이 연구의 목적은 강남 선정릉지역에서 전산유체역학모델(CFD)을 사용하여 도시지역의 흐름 및 열 환경 모의를 검증하는 것이고, CFD 모델의 모의결과와 선정릉 지역의 관측 자료와 비교하는 것이다. CFD 모델은 국립기상과학원과 서울대가 공동으로 연구 개발된 모델이다. CFD_NIMR_SNU 모델은 기상청 현업 모델인 국지예보모델(LDAPS)의 바람성분과 온도성분을 초기 및 경계조건으로 적용되었고 수목효과와 지표 온도를 고려하여 2015년 8월 4일에서 6일까지 강남 선정릉 지역을 대상으로 수치실험을 진행하였다. 선정릉지역에서 수목효과 적용 전후의 풍속을 비교하였을 때 평균 제곱근 오차(RMSE)는 각각 1.06, 0.62 m s−1로 나타났고 수목효과 적용으로 풍속 모의정확도가 향상되었다. 기온은 LDAPS 과소 모의하는 경향을 나타내고 CFD_NIMR_SNU 모델에 의해 향상된 것을 확인하였다. CFD_NIMR_SNU 모델을 이용하여 복잡한 도시지역의 흐름과 열 환경을 자세하고 정밀한 분석이 가능하며, 도시 환경 및 계획에 대한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

In this study, the regular inspection check-list for vulnerable areas of debris flow was developed in order to cope with expected debris flow in urban areas. First, items for regular inspection were obtained by the Delphi technique, and the regular inspection check-list was developed based on obtained items. The check-list was verified and improved by means of applying it in 2 test-bed site.

본 연구에서는 장치형 시설의 하나인 상향류식 여과시스템을 활용하여 도시유역에서 발생하는 초기강우유출수의 처리성능을 평가하였다. 해당유역은 면적이 80ha인 구시가지로서 합류식과 분류식이 혼재하는 관망형태를 가지고 있다. 유역의 포장율이 높고 거의 전량 하수관거를 통해 유출되어 유출시간이 매우 짧아 강우개시 후 단시간내에 초기강우수의 유출이 종료되는 특징이 있다. 설치된 시설은 4000m3/hr규모이고 상향류식 여과시설이며 제외지의 지하에 설치되어 있다. 여과부는 펠렛형 섬모상여재가 충진되어 오염물질 중 미세한 오염물질의 제거효율을 높이도록 하였고, 매 강우 종료 후 역세척을 수행하여 여재층에 억류된 오염물질이 세척되어 다음 강우를 대비할 수 있도록 운전되었다. 시설로 유입되는 강우유출수의 유출특성과 여과시설을 통한 처리효율을 검증하기 위해서 강우개시직후부터 초기우수유출이 종료되는 시점까지 일정 간격으로 유입수와 처리수를 채수하여 수질을 분석하였다. 강우유출수의 유량이나 농도는 강우강도와 선행미강우일수에 따라 매우 다양하게 나타났으나, 초기강우유출은 대체로 1시간이내에 종료되는 것으로 나타났다. 여과형 시설을 통한 오염물질의 제거효율은 원수의 농도에 따라 다양하게 나타났으나 SS의 경우 40mg/L까지 처리 가능한 것으로 나타났다. 초기강우유출이 종료된 후에는 강우유출수의 농도가 낮아져서 별도의 처리없이 활용가능한 수준인 것으로 나타났다. 시설의 효율적인 운전을 위해서는 향후 꾸준한 유출특성분석과 처리성능분석을 통하여 적정 역세척방법과 적정 운전시간 등을 도출할 필요가 있다.

우리나라는 국토의 70 %가 산지로 구성되어 있고 토심이 얕은 지형이 많아 토사재해 발생 위험지역이 많이 분포되어 있다. 이에 급격한 강우가 발생하게 되면 토사재해 발생 확률은 급격하게 증가하게 된다. 특히, 인구 밀집도가 높은 도심지에 토사재해 발생을 대처하지 못해 인명피해와 재산피해가 증가하지만 토사재해를 관리하는 연구는 아직 미흡한 실정이다. 기존 토사재해 거동을 해석하는 수치모의 시뮬레이터는 주로 외국기술에 의존하여 국내지형에 적용하기에는 적합하지 못한 부분이 있다. 본 연구는 도심지 대상 토사재해 해석을 수행하기 위해 천수방정식을 활용한 동수역학 기반 방정식을 유도하여 흐름 해석을 수행하였다. 실제 토석류 흐름을 잘 반영하는 흐름조건을 찾기 위해 9개의 흐름저항관계식을 적용하여 모의를 수행하였다. 모의를 검증하기 위해 Ritter solution으로 해석한 정확해와 비교하여 이상유체 거동과 비슷한 경향을 보이는 것을 확인하였다. USGS에서 Iverson(1994-2012)이 수행한 토석류 수리모형 실험 결과 값과도 비교·검증하여 실제 토석류 흐름과 비슷하게 모의를 하는지 확인하였다. 또한 상용 프로그램과 개발된 시뮬레이션을 비교하기 위하여 토석류 해석을 하는데 가장 많이 이용되고 있는 FLO-2D 수치모의 프로그램과 USGS 토석류 실험과 비교·검증을 수행하였다. 차후 정수압 가정, Non-Newtonian 유변학 모형, 추가 유입 토사 등을 고려하여 개선할 예정에 있으며, 최종적으로 토석류의 이송, 퇴적 과정을 정확히 모의하여 도심지 내 토석류로 인한 토사재해의 거동과 규모를 예측하려고 한다.

본 연구는 상습침수가 발생하는 도시의 소규모유역에서 flow nomograph를 작성하여 실시간 침수예측의 적용 가능성을 평가하고자 하였다. 하수관망에 의하여 배수가 되고 있는 소규모 도시유역에 대하여 지속시간별 강우량 자료를 SWMM 모형을 이용하여 유출모의를 수행하여 상습침수지역에서의 강우량에 따른 surcharge 발생, 침수발생시점 및 침수발생 등을 확인하여 flow nomograph를 작성하였다. 작성된 노모그래프에 대하여 기존 주요호우 및 동래예보 강우에 의한 침수예측과 이들 호우사상을 SWMM에 의하여 분석하여 비교하는 방법으로 홍수경보 가능성을 확인하였다. 소규모 도시유역특성상 강우에 의한 홍수도달시간이 짧고 빠르게 침수가 발생하는 특성상 실시간 호우에 의한 충분한 침수경보의 시간확보가 쉽지 않으나 작성된 모노그래프에 의한 침수경보 예측가능성이 있는 것으로 판단되었다. 동래예보의 경우 3시간 호우를 예보하고 있어서 보다 예보시간 확보가 수월하나 강우의 시간분포의 불확실성과 예측강우의 오차에 의한 유출의 오차를 극복해야 하는 문제가 있었다. 그럼에도 소규모 유역의 침수예측은 현재의 시점에서 볼 때 진보된 실무활용성이 있다고 판단된다.

In this study, we analyzed the impact of orographic and thermal forcing on the atmospheric flow field over the urban metropolitan areas on urban artificial buildings and future development plan. Several numerical experiments have been undertaken in order to clarify the impacts of the future development plan on urban area by analyzing practical urban ground conditions, we revealed that there were large differences in the meteorological differences in each case. The prognostic meteorological fields over complex areas of Seoul, Korea are generated by the PSU/NCAR mesoscale model(MM5). we carried out a comparative examination on the meteorological fields of topography and land-use that had building information and future development plan. A higher wind speed at daytimes tends to be forecasted when using new topography and land use data that have a high resolution with an appropriate limitation to the mixing height and the nocturnal boundary layer(NCB). During nighttime periods, since radiation cooling development is stronger after development plan, the decreased wind speed is often generated.

This study was focused on estimating instream flow, and its optimal alternative for securing the required total amount of instream flow was also researched in order to restore ecosystems and riverine aesthetics of the Mugeo Stream, the first tributary of the Taewha River flowing through the center of Ulsan. In this study the hydraulic and hydrologic conditions and water quality were investigated at specific channel reaches and representative stations of the Mugeo Stream to determine a proper estimate of instream flow. And riverine functions, such as the minimum flow, water quality conservation, fish habitat, and recreation, were considered to restore the environmental functions of the stream. As a result, the total amount of 11,500㎥/day was set as the target instream flow for the Mugeo Stream. It was chosen as the optimal alternative for securing the total external supply of 10,000㎥/day which have to be transfered from the riverbed flow diverted through the Taewha Main river at upstream of Samho bridge. The water quality throughout the Mugeo Stream channels will be improved considerably to 3-4 mg/l of BOD standard if the target instream flow is supplied and sewage is intercepted by the sanitary sewage system.