• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.185-185
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• 2011

Mapping of artificial levee lines, one of major tasks in river zone mapping, is critical to prevention of river flood, protection of environments and eco systems in river zones. Thus, mapping of artificial levee lines is essential for management and development of river zones. Coastal mapping including river zone mapping has been historically carried out using surveying technologies. Photogrammetry, one of the surveying technologies, is recently used technology for national river zone mapping in Korea. Airborne laser scanning has been used in most advanced countries for coastal mapping due to its ability to penetrate shallow water and its high vertical accuracy. Due to these advantages, use of LiDAR data in coastal mapping is efficient for monitoring and predicting significant topographic change in river zones. This paper introduces a method for construction of a 3D artificial levee line using a set of LiDAR points that uses normal vectors. Multiple steps are involved in this method. First, a 2.5-dimensional Delaunay triangle mesh is generated based on three nearest-neighbor points in the LiDAR data. Second, a median filtering is applied to minimize noise. Third, edge selection algorithms are applied to extract break edges from a Delaunay triangle mesh using two normal vectors. In this research, two methods for edge selection algorithms using hypothesis testing are used to extract break edges. Fourth, intersection edges which are extracted using both methods at the same range are selected as the intersection edge group. Fifth, among intersection edge group, some linear feature edges which are not suitable to compose a levee line are removed as much as possible considering vertical distance, slope and connectivity of an edge. Sixth, with all line segments which are suitable to constitute a levee line, one river levee line segment is connected to another river levee line segment with the end points of both river levee line segments located nearest horizontally and vertically to each other. After linkage of all the river levee line segments, the initial river levee line is generated. Since the initial river levee line consists of the LiDAR points, the pattern of the initial river levee line is being zigzag along the river levee. Thus, for the last step, a algorithm for smoothing the initial river levee line is applied to fit the initial river levee line into the reference line, and the final 3D river levee line is constructed. After the algorithm is completed, the proposed algorithm is applied to construct the 3D river levee line in Zng-San levee nearby Ham-Ahn Bo in Nak-Dong river. Statistical results show that the constructed river levee line generated using a proposed method has high accuracy in comparison to the ground truth. This paper shows that use of LiDAR data for construction of the 3D river levee line for river zone mapping is useful and efficient; and, as a result, it can be replaced with ground surveying method for construction of the 3D river levee line.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.17-25
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• 2017

본 최근 기후변화의 영향으로 강우의 규모가 점차 증가하는 추세로 홍수의 위험성이 증가하면서 제방 관리에 대한 고도화 및 재해 대응성 향상의 중요성이 커지고 있다. 국내의 제방관리는 피해발생 이후에 피해복구를 실시하는 수준에서 시행되고 있으므로 하천에 대한 선제적 관리차원에서 제방의 안전도를 미리 파악하고 관리하는 기술의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 하천 제방의 침식 및 월류에 대한 안전도를 산정하는 방법을 제안하였으며 이러한 안전도를 도상에 표시해 제방의 유지관리의 기초자료로 활용할 수 있는 제방 안전도맵을 제시하였다. 침식안전도는 호안의 형식별 내력과 외력의 비로 산정하였으며 월류안전도는 하천의 수위가 제방고와 일치할 때의 유량을 통수가능홍수량으로 산정하고 통수가능홍수량과 계획홍수량과의 비로 산정하였다. 제방안전도의 등급은 총 5단계로 구분하였으며 매우안전, 안전, 보통, 위험, 매우위험으로 나타냈다. 남강댐 하류부터 낙동강 합류부까지를 연구대상으로 하여 모든 제방과 하천측선에 대해 제방의 침식안전도와 월류안전도를 산정하고 GIS를 이용하여 하나의 도상에 나타냈다. 본 연구를 통해 도출된 제방안전도맵은 하천제방의 안전도를 직관적으로 확인이 가능하기 때문에 하천의 유지관리계획 수립 시에 활용이 가능할 것으로 판단되며 예산의 효율적 활용을 위한 투자우선순위 결정에도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.20-29
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• 2018

최근 기후 및 홍수사상이 변화함에 따라 하천제방 붕괴 및 범람으로 인한 수재해 위험성이 증가하고 있는 추세이기 때문에 각종 수재해 시나리오에 대응 가능한 하천제방 유지관리 기술을 고도화할 필요가 있다. 본 논문에서는 하천제방의 효율적인 유지관리 및 재해 대응성 향상을 위하여 하천제방 안정성에 영향을 주는 주요 요소별 안전도맵 평가체계를 제안하고자 한다. 하천제방 안전도맵은 활동, 파이핑, 육안점검, 세굴, 제체재료 등의 안전도 지표를 GIS맵 상에 지도형태로 표출함으로써 육안으로 신속하게 위험지역을 파악할 수 있고, 피해발생 이후 피해복구를 실시하는 현 국내 제방관리 수준에서 벗어나 선제적인 대응을 통해 하천제방 유지관리의 효율성을 극대화 할 수 있다. 본 논문은 기 제안된 활동, 파이핑, 육안점검 등을 포함한 하천제방 안전도맵 평가체계에 세굴, 제체재료 등을 추가 및 보완한 후속논문으로서, 1)문헌 및 자료 조사를 통한 세굴 및 제체재료 3등급 기준을 제시하였으며, 시범평가를 통해 2)남강지역 좌안 5개소의 홍수위지속시간에 따른 활동 및 파이핑 특성, 3)남강지역 좌/우안 9개소의 세굴 및 제체재료 특성 등을 평가하였다. 본 논문에서 제안하는 하천제방 안전도맵 평가체계는 향후 하천관리자 행동요령, 보수 보강공법 선정, 소요 예산 산정 등을 연계한 연구가 진행된다면 보다 현실적이고, 활용성 높은 연구가 될 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.768-777
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• 2017

세계 각국은 기후 및 홍수사상의 변화와 이에 따른 각종 수재해 시나리오에 대응하기 위하여 하천제방 유지관리기술을 고도화하고 있는 추세이다. 이러한 세계적 동향에 따라 본 연구에서는 하천제방을 효율적으로 유지관리할 수 있도록 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하고자 한다. 하천제방 안전도맵의 개념은 현행 하천제방의 활동, 파이핑, 육안점검 등의 안전도 지표를 GIS맵 상에 지도형태로 표출함으로써 하천관리자의 유지관리효율을 극대화하는 것이다. 이러한 평가체계를 구축하기 위해서 관련 문헌 및 자료 조사를 통해 활동, 파이핑, 육안점검 등 주요 안전도 지표를 선정하였으며, 각각의 안전도 지표를 A, B, C 등 3등급으로 평가할 수 있는 합리적인 기준을 제시하였다. 제시된 기준을 바탕으로 수치해석을 활용하여 시범구간(남강)에 대한 홍수위지속시간 변화에 따른 활동 및 파이핑 안전도 특성을 평가하였다. 시범평가 결과, 활동의 경우 제내외지 구분 없이 모두 A등급을 만족하였으며, 파이핑의 경우 R2에서 홍수위지속시간이 증가함에 따라 파이핑 등급 C등급으로 감소하는 경향을 확인하였다. 본 연구는 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하는 기획연구로서 하천제방 안전도맵 평가체계를 구축하기 위해서는 추후 개선된 추가 연구, 하천제방 자료의 표준화, 제도 및 관련 법 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.293-299
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• 2018

본 연구에서는 하천 제방에 대한 홍수취약성을 평가하는 새로운 기법을 기후변화에 따라 달라지는 하천의 수위변화를 고려하여 제방의 취약성 변화 정도를 파악해보고자 한다. 이를 위해 미래 기후변화 시나리오를 기반으로 대상유역의 홍수량을 산정하여 홍수위를 구하고 제방의 2차원 지하수침투 모형인 SEEP/W를 이용하여 침투거동을 분석함으로써 침투안정성을 평가하였다. 대상지역은 한강 본류 서울 구간으로 선정하여 대표 제방을 선정한 후, 대표 제방의 현재 계획홍수위와 기후변화를 고려한 홍수위를 고려하여 제방의 안전율을 분석하였다. 제방의 취약성 분석에 필요한 인자를 도출하고 이를 활용하여 기후변화 시나리오에 따른 제방의 수위변화를 고려한 제방의 취약성 분석을 실시하였으며 분석결과를 본 연구자가 기 개발한 제방홍수취약성지수(Levee Flood Vulnerability Index, LFVI) 값을 이용하여 제방의 취약성에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.600-608
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• 2017

제체 내 누수와 관련이 있는 파이핑(piping) 현상은 제방 내에 큰 공동이나 수로를 만들어 제체의 붕괴 및 부등 침하를 일으키고 최종적으로 하천제방의 붕괴를 초래한다. 따라서 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴에 적절하게 대응하고, 이에 대한 적절한 대책공법을 마련하기 위해서는 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴 메카니즘을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 축소 모형시험과 대형 모형시험을 수행하여 파이핑에 의한 제방 붕괴 형상 및 메카니즘을 분석하였으며, 침투압 시험을 수행하여 파이핑 대책공법으로 제안된 Hydraulic well의 침투압 분포 특성을 평가하였다. 연구 결과, 축소 모형시험을 통해 파이핑 안전율이 낮을수록 제방 붕괴 형상이 뚜렷하게 나타났으며, 대형 모형시험에서는 파이핑으로 인한 제방의 국부적인 손상 유형을 파악할 수 있었다. 또한 Hydraulic well의 침투압 시험을 통해 well의 중심 아래에서 파이핑 억제 효과가 가장 큰 것으로 평가되었다. 연구 결과의 신뢰성을 향상시키기 위해서 다양하고 연계성이 있는 모형시험 조건을 적용한 추가연구가 필요하지만, 이 연구는 파이핑에 의한 제방 붕괴 메카니즘 분석 및 대책공법 마련에 대한 기초 연구자료로 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2419-2427
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• 2014

본 논문에서는 제방축조 전후 하천기능의 변화를 추정하기 위하여 하천 고유의 수문 지형학적 공간을 정의하고, GIS를 이용하여 하천공간을 산정하는 방법을 제안하였다. 하천공간의 경계는 제방에 의한 홍수범람 차단효과를 무시한 100년 빈도의 잠재최대 홍수범람범위로부터 결정하였고, 토지이용이 불명한 저수로변 나지를 대상으로 사행대 경계를 설정하였다. 이를 위하여 1918년 토지이용 수치지도를 제작하였고, 동일한 범례로 2007년 환경부 토지피복도를 변환하여 제방 축조 전후 토지이용 변화를 분석하였다. 분석 결과, 제방 축조 후 만경강 하천공간 내 취락지구는 0.4% 증가하였고, 농경지는 11.6% 증가하였으며, 나지는 10. 0% 감소하여 기존 범람원이 토지의 생산성 측면에서 효율적으로 활용됨을 확인하였다. 현재의 하천구역 면적은 사행대 면적과 비슷하였으나, 상 하류 전 구간에서 면적이 감소한 것으로 나타나 생물서식처로서 하천 환경기능의 저하를 추정하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권spc1호
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• pp.1161-1169
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• 2018

본 연구에서는 하천 제방에 대한 홍수취약성을 평가하는 새로운 기법을 제시하고 기후변화에 따라 변화하는 수위에 대하여 제방에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 먼저 2차원 지하수침투 모형인 SEEP/W를 이용하여 제방의 침투거동을 분석하여 침투안전성을 평가하였다. 침투거동뿐만 아니라 기후변화에 따른 하천환경여건을 고려하는 제방의 취약성 분석 기술이 필요함으로써 본 연구에서는 추가적으로 제방의 취약성 분석에 필요한 인자를 도출하여 제방의 홍수취약성지수(levee flood vulnerability index； LFVI)에 의한 취약성 평가기법을 새로이 개발 하였다. 대상지역을 한강 본류 서울 구간으로 선정하여 하도별 제방의 크기를 조사하였고 조사한 제방을 상류부, 중류부, 하류부로 구분하여 3개의 대표 제방을 선정하였다. 이들 대표 제방지점에서 현재의 계획홍수위와 기후변화 시나리오 RCP8.5를 고려한 계획홍수위를 적용하여 제방의 활동 안전율과 제방홍수취약성지수를 분석하였다. 그리고 제방홍수취약성지수를 구성하는 각각 인자들에 대하여 기후변화에 따른 변화 정도를 파악하였다. 이들 인자들을 종합적으로 활용한 제방홍수취약성지수 값을 이용하여 최종적으로 기후변화에 따른 제방의 취약성을 추정할 수 있도록 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.307-319
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• 2014

최근 지구온난화 및 기후변화에 의한 재난이 빈발하고 있어 미국이나 네덜란드 같은 제방 선진국에서는 특수한 경우 적게는 500년, 크게는 10,000년 빈도의 홍수위까지도 고려하는 극단적인 수준의 제방설계기준을 적용하고 있다. 우리나라도 지난 몇 년간 국가하천을 중심으로 대하천 정비사업이 추진되었다. 주로 하천준설과 제방증축 및 신축 등으로 진행된 사업에 의해 하천환경이 광범위하게 변화되었으나 제방의 안전과 관련된 하천환경 변화에 대응하는 구체적인 대응방안을 제시하지는 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 제방침투감지시스템 Testbed가 구축되어 있는 낙동강 회천의 율지제를 대상으로 제방 안전성을 평가하였다. 평가방법은 간극수압 계측자료를 이용하여 2차원 지하수 침투모형인 SEEP/W를 이용하여 제방의 파이핑 현상을 분석하였으며, 제방의 형상과 홍수파형에 따른 침투현상을 모의하여 제방안정성을 평가하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권spc호
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• pp.134-140
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• 2019

본 연구에서는 하천 제방에 대한 홍수취약성을 평가하는 새로운 기법으로 제방홍수취약성지수를 제안하였고 제방홍수취약성 지수를 산정하는데 있어 필요한 인자를 적용하는 방법에 대하여 알아보고자 한다. 이를 위해 먼저 대상 제방의 계획홍수위를 적용하여 제방의 안전율을 분석하였고, 제방의 인자들로는 여유고, 둑마루폭, 제방단면의 비, 활동안전율, 턱(소단)의 길이, 침윤선 길이 비, 한계유속으로 7가지의 인자들을 바탕으로 제방홍수취약성지수를 산출하였다. 이를 활용하여 제방의 취약성 분석을 실시하고 분석결과를 제방홍수취약성지수(Levee Flood Vulnerability Index, LFVI) 값을 이용하여 1~7등급으로 나누어 제방의 취약성을 평가하였다.