• 한국수자원학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.13-19
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• 2004

본 연구에서는 포아송 과정을 이용하여 과우해의 재현기간 및 지속특성을 정량화 해 보았다. 대상 지점은 서울 지점으로 하였고 1911년 이후의 자료를 이용하였다. 먼저 포아송 과정을 적용하기 위한 최대 절단수준은 대략 평균에서 표준편차의 50%를 뺀 정도로 결정되었고, 이러한 절단수준에 대해 관측치와 포아송 과정을 비교하였다. 특히, 과우해의 평균 재현기간 및 지속기간은 관측치와 아주 유사한 값을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 이는 가뭄을 정량화 하는 경우에도 포아송 과정이 효과적으로 이용될 수 있음을 나타낸다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.373-382
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• 2006

본 연구에서는 구조가 비교적 간단한 구형펄스모형을 이용하여 가뭄의 심도-지속기간-생기빈도 해석을 이론적인 방법으로 수행하였다. 주어진 절단수준에 대해 다양한 지속기간의 자료계열을 구성하고 이에 대한 통계 특성치를 산정하여 모형의 매개변수를 추정하였다. 이렇게 추정된 매개변수는 이론적인 방법으로 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석을 수행하는데 이용되었다. 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석은 각 펄스의 중첩을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우에 대해 각각 나누어 수행하였고 중첩을 적용하는 경우의 가뭄심도는 재현기간이 증가할수록 더욱 커지는 것을 파악할 수 있었다. 그러나 지속기간이 증가할수록 중첩의 정도는 감소하였으며 이는 지속기간이 증가할수록 사상의 발생확률이 크게 작아지기 때문이다. 지속기간이 증가할 경우 발생하는 사상이 거의 없거나 또는 아예 발생하지 않는 경우가 생기며 이러한 경우에는 모형의 매개변수를 추정할 수 없으므로 재현기간에 따른 심도의 추정도 어렵게 된다. 이 점이 구형펄스모형을 적용하는 경우의 한계가 된다 본 연구에서는 서울지점에 발생한 주요 가뭄사상에 대해 본 연구에서의 결과를 적용하여 그 재현기간을 추정하였다. 어떤 가뭄사상의 재현기간을 가능한 지속기간별로 추정된 재현기간 중 가장 큰 것으로 가정한다면 서울지점의 주요 가뭄사상은 약 14년${\sim}$35년 정도의 재현기간을 갖는다. 이는 상대적으로 아주 크지 않은 재현기간이며 이와 같은 가뭄의 발생이 자주 있을 수 있음을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1117-1123
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• 2014

물은 인류와 동식물의 필요조건으로, 물 부족 상태 즉 가뭄은 전 세계적으로 가장 두려워하는 재해 중 하나이다. 본 연구는 지역적인 특성을 고려하여 가뭄을 판단하고 대응하기 위해 목표재현기간을 설정하고 한반도 전역을 대상으로 시 군 구 단위의 지역별 목표 표준강수지수를 산정하였다. 먼저 한반도에 위치한 30년 이상의 자료기간을 보유한 88개 기상관측소의 강우자료에서 월별강우자료를 추출하고 SPI (3)가뭄지수를 산정하였다. 산정된 SPI (3)에서 연도별 최저치를 추출하여 매개변수적 빈도해석과 경계핵밀도 함수를 이용한 비매개변수적 빈도해석을 실시하였다. 또한, 목표재현기간을 30년으로 설정하고 비매개변수적 빈도해석 결과에 티센비 적용하여 시 군 구 단위로 목표 표준강수지수를 산정하였다. 분석결과 가뭄의 심도와 빈도가 지역별로 크게 다르게 나타남을 확인 할 수 있었으며, 이는 한반도 가뭄의 판단과 대응을 위한 기초자료로 국가적인 수자원계획과 방재대책에 기여하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.254-254
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• 2022

밭 용수관리 및 가뭄 대응을 위한 토양수분 실측자료의 품질관리가 필수적으로 수행되어야 한다. 토양수분 자료의 체계적인 유지관리를 위해 국제 토양수분 네트워크(International Soil Moisture Network; ISMN)가 설립되었고, 전세계 1,400여개 지점의 토양수분량 자료의 품질관리하고 있다. ISMN 품질관리 방식은 토양특성, 강우에 대한 반응, 토양온도, 시계열특성을 이용한다. 지표면 최상 토층에 저장되어있는 수분인 토양수분은 기후 예측, 홍수 예보, 농업가뭄평가, 수자원 관리, 온실가스 산정, 인프라 보전, 수인성 전염병 모델링 등 다양한 분야에 활용될 수 있다(Dorigo et al., 2011). 본 연구에서는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 기기를 이용한 토양수분 측정자료의 품질관리를 위해 ISMN에서 제시한 총6개의 단계별 품질관리 체계를 적용하였다. 단계는 1) 토양수분이 0 m3m-3보다 작은지, 2) 또는 0.6 m3m-3보다 큰지, 3) 토양수분값이 공극률보다 큰지, 4) 토양온도가 영하인지, 5) 토양수분이 강우 이벤트 없이 증가하는지, 그리고 5) 토양수분 시계열 자료에 spike 가 있는지 6) break나 plateau가 있는지를 검사하여 Quality Flag를 설정하였다. 이를 기반으로 토양수분 데이터 자동 프로그램을 개발하여 이상치를 보정하였다. 향후, ISMN의 Quality Flag (QF1-QF10)를 적용하여 모니터링 자료의 품질관리 자동 프로그램을 개발하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.481-486
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• 2007

물 공급 지장의 경제적 파급 효과를 분석하기 위해 한국은행이 2007년 발간한 2003년 지역산업연관모형을 이용하였다. 특히 가뭄의 발생은 지역적인 특성을 가지고 있어서 지역에 따라 피해도 다르게 나타날 것이다. 우선적으로 배분해야할 각 산업의 순위도 지역별로 달라지게 될 것이다. 따라서 전국산업연관표를 이용하여 물 공급의 지장비용을 분석하였을 때보다 구체적으로 효율적인 물 배분에 대한 정보를 제공할 수 것이다. 특히 기존에는 지역별 물 공급 지장 비용을 계측하기 위하여 주로 전국산업연관표 이용하여 각 지역별 산업연관표를 간접 추계하여 사용하였다. 이 방식은 방법론에 따른 오차 존재 가능성이 크기 때문에 신뢰도가 결여된다. 그러나 본 연구는 한국은행의 2003년 실측(survey-based method) 지역산업연관표를 이용하였기 때문에 기존 연구보다 신뢰성있는 연구가 될 것이다. 추정결과, 우리나라 수도산업의 특징은 지역내 파급 효과가 지역간 파급 효과보다 큰 자급자족형 산업인 것으로 나타났다. 전후방연쇄효과도 거의 모든 지역에서 1이상으로 나타났고 후방연쇄효과가 가장 큰 지역은 경남지역으로 나타났다. 서울권과 경남권에서 만 원어치만큼 물 공급되지 않을 경우 해당 지역의 산업에 각각 130만 원과 57만 원의 피해 비용이 발생한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.648-648
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• 2015

이 연구는 수자원 환경을 전반적으로 객관화, 계량화하는 새로운 방법이 성공적임을 소개한다. 기존의 계량법이 일강수량, 월 강수량, 년 강수량 등등, 단순한 수학적 합계에 치중한 결과 가중 중요한 강수의 시간 분포를 간과하였다. 이 단점을 해결하여, 1) 구체적으로 매 시간, 매일 남아 있다고 추정되는 물의 양 만을 합산하는 방법을 택했다. 시간적 감소함수를 이용하여, 강수 후 유출과 증발 등으로 사라지는 물의 양을 고려한 것이다. 2) 합산기간을 객관화하였다. 기본 합산 기간을 365일로 하고, 물 부족 또는 물 과잉이 지속될 경우는 지속되는 기간만큼, 합산기간을 늘이는 방법을 택했다. 따라서 다른 지수들이 임의로 3개월 또는 12개월 등등으로 기간을 결정하는 단점을 해결했다. 이렇게 계산되는 4차원 강수지수(4-Dimensional Rain Index, 4RI)는 1) 일별유효강수지수 (AWRI), 2) 일별가뭄지수(EDI), 3) 일별 홍수지수(FI), 4) 시간별 장기 물지수(LWI), 5) 시간별 단기 물지수(SWI) 등 5개가 기본지수이다. AWRI는 매일 남아 있는 물의 양이다. 이로 인해, 전 지구의 수자원과 재해위험의 시공간적 분포의 정량화 분석이 정밀해졌다. 지구상에서 물 집중이 가장 강한 곳은 캄보디아 내의 한 지점이며 시기는 7월 말이고, 가장 약한 곳은 사하라 사막의 한 지역임이 확인되었다. 또 한국에서 발생하는 갈수기와 풍수기가 정의되었고, 이들의 각 지역별 특성과 차이가 정량적으로 드러났다. 시간적 분포 또한 명확하게 드러나, 각종 저수지의 물 관리나 농?임산물의 생산관리에 획기적 전환점이 마련되었다. 각 국가별로, 각 지역별로 이런 분석은 향후도 무수히 시도되어야 할 것이다. EDI는 매일의 AWRI를 그 날짜의 평균치와 비교한 값이다. 장기가뭄 및 단기가뭄의 강도를 모두 가장 정밀하게 표현한다. FI는 일별로 홍수, 산사태, 침수, 토사 (이하 홍수 등이라 칭함)의 위험을, LWI는 장기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을, SWI는 단기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을 잘 반영한다. 이들은 모두 시간적으로 산발적인 호우에 의한 홍수 등의 위험을 한 개의 지수로 표현해 주는 장점이 있다. 강수 후 홍수가 발생하기 까지는 시간차이가 있기 때문에, 특히 호우 경보에는 SWI가, 홍수 경보에는 LWI가 아주 효과적이다. 결론적으로 5개의 4차원 강수지수는 물환경의 시공간적 분포진단과 예측, 그리고 조기경보에 혁명적 진화를 초래함이 확인되었다. 따라서 추후 모든 강수기후와 연관된 연구는 연강수량 등의 단순 합산보다, 4차원 강수지수를 먼저 사용하는 것이 바람직 할 것임이 제안되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.110-113
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• 2004

제주도내에 개발ㆍ이용 중인 사설 농업용 44개 관정을 대상으로 2002년 11월부터 2003년 11월까지 1년간 지하수 이용량 모니터링 조사를 실시하였다. 재배작물 유형별 지하수 이용특성을 평가한 결과, 밭작물은 대체로 9월에서 11월 초순까지 집중적으로 지하수를 이용하고 있으며, 시설하우스의 경우에는 2월에서부터 10월말까지 비교적 지속적으로 지하수를 이용하고 있는 것으로 분석되었으나, 노지 감귤원은 가뭄이 아닌 경우에는 농약살포시 매우 소량의 지하수를 이용하고 있으며 이용시기도 매우 불규칙한 것으로 조사되었다. 평균 총 가동 일수는 시설하우스 및 밭작물에 혼용으로 사용하고 있는 지하수 관정의 128일로 최대치를 나타내고 있으며, 연간 지하수 총 이용량의 경우도 관정 가동 일수와 같은 경향을 나타내고 있다. 단위 면적(ha) 당 지하수 일 평균 이용량은 시설하우스가 74m$^3$/일으로 가장 많았고 밭작물이 50m$^3$/일로 조사되었다. 원격검침 시스템에 의해 얻어진 모니터링 테이터로부터 산정된 양수량과 계량기 검침에 의한 양수량과의 관계를 비교 분석한 결과, 상관계수가 $R^2$ =0.997을 나타내 수중모터펌프 가동시간 모니터링에 의한 양수량 산정방법이 매우 유효함이 입증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.314-314
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• 2019

가뭄대응 및 이수분야 활용을 위한 장기 기상예측정보 확보를 위해, 경안천 유역을 대상으로 전구기후지수의 원격상관 패턴을 이용하여 통계적 기반의 다중회귀모형을 구성하고 월 강수량의 예측가능성을 평가하였다. 예측인자로서 미국 NOAA에서 제공하는 기후지수 중 총 37개의 지수에 대해 1948~2018년의 월 자료를 이용하였으며, 예측대상인 경안천 월 강수량은 1966~2018년의 유역평균 강수량 자료를 활용하였다. 각 기후지수별 1~24개월 선행자료와 예측대상년도 월 강수량과의 상관분석을 통해 상관성이 높은 기후자료를 선별하여 다중회귀모형의 독립변수로 적용하였다. 예측대상년도를 기준으로 과거 40년의 자료(월 강수량 및 월 기후지수)를 보정자료와 검정자료로 구분(20년씩 무작위로 추출)하고, 보정기간에 대해 도출된 회귀모형 중 검정기간을 대상으로 예측성이 좋은 100개의 회귀모형을 선별하여 예측대상기간에 대한 예측모형으로 활용하였다. 2006~2018년에 대해 전망기간별(1개월, 3개월, 6개월, 12개월)로 각 월별 100개 회귀모형으로 부터의 예측값(예측치의 범위)이 실제 관측치를 포함하는 경우를 월별로 분석한 결과 10월이 가장 높고(83%), 11월(81%), 1월(79%), 8월(77%), 6월(75%), 12월(71%)의 순으로 높게 나타났으며, 상대적으로 7월(29%)과 3월(44%)의 예측성이 낮은 것으로 나타났다. 통계적 모형의 특성상 전망기간에 따른 예측의 정확도는 비례하지 않았다. 예측치의 편차는 크지 않지만 예측성이 낮게 나타나는 기간(3월, 2월)과 예측성은 높지만 예측범위가 크게 나타나는 기간(8월, 6월)에 대해서는 예측모형의 재검토 및 다양한 규모의 유역에 대한 적용을 통해 예측인자 추가 및 보완 등을 수행할 예정이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.627-636
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• 1999

지구온난화의 영향으로 배증 CO2 상태가 되는 약 60년 후의 한반도 평균강수량은 약 5-10%정도의 증가로 예측되고 있다. 그러나 수자원분야에서 평균강수량의 증가보다 더 중요한 것은 홍수 또는 가뭄과 같은 극치기상의 빈도 변화이다. 현재 국제적으로 이러한 극치기상의 빈번한 발생이 지구온난화의 한 증거로 받아들여지고 있기는 하나 그 양상이 어떻게 되리라고는 예측되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 그러한 변화 양상을 예측해 보기 위한 방법론을 제시해 보는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 사용한 방법은 Todorovic과 Woolhiser(1975), katz(1977) 등의 일강수분포 관련 연구를 토대로 하여 월/연강수량의 변화에 다른 일강수의 특성을 매개변수의 변화로 고려하고 이를 통해 일강수의 분포변화를 예측하는 것이다. 본 연구에서는 두 일강수량(10mm,50mm)을 임계치로 하여 월/연강수량의 변화에 따른 10mm이하 및 50mm이상의 발생확률을 조사하였다. 이러한 발생확률의 변화가 바로 가뭄과 홍수의 변화로 직결되지는 않으나 그 양상을 짐작하게 하는 좋은 지표가 될 수 있으리라 판단된다. 아울러 연강수량의 변화에 따른 일강수의 분포변화는 월강수의 변화를 고려하는 경우보다 그 정도가 작았으며, 특히 월강수량의 변화를 고려하는 경우 우기인 여름철에 그 발생빈도의 변화가 아주 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1823-1827
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• 2008

신뢰성 있는 수문자료는 홍수와 가뭄의 피해를 경감하기 위한 각종 수공구조물의 설계 및 기준 수립에 필요한 기초적인 자료이다. 또한, 국내 수문특성을 대변할 수 있는 고품질 수문자료의 확보는 경제 산업적으로도 필수적이고 기본적인 사항이다. 이러한 여건들과 사회적인 요구에 부응하기 위해서는 적극적인 품질관리를 통해 신뢰성 있는 수문자료를 제공해야 한다. 수문자료의 중요성과 수문자료 품질관리의 필요성이 대두되고 있는 사회적인 요구를 반영하고자 국가 수문자료 품질관리 기준을 제시하고 현업에 적용 가능한 시스템을 구축하여 수문자료 관리 체계를 확고히 함으로써 수문자료 신뢰성을 확보하는 데 본 연구의 목적이 있다. 한강홍수통제소 관할 수문관측소의 실시간 수문자료(우량, 수위)에 대해 기왕자료 분석을 통해 지점별 이상치 자동점검 기준을 설정하였고 이에 따른 자동 품질관리를 거친 후 이상 및 결측치를 수동으로 수정, 보완할 수 있는 기법을 적용하여 수동 품질관리를 수행할 수 있도록 C/S(Client/Server) 방식의 전산프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 구축된 국가 수문자료 품질관리시스템에 의해 수행된 품질관리 과정을 통해 수정, 보완된 자료는 원시자료, 자동품질등급, 수정자료, 수동품질등급의 자료 품질 표지가 이루어지고, 자료의 현황을 자세히 알 수 있도록 구성되었다. 국가 수문자료 품질관리시스템을 통해 수문자료 품질관리업무의 효율성을 증대시키고 수문자료의 신뢰도를 높이는 수단으로 활용될 것이다.