• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.77-83
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• 2019

2002년 및 2014년 수행된 황구지천 하천기본계획 수립에 있어서 수질오염농도의 예측을 수행하였지만, 수질 예측모델링 과정에서 관행적으로 적용한 반응계수를 적용함으로써 수질 예측 결과의 신뢰도가 낮은 것으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 황구지천 국가하천 약 7.8 km 본류구간인 세마교와 수직교사이에서의 탈산소계수를 평가하여 기존 수질모델링에서 적용한 탈산소계수와 비교하고자 하였다. 관측자료를 통하여 황구지천 세마교 지점(HGJ2)부터 수직교 지점(HGJ3)구간에서 풍수 기간일 경우 탈산소계수는 $0.078day^{-1}{\sim}0.748day^{-1}$, 갈수 기간일 경우는 $0.053day^{-1}{\sim}0.505day^{-1}$ 등으로 산정되었다. 2002년에 수행된 황구지천 수질 예측모델링에서 적용한 탈산소계수는 $0.02day^{-1}{\sim}3.4day^{-1}$ 범위의 값을 적용하였으며, 2014년에는 $0.043day^{-1}$을 적용하였다. 따라서 2002년에는 실제 관측된 수질보다 긍정적으로 예측되었으나, 2014년에는 실제 관측 수질보다 부정적으로 예측되었다. 이는 여러 요인이 있겠지만 적정한 탈산소계수의 적용도 상당한 요인이 작용한 것으로 보이며, 향후 수질예측모델링에서 관측자료가 있는 경우에는 관측자료에 의한 탈산소계수의 결정을 통하여 수행할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1217-1227
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• 2018

본 연구에서는 순환신경망을 이용한 댐 유입량 예측모형의 적용성 검토를 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 소양강댐 유역 및 충주댐 유역을 대상으로 그간 댐 운영을 통해 축적된 기상 및 수문 빅데이터를 활용하여 인공신경망 모형과 엘만 순환신경망 모형을 구축하였다. 모형의 학습과 예측을 위하여 유역별 유입량, 강우량, 기온, 일조시간, 풍속자료가 입력자료로 사용되었고 10일간 일별 댐유입량 자료가 모델의 출력자료로 구조화 하여 학습을 진행한 후 검증을 목적으로 2016년 7월 ~ 2018년 6월까지 2개년에 대한 댐 유입량 예측을 수행하였다. 학습된 모형의 유입량 예측 결과를 비교분석한 결과, 소양강댐 유역에서는 인공신경망 모형과 순환신경망 모형 간 예측성능은 큰 차이를 보이지 않았으며, 충주댐 유역에서는 순환신경망 모형의 예측 결과가 인공신경망 모형에 비해 비교적 우수한 성능을 보임에 따라 엘만 순환신경망을 이용하여 댐 유입량 예측모형을 구축할 경우 예측성능은 기존의 인공신경망 모형과 비슷하거나 다소 우수할 것으로 판단된다. 또한 엘만 순환신경망은 갈수기 댐 유입량 예측에 있어서 인공신경망에 비해 예측결과의 재현성이 우수한 것으로 나타났으며, 엘만 순환신경망 학습에 있어 다중 은닉층 구조가 단일 은닉층 구조보다 예측 성능 향상에 효과적인 것으로 분석되었다.

• 환경생물
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• 제37권1호
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• pp.48-59
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• 2019

본 연구는 2004~2017년 동안 금강수계에서 백제보 건설 전 후의 화학적 수질 특성 및 경험적 모델 분석을 실시하였다. 4대강 사업 전후의 표층수의 수질에 대한 비교평가에 따르면, TP의 농도는 보 건설 후 급격히 감소하는 현상을 보였고, 총질소 역시 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 식물성 플랑크톤의 1차 생산력의 지표인 CHL-${\alpha}$ 농도와 EC는 보 건설 후 증가한 것으로 나타났다. 즉, 보 구간에서 수체류 시간의 증가로 인해 N, P의 농도는 감소하였지만, CHL/TP 비는 크게 증가하였고, 이로 인해 단위 인(P) 농도 대비 1차생산력은 증가한 것으로 나타났다. 경험적 모델의 회귀분석에 따르면, 보 건설 전 기간에 CHL-${\alpha}$ 농도는 TP와 유의한 관계를 보이지 않았으나(r=0.068, p=0.860, n=58), 보 건설 이후에 두 변수 사이에는 유의한 관계(r=0.6102, p<0.05, n=56)를 보였다. TN 및 이온희석 현상의 지표로 이용된 EC는 계절별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보이며 강우와 역상관 관계(r=0.5378, p<0.01, n=163)를 보였으나, 계절별 TP과 부유물 농도(SS)는 갈수기에 비해 장마기에 증가하는 특성을 보여 강우와 정상관 관계(r>0.40, p<0.01, n=163)를 보였다. 2018년 현재 보 구간의 완전한 상시방류를 시행할 경우, 향후 수체의 하천화에 의해 TP 농도는 증가하며, 녹조 현상은 감소할 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제28권1호
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• pp.35-48
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• 2019

장기간 유량측정과 수질분석은 수질오염총량관리제도 유역의 목표수질과 허용 부하량을 결정하기 위하여 필요하다. 목표수질 달성여부를 평가하는데 사용되는 부하지속곡선은 유량과 수질간의 관계를 설명하고, 유량조건별 오염부하량 특성을 평가한다. 경안천의 부하지속곡선은 경안천 목표수질과 2006년부터 2015년까지 연평균 8일 간격으로 측정한 유량자료를 이용한 유량지속곡선에 의해서 작성되었다. 연구결과 경안천은 갈수량 구간에서 목표수질을 초과하여 점오염원에 대한 관리가 필요한 것으로 분석되었다. 또한, 연중 3월에서 6월 사이의 기간 동안에만 목표수질을 초과하는 것으로 나타나 이 기간 동안 경안천의 목표수질을 달성하기 위한 체계적인 유역 관리가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제23권3호
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• pp.252-259
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• 2021

무등산에서 발원하여 광주천으로 유입되던 수많은 계곡수가 합류식 하수관거로 유입되면서 광주천의 건천화와 수질 악화가 심화되었다. 본 연구는 하수처리장으로 유입되는 광주천 유역의 무등산 계곡수를 수원으로 활용하여 실개천을 조성하는 방안에 대해 연구하였다. 먼저, 100 m³/일 이상의 유량을 보이는 4개 지점의 유량 및 수질 조사 결과 지점별로 105~2,721 m³/일의 유량을 나타냈으며, 평균 수질은 BOD₅ 0.3~1.6 mg/L로 나타났다. 만약, 갈수기 유량 1,500 m³/일의 실개천을 조성한 후 광주천 남광교 지점으로 유입시킨다면, BOD 7.3%, COD 6.5%, T-P 5.8%, T-N 5.2%의 개선 효과가 있을 것으로 예측되었다. 또한, 계곡수 유입에 의한 하수처리장 유량 부하 부담이 줄어들고, 하수처리 비용이 절감되며, 도심 속 수변 amenity 창출에 의한 Blue-Green-Network (BGN) 구축의 토대가 될 것으로 판단되었다.

• 디지털융복합연구
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• 제18권12호
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• pp.133-138
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• 2020

본 연구는 "농어업인 삶의 질 향상 및 농어촌지역 개발촉진에 관한 특별법" 제20조, 동법 시행령 제12조에 의거, 농촌중심지활성화를 위한 경관계획 수립을 위해 전라남도 병영면 농촌중심지 지역민들을 대상으로 의견을 조사·분석하였다. 조사내용은 경관 장소적 선호도, 대표 경관자원 및 인물, 개선사항 등의 내용으로 진행하였으며, 조사·분석결과를 기반으로 향후 농촌지역민 삶의 질 개선을 위해 공간 구조적, 관련계획 및 사업적, 자연 경관적, 역사문화경관적, 공공/민간경관적 측면 등 각 요소별 디자인가이드라인 방안을 제언하였다. 이러한 조사·분석결과와 더불어, 향후 농촌지역민 삶의 질 개선을 위한 디자인가이드 라인을 제언하였으며 주요내용은 다음과 같다. 외부에서 많은 관광객이 찾아와서 머물고 갈수 있는 체류형 관광프로그램 개발이 필요하고, 역사보전 사업 및 하멜촌 조성사업과 연계, 등산로 및 친수공간 조성을 통해 접근성을 높이고 다른 자원과 연계방안을 마련해야 할 것이다. 다양한 관광자원을 보유하고 있음에 따라, 거시적인 방향설정 등 각 요소별 디자인가이드 라인을 작성하여 체계적인 경관관리가 될 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권7호
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• pp.515-529
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• 2022

이용 가능한 수자원의 규모를 파악하는 것은 지속가능한 이수계획 수립에 필수적인 과정이다. 특히 댐 시설은 용수를 저류하여 갈수기에 공급하기 위한 주요 수공 시설물로써 댐 유입량 및 댐 운영 방안에 따라 댐의 용수공급능력은 크게 달라질 수 있다. 국내에서는 과거 유입량 관측자료를 바탕으로 저수지 운영모의 방법을 통해 댐 용수공급능력을 산정하고 있으며, 이때 관측기간 내 가뭄발생 여부에 따라 용수공급능력이 과소 혹은 과다 추정되는 불확실성을 내포하며, 이는 수자원 계획 수립의 신뢰도를 저해하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 발전용댐의 용수공급능력 적정 범위를 산정하기 위해 확률론적 유입량 자료를 활용하였다. 즉, 다양한 기후 및 사회경제 변화를 반영한 확률론적 댐 유입량 및 이를 활용한 발전용댐 용수공급능력의 범위를 산정하는 방법을 제시하였으며, 국내 한강수계에 위치한 발전용댐을 대상으로 분석을 수행하였다. 향후 기후변화에 대응하기 위한 발전용댐의 용수공급능력 파악은 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 다양한 기후 시나리오에서의 댐 용수공급능력 범위를 정량적으로 파악함으로써 국내 수자원 계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.1115-1124
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• 2022

본 연구는 충주댐과 소양강댐 유역을 대상으로 분포형 수문모형인 Variable Infiltration Capacity (VIC) 모형 기반의 댐 유입량 예측 모형과 딥러닝 모형의 일종인 LSTM 기반의 댐 방류량 예측 모형으로 구성된 통합 모델링 프레임워크를 구성하여 미래 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하였다. 기후모델에 따른 미래 기후자료의 불확실성을 고려하여 4개의 CMIP6 GCM 모델의 기후자료를 미래기간(2021-2100)에 대한 VIC 모형의 기상자료로 입력하였다. 미래기후자료를 적용한 결과, 미래가 진행됨에 따라 기간별 평균 유입량이 증가하였으며, 먼 미래(2070-2100)에는 관측기간(1986-2020)에 비해 유입량이 최대 22% 증가하였다. 갈수량 분석 결과, 임의의 4일~50일에 대한 댐 방류량의 최소값은 관측치에 비해 현저히 낮은 것으로 나타났다. 이는 가뭄이 과거에 관측된 것보다 더 장기간에 걸쳐 발생할 수 있음을 나타내며, 수도권 시민들이 미래의 가뭄으로 인해 심각한 물 부족을 겪을 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 단기 및 중기 미래에 비하여 장기미래에 저수량의 변화가 급격하게 이루어졌으며 이는 수자원 관리의 어려움이 증대될 수 있음을 시사한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.1021-1030
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• 2022

최근 우리나라의 물 관련 정책은 수량-수질-수생태 통합관리 방향으로 진행되고 있으며, 특히 하천의 자연성 회복이 주요한 이슈가 되고 있다. 이수기 댐 운영에 있어서는 가뭄, 물 수요 증가 등으로 용수공급 효과를 극대화시킬 수 있는 부족분 공급방식을 적용하고자하는 시도들이 이어지고 있다. 댐 운영에 부족분 공급방식을 적용하면 댐의 용수공급능력을 극대화 시킬 수는 있지만 하류 하천의 유량이 일정하게 유지된다는 특징이 있다. 자연하천은 오랜 시간동안 형성된 하나의 생태계로 유량의 변동성에 큰 영향을 받는다. 결국 부족분 공급방식을 적용한 댐 운영은 수량 관리에서는 효과적이지만 하천의 자연성 회복 및 수생태 측면에서는 부정적 영향을 미칠 수있다. 본 연구에서는 저수지 모의를 통해 보장량 공급방식, 부족분 공급방식, 선택적 부족분 공급방식 등의 댐 운영이 하류 하천 유황에 미치는 영향을 분석하고, 각 운영방식의 적용 효과에 대해 분석하고자 하였다. 그 결과 보장량 공급방식을 적용하면 하천의 유량 변동성은 크게 유지할 수 있으나 댐의 용수공급능력은 크지 않은 것으로 나타났다. 부족분 공급방식을 활용하면 용수공급능력을 증대시킬 수는 있으나 하류의 평수량과 갈수량의 차이가 매우 작아 유량의 변동성 측면에서는 매우 취약한 것으로 확인되었다. 선택적 부족분 공급방식을 적용할 경우 기간신뢰도를 95% 이상으로 유지하며, 하류 하천의 유황은 보장량 공급방식을 적용할 때와 유사하게 유지할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.877-886
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• 2022

본 연구는 상사호(주암조절지)의 유량과 수질이 향후 기후변화에 따라 어떻게 변화하며 어떠한 대책이 필요한지에 대한 분석과 관리 대책을 수립하는 것을 지원하고자 수행되었다. 유역의 변화를 예측하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 와 호 내의 수질 예측하기 위해 AEM3D (Aquatic Ecosystem Model)를 연계하여 사용하였다. 기후변화 조건은 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에 따른 AR5(5th Assessment Report)의 RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였다. 기후변화 시나리오는 기상청에 의해 상사호 유역에 대한 상세화된 자료를 사용하였고, 2012년~2021년의 10년간의 기간에 대해 보정 및 검증 하고, 미래 상황의 예측을 위해 현재, 2025년~2036년, 2045년~2056년 그리고 2075년~2086년의 기간으로 구분하고 또한 연도별로 6월부터 8월까지의 여름철과 12월부터 2월까지의 겨울철에 대해 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대한 상사호 유역의 유량은 산술 평균으로는 RCP 4.5보다 RCP 8.5 가 큰 것으로 나타났으며 TN, TP 또한 RCP 4.5에서 높은 경향을 나타내었다. 그러나 RCP 8.5에서 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 여름철에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었으며 이에 따른 대책이 필요할 것으로 분석된다.