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.

우리나라의 중소하천의 홍수 예·경보의 경우 저수지의 저류효과를 고려하지 않은 홍수 예·경보의 경우가 대부분이다. 이러한 이유는 농업용 저수지가 실질적으로 방치되는 경우가 대부분이여서 홍수추적에 필요한 자료 확보에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 경상남도에 위치한 남강유역을 대상으로 저수지의 저류효과를 고려한 한계유출량에 따른 한계강우량을 산정하였다. 소유역 구분은 ArcGIS의 Hec-GeoHMS를 이용하여 자료를 구축하였으며 구축된 매개변수를 Hec-HMS에 적용하여 홍수유량을 산정하였다. 또한 산정된 홍수유량을 이용하여 한계유출량을 산정 후 지속시간 20분에 따른 한계강우량을 산정하였다.

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.

본 연구의 목적은 비제어 다양체(uncontrolled manifold) 가설의 소개와 이 가설을 간단한 인간의 손가락 과제에 적용하여 설명하는 데에 있다. 최근 운동제어 분야의 주요한 연구쟁점은 인간움직임 체계 내에서 실제로 제어되는 것이 무엇이며, 기본 단위로 구성된 다양한 동작들이 운동 과제를 성공적으로 수행하기 위하여 어떻게 협응되어지는 지에 대한 해답을 구하고자 하고 있다. ``공동작용(synergy)``의 의미는 이러한 질문에 대한 해답을 제시하기 위하여 사용되고 있다. 공동작용이란, 공통의 목적을 달성하기 위하여 기본 요소들이 함께 작용하는 방식으로 인간의 제어 체계는 여러 개의 기본 요소들(elementary variables)이 협응을 잘 이루도록 조정한다. 만약 주어진 과제가 여러 손가락으로 일정한 총 합력을 내는 것이라면, 각 손가락들이 발생하는 힘들의 수많은 다양한 조합들은 이 과제를 동일하게 만족시킬 수 있을 것이다. 왜냐하면 특정한 과제에 사용되는 기본 요소들의 수는(예, 두 손가락 혹은 세 손가락), 여러 손가락들이 생성하는 힘의 합력이라는 수행 과제를 만족시키는 제한요소들의 수보다 많기 때문이다. 이러한 현상을 운동요소 과잉의 문제(motor redundancy problem)라고 하며, 이 문제를 해결하기 위한 중추 신경계의 제어 방식은 비제어 다양체 분석을 통하여 정량화가 가능하다. 비제어 다양체 가설에서의 분석은 반복적인 시행에 걸친 기본 요소들의(예, 효과기 말단의 힘, 관절 위치 등) 동작의 공분산을(covariance) 수량화시킬 수 있으며, 공분산은 두 개의 구성요소로 구분된다: 1)수행 변인에 영향을 미치지 않는 분산(VUCM, 'good variance'), 그리고 2) 수행 변인에 영향을 미쳐 동작의 오류를 발생시키는 분산(VORT, 'bad variance'). 공동작용의 지수는 총 분산에 대한 VUCM과 VORT의 차이의 상대적인 양을 사용하며, 공동작용의 지수가 큰 경우 협응이 좋다는 것으로 해석할 수 있다. 비제어 다양체 분석은 기본 변인들과 수행 변인 간의 변화의 관계가 선형적이라는 것을 전제하므로, 이러한 관계가 비선형적일 경우에는 비선형을 선형화하거나 비선형을 다룰 수 있는 다른 계산적 접근이 필요하다.

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.