후쿠시마 원자력 발전소의 사고로 인해 일본 동부 지역에 다량의 방사성 핵종이 축적되었다. 이러한 방사성 물질은 숲, 도시, 하천, 호수를 포함한 넓은 범위에서 관측되고 있다. 방사성 세슘의 토양 입자에 강하게 흡착하는 특성 때문에 방사성 세슘은 침식된 토사와 함께 이동하여, 인구가 밀집한 하천 하류지역으로 그리고 연안으로 서서히 이동한다. 본 연구에서는 수생환경의 오염된 토사의 이동을 재현하기 위한 수치모델을 개발하고, 그 성과의 일부를 한국원자력연구원 내에 위치한 침식 된 토사 관측 장비에서 관측된 결과와 비교하였다. 수집된 토사 시료의 입경 특성을 분석하기 위해서 표준 체분석과 이미지 분석법을 적용하였다. 수치 모델은 초기 포화도, 강우의 토사 침투율, 멀티 레이어, rain splash 등을 고려하여 현실의 강우에 따른 토사의 이동을 시뮬레이션 할 수 있도록 개발하였다. 2019년 연구에서는 수치모델에 나무에 의한 강우 쉴드 효과, 증발효과, 표면물의 쉴드 효과 등이 추가될 계획이다. 토사 유실 관측 장비를 2018년부터 월성 원전 인근에 설치해 지속적으로 관측 자료를 수집하고 있다. 이러한 관측자료를 기반으로 방사성 핵종의 강우, 하천, 연안으로 이동하는 장기 영향 평가 수치모델을 개발할 계획이다.

본 연구에서는 항 내부에서 부하되는 오염물질이 파랑 및 흐름 조건으로 인하여 항외로 유출되는 과정을 수리실험을 통해 알아보았다. 월성원자력발전소 항내에 오염물질이 부하 되었을 시, 실험인자를 변화시켜가며 추적자를 활용한 흐름거동 조 사를 수행하였다. 각 실험의 결과는 지수 함수에 따른 항내 오염물이 감소하는 경향이 나타나며, 항외 유출에 걸리는 시간의 기울기는 각각 다른 결과를 보여주었다. 관측된 데이터로부터 회귀식을 도출한 결과, 흐름 관측의 경우 유입되는 모터의 회 전 속도 30, 20, 10 rpm에서 좌측 항내의 오염물이 50% 유출률에 도달하는 시간은 각각 2.70, 10.40, 26.39 days를 보였다. 모터의 회전속도가 30 rpm인 실험에서 유출되는 감소 추세가 가장 뚜렷하게 나타났으며, 회전속도 10 rpm인 실험에서 기 울기는 완만하였다. 파랑 관측의 우측 영역의 오염물이 50% 유출률에 도달하는 시간은 4.59 days로 나타났으며, 좌측영역 의 경우 15.35 days의 결과를 보였다.

원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동·확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

본 연구에서는 Google Map과 연동하여 원하는 곳의 위성사진을 이용하거나 사전에 미리 획득한 위성사진을 이용하여 해안선을 추출하고 이를 활용하여 해안으로 들어오는 주파향각을 자동으로 계산하는 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 Matlab GUI(Graphical User Interface)로 개발하여 사용자의 접근성이 편리하고 프로그램 활용이 직관적이다. 해안선은 해안으로 들어오는 파봉선의 모양과 유사하게 형성되며 일정 시간이 지난 후 안정화된다. 최근 전국 연안에 잠재나 이안제 등 인공구조물의 건설로 인해 해안으로 들어오는 파봉선에 변화가 생기면서 이로 인하여 평형상태를 이룬 해안선이 새로이 변화하는 파봉선에 안정화되면서 퇴적 및 침식이 가속화되는 등 심각한 문제를 야기하고 있다. 본 프로그램을 통해 위성사진에서 해안선을 추출하고 해안에 입사하는 주파향각을 산정할 수 있으며, 이를 통해 해당 지역에 인공 구조물 등이 건설된 이후의 해안선의 변화를 예측할 수 있다. 본 프로그램을 활용하여 인공구조물 건설 후 해안선의 변화를 예측하여 구조물의 위치나 크기 등을 결정하는데 도움이 되는 툴로써 활용 할 수 있으리라 기대된다.

본 연구에서는 하천부터 연안까지의 댐 구조물 건설로 인해 해안으로 표사 공급원이 감소하는 것을 정량적으로 검토하였다. 내륙과 해양의 전이역인 연안은 농수산업, 임해산업단지, 발전소 및 항만 등 산업인프라, 관광 및 레크리에이션 등의 다양한 편익을 제공하며 경제·사회·환경적 가치가 높다. 그러나 80년대 이후 무분별하게 추진되어온 각종 연안 개발은 직·간접적인 해안의 침식문제를 발생시켰다. 최근 전국 연안에서는 하천정비사업으로 댐과 보 같은 수리구조물 건설 등으로 인해 육상에서의 토사 공급 단절로 장기적 해안침식이 가속화되고 있다. 그러나 세부적인 수리·표사현상에 대한 과학적 이해도가 아직 불충분함에 따라 침식제어공법 효과에 불확실성이 있으며, 그동안 대부분의 해안선 변화 예측은 하천이나 해안선을 따라 이동되는 토사 유입 또는 유출량에 대한 정보가 부족하여 이를 고려하지 못하고 단기간의 이벤트성 예측으로 근본적인 문제 해결의 묘책을 제시하지 못하는 경우가 많았다.본 연구에서는 수리구조물로 인한 표사량 감소에 대한 연구를 진행하게 되었다. 그중 가장 주요한 표사 공급원 감소 원인이 되는 것이 하구 댐이라고 할 수 있다. 하구 댐으로 인한 표사량 감소율에 대한 연구는 먼저 댐 건설 전 유역면적당 순수 표사량과 댐 건설 후에 표사량 사이에 감소율을 계산하는데 의의가 있다. 표사량 감소율을 산정하고 표사 공급원 감소로 인한 침식 위험 지역 판단을 통해 침식 위험도 평가 도입시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

매년 수질안전관리와 관련한 사건사고는 끊임없이 발생하고 있으며, 과거의 여러 사례에서 보여지듯이 수질오염으로 인한 피해는 후대까지 지속되는 인류의 끔찍한 재앙을 낳았다. 물은 인간을 비롯한 모든 생태계에 있어 가장 밀접하고도 필수적인 요소이기 때문에 철저한 유지 및 관리가 필요하다. 하지만 인간의 물 공급원인 호수나 하천은 지형적 특성상 오염 후 회복이 어려우며, 경제적인 부분은 물론, 획기적인 수질정화기술이 제시됨에도 불구하고 인구증가와 활발한 인간활동으로 그 수준을 따라가지 못하는 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 사용자의 편의를 위해 Matlab GUI로 제작한 수질의 오염정도를 간단히 예측해 볼 수 있는 수질 예측 모델에 대해 소개하고자 한다. 본 연구에서 소개하는 수질 예측 모델은 well-mixed, steady state라는 가정 하에 자연수역의 형태와 외부 오염 유입 등을 고려하여 알고자하는 지점의 수질 위험정도 판단이 용이하다. 또한 편리한 조작과 간단한 데이터 입력만으로도 수질오염정도의 판단 기준이 되는 여러 지표로 분석 가능하기 때문에 환경공학도들의 자가학습 툴(Self-Learning Tool)로도 효과적일 것으로 기대된다.

산업사회에 대한 의존도가 커짐에 따라 당면한 사회의 가장 중요한 문제중 하나는 다양한 오염원으로부터의 환경파괴이다. 최근 들어 지구온난화, 환경오염, 이상기후 등의 문제가 심각하게 제기되고 있고 화산활동, 쓰나미 등의 재해 발생 빈도가 증가하고 있다. 이상기후의 진행 속도가 빠르게 진행되어가고 있는 시점에서 컴퓨터의 연산속도 향상으로 이송 및 확산모델에 대한 수치상의 상당한 진전을 보이고 있나 모델간의 특징에 따라서 이송 또는 확산 처리능력에 단편적인 우월성을 발휘할 뿐 두 과정 모두를 효과적으로 다루지 못하고 있다. 성균관대학교 해안환경 연구실에서는 대기 오염물의 확산 특성을 예측하기 위해 국내외 대기 확산 모델과 비교한 Matlab 기반의 Random Walk Method 오염물질 이동 예측 프로그램을 수립하였다. 하지만 Random Walk Method에 의한 라그란쥐적 모델은 이송이 우월한 지역에서 상당히 효과적이지만 확산이 우월한 지역에서는 많은 입자가 동원되어야 정확도를 확보할 수 있다는 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 수치계산이 빠르고 흐름이 우세한 지역에서도 적용 능력이 탁월한 전방입자추적기법의 이송 확산 모델을 수립하여 모델의 검증 및 전방입자 추적법 이송 연산에 의한 확산 모델을 소개하려고 한다. 본 모델에서는 대기 정보를 실시간으로 기류 흐름을 예측할 수 있는 기상수치예보모델(Regional Date Assimilation and Prediction System; RDAPS)을 활용하고 있다. 따라서 기상장 자료로부터 백두산 화산재가 계절풍 시나리오에 대한 한반도 남부로 확장 진출될 가능성 및 화산재의 분포도, 침적범위를 분석하며 본 모형을 통해 앞으로 우리나라의 원전 사고시 대기중으로 방사성 물질이 확산되는 평가에 활용할 수 있을거라 기대된다.

본 논문에서는 최근 해안 환경을 더욱 친숙하게 이용하면서 건설된 부산 마린시티의 태풍 및 해일의 피해를 방지하기 위한 대책들에 대해 연구하였다. 마린시티를 바다 바로 앞에 건설하면서 태풍 및 침수피해가 늘 일어나고 있다. 마린시티 구역단면도와 침수피해 예측도를 통하여 파고의 높이에 따라 기존의 방조제가 해일을 막을 수 있는 한계와 침수예상을 통해 방재지도를 작성하였다. 이를 통해 임시 피난처 및 대피로를 지정하였고, 침수 위험단계를 4단계로 나누어 구역을 지정하였다. 피해를 저감해보고자 위험도 평가로 Hazard Analysis, Risk Analysis, Vulnerability Analysis를 실시하였고, 예방, 대비, 대응, 복구의 네 가지 단계를 통하여 대안을 도출해 보았다.

1차 산업인 수산물 양식업은 다양한 자연재해 위험에 노출되어 있으며, 기술의 낙후 등으로 국내 어류양식업계는 어려움에 처해 있다. 이러한 자연재해 등의 위험으로부터 어업경영의 재해 위험도 분석을 통하여 안정성을 도모하고 어류양식업 경쟁력 강화를 위한 합리적이고 안정적인 운영의 모색이 요구된다.따라서 본 연구에서는 수산물 양식업에 큰 영향을 주는 태풍과 적조의 최근 10개년도 발생 현황과 피해현환을 분석하고, 양식업의 생산 현황과 특성을 분석하여 어업피해에 대한 원인별 분석 및 재해위험도 자료 분석을 실시하고 아울러 피해원인에 대한 대응방안을 제시하기 위하여 양식장 재해에 대한 비구조적, 구조적, 제도적인 종합적 방재대책을 고려한 효율적으로 대처할 수 있는 방안을 제시하였다.

2012년 골프산업규모를 살펴보면 골프인구 470만명, 년간 골프지출액 23조원, 골프용품시장은 1~1.5조원(클럽 8,000억원 ~ 1조2천억원 / 골프공, 골프화, 골프장갑 등 2~3,000억원), 골프웨어 4,000억원으로 전체 산업 규모는 24.5조원 ~ 25조원에 이를 것으로 추정되고 있다. 이와 같이 소득이 증대되면서 성장하고 있는 골프산업과 비례하여 골프장 안전사고 또한 골프 동호인구의 증가와 함께 어느 순간 사회적 이슈로 떠오를 만큼 증가하고 있는 것이 현실이다. 골프장 사고는 골프장이 갖는 입지적인 문제로 파생되는 주변 기상, 지형상의 사고 유발 환경도 문제이지만 골프장과 골퍼들이 기본적인 안전수칙을 무시해 일어나는 경우가 대부분이다. 골퍼들은 해저드 익사, 카트 전복, 낙뢰 감전, 타구 사고 등을 너무도 가볍게 생각하는 경향이 있다. 이는 안전 불감증 또는 부주의한 방심에 기인하며 무방비 상태에서 갑자기 발생하는 사고로 인하여 대형사고로 이어지곤 한다. 본 연구에서는 골프장 안전사고에 대한 자료가 불충분한 관계로 가상의 골프장 사고 시나리오에 근거한 위험 평가 과정을 제시하고 그 평가 결과에 따른 대처 방안 마련 과정을 FTA분석을 통하여 제시하여 ‘무사고 안전 골프장’ 안전관리가 마련되도록 한다.

최근 기후변화의 영향으로 태풍 및 국지성 폭우로 인해 피해 규모가 커지고, 폭염, 폭설, 가뭄, 강풍 등 다양한 도시재해도 인구와 기반시설이 밀집된 도시를 중심으로 재해가 대형화, 다양화되는 추세에 있다. 특히 2010년 이후로 연속적으로 강남역 사거리 일대가 호우로 인하여 침수 피해가 발생함에 따라 강남역 일대의 침수원인을 분석 및 침수예방을 위한 장기적인 대비책이 요구된다.따라서 본 연구는 재해예방 및 대비를 위해서 7월부터 9월 사이의 강우자료를 활용한 강우빈도에 따른 강남역 침수피해 위험도 분석, 저지대 영향 위험도 분석, 통수능력, 지표 유출량 및 불투수지역 분포등 침수원인에 대한 위험도 분석을 실시하고 소방방재청, 국토해양부, 환경부, 지자체 등에서 시행되고있는 각종 방재대책을 종합적으로 고려하여 효율적으로 대처할수 있는 방안을 제시하고자한다

국내외적으로 “녹색성장”을 내세우지만 막상 산불로 인한 피해에 대하여는 간과하고 있는 것이 사실이다. 특히 산불로 인한 환경 피해는 치유도 어렵고 많은 시간이 소요된다는 점에서 산불예방과 신속한 진화의 필요성이 요구된다 할 수 있을 것이다. 인류가 산업화 사회에서 산불 발생을 원초적으로 방지하는 것은 불가능할 것이다. 따라서 적극적인 예방과 산불 발생시 신속한 초기 대응 및 진화체계 구축으로 피해발생을 최소화하여 산림자원을 보호하는 것이 우리의 사명이고 후세에 대한 의무일 것이다. 본 연구는 우리나라에서 발생하는 산불의 특성 및 대응방안과 제도적 측면을 검토하고, 산불의 원인 분석을 위하여 FTA분석을 실시하였고, 통계자료를 통해 연도별 극치자료의 빈도분석을 실시하였다. 산불을 더욱 효과적으로 예방하고, 대응할 수 있는 대책을 제시하였다.

어린이의 일상생활에 밀접한 관련이 있는 통학버스 이용 중에 발생한 인명피해 사고는 사회적 관심이 더 집중되는 경향이 있고 문제발생의 원인파악과 해결의 시급성이 강조된다. 더욱이 어린이 통학버스 사고를 야기하는 요인이 차량자체의 안전시설미비로 인한 경우와 운전자의 주의의무위반으로 인한 경우가 대부분이고, 적절한 조치를 통해 충분히 사전 예방할 수 있는 것임을 고려했을 때, 사망사고 발생을 전무하게 만들 수 있는 제도적, 기술적 접근과 해결 노력이 필요하다. 이번 연구에서는 어린이 통학버스 사고를 유형별로 분류, 사고의 특징을 알아보고 이에 대한 취약성평가와 위험도 FTA(Fault Tree Analysis)분석을 실시하였다. 이를 토대로 ⅰ)통학차량 내 안전시설을 구비함으로써 차량자체에 의한 안전사고를 없애고 ⅱ)운전자에게 주의의무에 대한 경각심을 일으키는 방법으로 대응전략을 세움으로써 어린이 통학버스 사고안전을 제고하고, 제도적 개선방안을 제시하고자 한다.

폭염은 지구 온난화가 진행됨에 따라 가장 우려되는 기상 / 기후 현상이다. 국립기상연구소(2011)의 연구결과에 따르면 2050년까지 우리나라 기온은 평년보다 1.8~2.7°C 상승하고, 그에 따라 폭염 발생빈도가 2~6배 증가할 것으로 발표 했고 인구의 고령화, 과잉도시화 현상으로 인하여 피해는 더더욱 커질 것으로 예상된다. 지구온난화가 진행됨에 따라 세계 곳곳에서는 이례적인 폭염이 방생하여 많은 초과 사망자가 발생하고 있으며, 우리나라도 1994년 이례적인 폭염이 발생하여 3000여명의 초과사망자가 발생에 이어 2012년 여름에 다시 심한 폭염이 전국적으로 발생하여 많은 피해자가 발생했고, 그밖에 녹조 및 적조 현상, 전력 부족, 가뭄, 가축폐사 등으로 사회전반적인 피해가 발생하였다. 하지만 우리나라의 현재 폭염재해의 대처방안은 선진국에 비해 미흡하다는 평가를 받고 있어, 효율적인 대처 방안이 필요하다고 생각된다.본 연구는 폭염으로 인한 각 피해사례와 이에 따른 구조적, 비구조적 대처현황을 조사하고, 국내의 피해사례와 대처현황을 비교분석하여 대응체계 및 개선방안을 좀 더 효율적이고 건설적인 폭염 재해에 대비 할 수 있는 방안을 제시한다.

서울을 위협하는 다양한 위험요소는 재난 및 안전관리 기본법에 의하여 자연재난, 사회재난으로 구분할 수 있으며, 이외에 일상생활에서의 사고, 범죄 등을 추가할 수 있다. 최근 기후변화에 의한 예측불허한 재해발생 빈도가 증가하고 있고, 규모 또한 과거 비교할 수 없을 정도로 점점 커지고 있는 추세이다. 본 연구에서는 서울시에 발생하는 자연재난 중 풍수해에 대한 위험도 분석과 그에 따른 대책의 우선순위 결정방법에 대하여 연구하였다. 위험도 분석(발생빈도, 피해규모)을 통해 서울시 풍수해 취약성을 평가하고, 이를 통해 수립된 다양한 대책들 중 어떤 정책들을 우선적으로 시행되어야 하는지 우선순위 결정방법에 대하여 연구하였다. 본 연구를 통해 서울시의 풍수해 관련 다양한 정책들이 체계적이고 효율적으로 집행될 수 있을 것으로 판단된다.

산사태는 강우가 많은 여름철 간극수압 상승 및 토괴의 단위중량을 증가시켜 응집력을 잃고 급속히 무너져 내리는 중력 침식현상을 뜻하며 많은 인명 및 재산상의 피해를 가져오는 대표적인 산지토사재해이다. 이러한 산사태는 지형, 지질 등과 같은 내적인 요인과 강우와 지진 등 외적요인의 작용을 받으며, 특히 강우는 산사태를 야기하는 주된 요인이다. 최근 들어 우리나라는 지구온난화에 따른 기상이변으로 인해 대형 태풍 및 매년 발생하는 집중호우 등에 의한 산사태 피해가 자주 보고 되고 있으며, 우리나라 전역에 사회·경제적 손실을 가져왔고 엄청난 인명 및 재산상의 피해도 발생하였다. 하지만 강우는 지역마다 편차가 심하여 갑작스럽게 발생되는 경향이 크므로 정확한 산사태 발생시간을 파악하기 어려워 예측이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 지역마다 지형 및 강우특성이 다르기 때문에 현재 전국을 동일하게 사용하는 기존의 산림청 산사태 주의보, 경보발령 기준을 검토하고, 10년간 산사태 발생이 지속적이고 그 사례 또한 많았던 경상남도 지역의 산사태 통계 및 강우 특성을 검토하여 취약성 분석과 위험도 분석을 통해 향후 주의보, 경보발령에 도움이 되고자 한다.

최근 들어 지구온난화 등의 환경적요인 및 지역별 온도차 등으로 인한 국지성호우가 증가하고 있다. 엄청난 양의 폭우가 좁은 지역에 집중적으로 비를 뿌리면서 산사태와 축대 붕괴, 저지대 침수의 가능성 또한 커지고 있다. 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 있으며 유출구 까지의 도달시간은 자연유역에 비해 현격하게 짧아져 과거 자연하천 유역과는 다른 수문학적 특성을 가진다. <br> 특히, 도시집중 현상으로 택지 및 시설부지의 부족현상이 가중됨으로써 하천범람 구역이나 홍수우려가 있는 범람원내 저지대까지 도시화가 이루어짐으로써 치수상의 안전도가 상대적으로 저하되고 있는 한편, 도시유역에서 집중호우로 인한 홍수 피해는 다른 지역에 비해 상대적으로 피해규모가 증대되고 있다. 하지만 이러한 피해규모를 예측하기란 상당히 많은 어려움이 있으며, 이러한 피해를 정량적으로 분석하기엔 경제적 손실 금액을 산출하는 것이 필요하다 생각된다. 본 연구는 국지성호우로 인한 도시지역 피해사례 및 각 피해에 대한 개선 및 대책방안을 도출하기위한 위험도 산출 시 경제적 손실을 분석하기 위한 방안을 제안함으로써, 좀 더 객관적이고 정량적인 위험도 분석이 이루어지도록 한다.

다양한 형태의 자연재해로 인하여 발생하는 인명 및 재산 피해는 패해 자료만으로는 피해를 유발하는 위협요인의 명확한 해석이 어렵고 위협요인이 미치는 피해의 상대적 비중을 파악하기 어려운 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 어려움을 극복하기 위한 빈도역(frequency domain) 위험도 평가를 통하여 분석하는 방법을 제시한다. 빈도역 피해추세의 형태에 따른 재해 유형 분류법을 제시하며 그에 대한 재해 대응 유형을 제시한다. 또한 본 연구에서는 적용 사례로 태풍에 따른 주 위협 요인 식볍법과 2가지 형태의 빈도역 위험도 분석 사례를 제시한다. 첫째는 대설, 강풍 등에 의한 비닐하우스 피해에 대한 빈도역 해석이며 두 번째는 태풍, 병충해, 우박 등에 의한 과수원 피해에 대한 빈도역 해석이다.