최근 기후변화로 인한 단시간의 집중호우와 돌발홍수의 증가로 도심지역의 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 내륙에 위치한 도시지역과는 달리 해안에 접해있는 해안도시지역은 하천연장이 짧고, 급경사로 인하여 조위에 따라 홍수위가 크게 영향을 받기 때문에 동일한 강우라도 피해규모가 더 큰 특성을 가진다. 국내의 대표적인 해안지역인 창원시(구 마산)의 경우 2012년 9월 태풍 산바(Sanba)로 인해 상당한 침수피해와 인명피해가 발생하였다. 당시 최대 일강우량은 65mm로 창원시 하수관거의 설계강우량(258mm) 보다 훨씬 적었음에도 불구하고 많은 인명 및 재산 피해가 발생하였다. 이는 태풍의 남해안 상륙시각과 만조위(최대 265cm)가 겹치면서 도시의 배수시스템이 정상적으로 작동하지 못하였고, 이로 인해 심각한 침수피해가 발생하였다. 본 연구에서는 2차원 도시범람해석 모형인 XP-SWMM 모형을 이용하여 창원시(구 마산)내의 장군천 배수구역을 대상으로 빈도-지속기간별 강우와 조위의 영향을 고려한 침수모의를 수행하였다. 그 결과 AR4 기후변화 시나리오에 따른 목표기간별 발생 빈도와 지속기간이 증가함에 따라 침수피해가 가중되는 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 강우레이더강우자료의 수문학적 적용성을 평가하기 위하여 지상강우자료와 강우레이더자료를 준분포형 수문모형인 SWAT모형에 강우입력자료로 이용하여 낙동강 감천 유역에 대한 일유출모의를 수행하였다. 강우레이더자료는 단일편파레이더변수(Z)를 이용한 강우자료(RZ)와 이중편파레이더변수(Z,ZDR,KDP)를 이용한 강우자료(RKDP)두 가지 형태로 생성하였다. 분석기간은 2010년부터 2013년 7월까지로 각각 보정기간(2010년), 검증기간(2011년), 모의기간(2012년~2013년 7월)으로 구분하여 모의를 수행하였다. 10분단위의 지상강우자료와 2.5분 단위의 강우레이더자료를 SWAT모형에 입력자료로 활용하기 위하여 일강우자료로 변환하여 강우량을 비교한 결과 6월~9월(집중호우 및 태풍이 발생하는 우기)에는 강우발생특성을 잘 반영하고 있으나, 10월~5월(겨울 및 건기)에는 레이더관측강우가 과대추정하는 경향를 보여주었다. 그리고 지상강우자료와 강우레이더자료가 SWAT 모형의 일유출량에 미치는 영향에 대해 분석결과 지상강우자료가 강우레이더자료보다 유출특성을 더 잘 반영하였고, 레이더강우자료에서는 RKDP가 RZ보다 더 나은 결과를 나타냈다. 그러나 강우레이더강우자료의 활용에 앞서 보정과 실시간 알고리즘 적용 등 정확도 확보가 우선되어야 할 것으로 판단된다.

최근 기후변화와 지구온난화로 인한 돌발성 집중호우 및 홍수, 태풍 등에 의한 사회·경제적 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 피해를 줄이기 위해 강우의 정밀한 관측 및 정확한 공간 분포 특성 파악이 요구되고 있다. 그러나 일반적으로 강우의 측정 시 사용되는 지상우량계의 경우 공간적인 밀도가 낮고, 불규칙적으로 위치하고 있어 강우의 시·공간적 변화를 반영하기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 보완하고자 지상우량자료와 레이더자료를 결합하여 사용하고 있다. 본 연구는 지상우량자료의 양적인 특성을 반영하면서 레이더자료의 공간적 경향성과 유사한 강우장을 추정하고자 하였다. 크리깅 기법 중 하나인, KED(Kriging with External Drift) 기법을 사용하여 지상우량자료와 레이더자료를 혼합한 최적의 강우장을 추정하였다. 예측값을 추정하기 위해 베리오그램, 상관거리, 유효반경과 같은 인자들을 사용하였다. 적절성을 평가하기 위해 교차검증(Cross Validation)을 수행하였으며, 레이더자료와의 공간적 주기성과 유사성 확인을 위해 스펙트럼 분석(Spectral Analysis)을 실시하였다.

본 연구에서는 지상 관측우량계로 측정한 강우량을 실제 지표면에 떨어지는 강우에 근접한 양이 되도록 보정함으로써, 유출해석을 비롯한 기타 수문해석에서 신뢰도 높은 결과를 도출하는데 목적이 있다. 지상우량계에서 관측되는 강우량에 미치는 바람의 영향을 분석하기 위하여, 표준기상관측소인 추풍령기상대에 설치된 바람막이가 있는 우량계와 기준우량계의 자료를 획득하였다. 단순선형회귀 모형과 신경망 모형을 이용하여 강우보정 모델을 구축하였으며, 감천유역의 7개 지점에 대해 지상강우를 보정하였다. VfloTM모형을 이용한 유출모의를 통해 보정된 강우의 신뢰도를 검증하였다. 단순선형회귀 모형을 사용하여 풍속구간별로 보정한 강우량은 실제 강우량보다 5%~18% 큰 강우량을 나타냈으며, 강우획득에서의 바람의 영향은 1.6~3.3m/s의 풍속구간에서 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 풍속구간 5.5이상에서는 자료의 개수가 전체자료의 0.7%로 매우 작고, 이상치가 획득됨으로써 회귀모형의 적용성이 떨어진다고 판단하였다. 반면에 신경망 모형을 이용한 지상 관측강우의 보정에서는 전체적으로 관측 값보다 10%~20% 정도 작은 강우가 추정되었다. 통계오차분석을 실시한 결과, 획득한 강우량의 극치값이 크게 나타날수록 선형회귀 모형의 적용성이 높게 나타났으며, 전체적으로 편차가 크고 평균 강우획득량이 클수록 신경망 모형의 적용성이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 수문해석에 있어 지역별 강우특성에 따라 기준우량계(pit guage)를 이용한 적합한 강우 보정방법을 사용함으로써 신뢰도 높은 수문해석이 이루어질 것으로 기대한다.

최근 이상기후로 인한 국지적 집중호우가 빈번히 발생하여 홍수피해가 증가함에 따라, 이에 대비하기 위하여 여러 선진국에서는 기상원격탐사(레이더 및 위성) 자료를 활용하여 실시간으로 강수현상을 감시하고 있다. 특히, 강우·기상레이더는 신속한 관측능력과 우수한 공간적, 시간적 강수 관측이라는 장점을 지니고 있어 세계 각국에서는 다수의 레이더를 설치하여 레이더네트워크 구성과 강수현상 감시 체계의 보편화를 위해 노력하고 있다. 국내에서도 국토교통부 및 기상청의 레이더네트워크 구축 및 레이더자료의 정확도 확보와 활용을 위하여 레이더 인프라를 구축 중에 있다.하지만 현재까지 강우·기상 레이더 관련 연구는 대부분 레이더 자료 취득, 품질관리(QC : 시스템 및 기상학적 측면), 강우량 산출 등에만 집중되어 있으며, 레이더 자료를 이용한 수문/방재분야에서의 활용 및 적용성 검토에 대한 연구 추진이 미흡한 실정이다.따라서 본 연구에서는 강우·기상레이더에 대한 기본지식과 레이더강우 자료를 활용하는데 있어 필요한 개념 및 절차(process)에 대하여 지금까지의 연구 및 경험, 전략 및 기술을 바탕으로 작성하고, 레이더를 처음 접하는 수문/방재분야의 실무자들이 참고할 수 있는 레이더자료 활용 가이드라인을 제시하고자 하였으며, 본 가이드라인은 레이더자료를 쉽고 빠르게 적용하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

기후변화의 영향으로 인하여 물 부족이 심화되고 있는 상황에서 이수기능이 있는 다목적댐은 유역의 가뭄상황에 대응하기 위한 가장 중요한 역할을 수행하고 있다. 따라서 기후변화를 고려하여 다목적댐의 용수공급에 대한 신뢰도의 평가는 미래 수자원계획을 수립하기 위한 중요한 자료가 될 것이다. 본 연구에서는 우리나라에서 가장 규모가 있는 한강유역내 소양강댐과 충주댐을 대상으로 설정하였다. 유역의 기후 변화 영향 검토를 위하여 IPCC에서 제시하고 있는 3개의 기후변화 시나리오(A2, A1B, B1)와 3개의 기후모형(CNRM, UKMO, IPSL)의 결과로 조합된 9개의 기후변화 시나리오를 구성하여 유역규모에서 기상자료를 생산하였고 장기유출모형인 SWAT 모형을 구축하여 미래 유출량을 모의하였다. 그리고 수자원장기종합계획(2006)에서 제시하고 있는 고수요, 기준수요, 저수요에 대한 3개의 미래 물수요 시나리오를 통하여 유역의 수요 자료를 구성하여 총 27개의 기후변화-물수요 시나리오를 바탕으로 한강유역에 대한 K-WEAP 모형을 이용하여 소양강댐과 충주댐의 미래 용수공급 신뢰도를 평가하였다. 대상 댐에 대한 저수량 및 용수공급가능용량을 기준으로 저수지의 용수공급에 대한 안정성을 검토한 결과 소양강댐과 충주댐은 비교적 안정적으로 용수 공급이 가능한 것으로 검토되었다. 하지만 고수요 시나리오에서 저수용량이 저수량 이하로 떨어지는 것으로 모의되어 극한 가뭄이 발생할 경우 용수 공급에 문제상황이 발생할 가능성이 있는 것으로 추정되었다. 그리고 저수용량의 미래 추세선을 작성한 결과 소양강댐과 충주댐에서 저수용량이 감소하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 이는 기후변화의 영향으로 미래 댐에서 저수용량을 안정적으로 확보하는데 제한적인 요소로 작용할 수 있음을 시사하는 결과라고 판단되었다.

본 연구에서는 경제성분석에 의한 강변저류지의 최적위치 선정기법을 제안하였다. 강변저류지 설치에 소요되는 비용을 크게 건설비용과 토지매입비용으로 나누어 산정하였으며, 강변저류지 설치로 인해 발생하는 이익을 홍수피해저감액과 습지설치로 인한 연간이득으로 구분하여 산정하였다. 홍수량-홍수피해액 관계를 간접적으로 도출하는 방안을 제시하였으며, 강변저류지의 습지활용 시에 발생하는 이익은 인공습지의 가치평가기법을 도입하여 평가하였다. 경제성평가 기법으로는 편익-비용