최근 국가는 재난 및 안전에 대한 관심도가 높아짐에 따라 국민의 생활안전에 대한 관리를 우선적으로 수행하고자 하고 있다. 하지만 기존의 방재분야의 서비스 정보는 주로 다양한 통계자료를 기반으로 구축되어 국가 정책의 개발과 국민 서비스를 효율적으로 수행하기에는 부족하며 생활안전분야의 정책개발과 국민서비스는 매우 취약한 실정이다. 본 연구에서는 방재 및 생활안전정보 서비스 모델 관련 국내외 현황분석과 유사서비스 및 기능 분석, 관련 시행 법령, 유관기관 DB 분석을 종합하여 기존 서비스의 문제점을 도출하고 방재 및 생활안전과 관련된 대표적인 서비스 유형을 설정한 후 서비스 모델을 수립하였다. 이를 위해 활용절차 시나리오를 도출하여 데이터 정의를 통해 최종 생활안전정보 서비스 활용 모델을 정립하였다.

최근 우리나라의 기후 환경의 변화에 따라 국지적 집중호우로 인해 상습적인 침수 및 인명, 재산 피해가 빈번히 발생하는 위험지역이 증가하고 있는 실정이다. 집중호우로 인해 순간적으로 발생하는 침수피해를 효율적으로 대처 할 수 있는 기상정보와 현장상황을 실시간 모니터링하는 CCTV 통합연계 자동 모니터링 시스템이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 서울특별시 서초구 및 노원구를 시범 서비스 대상지역으로 선정된 CCTV 위치제원을 수집하여 GIS DB로 구축하였다. 이를 기반으로 기상청에서 제공하고 있는 AWS(Automatic Weather Station) 정보 및 기상관측소에서 수집되는 데이터를 연계하고, 시범 지역의 현장 CCTV 영상정보를 GIS기반의 공간정보 서비스 개념을 도입하여 GIS/기상정보 기반의 통합 CCTV 모니터링 시스템을 구축하였다. 본 시스템은 웹서비스 제공을 위해 GIS 공간지리정보 개념 및 2D기반의 지도서비스를 적용하여 보다 가시적이고 효율적인 CCTV 자동 표출 시스템을 구축하였다. 기상 관측소 위치정보 데이터 실시간 강수량 정보데이터를 활용한 IDW 정보를 생성할 수 있는 알고리즘을 적용하여, 주기적으로 서버에서 IDW(Inverse Distance Weighted) TIN(Triangulated Irregular Networks)정보를 생성한 후 공간정보상에 표시할 수 있는 이미지 데이터로 지도 위에 해당정보를 표시하여 가시적으로 표출하였다. 생성된 데이터와 위험강수량 값으로 설정된 정보를 이용하여 위험지역 CCTV 영상정보를 자동으로 감지하여 모니터링 할 수 있는 서비스 기능을 개발하였다. 향후, 본 시스템을 통해 집중호우 및 태풍경로지역의 피해우심지역에 대해 자동으로 CCTV를 표출해주므로 지자체 방재관련 담당 공무원의 신속한 의사결정지원에 도움이 될 것으로 판단된다.

지자체별 운영 및 관리되는 CCTV(Closed Circuit Television)는 범죄예방, 생활안전, 방재 및 시설물 감시 등 다양한 영역에서 활용되고 있으며, 최근 들어서는 어린이 및 여성을 대상으로 하는 범죄가 증가됨에 따라 활용도 및 효과가 지속적으로 증가 및 확대되고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 안전행정부는 `15년까지 정부의 CCTV 종합대책을 기반으로 전국 230개 시군구에 통합관제센터를 설치해 생활안전(방범, 어린이 안전 등)에 필요한 4만 3,000여대의 CCTV를 통합연계하여 전문 관제요원을 배치하고 365일 24시간 감시체계를 구성한다고 한다. 본 연구에서는 CCTV 설치와 운영되는 규모는 확대되고 있지만 나날이 지능화되는 생활안전 관련 위해요소(성범죄자, 범죄자 등)에 대한 효율적인 대응과 관리를 위해서 CCTV 설치 및 운영관리적인 측면에서 위해요소의 위치정보와 상황발생정보를 3차원 지도정보와 연계하여 입체적인 CCTV기반 추적관리 및 운영체계를 수립하고자 한다. 이를 위해 국토교통부에서 중점적으로 추진하고 있는 3차원 공간데이터구축 대상이 점차 확대되고 있는 3차원 공간정보 오픈플랫폼(브이월드)과 연계하여 지능형 CCTV기반 생활안전 위해요소 추적관리시스템을 구축하고자 한다. 본 시스템은 시범지역을 서울시 서초구 일대를 선정하여, 기존 CCTV에 대한 기본 정보를 관리하고 CCTV영상을 이용한 생활안전 및 방범을 위한 관제를 구현하며, 특히 생활안전 추적관리 대상자(GPS 착용자)의 위치를 추적하여 관리대상 구역 내 진입 시 위치정보와 CCTV영상정보를 3차원 기반 지도와 연계하여 관제함으로써 효과적인 상황관제 및 추적이 가능하도록 개발하였다. 또한 CCTV 제원을 이용하여 CCTV의 방향, 가시거리 및 중복성 평가를 수행하여 효과적인 CCTV 운영관리가 가능하고 관제상황에서 좀 더 다양한 정보를 활용할 수 있는 기초를 연구하였다. 향후, 법률 개정을 통해 생활안전 위해요소(성범죄자, 범죄자 등)의 정보 공개여부에 따라 정확한 위치정보와 신상정보 공개여부에 따라 시스템 활용이 확대 및 적용 될 것으로 기대된다.

기후변화 등으로 인해 우리나라를 비롯한 전 세계적으로 물관련 재해 빈도는 지속적으로 증가하고 있으며, 경제발전에 따라 관련 피해 규모도 기하급수적으로 커지고 있는 실정이다. 따라서, 물관련 재해에 대한 국가적 대응 체계 구축 뿐만 아니라 재해예측 정확도를 향상시키기 위한 다양한 노력이 필요하다. 아울러, 정부 3.0 시대를 맞이하여 국가가 수재해 관련 정보를 국민들이 실시간으로 쉽고 간편하게 이용할 수 있도록 하는 정보제공 체계 구축이 필요한 시점이다. 이를 위해서는 국토교통부 및 기상청 등 다양한 정부부처에서 획득되는 자료 뿐만 아니라 미국 등 선진국에서 제공하고 있는 다양한 위성영상을 통합하고 종합적으로 분석할 수 있는 국가적 시스템 구축이 요구된다. 이를 통해 동남아 및 아프리카 등 저개발 국가의 물관련 재해 예측 및 전지구적 차원의 기후변화 대응 노력에 동참함으로써 선진국으로서의 책임과 위상 강화는 물론 글로벌 물산업 진출을 위해 필요한 핵심 정보들을 전략적으로 획득할 수 있는 체계가 마련될 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내외에서 현재 운용 중에 있는 위성영상, 레이더 강우, 자동기상관측소 등에서 획득되는 다양한 물관련 정보들을 융합해 국지 혹은 광역적인 지역에 대한 가뭄이나 하천건천화, 홍수 등과 같은 수재해를 과학적이고 효율적으로 감시, 평가 및 예측하기 위해 필요한 기술들을 제시하고자 한다.

본 연구는 거리와 시간에 따라 상이한 화산재의 인간 건강에 대한 영향 및 그에 대한 지침에 주목하여 이루어졌다. 과거 연구에서는 화산에서 멀리 떨어진 지역에서는 간접적이고 장기간의 피해가 중요한 반면, 화산에서 인접한 지역에서는 직접적이고 물리적인 피해가 관찰되고 있다. 일반적으로 화산재를 이루고 있는 물질 중 오염된 미세한 분진은 대기 중에 머무르고 있다가, 인간이 접촉하게 되면 호흡기 질환 및 알레르기질환을 유발할 수 있다. 본 연구진은 화산재 확산에 의한 보건 관리 지침의 영역을 질병을 유발하는 개인에 대한 건강 영향, 의료기관을 포함하는 보건의료체계에 대한 문제, 보건의료시설/보건의료장비/의약품/관련 인력을 포함하는 보건의료자원 관리 문제로 구분하여 이에 대한 관리 지침을 도출하도록 하였다. 이러한 각각의 관리 기준은 화산재 농도와 건강 영향과의 관계에 대한 본 연구자들의 연구를 포함한 최근의 연구에 기반한 것이다. 이를 통하여 가능한 환산재 확산 시 보건관리 기준을 제안하게 되었다.

최근 산업화가 가속됨에 따라 환경오염에 관한 문제가 주목받고 있다. 현재까지의 수질관리는 생활하수나 산업폐수와 같은 점오염원 중심으로 이루어졌지만, 점오염원의 관리로는 수질개선에 한계가 있기 때문에 비점오염원의 처리가 주목받고 있다. 비점오염원은 도로, 주차장 등 불투수성을 가진 표면에 쌓인 오염원이 강우 시 우수와 함께 하천으로 유출되는 것으로, 원인이 명확하지 않고 발생량 및 배출량이 기상에 많은 영향을 받으므로, 체계적인 관리가 어렵다. 정부의 4대강 물 관리 종합대책에 따르면 수계 전체 오염원중 비점오염원이 차지하는 부하가 42~69%에 달하는 것으로 추정하고 있으며, 2015년에는 65~70%이상 증가할 것으로 예상하고 있어, 적절한 수질관리가 필요한 시점이다. 비점오염원의 처리방법 중 하나인 인공습지는 인간이 특정한 목적을 위하여 자연습지를 모방하여 설계 및 건설하고, 운영하는 습지를 지칭한다. 이러한 인공습지는 비점오염원을 저감하여 오염정도를 완화시키고 수생태계 복원에 효과가 있다고 알려져 있다(허재규, 인공습이 조성 후 오염물질 제거와 미생물 생태계의 변화, 2007). 따라서 본 연구에서는 남양주시 사능천·진건천 인공습지의 수질 및 유량을 조사하여, 수집된 결과를 바탕으로 비점오염저감 및 오염하천의 정화를 위해 타당성을 평가하고자 한다.

현재 우리나라의 슬러지 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이며, 해양매립이 금지됨에 따라, 슬러지의 처리방법과 활용방안이 시급해져 새로운 방법을 모색할 필요가 있다. 이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파를 적용하였다. 초음파를 액체에 발사하면 액중에 수축과 팽창이 교대로 일어나며 수 만개 이상의 미세한 공동이 발생된다. 이 공동이 폭발하면서 발생한 에너지를 슬러지의 입자 파괴에 이용하여 슬러지의 탈수성을 증대시키고자 하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 김포하수처리장에서 채취한 탈수 전 슬러지이며 하수슬러지 7L에 초음파 조사시간(5min, 10min, 20min, 30min, 50min, 60min)에 조사강도 154W, 308W를 가하였다. 일반적으로 초음파 조사시간이 길어질수록 CST가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가시 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST 결과 154W에서 조사시간 5분, 10분일 때 CST가 가장 낮게 측정되었다. 또한 초음파 조사시간에 따른 원심분리실험을 실시하였다. 조사시간 5min, 10min일 때를 조사하지 않은 슬러지와 실험을 실시한 결과, 초음파에 조사된 슬러지가 초기 침하되는 속도가 더 빠르며, 최종침하량도 더 빨리 도달했다. 연구결과 초음파조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주었다. 탈수성의 직접적 효과를 보기 위하여 조사시간 5~10min, 초음파 강도 154W를 가해야한다. 이를 잉여슬러지의 탈수능 향상에 도입시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

습지는 수질정화, 재해관리, 생물서식처 제공, 기후변화 대응 등의 다양한 기능을 지닌다. 특히 습지는 환경적인 이수기능 뿐만 아니라 유속과 수위를 낮추는 치수기능 목적으로도 활용이 가능하므로 하천변 인공습지의 조성은 홍수조절을 위한 새로운 대안으로 제시되고 있다. 하지만 기존 연구들은 습지의 수질정화 기능과 종의 다양성 등에 생태적 기능에 관한 것이 대부분으로, 인공습지 조성에 따른 홍수조절효과에 관한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 안양천중류 유역에 속하는 목감천에 대하여 인공습지 조성 전과 후의 수리특성 변화를 검토하였다. 이를 위해 안양천중류 유역에 속하는 목감천을 대상유역으로 하여 HEC-HMS 모형을 통한 유출량을 산정하고 수리모형인 HEC-GeoRAS모형으로 가상의 인공습지를 모형화하여 습지 조성 전·후 수위와 유속의 시공간적 분포를 분석하였다. 결과자료를 토대로 대상유역의 인공습지 조성 전·후에 대한 수리특성을 검토하고 수위, 유속 변동에 따른 목감천의 홍수저감효과를 평가하였다. 본 연구는 인공습지 조성 사업 시 사업의 타당성을 평가하며, 설계 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

현재 경산시에서는 각종 풍수해로부터 피해를 최소화하기 위하여 방재시설물을 보강하고, 지역의 재해특성을 고려하여 상습적인 재해 취약요인을 해소하기 위하여 지역적 방재계획인 풍수해저감종합계획을 수립하고 있다. 그러나 수립된 성과물(침수흔적조사, 침수예상도작성, 풍수재해정보지도)의 경우 보고서, 도면, 대장으로 관리되고 있는 실정으로 부서별 소수의 인력으로 방대한 자료에 대한 관리, 대응 및 자료 조회·검색에 많은 어려움을 겪고 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 문제를 해결하기 위한 방법으로 공간정보기술인 GIS, GPS, 수치표고모델, 항공영상과 IT기술을 접목한 방재업무지원 체계를 마련함으로써 방재정보에 대한 신속한 자료 취득, 업무 능력 향상 및 복구가 아닌 방재 차원의 방재업무를 관리할 수 있는 지원체계를 마련하고자 하였다.

최근 기후변화로 인해 태풍과 같은 자연 재해의 강도와 연간 최대 순간 풍속이 증가됨에 따라 산간 지역에 건설되는 높은 교각을 가진 교량의 경우, 풍하중에 대한 구조 안전성이 저하될 우려가 높아지고 있다. 또한, 최근 소음민원에 따른 교량상 방음벽 설치로 인해 풍하중이 교량에 미치는 영향이 더욱 더 크게 작용함에 따라 지진하중이 교축직각방향에 미치는 영향보다 풍하중에 의한 영향이 더 지배적인 경우도 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 그러므로 풍하중을 받는 교량의 명확한 거동 특성을 고려한 구조 해석 및 설계가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 풍하중에 대한 교량 구조해석의 기존 방법인 상부구조 해석 후 계산된 반력을 하부구조에 직접 재하한 구조해석과 상부와 하부 구조의 상호작용을 고려한 전체계 구조해석을 수행하였으며, 이에 대한 교량의 구조적 거동을 비교 및 분석하였다.

최근 초장대 교량, 초고층 빌딩 등 토목 및 건축 분야에서 초고강도 콘크리트에 대한 수요가 날로 증가추세에 있다. 특히 초고층 건축물 건립에 따른 고강도 콘크리트 사용이 증가함에 따라 화재시 폭렬현상 등 내화성능 저하에 대한 대책마련의 일환으로 설계기준강도 50MPa 이상의 고강도 콘크리트에 대하여 내화성능관리기준을 법령으로 제정하여 시행하고 있다. 이에 따라 고강도 콘크리트의 내화성능 확보를 위한 연구가 다수 진행되었지만, 100 MPa 이상의 초고강도 콘크리트에 관한 연구는 거의 전무한 실정이다. 초고강도 콘크리트의 경우 내부 조직이 고강도 콘크리트에 비해 훨씬 더 치밀하여 고강도 콘크리트에 적용되는 일반적인 내화 방안으로는 화재시 내부 수증기의 배출이 어렵다. 뿐만 아니라, 화재시 또는 화재후의 구조적 성능에도 일반적인 고강도 콘크리트와는 다른 양상을 나타낼 수 있어 이에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 화재 상황 하에서 초고강도 콘크리트 기둥이 소정의 하중을 지지할 수 있는 구조 성능의 확보 방안을 모색하고자 하였다.

현재 국내에 건설되고 있는 도심지내 고가도로 및 중소형 교량의 경우 일반적으로 교각 기둥 상부에 코핑부가 설치되며, 그 위에 거더가 놓이는 형식을 대부분 사용하고 있다. 하지만 이와 같은 형식에서의 코핑부는 큰 부피와 투박한 형상으로 인해 시각적 개방감을 저하시키는 비 친화적인 구조물로 인식되고 있다. 코핑-거더 일체형 강교량은 이와 같은 단점을 개선하고자, 코핑부를 거더의 높이 내에 위치시켜 상호 일체화함으로써 형하공간의 확보를 통한 하부차로의 공간 확대 및 미관향상의 장점을 지닌다. 본 연구에서는 코핑-거더일체형 강교량의 연결부 실물실험 결과를 토대로 유한요소 해석을 실시하여 수치해석적으로 획득한 변위 및 변형률 값을 비교, 분석하였다. 또한 코핑-거더 일체형 강교량의 구성요소 중 PC강봉에 가해지는 긴장력을 매개변수로 비선형 유한요소해석을 진행하여 코핑-거더 일체형 강교량 연결부의 구조적 성능을 분석한다.

본 연구에서는 가상의 PSC 박스 예제 교량 대해 역량스펙트럼방법을 이용한 지진취약도 분석과 시간이력해석을 이용한 지진취약도 분석을 하고 이 두 방식에 대해서 비교하였다. 지지취약도 해석은 지진하중이 발생하였을 때 구조물의 손상 확률을 표현하여 구조물의 보수·보강 시 발생하는 비용을 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 수치 해석적 방법으로 해단 구조물의 지진취약도를 분석하였으며 취약도 곡선 평가를 위해 Shinozuka의 제안식(2001)을 사용하였다. 특히 역량스펙트럼 방법은 비탄성 정적해석과 응답스펙트럼 방법의 조합에 의해 구조물의 비탄성 응답을 계산하는 방법으로 성능-기반 방법에서 가장 많이 이용하는 방법이다. 이 방법은 하나의 그래프에 역량곡선과 요구도곡선을 합께 나타내어 구조물의 부과되는 지진하중에 의한 구조물의 변위응답 즉 성능수준을 직접적으로 나타내는 그래픽적인 장점이 우수하며 기존 시간이력해석에 비해 그 해석시간이 빠르다는 장점을 가지고 있지만 아직 정확성에 대한 문제가 있다. 시간이력해석을 이용한 지진취약도 해석과 역량스펙트럼방법을 이용한 지진취약도해석 비교해 본 결과 변위응답에서 역량스펙트럼방법을 이용한 경우 과소평가되는 것을 확인하였다. 앞으로 역량스펙트럼 방법의 보다 나은 정확성을 위해 역량스펙트럼 방법에 영향을 미치는 다자유도 구조계의 비탄성 지진응답들로부터 시스템을 대표하는 하나의 지진응답을 산정하는 등가단자유도 방법에 관한 연구와 이선형 곡선변환 방법 그리고 등가감쇠방법에 대한 연구가 더욱 필요할 것으로 보인다.

국내외에서 발생하는 지진이 화력발전 설비에 미치는 영향을 평가하고 지진발생 이후 후속조치 이행에 사용하기 위하여 5개 발전사의 22개소 화력발전소 중 8개소 화력발전소의 지진계측시스템을 재구축 하고, 14개소 화력발전소의 지진계측시스템을 신규로 구축하였다. 이러한 구축작업의 법령적 근거는 지진방재를 위하여 2009년 3월 25일 발효된 지진재해대책법과 소방방재청의 지진가속도계측기 설치 및 운영기준[소방방재청 고시 제2013-12호, 2013.5.3, 일부개정] 이다. 지진계측장비로 지진기록계는 미국 Quanterra사의 Q330S, Q330+Baler44를 설치하였으며, 지진가속도센서는 미국 Kinemetrics사의 FBA ES-T, ES-U2를 설치하였다. 설치된 지진계측장비는 한국지질자원연구원에서 성능검사를 받은 장비이며, 지진재해대책법 소방방재청고시의 지진가속도계측기 설치 및 운영기준에서 제시한 규격에 모두 만족하는 장비이다. 지진모니터링 소프트웨어는 각 지진계측장비로부터 계측된 건물진동 및 지진가속도자료를 실시간 감시·저장, 트리거 구동, 자동·수동 분석, 자동경보 기능 및 지진가속도자료를 소방방재청으로 전송하는 기능을 수행하도록 한국지질자원연구원에서 개발한 KISStool을 이용하여 구현하였고, 5개 발전사에서 계측된 지진가속도자료의 모니터링을 위하여 Web 인터페이스로 개발하였다. 구축된 지진감시시스템은 화력발전소의 지진 재해에 대한 능동적인 대응 체계를 정립하고, 실측 자료를 바탕으로 한 지진에 대한 화력발전소 구조물의 설계기준 개선 등에 활용 될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 국내외에서 제작되어 사용되고 있는 면진장치의 시험규격에 대한 국내외 동향을 살펴보았으며, 국제규격에서 요구하는 수준에 부합하는 면진장치 시험평가시스템을 개발하였다. 면진장치의 경우 건축, 토목구조물, 정보통신시설 및 원자력시설에 적용되어 지진재해 발생시 요구되는 성능을 정확히 만족하는지에 대한 확인이 필요하며, 현재까지는 면진장치 제작업체의 자체 품질검사를 위해 구축한 시험기에서 직접 이루어지는 입회시험으로 제품성능을 평가해 왔다. 그러나 면진장치의 국내 판매 뿐 아니라 국내 제품의 해외 판매 시 국제적으로 공인될 수 있는 시험기관에서 성능을 평가한 객관적이고 신뢰성 있는 인증서의 요구가 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 ISO 22762 등 국제규격에서 요구하고 있는 면진장치의 성능에 대해 살펴보고, 그에 따른 국내 면진장치 시험평가 시스템의 장단점을 파악하였으며, 이를 통해 기존 면진장치 시험평가에 최적화된 새로운 면진장치 평가시스템을 개발하였다. 이 연구에서는 면진장치 시험평가시스템의 개발에서부터 면진장치 시험평가시스템의 성능을 파악하기 위한 성능실험 등 장비 개발에 대한 전반적인 과정에 대해 설명한다. 또한 새로 개발된 면진장치 시험평가시스템 장비를 활용한다면, 국내 기업의 해외진출 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하천의 하상 재료 입도분석은 많은 노력과 경비를 소요하는 일이기 때문에, 적절히 분석되지 못하고 있는 것이 현실이다. 본 연구의 목적은 자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하상의 입도 분포를 영상 처리를 통하여 분석하는 기법을 개발하는 것이다. 전체 개발 과정은 개별 입자의 영상 정보 분석과정과 하상 영상에서 입자를 분석하는 두 과정으로 이루어졌다. 먼저 개별 입자들의 영상에 나타난 평면 특성(장축, 중간축, 면적 등)이 실제 입자와 어떤 관계를 가지는지 분석하였다. 이를 위하여, 대종천, 밀양강, 형산강의 3개 하천에서 420개의 자갈 시료를 채취한 뒤, 각 입자의 버니어캘리퍼스로 장축, 중간축, 단축의 길이를 측정하고, 저울로 중량을 측정하였다. 채취된 입자를 개별적으로 영상으로 찍은 후, 영상에서 장축과 중간축, 면적을 계측하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용한 영상 정보와 실제 측정한 자료를 비교하였다. 입자의 개별 측정 결과 자갈 하천의 하상 재료의 형상계수는 0.51~0.59 이었다. 이는 모래 하상의 0.7, 자갈 하천이 이보다 약간 작다는 통상적으로 알려져 있는 지식과 부합하였다. 또한, 하천에 따라 형상 계수는 약간의 차이를 보이기 때문에 일괄적으로 통일된 값을 적용하기는 어려울 것으로 보인다. 한편, 자갈의 중량은 장축이나 중간축보다는 면적과의 상관성이 더 높다. 이 자료의 결과를 이용하여 영상 분석에서 나온 면적을 입자의 중량과 공칭직경으로 환산하는 방법을 제시하였다. 두 번째 과정으로 ImageJ 프로그램을 이용하여 대종천, 밀양강, 형산강의 하상 영상에 적용하여 자갈입자의 면적을 분석하고 이를 입도분포 곡선으로 환산하였다. 영상 분석에서 구한 입도분포를 시료를 채취하여 실측한 자료와 비교한 결과는 매우 타당한 결과를 보였다.

지형자료를 활용하여 지표수의 흐름 경로를 탐색하고 하천 네트워크를 추출하는 것은 수문 해석의 주요한 과정이다. 오늘날, DEM (digital elevation model)을 활용하여 유역 내 각 지점의 흐름 방향을 탐색하고 추가적인 특성인자를 산정하는 작업이 보편화되었다. DEM을 바탕으로 한 하천망의 추출에서 어려운 문제의 하나는 하천의 시점을 결정하는 것이다. 하천시점을 결정하는 정량적인 방법에는 하천이 생성되기 위한 최소한의 유역면적(upslope area)을 의미하는 유원면적(source area)을 가정하여, 각 지점의 유역면적이 유원면적보다 크면 해당 지점을 하천의 유로로 선택하는 방법이 있다. 보통 유역 전체에 일정한 값의 유원면적을 적용하여 하천의 시발점을 선택하지만, 유원면적은 실제로 유역 내 각 지점의 지형적 특성에 따른 하나의 변수로 다루는 것이 더 합리적이다. Montgomery and Dietrich (1988)는 유원면적이 다양한 지형학적, 기상학적, 지질학적 요소들의 관계에 따른 변수라는 관점을 제시하였으며, 특히 각 지점의 경사에 의존적이라는 것을 주장하였다. 유역 내의 모든 지점에 대하여 유역면적과 경사를 도시화하면, 일반 경사면에서는 두 가지 요소의 관계가 명확히 드러나지 않는 것에 반해 하천의 유로 구간에서는 유원면적과 경사의 함수 관계가 비교적 뚜렷하게 나타나고, 해당 면적을 각 지점의 유원면적으로 설정할 수 있다. 본 연구에서는 이렇게 상이한 하천시점 결정방법을 국내 유역에 적용하고 비교해 보았다. 가공되지 않은 DEM에 존재하는 웅덩이(depression cell)를 제거하고, 경사가 없는 평탄 지역에 대해 흐름 방향을 결정하기 위한 가상의 경사를 부여하는 전처리 과정으로는 Jenson and Domingue (1988)의 depression filling 기법과 Garbrecht and Martz (1997)의 imposed gradient 기법을 적용하였다. 가공된 지형자료를 바탕으로 각 지점에서의 흐름 방향을 결정하는 과정에는 기존 흐름 방향 탐색 모형의 단점을 합리적으로 보완한 GD8 (Paik, 2008) 모형을 적용하였다. 본 연구에서 두 가지 하천시점 탐색법을 비교한 결과, 유원면적-경사의 관계를 고려한 하천시점 탐색법이 고정된 값의 유원면적을 전 유역에 적용한 결과에 비해 실제 자연 하천망의 특성을 잘 반영한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 향후 지점의 경사와 함께 토양의 특성과 유역의 기후 특성 등 다양한 인자를 추가 고려한다면 실제 하천 발달의 물리적 과정에 보다 근사한 하천망 추출 결과 도출이 가능할 것으로 기대된다.

집중호우로 인한 침수피해는 꾸준히 증가하고 있으며, 이로 인한 인명피해도 함께 증가하고 있다. 일반적으로 하천 인근지역에서 침수로 인하여 인명피해가 발생하는 지역은 하천의 본류와 지류가 만나는 합류부 지점에서 주로 발생하는데, 합류부의 지류에서는 배수위 영향으로 인해 하천의 물이 급격히 증가하여 제방을 범람하면서 침수로 이어진다. 본 연구에서는 댐 방류 및 지류유량으로 인한 합류부에서의 수위 예측을 위해 구축된 수리학적 모형을 이용하여 남한강 유역의 합류부 지점에서 수위를 예측하고, 본류 및 지류 유량에 따른 합류부에서의 수위를 예측할 수 있는 간편법을 개발하였다. 이를 통해 남한강 전체 대상구간에 대한 수리학적 홍수추적 모형의 구축이나 활용없이 충주댐 방류량과 지류의 유량만을 이용하여 본류와 지류의 합류부에서 발생 가능한 배수위를 쉽게 산정함으로써 지류의 홍수 범람 관리 및 피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

기존 수행되는 제방붕괴관련 연구는 댐붕괴 형태로 가정하여 해석하기 때문에 하도 내의 흐름을 반영하지 못하였다. 이러한 단점을 보완하기 위해 하도 내의 흐름을 반영할 수 있는 수리모형실험이 진행되었다. 하지만 붕괴부 내의 흐름을 파악하기에는 붕괴부가 발달함에 따라 측점이 이동하기 때문에 계측장비를 이용한 측정이 어려웠기 때문에 수리모형실험에서는 붕괴부의 유량이나 폭에 대한 연구가 대부분이였다. 따라서 본 연구에서는 하도흐름과 붕괴부 형상을 수치모의를 통해 재현한 후 붕괴부의 흐름특성을 분석하고자 하였다. 수치모의는 기존에 수행된 수리모형실험과 동일한 조건으로 수행하였으며 제방의 제원은 제방고 0.3 m 제방경사 1:2(H:L) 마루폭 0.3 m이다. 수리모형실험 결과를 이용하여 시간에 따른 붕괴형상을 FLOW-3D의 GMO(General Moving Object)의 기능을 이용하여 구현하였다. 수치모의와 수리모형실험에 대해서 붕괴유량과 하도수위를 비교하여 수치모의가 수리모형실험을 유사하게 재현함을 확인하였고 수치모의를 통해 도출된 유속분포를 이용하여 제체에 가해지는 외력을 분석함으로써 제방 붕괴의 발달 매커니즘을 분석할 수 있었다. 본 연구에서 도출된 결과를 이용하여 제방붕괴를 발달시키는 주요변수를 파악하면 제방붕괴에 대한 이론을 확립하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 붕괴부내 흐름뿐만 아니라 홍수터를 전파하는 흐름까지 재현하여 보다 정확한 침수면적을 예측하여 홍수 피해를 감소시키는 데 주요한 역할을 할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 2013년 영산강과 섬진강 유역에 발생한 강우 및 홍수사상을 평년 및 예년과 비교하여 분석하였다. 분석결과, 6월, 8월∼9월은 평년대비 50% 수준에 그쳤으나, 7월은 장마전선의 영향으로 4일부터 7일까지 유역평균 250mm 강우를 기록하였다. 8월은 작년과 달리 태풍의 직접적인 영향이 없었으나, 23일과 24일에는 유역평균 140mm의 호우가 집중되었다. 강우에 따른 수위 변화를 알아보면 연중 최고수위가 7월 5일에 발생하였고, 이 때에 선암(황룡강), 나주(영산강), 구례2와 송정지점(섬진강)에 홍수주의보가 발령되기도 하였다. 농업용 저수지(광주, 담양, 장성과 나주) 및 다목적 댐(섬진강, 주암, 탐진)의 11월말 수위를 보면 전반적으로 전년에 비하여 낮은 편이었고, 그 중 광주댐은 전년대비 4.60m, 섬진강댐은 9.15m으로 낮은 편이었다.