낙동강 하구 기수생태 복원이 본격으로 논의가 진행 전인 2016년까지는 하류 수위의 예측을 위해 하구에서 수km 떨어진 기존 조위관측소(부산 및 가덕도)의 측정 자료를 활용하여 분석을 수행하였지만, 조위와 위상 차이로 인해 예측이 용이하지 않았다. 따라서, 낙 동강 하굿둑 인접 외해역에서 조석 영향을 받는 수위관측치를 이용하여 조석조화분해를 통한 정밀한 조위 예측 산정의 필요성이 대두되 어 본 연구를 수행하였다. 연구의 방법으로는 낙동강하굿둑 인근 외해역에서 10분 간격으로 기간별 관측자료의 저장상태 및 이상자료 유 무를 확인하고, 조석조화분해 프로그램인 TASK2000(Tidal Analysis Software Kit) Package를 이용하여 관측조위와 예측조위를 1대 1 비교하여 회귀상관분석을 수행하였다. 분석 결과, 관측조위와 예측조위간의 상관도는 0.9334로 높게 나타났으며, 당해 연도의 조위예측 분석시 직전 연도의 1년 조석관측 자료를 조화분해하여 산출된 조화상수를 이용하여 조위예측을 실시하면 보다 정확한 결과를 산출할 수 있음을 확인 하였다. 이를 바탕으로 2022년 예측조위를 생성하여 낙동강 하구 기수생태 복원의 해수유입량의 산정에 활용 중이다.

본 연구에서는 국내기상자료를 대상으로 극한기상현상의 발생원인을 단일재해와 복합재해로 발생하는 시기로 구분하여 특성을 비교 및 분석하여 이를 바탕으로 복합 재해에 대한 정의 및 특성 분석을 수행하였다. 30년 이상의 자료를 보유한 기상청 산하 기상관측소를 대상으로 전기간 자료를 구축하고 극한기상 현상의 발생원인을 강우-강풍, 강설-강풍 등 복합재해로 발생하는 시기의 자료와 단일재해로 발생하는 시기로 구분하여 지속시간별 연최대치계열을 추출하였다. 일반적으로 지표를 이용하여 지수를 계산하는 경우 반드시 표준화(normalization), 가중치부여(weighting), 집계(aggregation) 등의 방법이 필요하다. 지표들의 평가 기준 및 형태 등이 상이하므로 이를 평가할 수 있도록 표준화 과정을 거쳐야 한다. 본 연구에서는 Z점수 방법을 사용하여 적용하였다. 최근 2003년~2013년 11년간의 기상자료에 대한 Z 점수값의 상위 10%이내 해당되는 기상관측소의 지역에 대해서 분석하였다. 분석된 결과값을 이용하여 강우, 강풍, 적설이 각 지역별로 나타나는 표준화 점수를 통해 기후변화 영향을 받은 정도를 분석할 수 있다.

본 연구에서는 국내기상자료를 대상으로 극한기상현상의 발생원인을 단일재해와 복합재해로 발생하는 시기로 구분하여 특성을 비교 및 분석하여 이를 바탕으로 복합 재해에 대한 정의 및 특성 분석을 수행하였다. 30년 이상의 자료를 보유한 기상청 산하 기상관측소를 대상으로 전기간 자료를 구축하고 극한기상현상의 발생원인을 강우-강풍, 강설-강풍 등 복합재해로 발생하는 시기의 자료와 단일재해로 발생하는 시기로 구분하여 지속시간별 연최대치계열을 추출하였다. 복합재해(강우-강풍, 적설-강풍)에 따른 기본하중도 산정을 위해 복합재해 분석을 위한 통계기법으로 다변량 분석기법인 Copula 분포를 적용하였다. Copula 분포 적용을 위해 과거 기상 관측자료를 이용하여 목적으로 하는 기상변수에 대한 지속시간별 연최대치계열(강우, 적설)을 산정하고 연최대치계열이 발생할 경우의 평균풍속을 산정한다. 분석대상 복합재해 요소에 대한 최적 주변분포(Marginal Distribution)와 Copula 분포를 적합도 분석을 통하여 선정하고 조건부 Copula 개념을 적용하여 임계풍속(연최대치계열이 발생할 경우의 평균풍속과 표준편차의 합)이 발생할 경우의 지속시간별 재현기간별 하중도를 산정한다.

집약적인 상·공업의 발달로 도시화는 기존 생활권을 벗어나 산지 인근으로까지 심화되었다. 산지 인근의 개발사업에 따른 공사 진동의 영향으로 흙입자의 결속이 느슨해지고 지지력이 약해진 산지는 최근 발생이 잦은 국지성 집중호우 등에 의해 쉽게 붕괴되어 산사태 및 토석류 등과 같은 토사재해를 야기하였다. 본 연구는 이와 같은 도심지 내 토사재해 발생 저감을 위한 토사 제어-관리기술을 선정하고, 도심지 토지이용용도별 토사 제어-관리기술별 적용성 평가 및 제어-관리기술별 토사유출 제어능력을 평가하여 도심지 토사제어기술의 적용 우선순위를 도출하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과물은 토사재해 뿐만 아니라 기타 호우재해도 예방할 수 있으며, 이를 통해 도심지 주거환경에 대한 재해피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 국내기상자료를 대상으로 극한기상현상의 발생원인을 단일재해와 복합재해로 발생하는 시기로 구분하여 특성을 비교 및 분석하여 이를 바탕으로 복합 재해에 대한 정의 및 특성 분석을 수행하였다. 30년 이상의 자료를 보유한 기상청 산하 기상관측소를 대상으로 전기간 자료를 구축하고 극한기상현상의 발생원인을 강우-강풍, 강설-강풍 등 복합재해로 발생하는 시기의 자료와 단일재해로 발생하는 시기로 구분하여 지속시간별 연최대치계열을 추출하였다. 지속시간별 연최대치계열의 최대값, 최소값, 평균값, 표준편차를 비교하고 분석하여 단일재해와 복합재해에 따른 특성을 분석하였다. 복합재해로 발생하는 구간의 선정은 강우-강풍의 경우 태풍백서를 통해 우리나라에 영향을 미치는 태풍기간의 자료를 추출하였으며 강설-강풍의 경우 폭풍주의보의 기준이 되는 최대풍속 14m/s 이상 또는 일평균풍속을 초과하는 강설 관측 기간으로 구분하여 자료를 구축하였다. 극한기상현상의 발생원인에 따른 특성분석 결과는 기후변량에 대한 연최대치계열을 이용한 단변량 기반 재현기간별 기본하중도 산정방법과 지속시간과 수문량을 고려한 다변량 기반 복합하중도 산정 방법론 개발을 위한 기반자료로 활용할 계획이다.

기상청의 한반도 기후변화 전망보고서(2012)에 따르면 온실가스 배출이 현재와 같이 지속될 경우(RCP 8.5) 21세기 후반(2071-2100) 우리나라의 평균기온은 현재보다 5.3℃ 상승하고, 폭염일수는 30.3일 증가하여, 폭염으로 인한 강도가 한층 심화될 것으로 예측되고 있다. 폭염으로 인한 피해를 저감하기 위하여 우리나라에서는 2005년부터 국민안전처(구 소방방재청)에서 범정부적인 폭염대응 종합대책을 수립하여 시행하고 있다. 또한, 기관별, 지자체별로 각각 폭염대응정책 마련을 통해 폭염으로 인한 피해를 최소화하려는 노력을 하고 있다. 본 연구의 목표는 여름철 기온 상승으로 인한 폭염에 대응하고, 중장기적으로 폭염 피해를 경감할 수 있는 대책을 발굴하는 것이다. 이에 본 연구는 국내·외 구조적, 비구조적 폭염대책을 비교·분석하고, 국내의 폭염대책의 현황과 문제점을 조사하였다. 특히, 대표적인 폭염대책 중 하나인 무더위쉼터의 공간적 분포와 이용현황을 분석하였다. 또한, GIS를 이용하여 지역별 폭염일수, 취약계층 비율(65세 이상 고령자, 독거노인, 기초생활수급자), 재정자립도 등의 폭염취약지표를 이용한 폭염취약성을 분석하였으며, 폭염취약지역과 무더위쉼터 분포와의 공간적 상관관계를 분석하였다. 본 연구를 통한 기존 폭염대책의 개선방안 및 새로운 대책은 중장기적으로 폭염피해를 저감하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

집약적인 상·공업의 발달로 도시화는 기존 생활권을 벗어나 산지 인근으로까지 심화되었다. 산지 인근의 개발사업에 따른 공사 진동의 영향으로 흙입자의 결속이 느슨해지고 지지력이 약해진 산지는 최근 발생이 잦은 국지성 집중호우 등에 의해 쉽게 붕괴되어 산사태 및 토석류 등과 같은 토사재해를 야기하였다. 본 연구는 이와 같은 도심지 내 토사재해 발생 저감을 위한 토사 제어-관리기술을 선정하고, 도심지 토지이용용도별 토사 제어-관리기술별 적용성 평가 및 제어-관리기술별 토사유출제어 능력을 평가하여 도심지 토사제어기술의 적용 우선순위를 도출하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과물은 토사재해 뿐만 아니라 기타 호우재해도 예방할 수 있으며, 이를 통해 도심지 주거환경에 대한 재해피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

비점오염원은 강우 유출수와 함께 유출되는 특성을 지니고 있어, 유역에서의 강우-유출 현상 및 이에 영향을 미치는 토지이용, 지형 및 지질, 유역의 형상, 강우특성 등을 고려한 관리 전략 수립이 필수적이다. 현재 수영강 유역에는 도시-주거지역에서 발생되는 비점오염원(거주민, 차량이동 등)과 강우시 하수의 차집관로 월류수로 인한 오염물질이 온천천 및 수영강 하천으로 유입되어 하천오염의 주원인으로 나타나고 있다. 이에 온천천의 비점오염물질에 의한 수질오염 예방의 효율적인 추진을 위하여 현재 우리나라에서 실무적으로 가장 많이 적용되고 있는 비점 해석 모형인 SWMM을 이용하여 각 배수분구 별 배출부하량 및 하수관거 월류에 대한 영향을 분석해 보았다.부산시 하수정비기본계획 상의 배수분구는 시가지와 산림이 혼합되어 있으며 면적 또한 대단히 크기 때문에 관리 유역선별 및 저감시설의 상세한 효과를 분석하기에는 어려움이 따른다. 따라서 배수분구를 세분화하여 소배수분구로 분할한 뒤 관망도와 인구조사 등을 통하여 SWMM 모형을 구축하였다. 또한 하수관거 월류수의 모의를 위해 Flow Divider 기능을 이용하여 하천으로 유입되는 합류식 관거와 하수처리장으로 유입되는 차집관거를 분류하여 모형에 반영하였다. 구축된 SWMM을 이용하여 소배수분구별 단위면적당 배출부하량 산정하고 Flow Divider 기능을 이용하여 차집관거에 대한 모의를 통해 하수관거 월류에 대한 분석을 진행하였다. 분석 결과 비점오염 배출 부하량의 경우 재송 1 소배수분구와 연산 1 소배수분구가 높은 부하량을 나타내었으며, 하수관거 월류수의 경우는 연산 1 소배수분구와 사직 5 소배수분구가 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 수영강 유역의 비점오염저감을 위해서는 비점오염 배출 부하량과 하수관거 월류수에 모두 많은 영향을 미치는 연산 1 소배수분구가 우선 관리가 필요할 것으로 판단된다.연산 1 소배수분구의 경우 현장 여건상 대규모 저류지나 비점오염저감 설비를 설치할 부지가 부족하기 때문에 LID 시설을 설치하는 것이 타당하다고 판단되어 LID 시설이 설치된다고 가정하여 그 영향을 분석해보았다. 추가적으로 수영강 본류의 경우 수영강의 지류인 석대천의 중상류 구간에 위치한 반송지역의 하수 유입에 의하여 수질이 악화되고 있으며 하류부에 위치한 반여도매시장에서 발생하는 비점오염물질들이 유입되고 있기 때문에 석대천-수영강 합류부에 비점오염저감저류지를 설치한다고 가정하여 그에 대한 영향 또한 분석해보았다. 이러한 분석결과들은 수영강 유역의 비점오염원의 계획 및 관리에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

급속한 도시화와 상업화는 경제의 거대한 흐름을 바꾸어 놓았으며 현재 우리의 삶의 방식 또한 변화하게 하였다. 하지만 이 모든 것은 물질적, 정신적 풍요로운 삶을 영위하게 하였으나 최근의 기후변화에 따라 유역관리 측면에서는 많은 것을 잃게 한 요인이기도 하다. 기후변화의 영향으로 강수량이 증가하고 이로 인한 이수, 치수, 환경적인 문제는 안전한 물의 확보와 수질 및 생태계를 보호하기 위한 별도의 관리를 필요로 하는 단계에 들어서 있으며 국내에서는 물환경 조성 및 수생태계 보전을 위한 중권역 물환경 관리계획을 시행하고 있다. 본 연구에서는 중권역 물환경관리계획의 효율적인 관리를 위해 다양한 유역관리 요소를 평가·분석하여 소권역중 유역관리 필요성이 높은 곳으로 판단되는 권역을 선정하였다. 이를 통해 선정된 중점관리 소권역은 위험도에 따른 집중적인 개선 및 체계적인 정책관리방향을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

홍수피해는 일반적으로 주수로 상의 하도를 따라 집중하여 발생한다. 홍수관리 최적 대안을 선정하기 위해서는 피해가 발생하는 하도뿐만이 아니라 하류 말단지점의 첨두유량에 영향을 미치는 개별 소유역의 기여율을 고려해야 한다. 본 연구에서는 하류 말단지점의 첨두유량에 대한 개별 소유역의 기여율 산정을 위한 반복적인 모의 기법을 개발하고 이를 기반으로 하는 홍수지수를 제안하였다. 홍수 지수는 유출해석 모형에서 임의 소유역을 제외하였을 경우 첨두유량에 대한 해당 소유역의 기여율과 단위면적당 기여율을 의미한다. 수영강을 20개 소유역으로 구분하고 Hec-HMS 모형을 구축하였으며 설계빈도에 해당하는 임계지속시간 24시간 100년 빈도 강우를 적용하여 기여율을 기반으로 하는 홍수지수를 산정하였다. 기여율을 기반으로 하는 홍수지수는 유역의 유출특성을 지배하는 유역면적, 유역경사, 하천경사, 불투수율 등에 대한 종합적인 영향을 포함하고 있는 것으로 검토되었다.

최근 기후변화에 의한 기상현상은 국지성 집중호우, 돌발홍수 등을 발생시켜 많은 인명과 재산의 피해를 가져오고 있다. 이로 인해 기록적인 폭우의 발생이 증가되고 있으며, 도시지역은 도시개발로 인해 자연공간이 감소하여 개발 전 지표면이 가지고 있던 유역 내 저류 및 지연효과가 현저하게 감소하고 시가지의 확대와 도로포장 등 유역 내 불투수층의 증가로 인하여 홍수유출량과 첨두유출량이 점차 증가되고 있고 유출 출구점까지의 도달시간은 자연유역에 비해 현격하게 짧아져 자연하천 유역과는 다른 수문학적 특성을 가진다. LID 기법은 ‘저영향개발’로 알려져 있으며 크게 세 가지로 분류 할 수 있다. 첫째는 유역의 지형 및 토질특성을 반영하고 인위적인 간섭을 배제한 물 순환구조를 개선하기 위한 유역개발기술이다. 둘째는 강우-유출 양상을 유지시킬 수 있는 소규모의 기술을 조합하여 자연 상태의 수문순환 기능을 유지하는 녹색공간과 자연형 공간을 조성하는 공간 활용 기술이라 할 수 있다. 마지막으로, 강우 유출수의 지하침투를 증대시켜 유역단위의 홍수 유출량을 저감하고 유역의 비점오염원을 저감하며 건천화를 방지하는 등의 저영향 개발 기술이 그것이다. 이에 본 연구에서는 대상 도시유역을 선정하여 특성자료를 수집·분석 후 수문모형인 SWMM을 통해 강우-유출 모의를 실시하였으며, LID기법에 따른 유출저감 경향을 분석하여 LID 기법를 실용화에 활용하기 위한 근거를 제시하고자 하였다.

최근 기후변화에 따른 집중호우로 수재해의 빈도 및 피해 증가와 같은 양상이 나타나고 있다. 특히, 동일한 국지지역 내에서 반복적인 집중호우에 의한 돌발홍수로 중소하천유역에 많은 인명과 재산피해를 초래하고 있다. 이와 같이 기후변화로 인한 집중호우 크기나 횟수의 증가로 인한 중소하천유역의 홍수 피해는 비록 경제적으로는 대하천 홍수의 복합적 피해에 비해 작을 수 있으나, 중소하천 유역에서의 홍수 특성이 짧은 시간에 특히 많은 인명피해를 발생시킨다는 점에서 대하천 홍수예·경보와 연계 혹은 별도의 적절한 중소하천 홍수예측 모형과 예·경보시스템 구축이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 낙동강수계내 중소하천 홍수예·경보시스템 구축을 위해 시험유역을 선정하고 기법의 적용성과 타당성을 검토하고자 하였다. 낙동강수계 22개 단위유역에 대해 Hec-GeoHMS를 이용하여 임계면적 3.0km2을 기준으로 약 4,000여개의 소유역 및 하도를 구분하고 경보단계별 한계수심에 해당하는 위험유량을 산정후 Hec-HMS를 이용하여 지속시간별 강우량-첨두유량 관계 곡선을 작성하였다. 지속시간 20분에 대한 평균 한계유출량은 경계 3.20mm, 대피1 3.79mm, 대피2 4.47mm를 나타내고 있으면 평균 기준강우량은 경계 17.31mm, 대피1 19.12mm, 대피2 21.01mm를 가지는 것으로 나타났으며 본 연구에서 산정한 기준강우량은 낙동강수계의 수문학적 거동을 적절히 반영하는 것으로 검토되었다.

Milyanggang mid-watershed is located in downstream of Nakdong river basin. The pollutants from that watershed have an direct effect on Nakdong river water quality and it's control is important to manage a water quality of Nakdong river. A target year of Milyanggang mid-watershed water environment management plan is 2013. To predict a water quality at downstream of Milyang river, we have investigated and forecasted the pollutant source and it's loading. There are some plan to construction the sewage treatment plants to improve the water quality of Milyang river. Those are considered on predicting water quality. As results, it is shown that the population of Milyanggang mid-watershed is 131,857 and sewerage supply rate is 62.2% and the livestock is 1,775.300 in 2006. It is estimated that the population is 123,921, the sewerage supply rate is 75.5% in 2013. The generated loading of BOD and TP is 40,735 kg/day and 2,872 kg/day in 2006 and discharged loading is 11,818 kg/day and 722 kg/day in 2006 respectively. Discharged loadings were forecasted upward 1.0% of BOD and downward 2.7% of TP by 2013. The results of water quality prediction of Milyanggang 3 site were 1.6 mg/L of BOD and 0.120 mg/L of TP in 2013. It is over the target water quality at that site in 2015 about 6.7% and 20.0% respectively. Consequently, there need another counterplan to reduce the pollutants in that mid-watershed by 2015.

최근 기후변화에 의한 기상현상은 국지성 집중호우, 돌발홍수 등을 발생시켜 많은 인명과 재산의 피해를 가져오고 있다. 이로 인해 기록적인 폭우의 발생이 증가되고 있으며, 도시지역은 도시개발로 인해 자연공간이 감소하여 개발 전 지표면이 가지고 있던 유역 내 저류 및 지연효과가 현저하게 감소하고 시가지의 확대와 도로포장 등 유역 내 불투수층의 증가로 인하여 홍수유출량과 첨두유출량이 점차 증가되고 있고 유출 출구점까지의 도달시간은 자연유역에 비해 현격하게 짧아져 과거 자연하천 유역과는 다른 수문학적 특성을 가진다. 특히, 도시집중 현상으로 택지 및 시설부지의 부족현상이 가중됨으로써 하천범람 구역이나 홍수우려가 있는 범람원내 저지대까지 도시화가 이루어짐으로써 치수상 안전도가 상대적으로 저하되고 있다. 또한, 도시유역에서의 집중호우로 인한 홍수피해는 다른 지역에 비해 상대적으로 피해규모가 증대되고 있으며, 최근 도시지역에 홍수피해를 유발하고 있는 강우의 특징은 단시간에 많은 강우가 집중하여 발생하는 국지성 집중 호우로 침수피해를 가중시키는 경향이 있으므로 배수시설 설계 시 이러한 강우의 특성과 도시유출 특성에 대한 고려가 필요하다. 이에 본 연구에서는 최근 침수가 잦은 부산센텀지구를 대상으로 SWMM모형을 구축하여 기존배수체계의 배수능력을 초과하는 집중호우 발생 시 침수피해를 저감하기 위한 지하저류조의 유무에 따른 침수저감효과를 분석하였다.

최근 기후변화로 인한 강우의 변화는 지역적 집중현상이 심화되어 도시지역의 배수단면 부족으로 인한 내수침수 피해 증가 및 상대적으로 취약한 도시외각 절개지 붕괴 등으로 2차 피해가 가중되고 있다. 또한 기후변화의 영향으로 인하여 지속기간별 강우량의 크기가 증가하고 기준강우량의 발생빈도가 증가하고 있다. 도시지역의 홍수피해 직접적인 원인으로는 외수의 범람에 의한 침수와 내수 배제불량으로 침수피해로 구분할 수 있으며 최근 도시지역에 발생하는 홍수피해의 대부분은 외수의 직접범람에 의한 피해보다는 각종 수리구조물의 배제능력 부족이나 방류지점에서의 배수위의 영향으로 인한 내수의 배제불량에 기인한 피해가 증가하는 추세이나 이는 환경적 변화에 따른 기후변화가 중요한 원인이 되고 있다. 이에 본 연구는 국내의 주요도시(1개 특별시, 6개 광역시)에 대하여 강우분석을 실시하여 확률강우량을 초과하는 사상에 대하여 분석하고 초과사상에 대한 확률강우를 재 산정하였다.

강우량계에 대한 바람의 영향은 우량의 감소와 강우자료의 일관성에 영향을 미치게 된다. 이러한 강우량을 보정하기 위해서는 강우의 감소율을 산정 할 수 있는 연구가 필요하다. 이러한, 강우의 감소에 대한 연구는 거의 수행되지 않았으며, 적절한 보정기법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 강우의 입자 크기에 따른 낙하속도를 산정하였다. 이를 이용하여 강우의 입자크기에 따라 강우의 감소율을 보정할 수 있는 모형을 실험을 통하여 검토하였다. 실험결과 강우의 감소율은 강우의 강도와는 상관없고 강우의 입자크기에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서 산정된 강우감소율은 실험결과와 잘 일치하고 있으며, 보정계수로 사용가능 한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 미계측 유역의 유량 산정 및 평가를 위해 강우, 유출 및 댐 및 물이용 요소를 포함한 유역통합 수문모형(SWAT-Nak Dong)을 낙동강 전체 유역을 대상으로 구축하고, 유역내 댐방류 및 인위적인 물이용 요소를 고려한 물수지 시나리오에 따른 유황변동을 정량적으로 파악하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 적용한 SWAT 모형은 대규모 복잡한 유역에서의 장기간에 걸친 토지관리, 기후 변화 등에 따른 수자원 및 비점오염 평가, 관리를 위해 1

지표수의 수문순환 및 성분의 변동 영향 요소로는 강우, 증발, 토양수분 등의 자연적인 요소와 도시화 및 유역내 저류시설물 등의 인위적인 요소가 있다. 특히, 장기 유출 변동에 영향을 끼치는 인위적인 요소 중 저류시설을 대표적으로 들 수 있는데, 이들 영향은 단기적으로는 유출 감쇄특성의 변화, 장기적으로는 저류량 증가에 따른 건기 계절유량의 증가, 년 유황 또는 유출 특성의 변화 등의 영향을 예측할 수 있다. 우리나라와 같은 인공 저류시설이 산재한 지역에