권호 표지

Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association

  • Monthly
  • /
  • 2799-8746(pISSN)
  • /
  • 2799-8754(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of Korea Water Resources Association is an interdisciplinary journal, launched in 1968 and published monthly by the Korea Water Resources Association. Abbreviated title of the journal is ‘J. Korea Water Resour. Assoc.’. The journal is devoted to the publication of original scientific and technical papers, reviews, short communications, and discussions in the science of water resources. The Journal aims to provide a platform for the dissemination of research and engineering applications related to water resources, hydrologic, and hydraulic problems. The scope of the journal encompasses development of new experimental, numerical, theoretical, and analytical approaches in water resources. All submitted manuscripts are peer-reviewed by selected reviewers for their originality and contribution to water science and engineering.

http://submission.jkwra.or.kr/ KCI

Volume 58 Issue S4

  1. Choi, Hyeonjin;Woo, Hyuna;Pyo Jieun;Ryu, Hyungon;Rhee, Dong Sop;Noh, Seong Jin 1589
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1589 PDF
    기후변화와 도시화로 인한 도시 홍수 위험이 증가하면서 고해상도 침수지도의 신속한 생성이 핵심 과제로 대두되고 있다. 반면, 기존 물리 기반 모형은 고해상도 해석 시 연산 비용이 증가하여 준실시간 예측에 제약이 있다. 본 연구는 1D-2D 연계 도시 침수 물리 모의 결과를 대상으로 딥러닝 기반 초해상화 기술을 적용하여 저해상도 침수지도를 고해상도로 변환하는 방법론을 제시하였다. ResUNet 기반 아키텍처를 개선하고 GAN fine-tuning 기법을 연계한 FLO-SRNet 모형을 개발하고 부산 온천천 유역에 대해 적용성을 평가하였다. 온천천 유역의 과거 사상 중 2014년 호우 사상에서 1,000쌍의 학습 데이터를, 2021년 호우 사상에서 300쌍의 검증 데이터를 구축하고, 기존 화질 평가(PSNR, SSIM)와 함께 지각적 유사도(LPIPS) 및 침수 영역 분류 정확도(F1-Score) 등 침수 특성 평가 체계를 적용하였다. 연구 결과, FLO-SRNet은 기존 ResUNet 대비 ×2 업스케일링에서 PSNR 23.0%, SSIM 12.0% 향상, RMSE 47.1%, LPIPS 78.9% 감소, ×4 업스케일링에서 PSNR 10.5%, SSIM 13.9% 향상, RMSE 28.6%, LPIPS 60.7% 감소를 달성하였다. 침수 분류 성능은 ×2 업스케일링에서 경미 침수 85.0%, 심각 침수 50.0% 향상, ×4 업스케일링에서 경미 침수 144.4%, 심각 침수 76.0% 향상을 보였다. GAN fine-tuning은 생성자 모형의 기본 성능에 따라 차별화된 효과를 보였으며, FLO-SRNet+GAN이 모든 평가 지표에서 우수함을 확인하였다. 본 연구는 복잡한 도시 배수 체계가 반영된 1D-2D 연계 물리 모형 결과에 대한 초해상화 성능을 검증하였으며, 실시간 침수 예측 및 재해 대응 시스템 구축을 위한 실용적 기술을 제공할 것으로 기대된다.
  2. Lee, Hyojung;Jung, Sanghwa;Kim, Jongmin 1605
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1605 PDF
    최근 기후변화로 인한 극한강우 발생 빈도의 증가로 도시 내 침수 문제가 심화되고 있으며, 특히 불투수면적이 넓은 도로에서의 침수는 재산 및 인명피해로 이어질 수 있어 효과적인 배수 대책 마련이 요구된다. 이에 본 연구는 도시 침수 저감을 위한 배수 성능 개선을 목적으로, 일반형, 디자인형, 필터형, 개폐형 등 4가지 빗물받이 형상을 대상으로 수심, 유속, 유량의 변화 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과, 일반형은 가장 우수한 유입 및 배수 성능을 보였으며, 디자인형은 차집량 부족과 유속 저하 등으로 가장 낮은 성능을 나타냈다. 또한, 측구 차집 유량과 투수면적 간 상관관계를 분석하여 선형 관계식을 도출하였으며, 이는 향후 빗물받이 설계 시 활용 가능한 기초자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 빗물받이 설계 시 단순한 미관 중심의 접근에서 벗어나, 수리적 성능을 종합적으로 고려해야 함을 강조하며, 도시 배수 계획 및 시설물 설계 기준 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 다만, 본 연구는 4가지 형상에 한정된 실험으로 이루어졌으며, 향후에는 다양한 형상을 대상으로 한 추가 연구를 통해 보다 정교한 상관관계를 제시할 필요가 있다.
  3. Jang, Hyeri;Yoo, Jaehwan;Lee, Changhee;Kim, Byunghyun 1617
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1617 PDF
    본 연구는 2022년 9월 6일 태풍 힌남노로 발생한 포항시 냉천 유역의 도시 침수를 대상으로, 하천 범람(외수)과 내수 침수를 동시에 고려한 HEC-RAS 2D 모형의 재현성을 검증하였다. 모형 구축은 하천 기본계획 단면을 기반으로 본류와 좌·우안 저지대에 2차원 해석 영역을 설정하고, DEM(5 m)과 주요 맨홀 월류량(163개소)을 GIS 기반으로 반영하는 방식으로 수행하였다. 입력자료는 기존에 산정된 HEC-HMS 유출량과 XP-SWMM 관망 해석 결과를 경계조건으로 적용하였다. 모의 결과는 CCTV 영상, 피해 사진 및 기존 연구와 비교·검토하였으며, 최대 침수심(약 3-4 m)과 침수 확산 과정이 실제 피해 상황과 유사하게 나타났다. 또한 지점별 추정 침수심은 모의값과 ±0.1-0.2 m 이내에 근접하여 신뢰성을 확보하였다. 특히 주거지 일대에서는 얕은 침수(0.5 m 이하)가 광범위하게 나타난 반면, 산업단지·도로·지하차도 인근에서는 국지적 심수 침수(2 m 이상)가 발생하였다. 이러한 결과는 HEC-RAS 2D 모형이 비교적 단순화된 입력조건에도 불구하고 도시부의 복합 침수를 효과적으로 재현할 수 있음을 보여주며, 향후 도시 홍수 대응을 위한 예·경보 체계 고도화와 국지적 방재 대책 수립에 활용될 수 있는 학술적·실무적 의의를 가진다.
  4. Lim, Yunji;Kang, Boosik;Kim, Hyung Ki 1629
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1629 PDF
    기후변화로 인한 강우 패턴의 불확실성과 돌발홍수 발생 빈도 증가는 하천 홍수위 예측의 중요성을 더욱 부각시키고 있다. 본 연구에서는 탄천 유역 내 대곡교와 궁내교 지점을 대상으로 Multi-Input Multi-Output LSTM 모델을 적용하여 10분 간격으로 최대 36 step (360분)까지 수위를 예측하였다. 입력 자료에는 과거 수위·강우와 함께 시차 이동된 강우를 예보 강우로 가정하여 포함하였으며, 이를 통해 단기(10분)에서 장기(360분)까지 연속적 예측선행시간별 성능 변화를 분석하였다. 모델의 예측 성능은 통계적 지표(NSE, RMSE, MAE)와 수문학적 지표(QER, PBIAS)를 이용해 평가하였으며, 특히 첨두 구간의 재현성을 중점적으로 검토하였다. 연구 결과, 단기(1-6 step)에서는 두 지점 모두 우수한 예측 성능을 보였으나, 예측선행시간이 증가할수록 성능 저하가 뚜렷하게 나타났다. 특히 첨두 구간 예측은 약 1~2시간 이내에서만 안정적인 재현이 가능하였다. 본 연구는 다중입출력 예측 구조에서 예측선행시간별 성능 한계를 실증적으로 규명함으로써, 인공지능 기반 홍수 예측 모델의 적용 가능성과 제약점을 명확히 제시한다. 향후 연구에서는 실제 기상 예보 강우를 반영한 불확실성 평가와 다양한 유역·홍수사상에 대한 확장이 필요하다.
  5. Jeong, Gwiun;Kim, Hoyeon;Kim, Chilhwan;Kim, Byunghyun 1645
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1645 PDF
    최근 기후변화로 인해 국지성 집중호우의 발생 빈도와 강도가 높아지면서 도시 지역의 침수 피해가 점차 심각해지고 있다. 특히 불투수율이 높은 도심에서는 짧은 시간에 쏟아지는 강우가 기존 배수 체계의 처리 용량을 초과하여, 내수 침수와 하천 범람이 동시에 나타나는 사례가 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 복합적인 침수 현상을 보다 정밀하게 재현하기 위해 Direct Rainfall Modelling (DRM) 기법을 적용하였으며, 포항시 냉천 유역을 대상으로 도시 침수 해석을 수행하였다. DRM은 강우를 격자 단위에 직접 적용하고, 침투·저류·지표 유동 과정을 2차원 천수방정식에 기반해 일관성 있게 모의함으로써 소유역 기반 접근법이 가진 제약을 보완할 수 있다. 해석에 활용된 기준 강우는 2022년 태풍 힌남노 당시의 실측 시계열 자료로, 총 누적 강우량은 379 mm, 최대 시간 강우 강도는 91.2 mm/h였다. 모의 결과, 주요 도로와 상업·주거 밀집 지역에서 1.0~2.5 m의 침수가 발생하는 것으로 나타났으며, 이는 CCTV 영상과 현장 사진을 통해 확인된 실제 피해 양상과 대체로 일치하였다. DRM 기법은 특히 시간에 따른 침수의 심화 과정과 저지대 간 연결성을 재현하는 데 유효한 것으로 분석되었고, 향후 도시 방재 계획 수립과 침수 위험지구 관리에 정량적 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
  6. Song, Su Min;Kim, Kwang ki;Lee, Seung Oh 1661
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1661 PDF
    도시 침수 위험이 기후변화와 도시화로 증대되는 가운데, 도시침수에 대응하는 다양한 대응책이나 방법이 시행되고 있으나, 이러한 방법들에 대한 능력을 평가하는 일반화나 표준화된 방법론은 부재하다. 따라서 본 연구는 도시 침수 위험 대응 능력을 평가하는 통합 방법론을 제안한다. 잠재 도시 침수 위험은 PSR model을 통해 지표를 구성하고 CRITIC방법으로 가중치를 산정한 뒤 PROMETHEE II 기법을 이용하여 잠재적 도시침수 위험 지역 순위 및 지수를 도출하였다. 도시 침수 대응 신속성은 도로망 기반 네트워크 분석의 근접 중심성으로 도시침수 대응능력이 높은 지역별 순위와 지수를 산정하였다. 또한 두 요소를 결합하여 최종적으로 도시 침수 위험 대응 능력 평가 지수를 산출하였다. 제안된 방법론 적용 결과 선행연구 및 실제 피해 사례와 일부 부합하여 방법의 적용 가능성을 확인하였다. 이 방법론은 도시별 취약·우선개선 지역을 식별하고 정책·인프라 투자 우선 순위 설정을 지원하는 보편적·실용적 평가 프레임워크로 기능할 수 있을 것으로 기대된다.
  7. Song, Su Min;Jeon, Jei Bok;Lee, Seung Oh 1673
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1673 PDF
    본 연구는 도시 침수 발생 이후 사회생태학적 회복탄력성의 개념을 새로이 제시하여 그 영향을 분석하고 이를 기반으로 최종적으로 도시 침수 회복력을 정의·정량화하는 평가방법을 제안한다. 따라서 본 제안 방법은 선행연구를 통해 사회생태학적 회복탄력성 개념 내에서 활용되는 요소를 분석하고 개념적 관계를 성립하였다. 이를 통해 도시침수 회복탄력성을 정의하고, 그 기반으로 정량화 방법을 제시하였다. 본 연구에서 시나리오에 기반한 도시침수 회복력 정량화 방법을 적용한 결과, 사회적 기반과 대비 역량이 높은 지역은 도시 침수 발생으로 인해 악화되는 조건에서도 높은 회복탄력성을 유지한 반면, 물리적 치수 성능과 사회적 대응역량이 취약한 지역은 침수 심화에 따라 회복력이 지속적으로 저하되었다. 이러한 결과는 도출된 지수가 투자·관리의 우선순위 설정, 임계 위험구간 식별, 정책 대안 설계 등 재난 대응 투자 효율성을 증대 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
  8. Eom, Jinyong;Choi, Dongho;Kim, Daehoon;Lee, Jaeyoung;Beom, Jina;Ryu, Yonguk;Jung, Jaewoong 1685
    https://doi.org/10.3741/JKWRA.2025.58.S-4.1685 PDF
    본 연구는 영산강수계 7개 중권역(영산강상류, 황룡강, 지석천, 죽산보, 고막원천, 영암천, 영산강하류)의 46개 지류지천을 대상으로 단위면적당 부하지속곡선(Unit-Area LDC)을 구축하고, 이를 통해 오염우심하천을 선정 및 평가하였다. 지류지천의 말단에서 월 1회 수행된 수질·유량 모니터링 자료만으로는 부하지속곡선을 작성하고 해석하는 데 한계가 있었다. 이를 보완하기 위해 본류와 지류 유역의 수문학적 유사성을 가정하고, 본류의 8일 간격 유량 자료를 활용한 유역면적비법(Drainage-Area Ratio Method)을 적용하여 지류의 장기 유량 자료를 생성하였다. 구축된 유량지속곡선과 중권역별 물환경목표기준을 결합하여 단위면적당 목표수질 부하지속곡선을 작성하였으며, 실측 부하량의 목표수질 초과율이 50% 이상인 경우를 오염우심하천으로 규정하였다. 분석 결과, BOD는 총 46개 지류지천 중 7개소가, T-P는 21개소가 오염우심하천으로 선정되었다. 해당 하천들의 실측 농도는 대부분의 유황 조건에서 목표기준을 상회하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 단위면적당 부하지속곡선 기법은 측정 자료가 부족한 지류지천의 목표수질 달성도를 평가하고 수질 관리의 우선순위를 결정하는 데 효과적인 도구로 판단된다.