안현욱 연구실
지역환경토목학과 안현욱
안현욱 연구실은 지역환경토목학과를 기반으로 수공학, 수리수문, 재해예방 등 다양한 환경·토목 분야의 융합연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 하천, 저수지, 도시 및 농경지 등 다양한 공간에서 발생하는 홍수, 침수, 산사태, 토석류 등 자연재해를 정밀하게 예측하고 분석하기 위한 첨단 수치해석 및 인공지능 기반 모델을 개발하고 있습니다.
특히, 1차원 및 2차원 수리해석모형(K-River, K-Flood 등), 적응적 메쉬세분화, 쿼드트리 격자 등 최신 수치해석 기법을 활용하여 복잡한 지형과 구조물을 효과적으로 반영하고, 극한 홍수 및 도시 침수, 저수지 관리 등 다양한 재난 상황에 대한 실질적인 해석과 대응 방안을 제시하고 있습니다. 또한, 하수관로와 지표면의 상호작용을 통합적으로 분석하는 1D/2D 연계 모형, 고해상도 DEM 기반 도시 홍수 예측, 데이터 부족 지역을 위한 민감도 분석 및 DEM 보정 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다.
토석류 및 산사태 분야에서는 2차원 및 3차원 수치모델링을 통해 침식-연행-퇴적 과정을 정밀하게 모의하고, 사방댐 등 구조물의 최적 설계 및 효과 분석을 통해 재해 저감에 기여하고 있습니다. 물리 기반 모델과 인공지능 기반 예측기법을 융합하여, 데이터가 부족한 지역에서도 산사태 및 토석류 위험도를 효과적으로 평가할 수 있는 방법론을 개발하고 있습니다.
스마트 농업용수 관리 및 수질 예측 분야에서도 ICT/IoT 기반 실시간 모니터링 시스템, 딥러닝 기반 수질오염 예측, 최적 관개공급 알고리즘 등 다양한 혁신적 기술을 개발하여 농업 현장의 효율적 물관리와 환경 보전에 앞장서고 있습니다. 대규모 유역 및 중소유역을 대상으로 한 멀티스케일 수리-수문 해석모형 개발, 농업용수 공급관리 효율화 방안 등 다양한 프로젝트를 통해 현장 중심의 실질적 솔루션을 제공하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 국내외 학술지 논문, 특허, 학술상 수상, 대형 연구과제 수행 등으로 이어지고 있으며, 국가 및 지역 단위의 재난관리 정책, 스마트 물관리 시스템 구축, 농업 환경 개선 등 사회적 파급효과를 창출하고 있습니다. 앞으로도 안현욱 연구실은 첨단 수공학 및 환경토목 분야의 융합연구를 통해 지속가능한 사회와 안전한 환경 조성에 기여할 것입니다.
Soil Erosion Modeling
Hydrologic Simulation
Disaster Resilience
수공학 기반 홍수 및 침수 해석
본 연구실은 수공학을 기반으로 한 홍수 및 침수 해석 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 하천, 저수지, 도시 유역 등 다양한 환경에서 발생하는 홍수 현상을 정밀하게 모의하기 위해 1차원 및 2차원 수리해석모형(K-River, K-Flood 등)을 개발하고, 실제 사례에 적용하여 해석의 정확성과 효율성을 높이고 있습니다. 특히, 쿼드트리 격자, 적응적 메쉬세분화 등 첨단 수치해석 기법을 도입하여 복잡한 지형과 구조물을 효과적으로 반영하고, 극한 홍수 상황에서의 범람 양상과 피해 예측에 중점을 두고 있습니다.
최근에는 도시 침수 문제 해결을 위해 하수관로와 지표면의 상호작용을 통합적으로 분석하는 1D/2D 연계 모형, 고해상도 DEM(디지털 표고모델) 기반의 도시 홍수 예측, 그리고 데이터 부족 지역을 위한 민감도 분석 및 DEM 보정 기법 등 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 도시 및 농경지 침수 사례에 적용되어 정책 수립과 재난 대응에 실질적인 기여를 하고 있습니다.
더불어, 인공지능 및 기계학습 알고리즘(LSTM, RNN 등)을 활용한 실시간 홍수 예측, 하수관로 수위 예측, 오염물질 확산 예측 등도 활발히 이루어지고 있습니다. 이를 통해 기존의 물리 기반 해석과 데이터 기반 예측의 융합을 시도하며, 미래의 스마트 물관리 시스템 구축에 앞장서고 있습니다.
토석류 및 산사태 수치모델링과 재해 저감
연구실은 집중호우, 지진 등 자연재해로 인한 토석류 및 산사태 발생 메커니즘을 규명하고, 피해 저감을 위한 수치모델링 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 2차원 및 3차원 토석류 모형(Deb2D, TiVaSS 등)을 개발하여, 침식-연행-퇴적 과정을 정밀하게 모의하고, 실제 산사태 및 토석류 발생 지역의 현장 자료와 비교·검증을 통해 모델의 신뢰성을 확보하고 있습니다. 또한, 사방댐, 체크댐 등 구조물의 최적 위치 선정 및 효과 분석을 위한 수치해석도 병행하여, 재해 예방 및 복구 방안 마련에 기여하고 있습니다.
특히, 물리 기반 모델과 인공지능 기반 예측기법을 접목하여, 데이터가 부족한 지역에서도 토석류 및 산사태 위험도를 효과적으로 평가할 수 있는 방법론을 개발하고 있습니다. 다양한 유역에서의 적용 사례를 통해, 산사태 및 토석류로 인한 저수지 기능 저하, 하천의 퇴적 및 수질 악화 등 2차 피해까지 종합적으로 분석하고 있습니다.
이러한 연구는 기후변화로 인한 극한 강우, 산지 개발 등으로 증가하는 산사태 및 토석류 재해에 대응하기 위한 과학적 근거를 제공하며, 국가 및 지역 단위의 재난관리 정책 수립, 현장 대응 매뉴얼 개발 등 실질적인 사회적 파급효과를 창출하고 있습니다.
스마트 농업용수 관리 및 수질 예측
본 연구실은 농업용수의 효율적 관리와 수질 예측을 위한 스마트 기술 개발에도 주력하고 있습니다. 농업용 저수지, 관개시설, 배수시설 등 다양한 수리구조물의 운영 데이터를 분석하여, 최적의 용수 공급 및 배분 전략을 수립하고 있습니다. ICT/IoT 기반 실시간 모니터링 시스템을 구축하여, 농경지 침수 방지, 가뭄 대응, 관개 효율화 등 현장 중심의 문제 해결에 앞장서고 있습니다.
또한, LSTM, RNN 등 딥러닝 기반의 기계학습 알고리즘을 활용하여 저수지 및 하천의 수질오염 예측, 오염부하량 산정, DO(용존산소) 농도 예측 등 다양한 환경지표를 실시간으로 예측하고 있습니다. 이를 통해 농업 환경 변화, 기후변화, 재배환경 변화 등에 따른 수질 악화 및 오염사고에 신속하게 대응할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다.
이와 더불어, 대규모 유역 및 중소유역을 대상으로 한 멀티스케일 수리-수문 해석모형 개발, 데이터 기반 최적 관개공급 알고리즘, 농업용수 공급관리 효율화 방안 등 다양한 연구 프로젝트를 수행하며, 농업 현장의 지속가능한 물관리와 환경 보전을 위한 혁신적 솔루션을 제시하고 있습니다.
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Providing solutions for data scarcity in urban flood modeling through sensitivity analysis and DEM modifications
Dasallas Lea, An Hyunuk, Lee Seungsoo
JOURNAL OF HYDROINFORMATICS, 202402
2
Preliminary analysis of nocturnal localized heavy rain-induced landslides in Yecheon County, Northern Gyeongsang Province, South Korea
Lee Seungjun, An Hyunuk, Kim Minseok, Eu Song
LANDSLIDES, 202402
3
Developing synthetic sewer pipe system for data-scarce domains in application for urban flood modeling
안현욱
HYDROLOGY RESEARCH, 202310
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인공지능플랫폼 및 수질오염사고 분석체계 개발(Ⅱ)
2
대유역 유출-범람 해석을 위한 멀티스케일 수리-수문 해석모형 개발
