연안에 시공된 호안구조물은 불투수성 콘크리트 재료로 이루어져 있고 급경사 또는 직립의 획일적인 형식이다. 경사 및 직립식 호안 구조물은 파랑에너지가 감소 효과가 미비하며 호안 구조물의 저면 세굴로 인한 구조물 붕괴, 반사파에 의해 연안 토사 침식을 가중시켜 환경파괴 등의 문제를 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 연안 토사 침식 저감을 위한 호안을 개발하여 Test-Bed 시공 및 수리모형실험을 통하여 침식 저감 효율을 평가하였다. 파랑에 의한 해안선 침식, 제방붕괴, 침식에 의한 자갈화 같은 문제가 발생하고 있어 연안재해 방지 대책 수립이 필요한 지역을 Test-bed로 선정하여 본 연구에서 개발한 호안을 시공하였으며 모니터링 결과 3개월 후 22.4m3(40.45ton)이 6개월 후 57.2m3(102.96ton)이 퇴적된 것으로 분석되었다. 또한 Test-bed 지점의 파랑에너지 변화를 수리모형실험을 통해 분석한 결과 호안 적용 전의 반사계수인 0.802가 호안 적용 후 0.410으로 감소되는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 호안이 연안 토사 침식 저감에 효율성이 있음이 검증되었으며 추후 연안에 발생하는 토사 재해를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

하천에 설치된 보와 같은 구조물은 하천의 수리적 특성을 변화시켜 보의 상류부에는 퇴적과 하류부에는 침식이 진행되어 단·장기적인 하상의 변화를 가져온다. 특히 우리나라의 경우 4대강 사업으로 국가하천의 과도한 준설로 인한 하천의 평형상태가 파괴되고 다시 평형상태를 복원하기 위한 하천의 침식과 퇴적작용으로 하상변동 발생이 예상되므로 단·장기적인 하상변동의 양상을 예측하고 분석하는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금강 중·하류부에 건설된 세종보 상류 약 600m 구간에 대해 하상변동 변화를 실측하였으며 실측결과와 2차원 수치모형인 SED-2D를 이용하여 흐름특성 및 하상변동을 모의한 결과를 비교하여 모형의 적용성을 평가하고 세종보 건설 시점을 기준으로 건설 1년, 5년, 10년 후의 단·장기적인 하상변동 양상을 분석하였다. 그 결과 세종보 건설 1년 후 상류 600m 구간에 169,263㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 5년 후에는 108,808.0㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 10년 후에는 63,713.5㎥의 토사가 퇴적되었다. 가동보 수문 개도 시 빠른 유속의 영향으로 보 직상류의 퇴적양은 적은 것으로 모의되었다. 세종보 상류의 하상변동 양상은 세종보 상류부 전체적으로 퇴적되는 경향을 보였으며 특히 우안에 집중적으로 퇴적 현상이 발생하였다. 이는 우안의 오목한 지형적 특성으로 인한 정체구역으로 유속이 낮게 모의되어 퇴적현상이 집중되는 것으로 분석되었다.

최근 기후변화로 인한 강설패턴이 변화하여 폭설이 발생하는 빈도와 그 규모가 증가하여 이에 대한 피해가 점증하고 있다. 특히 폭설로 인한 비닐하우스의 피해가 많이 나타나고 있으며 매년 기록적인 폭설이 발생하여 비닐하우스의 파손 및 붕괴 사고가 증가하고 있다. 또한 폭설에 의한 비닐하우스의 파손은 내부의 작물 또한 피해를 발생시키기 때문에 농가의 경제적 손실이 매우 크다. 농림축산식품부에서는 이러한 경제적 손실을 최소화하기 위하여 “지역별 내재해 적설심 설계강도 기준” 을 고시하였다. 하지만 농림축산식품부에서 고시한 설계 적설심은 빈도분석시 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하는 적합도 검정을 거치지 않고 Gumbel분포를 통해 빈도분석을 수행하였기 때문에 적합도 검정을 수행하여 우리나라에 가장 적합한 확률분포형과 매개변수 추정방법을 선정하였다. 선정 결과, 우리나라의 적설심 빈도분석에 가장 적합한 확률분포형으로는 GEV분포가, 매개변수추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 확률가중모멘트법에 의한 GEV분포를 통해 우리나라 69개 기상관측소에 대해 빈도분석을 수행한 결과 지역별 내재해 적설심 설계 강도기준의 설계빈도인 30년 빈도를 기준으로 경상북도 울릉군의 울릉도 관측소에서 217cm로 산정되었고, 제주특별자치도의 고산 관측소에서 5cm로 가장 작은 적설심이 산정되었다.

최근 기후변화의 영향으로 대규모 집중호우와 예측이 어려운 국지성 호우가 증가함에 따라 침수로 인한 피해가 증가하고 있다. 이러한 피해가 증가하면서 치수사업의 중요성이 대두되고 있으며, 예산사용 대비 효율적인 치수사업을 시행하기 위해서는 치수사업 전후의 비용과 편익을 비교한 정확한 경제성 분석이 필수적이다. 치수사업의 경제성을 분석하는 방법으로는 간편법, 개선법, 다차원법 등이 있으며 산간지역, 공업지역, 농업지역, 상업 및 주거지역의 특성을 고려해 피해액을 산정할 수 있어 정확도가 높은 다차원법을 실무에 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 다차원법을 이용해 추정한 피해액과 재해연보의 실제피해액의 차이가 여전히 큰 것으로 나타나, 경제적 편익 및 투자비 회수 등의 문제점이 야기될 수 있다. 이러한 문제점을 해소시키기 위해서 군산시의 과거 침수피해액 자료를 이용하여 실제피해액에 의한 침수피해액 곡선과 다차원법의 결과값을 이용한 침수피해액 곡선을 비교하여 다차원법의 정확도를 파악하였다. 본 연구는 실측자료 기반의 침수피해 곡선을 이용하여 피해액 산출의 정확도를 개선시킬 뿐만 아니라 합리적인 비용-편익 분석을 통한 치수사업을 실시하는데 도움이 될 것으로 예상된다.

본 연구에서는 우리나라 전역의 설해위험지도를 개발하기 위해 Generalized Extreme Value 확률분포형에 의한 적설심 빈도분석을 수행하여 기상관측소별 100년빈도 확률적설심 및 적설하중을 산정하였다. 여기서, 100년 빈도는 건축구조설계기준에서 제시하는 건축구조물의 설계 빈도이다. 적설하중은 적설의 단위중량을 고려하여 산정하였으며 적설의 단위중량은 눈이 내린 날을 기준으로 강수량과 적설량의 비율에 의해 산정하였다. 산정된 69개 기상관측소별 100년빈도 적설심과 단위중량을 고려하여 적설하중을 산정하고 ArcGIS의 크리깅 기법을 통해 지역별로 보간(interpolation)하여 우리나라 적설하중지도를 개발하였다. 적설하중지도를 기반으로 설해위험지도를 개발하기 위해 본 연구에서 산정된 100년빈도 적설하중과 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계 적설하중을 비교하고 분석하였다. 설해위험지도는 1등급(안전), 2등급(경계), 3등급(위험), 4등급(매우위험) 4단계로 구분된다. 눈이 내리지 않는 경우는 1등급(안전), 100년빈도 적설하중이 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계적설하중 보다 작을 경우 2등급(경계), 설계적설하중보다는 크나 200년빈도 적설하중보다 작은 경우는 3등급(위험), 200년빈도 적설하중보다 큰 경우는 4등급(매우위험)으로 구분된다. 이와 같은 구분방법을 적용하여 우리나라 전역에 대한 설해위험지도를 개발하였다. 본 연구의 결과는 구조물적인 대책인 폭설의 적설하중에 대비한 구조물 설계기준 제시와 설해위험지구 선정 및 적정 풍수해 보험요율 산정 등에 기여할 것으로 기대된다.

광주호 유역의 1961년부터 2013년까지의 일강우량, 1시간 강우량의 변화추세를 분석해본 결과 일강우량은 변화가 거의 없는 반면 1시간 강우량은 증가하는 추세로 연간 강우량 및 시공간적 집중강우가 증가함으로써 홍수량이 증가하는 것을 볼 수 있다. 광주호는 전라남도 담양군 고서면 분향리에 위치한 1976년에 준공된 저수지로서 고서면 분향리 등 2,338ha의 수혜면적에 농업용수를 공급해왔는데, 광주댐 부근인 담양군 고서면의 농업용수를 1980년부터 2009년까지 분석해본 결과 2002년부터 급격히 농업용수 이용량이 급격히 감소하고 있는 것으로 나타났다. 본 설계에서는 담양군 고서면의 1980년부터 2001년까지 농업용수 이용량은 평균 1355.7만m3, 2002년부터 2009년까지 농업용수 이용량은 평균 795.0만m3으로 2002년부터 급격히 감소하는 농업용수 이용량으로 인한 무효방류량을 저수지 주변과 하류하천의 수질 및 환경개선을 위해 산림공원을 조성하려는 것이고 1시간 강우량이 증가하는 추세로 연간 강우량 및 시공간적 집중강우가 증가함으로써 홍수량 증가에 따른 치수안전대책 수립을 목적으로 한다.

최근 기후변화로 인해 국지성 집중호우가 지역을 불문하고 빈번히 발생하는 등 강수량 및 홍수량이 점차 증가하는 추세이다. 본 설계에서 광주호 유역의 강우사상을 검토해 본 결과 광주댐의 설계강우량 보다 38mm/hr 더 크게 분석되어 홍수량 증가로 인한 광주댐의 치수안정성 확보가 필한 것으로 검토되었고 질소, 인 등 영양염류로 인한 수질악화가 진행되고 있어 그에 따른 수질개선이 필요하여 광주댐 보완 설계를 하였다. 홍수량 재산정 결과 165m3/sec 증가하였으며 HEC-5를 이용하여 치수안전대책이 필요한 것으로 분석되었다. 기존 7m×7.5m×4개수의 여수로게이트를 7m×8m×7개수의 여수로게이트로 확장하였다. 또한, 영향염류로 인한 수질악화는 기존의 생태공원을 활용해 습생식물인 미나리, 갈대로 인공습지를 조성하여 수질개선을 하였다. 본 설계는 여수로게이트 확장설계를 통한 치수안정성을 확보와 인공습지 조성으로 인한 수질개선이 될 것으로 기대되며 습지농장조성으로 생태학습장과 습생식물 판매를 통한 수입창출으로 지역경제활성화에 도움이 될 것으로 예상된다.

본 연구에서는 비닐하우스의 적설심 기준을 개선하기 위하여 현행 적설 설계기준의 적적성을 평가하고 이에 따른 개선방안을 제시하였다. 현행 비닐하우스의 설계 적설심은 빈도분석 시 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하는 적합도 검정을 거치지 않고 Gumbel분포를 통해 빈도분석을 수행하였기 때문에 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하고 매개변수 추정방법을 선정하였다. 선정 결과 최적확률분포형으로는 Generalized Extreme Value(GEV), 매개변수추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 선정된 확률분포형과 매개변수 추정방법을 적용하여 우리나라 69개 기상관측소별 적설심 빈도 분석을 수행하고 현행 적설 설계기준과의 비교·분석을 실시하였다. 비교·분석 결과 232개 시·군·구중에서 155개 시·군·구에서 본 연구에 의한 30년 빈도 적설심이 현행 적설심 기준보다 상회하여 설계기준 상향이 요구되었다. 또한 비닐하우스는 적설심보다는 적설의 단위중량이 고려된 적설하중에 영향을 받기 때문에 동일한 적설심이 예측되어도 지역별 강설 특성에 따라 적설의 하중이 달라지기 때문에 이를 고려할 필요가 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에 의한 적설심과 지역별 눈의 단위중량을 산정하여 보다 현실적인 설계하중을 산정하였고 이를 바탕으로 232개 시·군·구를 대상으로 지역별 설계 적설기준 개선방안을 제시하였다.

본 연구에서는 파랑에너지 감소에 가장 큰 영향을 미치는 호안의 물리적 특성치인 마찰면적과 공극률이 증가된 다양한 호안의 형태와 배열을 도출하였으며 연안의 범위에 포함되는 다양한 수리조건에 대해 수리모형실험을 실시하여 반사파 감쇄효과를 분석하였다. 일반적으로 호안 피복으로 많이 시공되는 사석의 형태와 형상이 비슷한 구형(원형)형상과 단위 부피안에 마찰면적과 공극률을 극대화 시킬 수 있는 이상적인 형상에 대해 연구하였다. 표면적/부피 비율이 큰 형상이 단위 부피안에 마찰면적과 공극률 증가시킬 수 있는 사석형상으로 원기둥(Cylinder)과 얇은 판(Thin Plate) 형상의 경우 원형사석 대비 마찰면적이 2~17배 증가하였다. 이렇게 도출한 사석형상을 이용하여 총 33 종류의 실험모형을 제작하여 다양한 조건에서 규칙파 및 불규칙파 수리모형실험을 실시하였다. 실험 결과 파랑에너지 저감에는 마찰면적 보다는 공극률의 영향이 컸으며 마찰면적과 공극률이 같이 증가되는 것이 파랑에너지 저감 효율이 가장 높은 것으로 분석되었다. 최대 25%의 반사율 저감율을 보였으며 파도의 진행방향과 연직방향으로 접촉 면적이 작을수록 파랑에너지 감소 효과가 커 파도의 방향에 대한 사석의 배치도 파랑에너지에 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다. 또한 경사에 따른 영향 분석 결과 완경사(1:3.0)가 급경사(1:1.5) 보다 최대 49% 반사파 감쇄효과가 있는 것으로 측정되어 호안 경사가 완만할수록 파랑에너지 감소 효과가 좋았으나 급경사 충진형 호안구조 형식의 경우 최대 66% 반사율 저감율을 보여 급경사라도 마찰면적과 공극률을 극대화하면 파랑에너지 감소에 효과적이며 이를 활용하면 친환경성 및 경제성을 갖춘 호안구조물 설치가 가능 할 것으로 판단된다.

최근 지구 온난화에 의한 기후변화와 함께 집중호우, 극한강우 및 태풍에 의해 토사재해의 강도가 심화되고 있다. 2011년에는 서울시에 300mm가 넘는 폭우로 인해 우면산 산사태가 발생하여 16명이 사망하고 3명이 실종되는 등 도심지를 중심으로 토사재해에 의한 재산 및 인명피해의 규모가 점차 대형화되어 도시지역에서의 토사재해 방재환경 구현이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 토사재해 위험구역 선정기법의 도시방재행정 적용방안을 개발하기 위하여 토사재해와 관련된 법·제도를 조사하여 문제점을 파악하였으며 2009년부터 2013년까지 집중호우로 인해 발생된 급경사지 붕괴 및 산사태로 피해가 발생한 76개 지역에 대해 피해현황 그리고 피해원인에 대해서 조사하여 토사재해 저감을 위해 관심을 가져야할 피해유형을 분류하였다. 연구 결과 각 행정기관간의 업무 영역이 일부 중복 또는 혼재되는 경향이 있으며 토사재해 발생지와 피해지가 토지관리 행정체계가 달라 제도적으로 관리하는데 어려움이 있어 토사재해는 관할 기관의 이해관계와 상관없이 대단히 복잡한 양상을 보이는 것으로 분석되었다. 피해유형은 크게 인공사면 붕괴, 자연사면 붕괴, 산지 붕괴로 크게 3가지로 분류되었고 인공사면 붕괴가 35곳으로 전체 피해의 46%를 차지하였고 자연사면 붕괴가 24곳으로 32%, 산지 붕괴가 17곳으로 22%인 것으로 조사되어 도심지내의 인공사면에 대에 방재행정이 집중되어야 도시지역의 토사재해를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 우리나라의 확률풍속지도를 개발하기 위해 기상관측소를 대상으로 풍속빈도분석을 수행하였다. 우리나라 79개 기상관측소 중 20년 이상 풍속자료를 보유한 69개 기상관측소의 연최대치 풍속자료를 수집하여 빈도분석을 수행하였다. 빈도분석에 적용한 확률분포는 국내·외적으로 극치빈도 분석에 널리 사용되는 Generalized Extreme Value(GEV), Type-Ⅰ Extreme Value(Gumbel), Type-Ⅲ Extreme Value(Weibull), 2-parameters Gamma, 3-parameters Gamma, Log-Pearson Type-Ⅲ 등 6가지이고, 매개변수 추정방법은 모멘트법과 확률가중모멘트법이다. 적합도검정 결과 풍속빈도분석시 우리나라에 가장 적합한 확률분포로는 GEV, 매개변수 추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 현재 건축구조설계기준에서 풍속빈도분석시 적용하고 있는 Gumbel 분포는 위에 나열된 확률분포 중 4번째로 적합한 것으로 나타났다. 확률가중모멘트법에 의한 GEV분포를 이용하여 빈도분석을 수행한 결과, 설계빈도인 100년 빈도를 기준으로 가장 높은 풍속이 추정된 관측소는 제주도에 위치한 고산관측소로 71m/s이며 이어서 경상북도 울진관측소에서 60m/s, 전남 완도관측소에서 59m/s, 울릉도 울릉관측소에서 58m/s로 추정되었다. 가장 낮은 풍속이 추정된 관측소는 강원도 홍천관측소로 22m/s이며 이어서 충북 충주, 보은 관측소에서 23m/s로 추정되었다. 기상관측소별 100년 빈도 설계 풍속을 기준으로 ArcGIS의 크리깅 기법을 통하여 지역별 보간을 수행하였으며 이를 통해 확률풍속지도를 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 확률풍속지도는 향후 강풍에 대비한 건축구조물 설계에 활용 될 것으로 판단된다.

최근의 기상이변과 그에 따른 해상조건의 변화로 해안 및 항만의 피해규모와 피해액이 증가하고 있는 추세이며 급경사 또는 직립의 획일적인 형식의 호안구조물로 인해 세굴 및 해빈 침식 등의 문제점을 발생시키고 있다. 또한 항만분야 설계시 반사계수 계산은 수리모형실험 또는 추산식에 의한 값을 이용하도록 되어 있어 반사계수 결정에 불확실성과 장시간이 소요되는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하고자 많은 연구가 선행되었지만 특정 호안구조물을 개발하여 효율성을 검증하는데 한정되어있으며 호안의 물리적 특성(마찰면적, 공극률, 배열)이 파랑에너지에 미치는 영향에 대한 연구와 반사계수 계산 방법에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다양한 마찰면적과 공극률 그리고 배열을 가지는 호안을 제작하여 물리적 특성이 파랑에너지에 미치는 영향을 수리모형실험을 통하여 분석하였으며 실험 결과를 이용하여 반사계수 산정 그래프를 작성하여 개선된 반사계수 계산 방법을 제시하였다. 다양한 형태의 호안 형상의 물리적 특성이 파랑에너지에 미치는 영향을 분석하기 위하여 원(구)형, 얇은판형, 원기둥형의 3가지 호안형상이 다양한 마찰면적과 공극률을 가지도록 배열하여 12가지 실험모형을 제작하여 규칙파 조건에서 5가지 파고(2, 4, 6, 8, 10cm)와 4가지 주기(2, 4, 5, 6sec)에 대해 수리모형실험을 수행하였다. 실험 결과 공극률이 같을 때 마찰면적이 증가할 경우 마찰면적이 가장 큰 구조물이 전체 주기와 파고에 대해서 최대처오름과 반사계수가 가장 낮게 측정되었으며 마찰면적이 같을 때 공극률의 증가는 공극률이 클수록 파랑에너지 감소 효율이 좋으나 짧은 주기에서는 큰 공극률에 저류된 물이 처오름을 가중시켜 최대처오름을 증가시키는 것으로 분석되었다. 마찰면적과 공극률의 증가 역시 파랑에너지 감소에 효과적이나 마찰면적과 공극을 증가시키더라도 파도의 진행방향과 연직방향으로 접촉면적이 큰 형상과 배열은 파랑에너지 저감 효율이 낮은 것으로 분석되어 호안의 형상과 배열이 파랑에너지 제어에 중요한 인자로 평가되었다. 또한 실험결과를 이용하여 주기와 파고에 따라 호안의 물리적 특성(마찰면적과 공극률)에 따라 반사계수를 산정할 수 있는 반사계수와 산정 그래프를 작성하였으며 수리모형실험을 통하여 그래프에 의해 산정된 반사계수의 신뢰성을 검증하였다.

태양 에너지, 풍력에너지, 폐기물에너지 등의 친환경적인 신재생에너지 중에서도 온실가스의 배출량이 가장 적으며 다른 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가진 소수력은 상대적으로 낮은 경제성으로 인해 과거에는 개발이 활발하게 이루어지지 않았다. 그러나 2013년 10월 말, 우리나라 소수력발전소 전체 설비용량은 159,975㎾로 팔당수력의 발전용량(120,000㎾)을 넘어설 정도로 활발히 개발되어지고 있다. 이는 소수력 발전소의 최적입지조건에 대한 분석을 통해 경제성 높은 발전을 이뤄낸 결과로서 소수력 발전의 경제성은 최적의 입지조건과 직결된다고 볼 수 있다. 그러므로 최적의 입지조건을 선정하기 위해 우리나라 하천에 대한 수문학적 분석 및 소수력자원량 평가에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 제주도를 포함한 5대강 유역 내에 위치한 840개 표준유역을 대상으로 소수력발전 설비용량 및 연간발전량을 산정하기 위해 전국 358개 강우관측소(국토해양부 313개소, 기상청 45개소)를 기준으로 티센망을 구축하였으며, 구축된 티센망과 강우자료를 통해 각 표준유역별 연평균유량을 산정하였다. 연평균 유량 산정 시 유출계수는 수자원장기종합계획(2006)에서 제시한 유출계수를 각 표준유역에 적용하였다. 유량을 주요 매개변수로 하는 소수력 설비용량 및 연간발전량 공식에 시스템 효율과 가동률을 고려하여 낙차별 설비용량 및 연간발전량을 산정하였다. 그 결과 낙차가 높아짐에 따라 설비용량 및 연간발전량은 선형으로 증가하였으며, 단위 유효낙차 당 권역별 최대 설비용량 및 연간발전량은 한강권역의 경우 설비용량 4,140.97㎾, 연간발전량 16,686.46㎿h, 금강권역 2,468.40㎾, 9,946.65㎿h, 낙동강권역 2,728.83㎾, 10,996.11㎿h, 섬진강·영산강권역 160.14㎾, 642.93㎿h로 총 설비용량 9,498.34㎾, 연간발전량 38,272.15㎿h로 산정되었다.

최근 전 세계적으로 지구온난화, 기후변화와 같은 기상이변으로 인해 태풍, 호우를 비롯한 폭설, 한파등과 같은 자연재난의 빈도와 그 규모가 증대되고 있다. 특히 대설의 경우 소방방재청의 재해연보 자료에 따르면 최근 31년간(1979년-2009년) 우리나라 자연재해의 연평균 발생건수는 호우, 강풍, 대설, 태풍, 기타, 한파 순이었으나 최근 5년 동안(2005년-2009년)에는 호우, 대설, 강풍, 기타, 태풍 순으로 대설에 의한 피해 횟수가 증가하고 있는 실정이다. 그러므로 대설에 취약한 시설물의 안전한 설계를 위해 빈도별 적설심을 통하여 적절한 설해위험도를 산정하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.<br>우리나라는 설해위험도 분석을 수행하기 위해 연최고 최심적설 시계열을 이용하여 건축물 하중 기준 및 해설(2000)에서 제시하고 있는 확률분포형인 2변수 감마분포(Gamma distribution), 매개변수 추정방법인 모멘트법(Method of momoent)을 이용하여 빈도분석을 수행하고 있다. 이는 국외의 연구결과를 그대로 우리나라에 적용시킨 것으로 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 우리나라에 적합한 확률분포형과 매개변수 추정방법의 선정이 요구된다.<br>본 연구에서는 우리나라 설해위험도 분석에 가장 적합한 확률분포형과 매개변수추정방법을 선정하기 위해 기존에 사용되어진 2변수 감마분포와 자료의 극치, 즉 최대치 또는 최소치 계열에 적합한 확률분포형인 일반화된 극치분포(Generalized Extreme Value, GEV), Type-1 극치분포(Gumbel), Type-2 극치분포(Log-Gumbel), Type-3 극치분포(Weibull)와 매개변수 추정방법으로는 모멘트법과 확률가중모멘트법(Probability Weighted Moments), 총 4가지 확률분포형과 2가지 매개변수 추정법을 활용하여 빈도별 설해위험도 분석을 수행하였다. 선정된 확률분포형과 매개변수 추정방법을 통하여 우리나라의 빈도별 설해위험도 분석을 수행하였으며 수행결과를 통해 각 지역별 설해위험도의 특징을 분석하였다.

최근 우리나라는 기후변화로 인한 국지성 집중호우에 의한 홍수피해가 증가하고 있다. 이와 같은 피해를 저감하기 위해서는 강우-유출과정에 대한 적절한 해석과 정확도 높은 예측이 필요하다. 강우-유출 모형을 이용하여 하천의 유량을 산정하는 방법으로는 집중형 수문모형과 분포형 수문모형이 있다. 집중형 수문모형은 강우-유출을 해석할 때 유역을 동질의 배수역으로 보아 공간적 변화가 없는 것으로 가정하여 홍수유출을 해석하는 방법으로 산정과정이 간단하여 국내에서 널리 이용되어 왔다. 그러나 보다 정확도 높은 결과를 도출하기 위해서 격자기반으로 유역의 공간적 특성을 반영할 수 있는 분포형 수문모형을 이용한 강우-유출 해석이 필요하다. 본 연구는 과거 태풍 사상인 1995년 제니스, 2004년 메기 발생시 홍수피해가 발생했던 청주 무심천 유역을 대상으로 격자를 기반으로한 분포형 수문모형을 이용하여 빈도별 홍수량 산정 및 침수범람 모의를 수행하였다. 입력자료 중 지형정보자료인 하도 폭, 조도계수, 불투수율, 포화투수계수 등의 매개변수는 ArcView를 통해 DEM(Digital Elevation Model), 토지피복도, 토양도로부터 50m의 격자체계로 구축하였다. 모형의 검증은 제니스, 메기 태풍사상에 대해 수행되어졌으며, 청주 강우관측소의 강우자료, 청주 유량관측소의 유량자료를 사용하였다. 검증결과 첨두홍수량에서의 오차가 3.07%∼7.43%로 나타나 모형의 정확성은 검증되었다. 또한 분포형 수문모형에 의하여 산정된 홍수량을 바탕으로 범람모의를 수행하였다. 그 결과, 최대·평균 침수면적은 11.92km2∼13.42km2, 평균 침수심은 0.82m∼0.96m, 최대 침수심은 3.62m∼4.27m로 나타났으며, 강우 발생 후 9시간∼10시간 후에 침수피해가 가장 큰 것으로 분석되었다.

자연재해로 인한 피해 중 대부분을 차지하는 풍수해 피해에 대비하기 위한 방법으로는 하드웨어·소프트웨어적 방법이 있다. 최근의 기후변화와 함께 도시화가 급속하게 진행됨에 따라 과거로부터 이어지고 있는 하드웨어적 방법만으로는 한계가 있다. 따라서 앞으로는 하드웨어적 방법과 소프트웨어적 방법이 병행되어 효율적인 방재가 이루어져야 할 것이다. 소프트웨어적 방법으로는 각종 예·경보체계 구축, 비상대처계획수립, 재해지도작성, 풍수해보험 등의 방법이 존재하며 그 중 풍수해보험은 풍수해에 대한 피해 보상 및 예방을 위하여 소방방재청과 민영보험사가 함께 시행하고 있다. 풍수해보험에서의 보험요율 체계는 위험도를 보험등급으로 구분하고 있으나 개별 보험목적물이 풍수해의 위험에 노출되는 정도를 적절히 반영하지 못하고 있으며, 과거 피해이력만을 근거로 보험요율을 산정함에 따라 시·군·구간의 과도한 보험요율 편차가 발생하고 있다. 이에 합리적인 개별 풍수해보험요율 산정을 위해 본 연구에서는 외수침수와 내수침수 위험도를 도시지역과 비도시지역으로 구분하여 침수심과 피해이력을 통해 수해위험도를 등급화하는 방안을 제시하고자 한다.

전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화가 심각해짐에 따라 자연재해 발생빈도 및 피해 규모가 대형화/광역화되고 있으며 자연재해 발생 유형 또한 다양화 되며, 자연재해에 의한 경제적 손실이 전 세계적으로 발생되고 있다. 특히 단시간 동안 특정지역에 집중되는 국지성 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며, 산업화에 의한 인구의 도시지역 집중현상으로 토지이용도가 극대화되면서 하천변, 홍수터 등 저지대에까지 생활공간이 확대됨에 따라 과거에 비해 동일한 호우에 대해서도 침수피해가 증가하고 있다. 그러므로 수해 위험도 산정을 통하여 예방 및 대비 대책 수립에 활용함으로써 경제·산업적으로 피해를 완화할 필요가 있다. 본 연구는 울산시의 102개 하천을 대상으로 하천정비기본계획에서 제시된 계획홍수위를 이용한 홍수위 수치표고모델과 울산시의 지형적 특성이 반영된 10m10m 격자 크기의 지형 수치표고모델의 차이로부터 침수심 및 면적을 산정하여 수해 위험도 분석을 수행하였다.

우리나라의 자연재난은 대부분 홍수가 차지하지만 최근 들어, 우리나라에도 겨울철 폭설에 대한 관심이 높아지고 있어, 설해 위험도에 관한 연구가 늘어나고 있다. 그러므로 설해 위험도 분석기법에 대한 논의를 하고자 한다. 우리나라의 기존 설해 위험도 분석은 연최고 최심적설 시계열을 이용한 빈도해석기법이 주로 적용되어 왔다. 이는 과거의 자료를 바탕으로 설해 위험도를 예측하고자 하는 방법이다. 그러나 설해와 달리 다양한 방법으로 오랜 기간 동안 연구가 수행되어 온 홍수 위험도나 취약성 분석은 지형, 기후, 사회적인 요인이나 재해에 대한 노출 정도를 다양하게 고려하고, 각 인자들에 대한 전문가의 의견을 고려하는 델파이 기법이 많이 적용되어 왔다. 그러므로 설해위험도 역시 다양한 방법으로 분석되고 연구되어 비교되어야 한다고 판단하여, 본 연구에서는 설해위험도에 영향을 미치는 인자를 압력(Pressure), 현상(State), 반응(Response)으로 나누어 인자들을 고려하고 분석하는 PSR 방법을 적용하였다. 각 인자들의 가중치는 앞에서 설명한 바와 같이 델파이 기법을 적용하였다. 계산된 설해위험도는 기존의 방법과 비교하여 제시하였으며, 기후변화 등으로 인해 기후의 비정상성이 의심되는 환경을 고려하면, 설해위험도에 영향을 미치는 인자들을 고르게 고려하여 분석하는 PSR방법도 좋은 결과를 주는 것으로 나타났다. 향후에는 델파이기법으로 계산한 인자들의 가중치 적용 방법을 개선해야하여 객관성을 보다 확보해야 할 것으로 보인다.

2011년 금강에서는 물 부족과 홍수를 해결하고 수질개선과 하천복원을 위해 공주보, 세종보, 백제보를 건설하였다. 그러나 이러한 구조물의 건설은 장·단기적으로 하상을 변화시키고 그에 따라 하천환경을 변화시킨다. 따라서 보 상·하류의 하상변동을 예측하고 분석하여 예방하는 것은 하천 관리에 매우 중요하다. 하상변동을 모의하기 위한 수치모형들은 다양한 유사량 공식을 이용하고 있어 동일한 수리 조건에서도 유사량 공식에 따라 하상변동에 대한 결과 값이 많은 차이를 나타낸다. 그러므로 적용대상하천에 가장 적합한 유사량 공식을 선정하는 것은 중요하다고 할 수 있다. 그러나 기존 연구에서는 부유사량만을 측정하고 측정된 부유사량을 통해 총유사량을 추정한 값에 가장 적합한 유사량 공식을 선정해왔다. 그러나 이는 추정값으로서 보다 정확한 유사량 공식을 선정하기 위해서는 상당기간에 걸쳐 하상단면의 변화를 모니터링하고 변화된 하상단면을 가장 잘 반영할 수 있는 유사량 공식을 선정해야 한다. 본 연구에서는 공주보 상·하류 200m 구간을 대상으로 각각 분기별 1회씩 3년간 총 12회 하상단면을 측정하여 변화양상을 분석하였으며, 하상단면 변화양상을 가장 정확하게 재현할 수 있는 유사량 공식을 산정하기 위해 다양한 유사량 공식을 기반으로 한 준정상류 모형인 HEC-6가 탑재된 HEC-RAS4.1모형을 적용하였다. 본 연구결과를 통해 공주보 구간의 하상단면 및 유사량 측정 없이 유사량 공식만으로 간단한 유사량 측정이 가능할 것으로 기대된다.

최근 하천환경을 보전하고 하천개발이 필요한 경우라도 가급적 자연에 가까운 하천생태계를 보전하려는 노력이 점차 증가하고 있다. 하천에 보설치 등 단절이 발생할 경우, 어종 다양성을 확보하고 기존생태계를 보전하기 위한 노력으로 어도를 설치운영하고 있으며, 현재 하천에 설치되어 있는 어도에 대하여 그 기능에 대한 충분한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 백제보 우안에 설치된 자연형어도의 수리특성을 분석하였다. 수리특성분석결과, 어도의 흐름은 우점종인 피라미 서식조건 범위내의 수심과 유속을 갖는 것으로 나타나 적정 설계기준을 만족하는 것으로 나타났다. 자연형어도의 적정성을 평가하기 위하여 2차원 수치해석모형을 이용하여 평수량 흐름에 대한 가중가용면적을 산정하였다. 자연형 어도의 웅덩이 폭을 변화시켜가면서 가중가용면적을 비교 검토한 결과 피라미의 성어기에서는 현재 웅덩이 폭이 가장 적정한 것으로 나타났으며, 산란기에서는 현재의 어도에 비해 웅덩이 폭을 1m 증가할 때 가장 큰 가용면적을 갖는 것으로 나타났다.