토석류 발생 피해지에 대한 분석방안

전병희(Byong Hee Jun)(田炳熙),장창덕(Chang Deok Jang)(張昌德),전계원(Kye Won Jun)(全桂元) 위기관리 이론과 실천 2011 Crisisonomy Vol.7 No.1

토석류 재해가 발생한 지역에 대한 연구를 진행함에 있어 어려움 중의 하나는 연구자가 토석류 피해지역에서 연구를 수행하기 위한 충분한 시간을 확보하기 전 이미 복구활동이 시작되어 토석류 특성을 파악하기 위한 피해현장의 보존이 어렵다는 것이다. 또한 경제적이고 효율적으로 토석류 현상을 재현하는 것과 재해지도(Hazard Map)의 제작을 위한 피해범위 예측에 사용될 토석류 해석모형에 대한 적절한 평가와 적용에 대한 연구의 진행은 미흡한 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 집중호우에 의해 유발된 토석류 발생지역에 대해 최근 항공 LiDAR와 더불어 활용도가 높아지고 있는 지상 LiDAR를 이용하여 피해지역을 보존 및 분석하는 방안을 검토해보고 토석류의 흐름과 유출에 대해 토석류 수치해석프로그램인 Kanako 2D를 적용하여 피해지역을 해석하였다. 연구결과 지상 LiDAR를 이용한 토석류 피해지의 조사는 피해지역에 대해 정도 높은 3차원 가상공간을 생성함으로써 후속 연구에 대한 유용한 기초자료로 활용가치가 높음을 알 수 있었다. 또한 Kanako 2D프로그램을 이용한 간단한 방법으로 토석류 모의를 수행할 수 있어 토석류발생 위험지역에 대한 예측에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. In this study, we analyze the debris flow damaged area of Jecheon, Chungbuk. And we estimate behavior of debris flow by the debris flow occurred using the Kanako 2D debris flow numerical model. The intensive rainfall over 455mm occurred between on 9 to 14 July 2009. It was triggered debris flows around the mountain area in Jecheon. For the natural slopes of Korea, the extent of outcrop development is one of the critical factors to control the debris flow. In well-developed outcrop region, landslide is hard to occur. However, in the area where bedrocks are exposed, there are the cases that the debris flows down along the valley when heavy rainfall occurs. In this study case, debris flow was occurred by the deposits accumulated are eroded due to the fast flows in the bed of the mountain valley. For the LiDAR(Light Detection And Ranging) measurement, the terrestrial laser scanning system RIEGL LMS-Z390i consists of a highly accurate and fast 3D scanner associated GPS system and high-resolution digital camera were used.

우면산지역의 사면안정성 평가

전병희(田炳熙)(Byong Hee Jun) 위기관리 이론과 실천 2012 Crisisonomy Vol.8 No.5

2011년 7월 25일부터 27일 사이에 발생한 약 500mm의 국지성 폭우로 인해 서울 우면산 지역에 많은 토석류가 발생하여 18명이 사망하였다. 본 연구에서는 사면안정성 모델을 이용하여 토석류 발생예측의 적용가능성을 검토하였다. 모델의 입력변수로서 토양의 유효점착력, 토질의 단위중량, 지하수와 유효토심의 비, 유효토심, 지표면의 경사, 흙의 내부마찰각이 이용되었다. 이러한 입력변수 중에서 1m, 10m, 30m의 고해상도 DEM에서 생성된 경사도에 의한 사면안정도 해석결과가 검토되었다. 결론적으로 30m 격자에 비해 10m격자의 해상도에서 토석류에 대한 민감도가 향상되었지만, 1m 격자에서는 더 이상 향상되지 않았다. Due to an intensive rainfall about 500 mm occurred between from 25 to 27 July 2011 in Seoul, debris flows were taken placed around the umyeon-san(mountain) and killed 18 people. In this paper, we investigated the adaption possibility of slope stability model for the debris flow triggering. As the input parameters in model, effective cohesion, soil density, the ratio of soil thickness and saturated soil thickness, soil thickness, inclination of the hillslope and soil effective friction angel were applied. We investigated the effect of different slope layer extracted from 1m, 10m, 30m high resolution DEM(Digital Elevation Model) on slope stability analysis. As the results, the high resolution of 10m cell size enhanced the debris flow susceptibility, but 1m resolution did not increased the susceptibility.

DO와 ORP를 이용한 축산폐수처리 SBR운전 제어

전병희 ( Byong Hee Jun ),김도환 ( Do Hwan Kim ),최은희 ( Eun Hee Choi ),김성신 ( Sung Shin Kim ),김창원 ( Chang Won Kim ),배현 ( Hyeon Bae ) 한국물환경학회 2002 한국물환경학회지 Vol.18 No.5

A pilot scale SBR (working volume, 20㎥) treating piggery wastewater was operated with real wastewater. The operation mode of intermittent feeding of raw water and sub-cycle with repeating anoxic-aeration conditions were adapted to avoid the high-strength nitrogen inhibition. In sub-cycle, aeration time for nitrification was tried to be controled with ORP and/or DO meter. The characteristics of control was somewhat different between ORP and DO. DO showed potential ability to detect complete ammonia oxidation point by the first order differential values or absolute value. Especially, DO was proved to be useful for high loading rates. ORP indicated the ending point of nitrification by the plateau appearing after bending point. Because ORP can be utilized as a diagnosis tool by its good sensitivity for the microbial condition in reactor, the simultaneous application of DO and ORP was recommended for the stable control of SBR.

다공성 담체를 이용한 유동상 및 하이브리드 반응기에서의 질소제거

전병희(Byong Hee Jun) 大韓環境工學會 2005 대한환경공학회지 Vol.27 No.5

PCA를 이용한 하폐수처리시설 운전상태진단

전병희(Byong-Hee Jun),박장환(Jang-Hwan Park),전명근(Myung-Geun Chun) 한국지능시스템학회 2006 한국지능시스템학회논문지 Vol.16 No.3

축산폐수는 축사가 대부분 상수원보다 상류지역에 산재하고 있어 이를 효과적으로 관리하기 어려우나, 연속 회분식 반응기 (Sequencing Batch Reactor, SBR)는 장치가 간단하고 경제성이 우수하여 축산폐수처리에서 효율적으로 적용될 수 있다. 본 연구에서는 DO(Dissolved Oxygen)과 ORP(Oxidation-Reduction Potential)을 이용하여 지식기반 고장진단 시스템을 제안하였다. 실시간으로 얻어진 ORP, DO값들을 전처리하여, [ORP], [DO]외에 [ORP DO]합성data와 ORP, DO의 특징벡터의 합에서 얻어진 fusion data의 총 4개의 data set을 이용하여 각각에 대한 진단과 분류성능을 검토하였다. 이 값을 이용하여 FCM (fuzzy C-mean) 클러스터링 한 후, K-PCA과 LDA로 차원축소시켜 특징벡터를 추출하였다. 그리고 Hamming distance로 test data와 특징벡터의 거리를 계산하여 각 class를 Fl에서 F8까지 분류하였다. 그 결과 데이터를 그대로 이용하는 것 보다 차분데이터형태로 이용하는 것이 우수했으며 그 중 fusion 데이터의 결과가 다른 것들보다 향상된 결과를 보였다. 그리고 K-PCA와 LDA를 결합한 결과가 다른 방법에 비해 우수한 결과를 보였으며 fusion method를 이용한 최고인식율은 98.02%를 나타내었다. SBR is one of the most general sewage/wastewater treatment processes and, particularly, has an advantage in high concentration wastewater treatment like sewage wastewater. A Kernel PCA based fault diagnosis system for biological reaction in full-scale wastewater treatment plant was proposed using only common bio-chemical sensors such as ORP(Oxidation-Reduction Potential) and DO(Dissolved Oxygen). During the SBR operation, the operation status could be divided into normal status and abnormal status such as controller malfunction, influent disturbance and instrumental trouble. For the classification and diagnosis of these statuses, a series of preprocessing dimension reduction using PCA, LDA, K-PCA and feature reduction was performed Also, the diagnosis result using differential data was superior to that of raw data, and the fusion data show better results than other data. Also, the results of combination of K-PCA and LDA were better than those of LDA or (PCA+LDA). Finally, the fault recognition rate in case of using only ORP or DO was around maximum 97.03% and the fusion method showed better result of maximum 98.02%.

수리학적 인자를 고려한 투과형 사방댐의 위치결정

전병희(Jun, Byonghee),전계원(Jun, Kyewon) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.5

수치모델을 이용하여 투과형 사방댐의 적정 설치위치를 결정하기 위한 연구를 진행하였다. 수치실험을 통해 이동상에서 토석류 흐름에 의한 유량, 토사농도, 수면경사, 침식/퇴적 속도계수 등과 같은 수리인자의 변화를 검토하였다. 포화된 토석류 흐름을 보이는 영역에서는 활발한 침식작용과 유량의 증가로 인해 특징적인 피크유량을 나타내고 있었다. 토사농도의 변화를 통해 활발한 토석류 흐름과 소류를 안정적이고 특징적으로 구분하는 것이 가능하다고 판단되었다. 이런 수치실험의 결과를 강원도의 토석류 발생계류에 적용하여 사방댐의 적정 설치위치에 대한 검토를 하였다. 그 결과 계류에서의 유량과 토사농도의 수리적 인자를 이용하여 사방댐의 적정 설치범위를 결정하는 것이 가능하다고 판단되었다. In this study, the method for determining the position of open-type debris flow check dam was investigated using numerical models. Numerical experiments were carried out on a moving bed to investigate changes in hydraulic parameters such as flow rate, sediment concentration, water slope, and erosion / deposition velocity coefficient in the bed. It was found that the occurrence of flow peak in debris flow is a characteristic phenomenon, resulting in active erosion due to a rise in debris flow rate. The variation of sediment concentration can be a key factor in distinguishing between active debris flow and traction. A field-based numerical simulation was performed to investigate the proper placement of the check dam. The results of this numerical experiment were applied to the debris flow occurring in the valley in Gangwon-do to assess the appropriate positioning of the check dam. It is considered the hydraulic factors such as flow rate and sediment concentration is an effective method to determine the location of open-type check dams.

축산폐수처리에서 외부탄소원 주입방법에 따른 SBR 고율운전

전병희(Byong Hee Jun),부경민(Kyung Min Poo),최은희(Eun Hee Choi),이해일(Hee Il Lee),김창원(Chang Won Kim) 大韓環境工學會 2002 대한환경공학회지 Vol.24 No.11

강우자료의 통계적 해석을 통한 산사태 발생 분류

전병희(Byong Hee Jun),김남균(Nam Gyun Kim) 위기관리 이론과 실천 2010 Crisisonomy Vol.6 No.3

산사태 발생을 예측하기 위해서 지형, 지질, 강우자료를 이용하여 GIS기법을 이용하거나, 회귀분석을 이용한 기법들이 연구되어져 왔다. 동아시아 몬순기후대에 속한 우리나라는 태풍이나 집중호우의 영향으로 산지토사재해가 빈발하고 있으며, 토석류를 포함한 산사태 재해의 발생을 예측하여 적극적으로 대비하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 한국에서의 산사태 발생시키는 강우의 임계치에 대한 검토를 하였다. 이를 위해 산사태를 발생시킨 18개의 강우사상과 발생시키지 않은 17개의 강우사상에 대한 강우자료 값을 이용하였다. 그리고 산사태 발생에 대한 예측을 위해 선행강우의 누적강우량과 현재 강우의 강우강도를 이용한 판별분석기법을 제안하였다. 총 38개 강우에 대한 판별분석 결과 97.1%의 판별율을 보였으며, 판별식의 검증을 위해 제천지역의 산사태 발생/미발생 강우에 대한 판별분석 결과 실제 발생 여부를 정확하게 예측함을 볼 때, 제안된 판별분석 기법은 우리나라에서의 산사태 발생의 예측기법으로서 유용함을 알 수 있었다. Climatic factors are an important subject for a better understanding of hydrological response of landslide activity and are essential for developing warning system. In this paper, we proposed a method that incorporates antecedent rainfall accumulation and rainfall intensity to develop a landslide initiation threshold for the Korea. Hydroclimatic data were hathered for 18 rainfalls that triggered landslide and 17 storms that did not. Discriminant analysis is a technique for classifying a set of observations into predefined classes. Discriminant functions were developed for the landslide triggering and non landslide triggering storms with the antecedent rainfall accumulation variables and rainfall intensity variables. Discriminant function analysis classified the landslide triggering rainfall from those storms did not trigger landslide and classification results of 97.1% for the 38 cases were obtained with a satisfactory success rate. For the validation of suggested discriminant function, a heavy rainfall affected the Jecheon-si on July 14, 2009 occuring landslide and a large storm 'USAGI' on August 5, 2007 did not document landslide-triggering were applied to the discriminant function, and the calculated discriminant score shows good matching for the landslide occurring. These results show the possibility of prediction tool for the landslide occurring.

퍼지제어기를 이용한 축산폐수처리를 위한 연속회분식 반응기(SBR)의 폭기제어

전병희(Byong-Hee Jun),배현(Hyeon Bae),서현용(Hyun-Yong Seo),우혜진(Hae-Jin Woo),김창원(Chang-Won Kim),김성신(Sungshin Kim) 한국지능시스템학회 2003 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.13 No.1

천곡동굴의 수질환경 장기 모니터링

전병희(Byonghee Jun) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.9

천곡동굴은 동해시에 자리잡고 있는 석회암동굴로서 많은 돌리네를 가지고 있어 관광적 가치와 교육적 가치가 매우 높다. 하지만 천곡동굴은 시가지에 위치하고 있어 접근이 용이한 반면 하수의 유입 등에 의해 환경적 영향을 받을 가능성이 매우 크다. 본 연구에서는 천곡동굴의 수질환경을 장기 모니터링하여 생태계의 영향을 조사하고, 향후 장기 모니터링을 위한 인자를 선정하였다. 그 결과 천곡동굴 내 지하수의 수온은 14℃, 용존 산소량은 10mg/L 이상, pH는 7-8의 범위에서 안정되게 유지되고 있어, 수생태계에 부정적 영향을 주는 수질적 요소는 없는 것으로 판단되었다. 관람객의 안전을 확보하기 위한 강우기준으로서 일강우로서 60mm/d가 적절하며 향후 장기 모니터링을 위해서 전기전도도를 주된 인자로 이용하고 pH와 탁도를 보조적으로 활용하는 것이 적절하며, 계절적 변화 등을 ORP를 이용하여 모니터링하는 것이 적절하다고 판단되었다. The Chongok karst cave which is located in Donghae-city, has high tourist and educational value due to existence of many doline(sink hole). Whereas this cave is easy to approach for the tourists, because this cave is located near the downtown, a high environmental riskiness such as sewage flowing has been also involved. In study, we observed the variation of water quality with long-term monitoring and investigated the possibility of existence of impact factor to water eco-system and determined the proper long-term monitoring factor among many monitoring criteria. The groundwater quality was maintained in the range of about 14℃ in temperature, over 10mg/l in dissolved oxygen and 7-8 in pH, so the impact factor in water eco-system was not observed. The guide line to make sure of tourist safety was determined to 60mm/d as daily rainfall. The conductivity was suggested to main factor for long-term monitoring main factor and pH/turbidity was suitable for the supplementary factor. For the seasonal variation monitoring, ORP was recommended.