applying a moving window with the streamflow projections under A2, A1B, and B1 scenarios.The reliable estimates of design flow are necessary for the water management and planning andthe operation of infrastructure to reduce the risk of economic loss, the environmental damage,and the loss of life.The design flow is generally estimated by the flood frequency analysis under the stationaryassumption, which the historical flood distribution is similar to the future flooddistribution. However, nature is not stationary. This study considers the non-stationarity ofthe future streamflow in determining the design flow.To estimate the design flow, this study uses the 112 bias-corrected spatially downscaled(BCSD) precipitation and temperature projections of the World Climate Research Programme (WCRP)Coupled Model Intercomparison Project phase 3 (CMIP3) datasets. Furthermore, this study usesthe Variable Infiltration Capacity (VIC) model to simulate the streamflow projections underthree climate scenarios (A2, A1B, and B1). The non-stationary design flows for each year usinga moving window are estimated for 2, 5, 10, 20, 30, 50, and 100 year return periods using theGeneral Extreme values distribution.The proposed method is applied to the Upper Green River Basin in Wyoming. Moreover, thisstudy presents the climate change impacts on the design flow.

본 연구에서는 산지재해인 산사태나 토석류에 대한 특성을 이해하고 체계적인 피해 예방 및 관리를 위하여 발생지역을 미리 예측하고 미연에 피해를 방지하기 위해 산지재해 위험도 평가기법에 대해 연구하였다. 연구지역으로 2006년 7월 집중호우와 태풍 에위니아에 의해 많은 토석류재해가 발생한 강원도 인제지역을 대상으로 지형, 수문, 토양, 지질 요인들 중 산지재해 발생에 영향을 미치는 요인은 무엇인가를 파악하기 위해 항공사진과 GIS를 이용하여 결정론적 방법으로 무한사면안정모형을 적용하여 사면안정지수를 구하였으며 확률론적 기법인 우도비모형 및 증거가중모형, 통계적 기법인 로지스틱 회귀모형을 적용하여 산지재해 취약성을 분석하고 취약성 지수의 기존 산지재해 발생을 설명하는 능력을 정량적으로 표현하기 위하여 추정능력(Success rate)을 계산하였다. 추정능력 계산결과로 산지재해 발생 확률이 높은 상위 30%의 면적을 비교하였으며 각각 67%, 73%, 77%의 예측력을 보였다. 추정능력 결과 및 독립성검증을 통해 상관성이 높은 인자의 조합으로 로지스틱 회귀식을 제시하였으며, 제시된 로지스틱 회귀식을 이용하여 타 지역에 적용하여 16가지 인자와 축소된 상관성이 높은 인자의 조합을 비교, 검증하였다. 본 연구에서 제시된 결과는 산지재해 위험지도 제작 및 산지재해 피해 예방을 위한 방재사업 등의 자료로서 적용 및 활용될 수 있다.

최근 빈번하게 발생하고 국지성 집중호우와 같이 갑작스럽게 발생한 높은 강도의 강우에 의한 유출량에 적절하게 대처하기 위하여 실시간 배수펌프장 운영기법의 개발 및 내수침수 예측이 가능한 시스템 개발이 요구된다. 본 연구의 목적은 최근 빈번하게 발생하고 있는 도시지역에서의 집중호우로 인한 내수침수에 대비하기 위하여, 내배수 시설의 실시간 운영 알고리즘을 개발하고 이러한 도시홍수 대책의 효과를 분석 및 향후 내수침수 예측을 위하여 내수침수 해석 모형을 개발하고자 한다. 개발한 모형의 적용성을 검증하기 위하여 마포배수구역에 발생한 2010년 9월 호우사상에 대하여 적용하였다. 뉴로-퍼지 모형은 불필요한 입력자료의 수는 모형의 규칙수를 증가시키고 오차를 유발하므로 최소한의 입력자료를 구성하기 위하여 크게 시간적 매개변수와 공간적 매개변수로 나누어 모형을 개발하였으며 가장 작은 오차과 큰 결정계수를 가지는 모형을 최종적으로 선택하였다. 이전 시간의 입력자료로부터 현재 시간의 수위를 예측하고 예측된 현재 시간의 수위를 바탕으로 작동 펌프의 수를 산정해야 한다. 이 과정에서 최적의 작동 펌프의 수를 계산하기 위하여 최적화 기법으로 수정된 유전자 알고리즘을 적용하였으며 여러 제약조건과 목적함수를 만족시키는 작동 펌프의 수를 도출하였다. 계산된 작동 펌프의 수는 뉴로-퍼지모형의 입력자료가 되어 다음 시간의 수위 예측이 가능하도록 한다. 마포배수구역에 적용결과 모든 배수펌프장에서 최고수위와 최저수위를 만족하는 결과를 얻을 수 있었으며, 잦은 펌프의 작동과 정지상태를 피하여 운영비 측면에서도 효과적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 또한 뉴로-퍼지를 이용한 실시간 배수펌프장 내수위 예측 값을 경계조건으로 하여 개발한 2차원 통합침수해석 모형의 적용성을 검증하였다. 모의결과의 검증을 위해 침수실적도와 2차원 통합침수해석모형에 의해 계산된 침수면적간의 적합도 비교 결과 70~80% 범위를 보였다. 뉴로-퍼지 모형을 직접 가동 배수펌프의 수 혹은 토출량을 결정하도록 알고리즘을 구성하지 않음으로서 데이터 기반모형이 가지는 한계점을 극복하고자 우선 배수펌프장의 내수위를 예측하였고 예측된 수위로부터 운전자의 판단이 반영될 수 있으며 배수펌프장의 재난 비상상황시 재해정보지도를 구축함으로서 주민들에게 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

지구온난화에 따른 이상기후로 사상 유래없는 홍수가 빈번하게 발생하고 있으며, 급격한 도시화 및 산업화에 따른 불투수 면적비율 증가, 토지의 집약적 이용은 도시유역을 침수에 더욱 취약하게 하였다. 최근 발생하는 침수피해의 상당 부분이 내수배제의 불량에 기인한 내수침수로 밝혀지고 있다. 그러나 우수관망의 통수능 향상, 저류지 및 빗물펌프장 설치 등의 구조적인 방법은 막대한 시간과 비용을 수반하게 된다. 이에 비구조적인 방법을 통하여, 도시 내배수 시설의 방재성능을 극대화하여 내수범람에 의한 침수피해를 최소화하기 위하여 본 연구를 수행하게 되었다.본 연구는 ‘유하 및 저류시설 등 내배수시설에 대한 방재성능 평가 및 기법 개발’, ‘방재시설물의 방재성능 개선 기술 개발’, ‘내배수시설의 통합방재성능 향상을 위한 최적 설계 및 운영 기법 개발 ’, ‘내수침수예측 및 예경보 시스템 개발’ 등 4개의 연구목표를 설정하였다. 이상의 연구목표를 통하여 내배수 홍수방재 시설물의 능력을 종합적으로 평가할 수 있으며 이에 대응한 방재기준을 재평가할 수 있는 기회를 제공할 것으로 판단된다. 또한, 내배수 홍수방어 시설물의 침수저감 효과를 최대화하기 위한 운영 방안이 수립될 것이며, 본 연구에서 개발된 기술이 실용화될 때 효과적인 내수침수 재해관리가 이루어질 것으로 기대된다.

지진은 여러 종류의 자연재해 중에서 인간이 그 발생 시기를 예측할 수 없는 자연재해이며 인명과 재산에 막대한 피해를 가져올 수 있는 재해이다. 1995년 1월 일본 고베시 인근 효고현 남부지진으로 인하여 5,000여명의 사상자와 수조원의 재산피해를 가져 왔고, 최근(2011년 3월) 일본 도호쿠 지방 태평양 앞바다에 발생한 규모 9.0의 강진으로 발생한 쓰나미로 인하여 후쿠시마 원전 시설에 치명적 손상이 발생하여 수천 명의 작업 사망자를 기록하였다. 현재까지도 그 피해가 지속되고 있는 실정이다. 역사기록에 의하면 국내도 인명과 재산 피해를 초래한 중진규모 이상의 지진이 여러 차례 있었으며, 2000년 이후부터는 동남아시아 지역 주변으로 지진활동이 증가하면서 국내도 지진에 대한 안전지대가 아니라는 인식이 증대되고 있다. 최근 지진이 빈번한 국가를 중심으로 지진 시 지반피해에 대한 관심과 관련 연구가 증대대고 있는 추세이다. 국내에서도 지진 시 사면붕괴 등 지반피해 예측기술 개발 연구가 90년대 후반부터 기초연구가 시작되었다. 이런 기초연구를 토대로 본 연구에서는 지진 시 사면붕괴 및 액상화에 대한 전국단위의 위험도를 작성하고 그 자료를 데이터베이스화 하고자 한다. 최종적으로 개발 위험도를 국가 지진재해대응시스템에 탑재 및 통합관리하는 것을 연구목표로 정하고 있다. 본 연구 성과를 통해 구조물 및 산업시설의 조성 위치를 미리 조정하여 지진시 대책을 강구한다면, 산업이나 경제적 측면에서 발생할 수 있는 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.

교량의 장경간화에 따라 큰 모멘트가 작용하는 부모멘트 구간에 트러스를 배치하고 상대적으로 적은 모멘트가 발생하는 정모멘트 구간에는 강박스 구조를 활용한 강박스-트러스 하이브리드 교량의 곡선교 적용성 및 활용 가능성을 평가하여 보았다.본 연구에서는 다양한 곡률을 가지는 강박스-트러스 하이브리드 교량의 트러스 구간의 트러스 형식 변화에 따른 전체적 교량의 구조적 거동을 분석하였다. 이를 통해 직선교량과 곡선교량의 거동 차이성 및 곡선교 적용 시 보다 안전한 트러스 형식을 평가하는데 큰 도움이 될 것이다.

본 연구의 목표는 PSC 거더 구조물의 긴장력 변화 조건하에 계측을 통한 잔류 긴장력을 예측하는데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 도시형 자기부상열차 직선부 PSC 거더의 긴장력 변화에 따른 처짐, 동적임피던스, 그리고 가속도 계측을 통한 고유진동수를 계측하여 거더의 잔류긴장력 변화에 따른 계측 데이터의 변화를 분석하였다.

현재 국내에서 사용하고 있는 교량구조물의 성능평가방법으로는 크게 공용하중에 대한 내하율을 구하기 위하여 허용응력개념이나 강도설계 개념을 적용한 내하력 평가 기법이 사용되고 있다. 그러나 이 방법들은 일반적으로 공용연수의 경과에 따른 재료 및 구조적 성능의 손실과 여러 가지 하중 및 환경적 요인들의 불확실성으로 인하여 발생하는 손상 및 열화를 반영하기 어렵다. 그리고 제원 및 재료물성치의 불확실성에 대한 기존 설계 자료의 DB 부족으로 기존의 평가방법에서는 시간 경과에 따른 성능저하를 정확히 산정할 수 없어 이론상의 값과 실제 구조물과의 차이로 인한 불확실성이 존재 한다. 이에 본 연구에서는 제원 및 재료 물성치의 불확실성을 고려하고 공용년수 경과에 따른 시설물의 재료 구조적인 성능 및 거동분석 수행을 바탕으로 교량 안전성 평가의 합리성 및 현실성을 제고하여, 안전성 검토를 수행하였다.

강합성 박스거더는 박스거더를 교량 주형으로 하는 강교량의 한 형식으로서, 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어난 강교량이다. 박스거더 설계는 강교량의 합리적 설계를 통하여, 안정성과 경제성을 추구하고 있다. 합리적 설계란 후판 및 고강도 강판을 사용하여 부재의 수를 줄이며, 설계 상세를 단순화한 교량 설계를 의미한다. 합리적 설계는 고성능강재의 사용, 부부재 최소화 등을 목표로 경제적이며 구조적으로 안전한 강합성 박스거더 설계를 한다. 이 중, 부부재의 최적설계를 위해서는 강합성 박스거더의 정확한 단면강도가 산정되어야 하지만, 도로교 설계기준(2012)에 제시되어 있는 박스거더 전단강도 산정식은 플레이트거더 전단강도과 동일한 식을 적용하도록 제시되어 있다. 이는 강합성 박스거더 복부판의 전단강도는 합성으로 인한 상부플랜지의 강성의 증가와 두 개의 복부판이 연결된 하부플랜지에 의한 복부판의 전단강도 증가를 고려하지 않고 있어 보수적인 전단강도 산정식을 제시하고 있다. 탄성전단좌굴강도에 대한 연구로는 Timoskenko와 Gere(1961)가 판의 전단좌굴강도 식을 유도하였으며, Galambos (1988)는 판의 경계조건에 따른 탄성전단좌굴계수 연구를 하였으며, Lee 등 (1996)은 플레이트 거더에서 상·하 플랜지의 영향을 고려한 탄성전단좌굴강도를 산정하는 연구를 수행하였다. 박스 거더의 연구는 합성전 박스 거더를 전단좌굴 실험을 하여, 플레이트 거더의 전단강도 보다 증가된 전단강도 실험연구가 있지만(Lee et al., 2003), 합성 후 강합성 박스거더의 복부판 전단강도에 대한 연구는 없었다.본 연구에서는 수치해석을 통하여 지지조건에 따른 강합성 박스거더 복부판의 탄성전단좌굴강도를 검토하였다. 도로교 설계 기준(2012) 및 AASHTO(2012)에 제시된 강합성 박스 거더 복부판의 전단강도산정식과 , Galambos (1988) 및 Lee 등 (1996)의 연구된 식들과 비교를 통하여 강합성 박스 거더 복부판의 전단강도를 비교-분석을 수행하였으며, 이를 통하여 강합성 박스 거더 복부판은 플랜지의 지지강성의 변화에 따라 탄성전단좌굴계수가 변화함을 알 수 있었다.

지진재해를 유발하는 지표면 부근 지반운동은 연약한 토사층 두께나 기반암 심도와 같은 기하학적 조건 그리고 토사 강성과 같은 지반동적 특성의 분포에 따라 공간적으로 다르게 표출된다. 이러한 지반특성 차이와 관련된 부지효과로 인해 지반운동은 위치에 따라 크게 증폭되어 종종 막대한 피해를 일으켜 왔다. 이 연구에서는 지반 자료에 관한 통합 GIS 기반의 정보 시스템을 국내 대표적 해안 대도시 권역인 부산 및 울산 지역에서의 지진운동에 대한 지역적 종합대책 수립의 일환으로 우선 구축하였다. 부산과 울산 지역에 대한 GIS 기반 지반정보 시스템을 구축하기 위하여, 먼저 각 연구대상 행정영역과 그 인근을 포함하는 확장영역에 대한 기존 지반조사 자료의 수집이 이루어 졌고, 지표 지반-지식 자료의 확보를 위한 부지 방문조사가 추가적으로 수행하여 체계적 지반 DB를 완성하였다. 자료의 공간확장 연산 효율성을 고려하여 부산과 울산의 각 개별 확장 영역에 대해 지반 DB를 이용한 공간 지반지층 예측을 우선 수행하고, 연구대상 행정영역의 정보를 추출하였다. 두 연구대상 영역의 추출 정보를 병합하여 부산-울산 권역의 공간 지반지층 정보를 합리적으로 구현하고, 이를 토대로 지반지진공학적 특성지표인 기반암 심도 및 부지주기에 관한 공간구역화를 수행하였다. 뿐만 아니라, 부지주기에 따른 부지분류 분포를 도출하여 영역 내 임의 위치에서의 증폭계수 결정을 통한 내진설계 및 내진성능평가를 위한 정보를 제시하였다. 이 연구에서는 또한 부산 및 울산 지역 내의 거점 산업시설들을 선정하고 위치 별로 부지분류에 따른 부지 조건을 도출하여 지반지진공학적 공간구역화 정보의 예비적 내진 활용성을 확인하였다.

본 연구는 섬진강댐 유역을 대상으로 기상학적, 수문학적 가뭄을 평가하였다. 우선 기상학적 가뭄을 평가하기 위하여 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)와 표준강수증발산지수(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)를 계산하여 비교하였다. 비교결과, 두 지수간(SPI, SPEI)가뭄 순위는 서로 근사하게 추정되었다. 또한 SPEI의 결과를 통해 증발산량이 건조상태를 다소 완화시키고 있음을 확인하였는데 이를 바탕으로 수요와 공급이 반영된 가뭄지수인 SPEI가 보다 현실적으로 가뭄을 추정하고 있음을 확인하였다. 수문학적 가뭄을 평가하기 위하여 하천수가뭄지수(Streamflow Drought Index, SDI)를 적용하였다. 적용결과, 1994년도에 가장 큰 수문학적 가뭄이 확인되었는데 이 시기는 기상학적 가뭄이 발생하였던 시기와 잘 일치 하였다. 또한 섬진강댐 유역의 고정 공급량인 월별 기본계획공급량을 이용하여 과거의 물 부족량을 추정하였다. 그 결과, 1994년도에 가장 큰 물 부족이 발생하였음을 확인하였으며 이는 앞서 추정된 적용결과들과 비교적 잘 일치하는 것으로 확인되었다. 본 연구는 직관적으로 과거의 가뭄을 평가하고자 하였고, 향후 본 연구에서 제시한 방법을 토대로 국내 댐 유역의 물 관리에 대한 현안을 제시하고자 한다.

2011년 금강에서는 물 부족과 홍수를 해결하고 수질개선과 하천복원을 위해 공주보, 세종보, 백제보를 건설하였다. 그러나 이러한 구조물의 건설은 장·단기적으로 하상을 변화시키고 그에 따라 하천환경을 변화시킨다. 따라서 보 상·하류의 하상변동을 예측하고 분석하여 예방하는 것은 하천 관리에 매우 중요하다. 하상변동을 모의하기 위한 수치모형들은 다양한 유사량 공식을 이용하고 있어 동일한 수리 조건에서도 유사량 공식에 따라 하상변동에 대한 결과 값이 많은 차이를 나타낸다. 그러므로 적용대상하천에 가장 적합한 유사량 공식을 선정하는 것은 중요하다고 할 수 있다. 그러나 기존 연구에서는 부유사량만을 측정하고 측정된 부유사량을 통해 총유사량을 추정한 값에 가장 적합한 유사량 공식을 선정해왔다. 그러나 이는 추정값으로서 보다 정확한 유사량 공식을 선정하기 위해서는 상당기간에 걸쳐 하상단면의 변화를 모니터링하고 변화된 하상단면을 가장 잘 반영할 수 있는 유사량 공식을 선정해야 한다. 본 연구에서는 공주보 상·하류 200m 구간을 대상으로 각각 분기별 1회씩 3년간 총 12회 하상단면을 측정하여 변화양상을 분석하였으며, 하상단면 변화양상을 가장 정확하게 재현할 수 있는 유사량 공식을 산정하기 위해 다양한 유사량 공식을 기반으로 한 준정상류 모형인 HEC-6가 탑재된 HEC-RAS4.1모형을 적용하였다. 본 연구결과를 통해 공주보 구간의 하상단면 및 유사량 측정 없이 유사량 공식만으로 간단한 유사량 측정이 가능할 것으로 기대된다.

지난 90년대 후반 국가적 차원에서 진행된 각종 정보화 사업으로 인해 다양한 분야에서 많은 양의 정보가 데이터베이스로 구축되어 활용되고 있으며, 이를 통해 수자원 분야에서도 하천관리지리정보시스템(RIMGIS) 및 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS) 등이 개발되었다. 수자원과 관련된 각종 정보시스템들은 효율적인 수자원의 관리 및 이용을 위해 필수적이고 핵심적인 정보들을 중심으로 방대한 양의 데이터베이스가 구축되었다. 이러한 관련 시스템들은 이수, 치수, 환경생태 및 시설물 관리 등 국민의 안전과 직결되는 매우 중요한 자료들을 기반으로 하고 있다.<br>현재 운용되고 있는 물 관련 시스템들은 최근 빈번하게 발생하고 있는 홍수, 가뭄 및 수질오염 사고 등에 대응할 수 있는 각종 정책을 수립하는데 많은 기여를 하고 있다. 그러나 보다 더 효율적이고 과학적인 수재해 대응을 실현하기 위해서는 IT 기술을 적극적으로 활용해 현재 운영되고 있는 물관리 시스템에 대한 효율성을 극대화시킬 필요가 있다. 특히, 다양한 정부부처 및 공공기관에서 구축한 많은 양의 하천정보를 국가적 차원에서 종합적으로 이용하기 위해서는 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 기술, 링크드데이터 기술 등 서비스 지향 아키텍처(SOA)를 기반으로 하는 정보제공 서비스 연구가 필요하다. 이는 다양한 정부부처 및 공공기관에서 구축한 하천정보를 데이터 통합, 연계 및 분산된 데이터를 쉽게 서비스 할 수 있으며, 타 시스템들과 실시간으로 데이터를 교환하여 융복합 서비스 제공이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 수재해에 즉각적으로 대응할 수 있는 하천정보의 접속, 교환, 저장 등 서비스 지향 아키텍쳐 기반의 하천정보 제공 서비스를 제시하고자 한다.

댐 방류에 따른 방류수는 직하류 하천과 하구부 및 연안에서의 다양한 수환경 변화를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 주암조절지댐에서 방류된 방류수가 하류 하천과 연안에서의 수온 및 염분농도 변화에 미치는 영향을 파악하기 위해 EFDC 모형을 사용하였다. 대상구간은 주암조절지댐 직하류에서 부터 순천만까지이고, 지류하천인 상사천과 동천을 포함하였다. 모형의 재현성을 평가하기 위하여 하천과 하구부 지점에서의 수온 및 염분농도 관측값과 모의값을 비교한 결과 양호한 수준으로 재현됨을 확인하였다. 구축된 모형을 이용하여 댐 방류수의 수온과 방류량을 변화시킬 경우 하류 수온 및 염분농도에 미치는 영향을 평가하였다. 방류수 수온은 심층수와 표층수 방류조건을 비교하였고, 방류량은 실방류량과 방류량을 50%로 저감한 조건을 비교하였다. 비교결과 댐 방류수온의 영향은 댐 직하류에서 강하게 나타나지만 하류로 진행할수록 영향이 약화되며 외해역에서는 매우 미미한 영향이 발생하였다. 염분농도는 상류 댐 방류량이 외해 조위에 따른 해수교환량에 비해 작기 때문에 담수에 의한 염분농도 변화가 미미한 수준으로 나타났다.본 연구에서 구축한 댐-하천-연안 통합 3차원 분석모형은 향후 추가적인 보정을 통해 정확도를 보다 향상시키고, 수질 및 하상변동 기능을 포함하여 보다 다양한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 강우의 멀티프랙탈거동(multifractal behavior)에 기반을 둔 시공간 상세격자강우량 생산기법을 우리나라에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 이를 위해, 우리나라에 2008년 7월부터 2012년 8월까지 호우주의보를 발생시킨 8 개의 주요 강우이벤트에 대한 기상청제공 레이더강우자료를 추출하여 강우의 멀티프랙탈 거동을 조사하였다. 조사 결과, 대상 레이더 시공간강우장이 강한 멀티프랙탈 거동의 특성을 가지고 있음을 확인하였고, 이에 기반을 두고 시공간 로그-프아송 무작위 분열모형(space-time log-Poisson random cascade model)과 3차원 웨이블랫(wavelet)을 모형을 결합한 다운스케일링 모형을 사용하여 한반도 전역에 대하여 7km-35분 해상도를 가진 시공간 강우장을 생성한 후, 이를 관측레이더 강우자료와 비교하였다. 비교 결과, 8개의 모든 강우 이벤트에 대하여 다운스케일링 모형에 기반을 두고 생성된 시공간 강우장이 레이더강우장의 멀티프랙탈 거동을 95% 이상의 정확도를 가지고 재현함을 확인하였으며, 누적분포함수 또한 매우 정확히 재현함을 확인할 수 있었다.

일반적인 유공방파제는 기존 직립 혼성방파제의 케이슨 전면에 유공벽과 유수실을 설치함으로써 해수가 유공벽을 통과하여 유수실내로 진입할 때 난류 발생 등에 의해 파랑에너지를 감소시킬 수 있도록 고안된 구조형식을 갖는다. 이 때 유공벽이 폭풍파에 직접 노출되어 있어 쇄파 발생 시 충격적인 파압으로 구조적인 문제를 발생시킬 수 있으며, 소파효과가 탁월한 주기조건이 유수실 폭과 직접적인 관계가 있기에 경제적인 측면의 문제점을 안고 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 유공방파제와 유사한 소파특성을 보이면서도 파랑에 대해 안정성을 확보할 수 있는 공진수로 내장형 방파제를 제안하였다. 이는 충격적인 쇄파에 직접적으로 노출되어 있지 않도록 방파제 안에 공진수로를 두고 수로 전면에 유공판을 통과하여 최대 파력을 저감하는 목적을 가진다.유공율은 입사파 조건에 따라 파력, 반사율 및 전달율 등에 밀접한 영향을 미치므로 방파제와 파랑의 제원에 따른 반사율의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 주된 입사파에 맞추어 가장 효율적인 형태의 방파제를 설계하기 위해서는 많은 경우에 대한 수리모형실험이 이루어져야하기에, 이에 앞서 여러 가지 항목 중 유공율과 공진수로의 형태에 따른 반사율 측정에 중점을 두어 규칙파를 적용한 단면 수치해석을 실시하였다. 이 때 수로 전면의 유공판은 반사파 저감에 유리한 연직방향의 유공으로 구성되어진 형태를 기본구조로 하였다.그 결과 하나의 유공수로로 구성된 기본형의 경우에는 공진주기 부근에서만 소파효과를 발휘하지만, 실제해역에 적용하기 위해서는 2중 또는 3중 유공수로를 채택할 경우에는 보다 넓은 주기의 입사파랑에 대해 유효한 소파효과가 나타남을 확인하였다.

본 논문에서는 해수면 상승에 의한 해안침식에 대하여 리스크 분석 체계를 수립하고 동해안 고성 해빈(GW13)의 관측 자료를 통하여 리스크 분석을 실시하였다. 지구온난화로 인한 해수면 상승을 전망하고, 우리나라 연안의 최근 10년 평균 해면 상승률에 대한 데이터를 가지고 강원도 고성군 봉포항 일대(GW13-1)의 해안선의 후퇴를 예측하였다. 해수면 상승에 대하여 재해의 빈도 산정 개념을 도입하여 리스크 분석으로써 위험요인 평가(hazard assessment), 취약성 평가(vulnerability assessment) 및 위험도 평가(risk assessment)를 수행하였다. 해수면 상승의 주 요인인 지구온난화를 줄이기 위한 대책으로 Reduction, Avoidance, Transfer, Acceptance로의 네 가지 위험관리 패턴으로 그 방법들을 조사해 보고 해수면 상승에 의한 해안침식의 효율적 대처방안을 제시하였다.

우리나라의 해양 관광 자원 개발에 힘쓰고 있지만 해안 안전 서비스는 수상 안전 요원에 의한 구조 서비스에 국한되어 있다. 이를 개선하기 위해 해수욕장 안전관리평가 및 해수욕장 안전도에 관한 연구가 진행 중이지만 아직 실용화 단계에 이르지 못하고있다. 이에 반해 호주 및 영국은 해안 위험 관리 서비스에 있어 실용적인 통합 안전 시스템을 가지고 있으며 해안의 위험 평가 및 관리에 있어 체계적인 단계별로 구축하고 있으며 이에 따른 적절한 서비스를 제공하여 해안 구조 서비스뿐만 아니라 해안 방재를 위한 공학적인 근거로 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 동해, 서해, 남해, 제주지역 주요 16개 해수욕장을 대상으로 직접 현지방문 및 현장조사를 원칙으로 하여 주요 선진국의 해수욕장 안전관리 시스템과 비교를 통한 안전관리 실태진단 및 문제점 분석을 실시하고 해수욕장 안전관리 체계정립을 위한 해수욕장별 맞춤형 안전 서비스 제공함과 동시에 국제 익사사고 예방단체에서 권장하는 익사사고 4대 요인에 따라 사고예방을 위한 대응방법을 단계적으로 제시하고자 한다.

지진해일은 발생 빈도는 낮으나 일단 발생하게 되면, 빠른 속도로 해안에 전파되어 심각한 인명 및 재산피해를 초래하기 때문에 지진해일에 관해 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 지진해일에 관한 연구들은 대부분 원해 및 근해에서의 전파 양상, 해안가에서의 파고 및 처오름높이에 관해 이루어졌고, 지진해일에 의한 유사 이송에 관한 연구는 미미한 실정이다. 최근 들어, 지진해일에 의한 유사 이송을 이용하여 역사 및 가상지진해일을 해석하려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다. Li 등(2012)은 퇴적물 평형농도에 의해 유도된 이송-확산 방정식(advection-diffusion equation)을 이용하여 2004년 수마트라 지진해일에 의한 인도네시아 수마트라 북서쪽 Lhok Nga 해안에서의 해저 지형 변화를 관측된 지진해일 파고와 비교하였다. 본 연구에서 사용한 유사이송모델은 유사가 발생하는 영역을 소류사에 의해 구성되는 소류층과 부유사의 거동이 주가되는 부유층으로 분리하여 고려하는 방법으로 유도되었다. 해안으로부터 먼 거리에서 발생하여 전파해오는 지진해일을 수치모의 할 경우에는 분산효과를 고려하는 것이 중요하기 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하여 차분하였을 때 발생하는 수치분산항을 통해 보정하였고, 근해의 경우 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 지진해일 전파와 유사이송을 결합해 울진 원자력발전소 취수구에 대하여 1983년 동해 중부 지진해일에 의한 해저지형의 변화를 수치모의하였다.