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 기술 개발, 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 지원 시스템을 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.

근래에 들어 공기단축 및 녹색 성장에 대응하기 위한 교량 건설 기술이 다양하게 개발되고 있다. 교량 건설 공기의 약 50%를 차지하는 교각의 경우, 모듈화를 통한 시공 방법의 개선은 공기 단축을 통한 녹색성장의 주요한 원동력으로 평가 될 수 있다. 교각의 조립에서 기초와 기둥 연결부 및 기둥과 기둥의 연결부는 여러 차례 수행⋅검증되었으나, 코핑과 기둥부분의 경우에는 조립 성능검증이 부족하여 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 조립식 기둥과 코핑 접합부의 축소 모델을 제작하여 접합방법에 따른 성능검증 실험을 수행하였다. 기존의 조립식 교각 타설방법인 현장타설방법(원덕희,2012)과 비교하기 위하여 현장타설 시험체 3개, 직경이 동일한 철근(Deformed bar, Headed bar, Circle bar) 및 Sub Tube의 종류(파형이 작은 쉬스관, PVC 재질의 파형관, Flat Hole), 그리고 Sub Tube의 직경(100mm, 80mm, 65mm)을 변수로 하여 27개의 시험체를 제작, 조립부분의 접합성능을 보기위해 하중의 방향이 바뀌는 양진 반복하중을 재하하여 상세거동 및 균열특성을 분석하였다. 실험 결과, 쉬스관에 비하여 파형이 큰 PVC 재질의 파형관 시험체(CP 모델) 가 가장 우수한 성능을 나타냈고, 철근 튜브 직경 비 40%의 모델(Sub Tube 직경 80mm)이 가장 우수한 성능을 보였다. 그리고 Headed bar의 성능이 Deformed bar에 비해 우수할 것으로 예측하였으나, Sub tube 내의 Headed bar와 Deformed bar의 인장·압축 강도의 차이가 없음을 확인 할 수 있었다.

정부는 하수관거의 대대적인 확충과 정비를 통하여 2010년 말 기준 하수도 보급률을 90.1% 수준으로 향상하였으며, 현재 운영 및 유지관리 단계에 접어들었으나 하수관거 운영성과 분석 및 평가를 위한 집수여건에 적합한 침입수와 유입수의 산정 방법에 대한 연구가 절실하다. 본 연구에서는 침입수와 유입수 산정 기법들의 특징을 분석하여 ‘물 사용량 평가법’과 ‘야간 생활하수 평가법’을 침입수 산정 방법으로 채택하였으며, 아산시를 연구 대상지역으로 선정하여 하수 유입수량 및 강우량 등 연구 자료를 수집하여 침입수와 유입수량을 산정하였다, 계산된 결과를 바탕으로 집수구역별 침입수 및 유입수 발생 특성과 연간 및 월간 구분에 의한 침입수 발생 특성, 계절별 침입수 발생 특성을 분석하였다. 합병식 하수배제 방식인 온천 집수구역과 분류식 하수배제 방식인 권곡 및 실옥 집수구역은 야간 생활하수 평가법에 의한 침입수 산정 방식이 효과적인 것으로 평가되었으며, 분류식 하수배제 방식인 모종 집수구역은 물 사용량 평가법과 야간 생활하수 평가법 모두 침입수 산정에 유효한 것으로 평가되었다. 또한, 주거지역인 모종 및 권곡 집수구역과 비교하여 상업지역이 많은 온천 집수구역의 침입수량 및 유입수량 산정 결과가 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 상업시설을 이용하는 경제활동 인구가 많은 상업지역이 아파트단지 등 주거지역에 비해 인구수대비 하수 유입율이 평균 72% 많은 것으로 분석되었다. 또한 최대 하수유입량의 68.4%∼74.7% 범위에서 평균 하수유입량이 발생하는 것으로 평가되었으며, 강우에 따른 유입수량은 강우량과 비례하여 우기 및 건기 등 시간적 변화에 따라 크게 변동하였다. 본 연구에서는 집수구역에 따라 침입수 및 유입수의 발생 양상이 다른 것으로 분석되었다. 따라서, 지역 특성이 다른 하수관거 정비지역 선정을 위한 지역별 예상 하수 발생량, 침입수 및 유입수 산정 시는 물론 향후 하수관거 유지관리 및 운영 시에도 지역에 적합한 관리 방안 마련에 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

강재 후판을 이용한 구조부재 제작 시에 절곡에 의해 제작하면 후판의 절단 및 용접 과정을 줄일 수 있어 보다 경제적일 수 있지만, 상세한 제작기준이나 검토 방안이 명확히 제시되어 있지 않아 실현되지 못하고 있는 실정이다. 재료의 변형경화로 인해 절곡부의 연신율과 인성이 저하되기 때문에, 절곡에 의한 제작방식은 이러한 영향이 상대적으로 낮은 8mm 이내의 박판에 대해 적용되어 왔다. 국내외 제작기준에서는 냉간 휨가공 시의 절곡내경-판두께비(ri/t)를 제한하고 있으며, 주로 충격인성에 의해 관련 규준들이 제시되고 있다. 절곡 제작된 부재가 휨을 받는 구조부재로써 활용되기 위해서는 충분한 휨연성을 확보하는지 검토되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 절곡 시편에서 표준시험을 통해 획득한 비탄성 응력-변형율 특성을 고려한 3차원 비선형 유한요소 해석을 수행하였다. 판 두께 24mm의 교량 구조용 압연 강재인 HSB500을 절곡내경-판두께비 5로 절곡한 U형 단면 보의 비탄성 휨거동을 해석적으로 평가하였고, 이 때 웨브 높이가 연성거동에 상당한 영향을 주는 것으로 보여진다. 향후 실 구조물 규모의 실험을 통해 검증된 해석적 모형을 이용하여 다양한 단면제원에 대한 성능평가 연구를 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 사료된다.

토목구조물의 설계와 시공에 있어서 온도변화는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 토목구조물의 설계 및 해석에 있어서 물성변화 특성을 고려한 대표적 기후조건에서 각각의 재료의 물성치를 적용하여, 설계 또는 구조해석을 실시하여야 한다. 본 연구에서는 토목구조물의 설계 및 해석 시 정확한 온도하중 산정을 위하여 기상청의 기후데이터를 이용하여 국내 대표 도시를 선정하여, 각 도시의 기상관측소 최대 30년(1982~2011) 기간의 일평균온도 데이터를 분석하였다. 각 데이터 값의 통계적 분석을 통하여 토목구조물 설계 및 시공에 있어 고려할 수 있는 최대/최소 온도 변화 값 및 국내 고유의 온도 변화에 관한 기초 자료를 제시하였다.

본 연구에서는 하수슬러지 가수분해를 통해 생성되는 아미노산의 혐기성 분해과정을 알아보기 위해 각각의 아미노산 별로 혐기성 분해를 평가하였다. 아미노산의 개별 평가를 위해, 두 종류 아미노산간의 공동대사 반응인 stickland reaction은 제한시켰고, 혐기성분해가 진행되는 동안 COD, T-N, NH4＋-N, Biogas, CH4 등의 변화를 분석했다. 본 연구에서는 아미노산의 탈아미노화에 의해 생성되는 암모니아성질소를 통해 아미노산 분해율을 판단하였고, 이를 위해 각 아미노산의 질소농도를 1,000mg/L로 고정하여 연구를 진행하였다. 그 결과, 알라닌, 시스테인, 리신, 류신, 메티오닌, 아르기닌, 글리신, 히스티딘의 항목 중 시스테인, 류신, 메티오닌은 탈아미노화가 61.55%, 54.59%, 46.61% 밖에 이루어지지 않았다. 특히 시스테인과 메티오닌의 경우, 탈아미노화에 기인된 유기물질의 혐기성분해가 전혀 이루어지지 않았다. 이 3종류 아미노산이 폐수에 높게 함유되어 stickland reaction이 완벽하게 충족되지 않는 조건이라면, 이 아미노산들은 혐기성 소화 공정의 처리효율 저하의 원인이 될 수 있다고 판단된다.

비탄성 구간 내 비지지 길이가 존재하는 휨부재의 극한거동특성을 자세히 살펴보면, 단면 내 비균일 항복응력 도달로 인하여 초기의 이축 대칭단면이 일축대칭으로, 최종적으로는 비대칭단면의 특성을 보이게 된다. 이러한 극한거동에 대한 해석적 연구결과의 실험적 검토는 개발된 설계식의 상용화를 위해서 필연적으로 수행되어야 한다. 일반적으로 사용되는 구조용 강재를 이용한 실험연구는 재료비 및 실험장비 사용에 있어 많은 비용을 유발하므로 본 연구에서는 연구대상 구조부재의 거동특성을 파악할 수 있는 소규모의 경제적인 재료사용과 실험 상황을 구현하여 소규모 실험실에서 모형실험을 실시하였다. 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 실험체의 극한강도를 산정하고, 기존에 개발된 제안식과의 비교를 통하여 I형 양단 스텝보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도 간편 설계식의 적용성을 평가하였다. 유한요소해석결과와 실험결과는 9%의 차이를 보이고 있으며, 제안식과 실험결과는 7%의 차이를 보이고 있다. 향후 추가적인 실험연구를 통하여 간편 제안식의 적절성을 추가적으로 평가할 예정이다.

철근 콘크리트 강성관인 흄관은 현장 시공 후 사용 중 이음부의 누수와 침하로 인해 하수관거로서의 기능이 저하되는 경우가 많이 발생되고 있다. 따라서 하수관거의 경제성, 안전성, 사용성을 극대화하기 위해 개발되는 하수관거 기초는 하수관거 자중과 수압, 상재토압, 도로에 작용하는 하중의 영향을 충분히 견딜 수 있도록 설계 및 제작되어야 한다. 본 연구에서는 기본적인 설계가 완성된 하수관거 기초의 기본형 모델을 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS(2009)와 CAD Mechanical(2011)의 3D 모델링을 사용하여 유한요소 해석 결과와 비교하고, 보다 경제적인 설계를 위한 격벽의 종류와 유무에 따라 발생되는 최대응력을 항복응력과 비교하여 적은 재료로 생산 할 수 있는 하수관거 기초의 최적화된 단면을 파악할 수 있었다. 이를 고려하여 항복응력과 각각의 모델의 최대응력 및 변위를 통해 적절한 단면의 형상을 제시한다. 그림 1은 기본적인 설계가 완성된 CAD 도면과 ABAQUS 입력모델링 단면을 보여주고 있다. 플라스틱 재료(PE2406)의 물성치 정보와 여러 경계조건에 따르는 해석결과를 그림 2에 나타내었다. 그림 2는 하수관거의 크기와 모델, 위치에 따른 최대응력과 항복응력을 비교한 것으로서, 항복응력대비 발생된 최대응력 및 최대변위를 통하여 기초단면의 안전성과 경제성을 판단 할 수 있다.

유황 분석을 통해 산정된 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량은 수자원의 이용 및 관리에 있어서 매우 중요한 유량 지표이다. 하지만, 유황분석에 의해 유황에 따른 유량은 산정되어지고 있으나, 시설물 운영을 위한 유황에 따른 기간이 선정되어 있지 않기 때문에 실무자의 판단을 통해 유황 시기를 결정하여 보 및 댐의 운영이 이루어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 낙동강에 위치한 달성보 지점에 대하여 subtractive 기반 K-mean 클러스터링 기법과 클러스터 검증지수를 통해 실제 유황이 가지는 패턴을 분석하였다. 분석결과, 3개의 유황 패턴이 나타나고 있는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라서, 각 유황 패턴이 나타나는 기간을 분석하여 유황 패턴별 시기를 결정하였다.

최근 예측하기 어려운 기후변화와 홍수, 강풍 등 풍수해로 피해규모가 커지고 있다. 따라서 도시의 안전성과 방재기능을 확보하기 위해, 풍수해 피해를 경감시킬 수 있는 도시의 방재능력 평가가 필요하며, 이를 위해 어떤 요소와 지표가 피해를 복원하는 데 중요한 역할을 하는지에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 풍수해에 대응하여 복원탄력성을 평가하기 위한 능력을 대응·복구성, 물리적 차원, 경제적 차원, 사회적 차원으로 나누고 안양천의 24개 유역에 대한 가중치를 산정하고자 하였다. 각 요소와 지표의 가중치를 구하기 위해 계층 분석법과 정보전달 이론 중의 하나인 엔트로피 방법을 이용하였다. 계층 분석법은 수자원에 관련된 전문가, 실무자, 학생 등에게 설문을 시행하여 그 결과로 가중치를 산정한다. 엔트로피 방법에서는 지표별 속성정보를 추출하여 정규화 과정을 거친 후, 속성별 엔트로피를 산정하여 가중치를 산정하게 된다. 또한, 앞의 2가지 방법을 결합한 수정 엔트로피를 산정하여 3가지 방법으로 산정된 가중치를 비교 및 검토하였다. 엔트로피 방법으로 산정한 가중치는 정보량이 충분하지 않았기 때문에 특정 값의 영향을 받아서 가중치의 편차가 크게 나타난 반면, 계층 분석법으로 산정한 가중치는 주관적인 의견이 반영되어 상대적으로 고른 분포를 나타냈다. 이러한 과정과 결과를 바탕으로 가중치를 평가하여 적용한다면 풍수해 피해를 낮추는데 하나의 수단이 될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위해 이변량 확률분포함수를 적용하였으며, 가뭄 특성(가뭄 지속기간과 심도)의 상호관계를 고려하여 지역적 가뭄특성을 종합적으로 판단하였다. 또한 단변량 가뭄해석의 한계점을 극복하기 위한 방안으로 이변량 가뭄해석을 수행하였으며, 이를 위해 코플라 함수를 적용하였다. 가뭄 발생의 확률 및 경향성을 종합적으로 나타내어 줄 수 있는 결합 확률밀도함수를 추정한 후, 지점별 가뭄빈도해석 및 과거 최대가뭄사상에 대한 단변량 및 이변량 재현기간을 산정하여 비교·분석하였다. 또한, 우리나라의 과거 최대가뭄사상에 대한 가뭄위험도분석을 위해, 연속되는 50년과 100년 동안 최소 한번 발생하는 확률(과거 최대가뭄사상 크기의 가뭄)을 강우관측지점별로 계산하여 가뭄위험지역을 예상하였다. 그러나 우리나라와 같이 강수자료의 기록연한이 짧은 경우에는 이변량 가뭄빈도해석을 수행하는 데 큰 불확실성을 야기할 가능성이 있다. 그러므로 가뭄해석 결과의 불확실성 정량화시키기 위한 방안으로 강수모의 기법을 활용하였으며, 그 결과 관측된 가뭄사상으로 추정된 이변량 가뭄빈도곡선에 대한 5%, 25%, 50%, 75%, 그리고 95% 의 신뢰구간을 제시할 수 있었다. 또한, 95% 신뢰구간에 해당하는 특정 가뭄 지속기간과 심도를 고려한 이변량 가뭄재현기간의 경계 값(상한 값 및 하한 값)을 추정하였으며, 이는 상대적으로 가뭄빈도해석의 불확실성이 큰 5개의 관측지점(대관령, 원주, 청주, 대전, 인제)을 발견하였다. 이와 같은 특정 지점에서 발생된 큰 불확실성의 근본적인 원인을 밝혀내기 위해서는, 해당 5개 지점에 대한 가뭄 특성 및 빈도해석의 연구결과를 재검토 되어져야 할 필요가 있다고 판단하였다. 그 결과 5개의 특정 관측지점에서 발생한 불확실성 원인은 이변량 가뭄빈도해석의 해석 시 고려되었던 두 변량이 서로 낮은 상관성을 나타냄에도 불구하고, 가뭄 지속기간에 따른 조건부로 가뭄심도를 해석함에서 발생되어진 것으로 확인되었다. 이는 확률적인 방법으로 결합밀도함수를 추정하는 데 있어 발생되어진 불확실성인 것으로 확인되었으며, 향후 가뭄빈도분석 결과를 이용하여 가뭄을 판단하고 해석할 경우에는, 실제 분석결과에 미칠 수 있는 다양한 불확실성을 충분히 고려하여 보다 신뢰성 있는 가뭄판단을 해야 할 것으로 사료된다.

수공구조물의 설계기준인 확률강우량은 정상성(stationary)라는 가정 아래 산정되어 적용되고 있다. 하지만 기후변화의 영향으로 우리나라에서 평균 강수량이 증가하는 모습을 보이고 있으며, 최근 일어난 국지성 호우는 설계빈도를 크게 벗어나면서 도심지역의 침수를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 최근에 관측되는 강우량의 경향성을 반영하기 위하여 GEV 모수의 비선형성을 고려한 비정상성 강우빈도해석법을 제안하고 이를 관측강우량을 이용하여 적용성을 검토하였다. 30년 이상의 지점 일강우량을 보유한 관측지점을 이용하여 행정구역별 일강우량을 산정하고 연최대일강우량 자료를 구축한 뒤, Mann-Kendall Test와 Regression Test를 통하여 경향성을 가진 24개 지역을 선정하였다. 경향성을 가지고 있는 지역을 대상으로 이동평균방법을 이용하여 강우량의 평균, 분산, 왜곡도를 산정하였으며, GEV 확률분포함수의 모수를 추정하여 이들의 상관성을 파악하였다. 이를 바탕으로 비선형 회귀모형을 이용하여 GEV 함수의 모수를 추정하였으며, 이를 바탕으로 행정구역의 확률강우량을 산정하였다. 이러한 결과는 최근 도입된 행정구역별 방재성능목표 강우량 산정에 도움이 될 것으로 판단된다.

본 연구에서는 우리나라의 228개의 시군구에 대하여 연최대강우량과 유형별 홍수피해로 침수면적, 인명피해, 재산피해와의 관계분석을 통한 홍수피해특성을 분석하였다. 이를 바탕으로 홍수피해특성별 홍수피해 취약성 등급을 구분하고, 이에 대한 홍수피해 취약성 지수를 산정하여 홍수피해 취약성을 평가하였다. 또한 과거부터 현재까지의 홍수피해특성과 홍수피해 취약성에 대한 변화 추이와 비교분석 하고자 1970년대, 1980년대, 1990년대, 2000년대로 기간을 구분하여 분석에 적용하였다. 홍수피해 취약성 지수(Flood Damage Vulnerability Index, FDVI)는 홍수피해에 영향을 미치는 정도를 나타내는 민감도(Sensitivity) 지표로서 기상·수문학적 지표와 홍수피해의 방어능력 부족을 나타내는 적응능력(Adaptation Capacity) 지표로서 지형·사회·경제적 피해지표들과의 관계를 통한 홍수피해특성을 분석한 후, 최종적으로 홍수피해특성에 대한 홍수피해 취약성 등급의 평균으로 산정된 지수이다. 홍수피해특성을 고려한 홍수피해 취약성을 구분된 기간별 지도 형태로 표현하여 시·공간적 변화에 대하여 분석을 한 결과, 대체적으로 홍수피해 취약성은 과거부터 현재까지 남부지역에서 중부지역으로 공간적 변동이 나타나는 것으로 분석되었다. 또한, 최근의 홍수피해 취약성이 가장 높은 지역은 강원도 지역으로 나타났으며, 이는 민감도를 나타내는 연최대강우량의 크기와 적응능력을 나타내는 침수면적, 인명피해, 재산피해의 정도가 모두 큰 다강우-대피해의 홍수피해특성을 가지는 지역의 비율이 높기 때문인 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시된 방법은 홍수의 취약성을 지표들 간의 연계성과 관계적 특성을 고려하여 정량적으로 평가할 수 있으며, 과거 홍수피해 자료에 대하여 강우량의 크기 따른 가중치를 부여하여 기존의 가중치 산정방법에서 전문가의 주관적 오판을 배제시킬 수 있어 보다 객관적인 결과를 도출할 수 있다는 장점이 있다. 또한 본 연구의 결과를 통하여 홍수 피해를 저감시키기 위한 시군구별 합리적인 치수대책 및 홍수에 대한 대비·대응·복구 대책 수립에 있어서 유용한 기초자료로서 이용 될 수 있을 것으로 판단된다.

해외 수력발전사업의 대부분이 네팔, 파키스탄, 인도 등 유사 발생량이 많은 나라에서 이루어지고 있어 고농도의 유사발생으로 말미암아 유효저수용량 감소, 유사유입으로 인한 수차마모, 발전효율저하, 발전가동중지 등 심각한 문제가 예상된다. 본 연구에서는 Patrind 수력발전 사업의 저수지 퇴적을 모의하고자 미공병단(HEC)에서 개발된 범용 1차원 수리해석 프로그램인 HEC-RAS를 사용하여 유사이동 분석을 수행하였다. 유사이동 모의를 위하여 상하류단 유량 및 수위 경계조건과 유량-유사량 관계곡선식이 필요하며 이 외에도 유입유사 입경, 하상토 입경분포, 유사량 공식 등을 지정해 주어야 한다. 유량자료 분석을 통하여 1980년도의 유량곡선이 30년간 평균한 일평균 유량의 패턴과 유사하여 1980년도의 유량값을 반복적으로 적용하여 운영수위 EL. 765m를 기준으로 모의한 결과 약 4.5년 이후에 저수지 전체가 퇴적되는 것으로 분석되었다. 모형 구축 초기에는 SI 단위를 적용하여 모의하였으나 하상변동이 극히 미미하게 산정되는 문제점이 있어 이를 다시 영미 단위계로 수정하여 비교한 결과 HEC-RAS자체의 단위변환에 따른 프로그램상의 오류임을 확인할 수 있었다. 그림 1에 SI 단위로 구축한 모형에서 계산된 모의결과와 영미단위를 적용하여 계산된 모의결과를 서로 비교하였다.

파키스탄 Kunhar강 유역(2,500km2)은 국내유역과는 달리 표고차가 4,000미터로 고도가 높고 좁은 지형으로 경사가 급한 지형특성을 가지고 있다. 따라서 고도에 따른 기온차가 매우 크게 나타날 수 있으며, 일정고도 이상에서는 강수가 눈의 형태로 존재하게 됨에 따라 유역 내 적설분포가 복잡한 형태로 존재할 수 있다. 따라서 유역 내 유출량을 정확하게 모의하기 위해서는 고도분포에 따른 기온변화와 적설 및 융설 모의가 가능한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 GIS 공간 수문자료를 입력자료로 활용하는 물리적기반의 격자단위 분포형 강우유출모형(K-DRUM, K-water Distributed Runoff Model)을 파키스탄 Kunhar강 유역에 구축하였으며 유출량 모의결과를 비교 분석하였다. GIS 수문입력자료로 DEM은 USGS에서 운영하는 웹사이트에서 입수하였으며, 투영 및 좌표변환 등의 전처리를 통하여 모형의 입력자료로 ASCII포맷의 격자단위의 표고값, 흐름방향도, 하천격자, 하천경사도 등을 생성하였다. 기온, 풍속, 일조시간, 이슬점온도, 강우 등의 기상자료는 기온 및 강우 시계열 자료 분석 결과 동일한 유역 내 표고에 따른 기온 및 강우차가 국내유역과는 달리 매우 심하게 나타나 기온감율 및 고도감율을 적용하여 모형의 입력값으로 산정하였다. 해발고도 4,000m차이의 융·적설 특성을 반영한 유출량 재현성은 비교적 양호하였으며 연중 유출패턴은 여름철 기온상승에 의해 융설로 인한 유출이 강하게 나타나고 있었다.

국내 최초의 분산형 생태환경저류지 시스템으로 방재기능뿐만 아니라 초기 비점오염원에 대한 생태적 수질정화 및 생태복원, 근린공원의 친수적 이용성, 토지이용도 제고 등의 다양한 기능을 융합하여 대상지 특성에 적합한 다목적용 저류지가 조성되었다. 복원 후 수리·수문 모니터링 결과는 서울지역 재현기간 10년의 강우량과 홍수량에서 첨두홍수량은 12% 감소하고 20분의 지체효과를 보였다. 생태환경수로의 하상 평균소류력의 범위는 86.29-376.18N/m2, 유속의 범위는 2.76-10.07m/s이었다. 하상보호공은 평균 소류력이 133.94N/m2 이하인 곳에는 자연석을, 133.94N/m2 이상인 곳에는 생태목틀이 적용되었다. 현장조사결과 생태목틀과 자연석이 적용된 생태환경수로는 자연석의 이탈이나 자연석 주변 하상 세굴과 토사의 퇴적이 발생하지 않았음을 확인하였다. 생태환경 저류지 시스템의 홍수저감효과와 생태환경 수로의 안정성을 입증하였다. 국내 융합적인 생태환경 저류지나 생태하천의 표준화와 적용에 필요한 중요한 기준을 확립하는데 기여할 수 있을 것이다. 다만 생태환경저류지 시스템 조성이후 생태적 안정화 기간인 2년 이상의 연구개발자(전문가)의 유지관리 참여가 필요하다. 이를 통해 일반기술자도 생태환경저류지의 조성 및 유지관리가 용이하도록 지침을 마련해야 할 것이다.

본 논문에서는 동해 풍파 발생 및 너울성 파랑의 동해안 내습 예측 시스템인 SIFESS에서 풍파의 발달 예보 시스템을 소개한다. SIFESS는 기존의 풍파모형과는 달리 풍파의 발달과 전파모의 과정을 분리하여 계산하기 때문에 너울파의 내습을 빠르고 정확하게 파악할 수 있다. 풍파의 발달 과정은 Toba(1972)가 제시한 풍파 첨두주기 방정식을 사용하였으며 방향에 따른 fp 발달을 제약하도록 Toba(1972)의 식 K에 방향성을 부여하였다. 이때 풍파의 발달은 오랜기간 개발 및 검증 과정을 통해 실용적인 수단으로 받아들여진 스펙트럼 경험식을 바탕으로 모의한다. 그러므로 관련 파라메터도 적으면서 신속하게 계산되며 신뢰성이 높아 비전문가가 다루기에도 편리한 예보용 목적의 모의 방식을 채택하고 있다.

본 연구에서는 외부흐름이 존재하는 함몰 지형을 통과한 파랑의 반사율을 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 수심이 급격하게 변하는 지점과 외부흐름이 변하는 부분을 작은 구간으로 나누었으며, 정확한 반사율 계산에 필요한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 검토하였다. 그리고 외부흐름과 함몰지형의 변화에 따른 반사율의 특징을 서술하였다.

본 연구에서는 지금까지 연구된 수심에 따른 한계위험유속 산정 식을 근거로 이를 지진해일 범람 가능 지역의 위험도를 산출하였다. 한계 위험유속 산정 식은 아동과 어른의 경우에 각기 적용되었으며 각 지점 별로 유속 및 침수심의 변화 양상과 함께 위험도의 변이 양상을 확인하고 방재대책에 적용가능성을 확인하였다. 대상 지역은 강원도 삼척시 임원항으로 지정하였고 지진해일 수치모델은 지진해일의 전파에 대해서 2차원 선형 천수방정식, 범람에 대해서는 2차원 비선형 천수방정식이 적용되었다.

2011년 동일본 지진해일은 엄청난 피해 상황을 눈으로 확인할 수 있었다. 이에 국내에서도 지진해일 방재를 위하여 많은 연구가 수행되고 있으며 동해안 주요 항구에 대한 침수피해방지시설 설치계획도 진행 중이다. 국내에서 지진해일 피해가 예상되는 동해안에서 큰 인명 피해가 예상되는 곳은 많은 사람들이 모여 있는 항구이다. 그래서 항구에서의 인명피해를 막을 방재대책이 무엇보다 필요하다. 대체로 항구가 하천의 하류에 위치하고 있다는 점을 주목할 필요가 있다. 하천은 수리학적으로 수로로써 물을 통행하게 하는 역할을 수행하게 된다. 그렇기 때문에 지진해일이 왔을 경우에 해일로 인한 해수를 일부 받아들임으로써 항구에서의 범람을 줄이는 효과가 있는지를 알아보기 위하여 본 연구를 수행하였다. 지진해일의 범람정도를 확인하기 위하여 수치모의실험을 수행하였다. 수치모의에 사용한 지진해일 발생원은 일본 서쪽 근해에서 발생하여 과거 동해안에 직접적인 피해를 주었던 역사지진을 이용하였으며 원해지진해일에 대한 분산효과를 고려하였다.