• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.519-519
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• 2015

2007년 발간된 IPCC의 4차 평가보고서에서 자연재해, 환경, 해양, 농업, 생태계, 보건 등 다양한 부분에 미치는 기후변화의 영향에 대한 과학적 근거들이 제시되면서 기후변화는 현세기 범지구적인 화두로 대두되고 있다. 또한, 기후변화에 의한 지구 온난화는 대규모의 수문순환 과정에서의 변화들과 연관되어 담수자원은 기후변화에 대단히 취약하며 미래로 갈수록 악영향을 받을 것으로 6차 기술보고서에서 제시하고 있다. 특히 우리나라는 지구온난화가 전 지구적인 평균보다 급속하게 진행될 가능성이 높기 때문에 기후변화에 대한 담수자원 취약성이 더욱 클 것으로 예상된다. 따라서 지표수에 용수의존도가 높은 우리나라의 댐 저수지를 대상으로 기후변화에 따른 수환경 변화의 정확한 분석과 취약성 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 SRES A1B 시나리오를 적용하여 기후변화가 주암호 저수지의 수환경 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 지역스케일의 미래 기후시나리오 생산을 위해 인공신경망(Artificial Neural Network.,ANN)기법을 적용하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고온도, 최저온도)에 대해 강우-유출모형에 적용이 가능한 지역스케일로 통계적 상세화를 수행하였으며, 이를 유역모델에 적용하여 저수지 유입부의 유출량 및 부하량을 예측하였다. 유역 모델의 결과를 토대로 저수지 운영모델에 저수지 유입부의 유출량을 적용하여 미래 기간의 방류량을 산정하였으며, 최종적으로 저수지 모델에 유입량, 유입부하량 및 방류량을 적용하여 저수지 내 오염 및 영양물질 순환 및 분포 예측을 통해서 기후변화가 저수지 수환경에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 시나리오에 따른 상세기 후전망을 위해서 기후인자의 미래분석 기간은 (I)단계 구간(2011~2040년), (II)단계 구간(2041~2070년), (III) 단계 구간(2071~2100년)의 3개 구간으로 설정하여 수행하였으며, Baseline인 1991~2010년까지의 실측값과 모의 값을 비교하여 검증하였다. 강우량의 경우 Baseline 대비 미래로 갈수록 증가하는 것으로 전망되었으며, 2011년 대비 2100년에서 연강수량 6.4% 증가한 반면, 일최대강수량이 7.0% 증가하는 것으로 나타나 미래로 갈수록 집중호우의 발생가능성이 커질 것으로 예측되었다. 유역의 수문 수질변화 전망도 강수량 증가의 영향으로 주암댐으로 유입하는 총 유량이 Baseline 대비 증가 하였으며, 유사량 및 오염부하량도 증가하는 것으로 나타났다. 저수지 수환경 변화 예측결과 유입량이 증가함에 따라서 연평균 체류시간이 감소하였으며, 기온 및 유입수온 상승의 영향으로 (I)단계 구간대비 미래로 갈수록 상층 및 심층의 수온이 상승하는 것으로 나타났다. 연중 수온성층기간 역시 증가하는 것으로 나타났으며, 남조류는 (I)단계 구간 대비 (III)단계 구간으로 갈수록 출현시기가 빨라지며 농도 역시 증가하였다. 또한 풍수년, 평수년에 비해 갈수년에 남조류의 연평균농도 상승폭과 최고농도가 크게 나타나 미래로 갈수록 댐 유입량이 적은 해에 남조류로 인한 피해 발생 가능성이 높아질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.323-323
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• 2016

최근 강우강도 등의 기후변화로 인한 표토침식량이 증가하고 있고, 이에 따른 사회적 환경적 문제가 부각되고 있다. 특히 표토는 인류에게 식량생산의 기반이 되고, 정주공간을 제공할 뿐만 아니라 에너지 생산, 수자원 함양, 기후변화 대응, 생물 다양성 유지, 생태계의 건전성, 자원함양 및 순환, 오염물질 정화 등 소중한 생명자원이다. 이에 환경부에서는 2012월 12월 표토의 침식현황에 관한 고시를 제정하고, 표토 유실 대책 방안을 수립하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이에 자원으로서의 표토를 보전하기 위한 단기적 관점의 대책 수립을 위한 웹GIS 기반 단일 강우에 의한 표토침식량을 예측하는 시스템을 개발하였다. 본 연구는 크게 표토침식 예측 모듈 개발과 정확성 평가를 위한 시험포 단위 모니터링 그리고 모듈을 적용한 웹GIS 시스템 개발, 시범적용을 위한 강원도 홍천군 자운리 DB 구축으로 구분된다. 표토침식예측 모듈의 정확성을 검증하기 위하여 가로 4m ${\times}$ 세로 22m, 경사도 3%, 9% 시험포 2개를 조성, 2015년 5월 11일부터 2015년 11월 23일까지 강우량, 유출량, 표토침식량을 조사하였으며, 웹 GIS 시스템은 Open Source Software인 Geoserver, PostGIS, OpenLayers를 활용하여 개발하였다. 마지막으로 개발된 웹GIS 표토침식예측시스템의 시범적용을 위하여 강원도 홍천군 자운리의 농경지 경계, 경사도, 경사장, 작물특성 등에 대한 GIS DB를 구축하였다. 시험포 모니터링 결과 강우발생일수는 총 64일로 관측되었고, 이중 유출은 총 30회가 발생되었다. 이 결과를 활용하여 표토침식 예측 모듈을 검증한 결과 3 % 시험포의 유출량 NSE : 0.88, $R^2$ : 0.91, 표토침식량 NSE : 0.87, $R^2$ : 0.90, 9 % 시험포의 유출량 NSE : 0.76, $R^2$ : 0.82, 표토 침식량 NSE : 0.82, $R^2$ : 0.88로 나타났다. 웹GIS 표토침식 예측 시스템은 Layer 정보, 맵, GIS tool, 경작기 정보, 날씨 정보 등으로 구성되어 있으며, 기상청 Open API와 연동하여 당일의 강수량 예보 데이터와 표토침식량 산정 모듈을 이용하여 예측 표토 침식량 데이터를 제공한다. 하루가 지나면 기상청에서 실측한 강수량 데이터를 이용하여 표토 침식량 산정모듈이 자동적으로 수행된 뒤 실측 강우량에 대한 표토침식량 정보가 제공된다 본 연구에서 개발된 웹GIS기반 표토침식 예측 시스템은 시범 대상 유역인 강원도 홍천군 자운리 유역을 대상으로 구축되었으며, 지속적으로 대상유역을 확대할 계획이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.30-30
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• 2015

유역에 내린 강우의 총량은 홍수나 갈수 측면에서 매우 중요하다. 점 강우량에 의해 측정된 강우량을 이용하여 유역 총강우량으로 환산하는 과정에 많은 오차가 포함되어 있다. 선행연구에 따르면, 우량계를 통한 강우관측에서 언더캐치(undercatch)에 의한 계통오차는 일반적으로 5~16%, 우연오차는 약 5%가 발생된다고 보고하였으며, 점 우량계 자료를 내삽하여 공간자료로 변환할 경우 0.1km 규모에서 표준오차가 4~14%, 1km 규모에서는 33~45%, 10km 규모에서는 약 65% 정도 발생된다고 한다. 이러한 우량계 관측오차 및 강우자료 처리과정에서 발생되는 오차는 유역의 유출량 계산에 영향을 주어 홍수예보 정확도를 크게 떨어뜨릴 수 있다. 우리나라에서는 지금까지 유역 총강우량 산정 측면에서 지점강우량의 불확실성에 대한 연구가 많이 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 우리나라에서 주로 사용되고 있는 전도형 우량계를 이용하여 소규모 구역에서 관측되는 강우관측의 불확실성을 분석하고자 하였다. 연구에 사용된 우량계는 0.5mm 급 표준 전도형 우량계로 정밀도는 시간당 1~100mm 기준으로 ${\pm}1%$를 기록하여 기상검정규격인 ${\pm}3%$를 만족하고 있다. 이 우량계는 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 내에 장애물이 없는 평지에 60m 간격으로 총 6대($2{\times}3$)를 설치하여 2014년 7월 11일부터 9월 2일까지 54일간 관측을 수행하였다. 관측기간 동안 2대의 우량계가 수일동안 강우가 기록되지 않아서 분석에서 제외하였다. 우량계 상호 간의 누적강우량(54일간)을 비교한 결과 2.5~25.5mm의 차이를 나타냈다. 강우강도별 강우량 합계를 비교한 결과 시간당 1mm 이상에서는 약 1%의 차이가 났으며, 시간당 15mm 이상에서는 7.4%의 차이를 나타내어 강도가 큰 강우사상에서 우량계 간의 관측오차가 더 크게 나타났다. 또한 우량계 상호 간의 상관계수를 분석한 결과, 우량계 간의 거리가 가까울수록 그리고 누적시간이 길수록 상관계수는 커지는 것을 확인할 수 있었다. 도출된 결과를 토대로 하면 앞서 언급한 바와 같이 점 우량계 자료를 내삽하거나 유역 또는 계산격자의 대푯값으로 사용하여 1시간 이하 단위로 유출모의를 할 경우 심각한 오차를 발생시킬 수 있음을 시사한다. 보다 신뢰성 있는 홍수예보와 효율적인 유역관리를 위해서는 점 중심의 강우 관측이 아닌 면적 우량에 대한 관측이 이루어져야 하며 이를 위한 기술의 개발이 필요하다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.11
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• pp.925-932
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• 2021

A drought-flood abrupt alternation event is an overlapping extreme event that is harder to cope with than a single event of drought and flood. It is also expected to have a significant adverse impact on ecosystems as well as industries and agriculture. However, there has not yet been a comprehensive study that characterizes the drought-flood abrupt alternation events in Korea. Therefore, this study employed a standard weighted average precipitation (SWAP) index, which is efficient to analyze not only individual events of drought and flood but also the drought-flood abrupt alternation events considering various time scales. The SWAP standardized the weighted average precipitation (WAP) by adding temporal weights to the precipitation. The SWAP indices were calculated for middle-sized watersheds of the Han River basin using the area average precipitation during 1966 and 2018. The severity K was calculated to represent the relative regional severity considering normal rainfalls, and used to characterize the drought-flood abrupt alternation in the study areas. The results indicated that 20 of the 30 middle-sized watersheds in the Han River basin were confirmed to increase the severity of drought-flood abrupt alternation over time. Considering the frequency and severity of drought-flood abrupt alternation events in each watershed, vulnerable areas and dangerous areas due to drought-flood abrupt alternation were identified, for example, the Upstream Namhan River (#1001).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.305-305
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• 2023

수문조사기기 검정은 강수량, 수위, 유량 등과 같은 수문자료를 관측하는 수문조사기기가 대상지역의 수문상황을 정확하게 관측하는지를 검사하는 일련의 과정으로 「수자원의 조사 계획 및 관리에 관한 법률」 제12조에 법적 기반을 두고 있다. 검정 대상은 강수량, 수위, 유속, 유사량, 토양수분량, 증발산량, 증발량 측정기기 총 7종이며, 환경부장관으로부터 한강홍수통제소가 검정업무를 위임받고, 한국건설기술연구원과 한국수자원조사기술원이 위탁받아 운영중에 있다. 최근에는 증발산량, 토양수분량 및 유량 측정기기기 등이 첨단화되어 기존 검정 방식에 대한보완 및 신설에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히, 유량 측정시 기존에 사용하였던 회전식 유속계는 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 유량측정기기로 대체되어 활용률이 2013년 24%에서2021년 67%로 약 2.8배 급격히 증가하였다. 하지만 수문조사기기 검정 관련 고시 내 ADCP에 대한검사방법 및 허용오차 등의 규정이 부재하여 수문조사기기의 검정 공백이 발생하는 등의 문제가 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 ADCP 운영 및 기술 현황, 현행 법령, 국외 사례 등을 검토하여 ADCP 유량측정기기의 검사방법 및 허용오차에 대한 방안을 제시하고자 한다. ADCP 검사방법은 총 5단계로 외관검사, 자가진단 검사, 온도센서 검사, 수심측정 검사, 유량비교측정 검사에 따라 검정을 실시한다. 첫 번째 외관검사시에는 기기 외관과 센서 등 물리적 손상을 점검하고, 두 번째 자가진단 검사에서는 센서 변환 매트릭스 값, 수신부 센서 테스트, RAM/ROM 테스트, 통신 테스트 등에 관한 정상값 산출 여부를 확인한다. 세 번째 온도센서 검사에서는 검증용 온도센서를 이용한 값과 ADCP에 부착된 온도센서 값과 차이를 확인하고 ±2℃초과시 재검사 또는 적절한 조치를 취한 후 다음 단계의 검사를 진행한다. 네 번째 수심측정 검사에서는 수조 내 수심 측정을 확인하여 실제 수심과의 오차를 확인하고 ±1% 초과시 재검사 또는 적절한 조치 후 다음 검사를 실시한다. 유량비교 측정검사에서는 각 기기 간의 평균유량의 상대오차를 평가하는 것으로 ±5%미만에는 합격, ±5이상 ±10%미만에서는 재검사, ±10%이상에서는 공장수리를 권고하도록 하고, 1~5 단계의 검사를 통과한 기기를 대상으로 인증서를 발급하도록 한다. 유량비교 측정검사시에는 매년 ADCP를 사용하는 일반기업 및 공공기관 등이 모여 ADCP의 성능을 상호간 비교하는 'ADCP 기술협력 워크숍'을 확장하여 실시할 수 있다. 각 검사 단계의 허용오차는 USGS 또는 제조사 기준과 2022년 ADCP 기술협력 워크숍 성능검사 분석 결과를 토대로 하였다. 본 ADCP 검정 방안은 향후 ADCP 모델별로 단계별 시범 검토를 통해 세부사항에 대한 제시가 필요하며, 온도센서 검사, 수심측정 검사, 유량 비교측정검사에 대한 허용오차에 대한 타당성에대한 검증 및 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.9 no.2
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• pp.149-160
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• 2007

KoFlux Gwangneung Supersite comprises complex topography and diverse vegetation types (and structures), which necessitate complementary multi-disciplinary measurements to understand energy and matter exchange. Here, we report the results of this ongoing research with special focuses on carbon/water budgets in Gwangneung forest, implications of inter-dependency between water and carbon cycles, and the importance of hydrology in carbon cycling under monsoon climate. Comprehensive biometric and chamber measurements indicated the mean annual net ecosystem productivity (NEP) of this forest to be ${\sim}2.6\;t\;C\;ha^{-1}y^{-1}$. In conjunction with the tower flux measurement, the preliminary carbon budget suggests the Gwangneung forest to be an important sink for atmospheric $CO_2$. The catchment scale water budget indicated that $30\sim40%$ of annual precipitation was apportioned to evapotranspiration (ET). The growing season average of the water use efficiency (WUE), determined from leaf carbon isotope ratios of representative tree species, was about $12{\mu}mol\;CO_2/mmol\;H_2O$ with noticeable seasonal variations. Such information on ET and WUE can be used to constrain the catchment scale carbon uptake. Inter-annual variations in tree ring growth and soil respiration rates correlated with the magnitude and the pattern of precipitation during the growing season, which requires further investigation of the effect of a monsoon climate on the catchment carbon cycle. Additionally, we examine whether structural and functional units exist in this catchment by characterizing the spatial heterogeneity of the study site, which will provide the linkage between different spatial and temporal scale measurements.

• Applied Biological Chemistry
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• v.27 no.3
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• pp.187-197
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• 1984

Samples (river water, tap water, soil, sediment, fish and shellfish) collected in Downstream Area of Nakdong River were analyzed for organochlorine pesticides by G.C. equipped with electron capture detector. Residue levels of organochlorine pesticides in the river water and tap water ranged from less than detection limit (ND) to 56ppt. Total BHC concentration in the river water and tap water were found to increase in summer and decrease in winter. The variation appeared to be related to rain fall. ${\alpha}-BHC\;and\;{\beta}-BHC$ concentration in the soil were ND-3.3ppb and ND-769.7ppb, respectively. ${\alpha}-BHC\;and\;{\beta}-BHC$ concentration in the sediment were ND-2.0ppb and ND-409.9ppb, respectively. Concentration factor of total BHC in the sediment ranged from 83 to 3213. In fish, Carasssus carassius and shellfish, Anodonta woodiana(Lea) the concentration factor of ${\beta}-BHC$ and total BHC were 2,609, 435 and 3,261, 375, respectively.

• Journal of the Korean association of regional geographers
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• v.19 no.3
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• pp.446-453
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• 2013

Festivals using plant phenology is one of the examples can represent the ecosystem services. Changwon Jinhae Gunhangje is typical spring festival using cherry blossoms phenology. This research was done to define relationship between flowering of cherry blossoms and Gunhangje. Phenological data (Julian day) of cherry blossoms and visitor number of Gunhangje from 1987 to 2013 were collected. Differences of Phenological phase of cherry blossoms and duration of Gunhangje was analyzed. Trend analysis was performed to know changes of flowering and budding day of cherry blossoms. Correlations between visitor number of Gunhangje and environmental factors was defined by factor analysis and regression analysis. Results are showed that during the 26 years, periodicity of flowering and budding day was not identified or even identified it was not significant. Environmental factors effect on visitor numbers of Gunhangje were defined as temperature factor, day factor, and precipitation factor. Temperature factor was significantly correlated with visitor numbers of Gunhangje. Though Flowering day of cherry blossoms and festival duration was not matched, however, difference of visitor numbers was not showed. These results suggest that fixed duration of Gunhangje would be more effective to visitors than changing the festival duration following the phenological day changes of cherry blossoms.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.37 no.3
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• pp.149-158
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• 2012

In this paper, we measured the variations of radon concentrations in groundwater using low-level Liquid Scintillation Counter (LSC), an instrument for analyzing the alpha and beta radionuclides at its 10 sites around the Kumjung-Gu, north-western of Busan. Optimization of Pulse Shape Analyzer (PSA) to determinate the highest value of figure of merit (FM) was decided using Quantulus 1200 LSC with radium-226 source, the optimal PSA level was shown in the range of 100 to 110. The results show that the Minimum Detectable Activity (MDA) of radon concentrations is 0.61 $Bq{\cdot}L^{-1}$ for 20 minutes in PSA level. We find that the average radon concentration in groundwater is high in granitic rock area and low in volcanic rock area. (Biotite granite : 191.39 $Bq{\cdot}L^{-1}$, Micro graphic granite : 141.88 $Bq{\cdot}L^{-1}$, Adamellite : 92.94 $Bq{\cdot}L^{-1}$, Andesite (volcanic) : 35.35 $Bq{\cdot}L^{-1}$). No significant seasonal variation pattern is observed from the long-term variation analysis from 10 selected sites. We have not seen the significant correlation of radon concentration to groundwater temperature, atmospheric temperature, atmospheric pressure and rainfall. The concentration variation is probably caused by more complex factors and processes.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.4
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• pp.245-257
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• 2016

Although rivers cover only 0.5% of the total land area on the Earth, they are windows that show the integrated effects of watershed biogeochemistry. Studies on the loads and properties of riverine carbon have been conducted because they are directly linked with drinking water quality, and because regional or global net ecosystem production (NEP) can be overestimated, unless riverine carbon loads are subtracted. Globally, ${\sim}0.8-1.5Pg\;yr^{-1}$ and ${\sim}0.62-2.1Pg\;yr^{-1}$ of carbon are transported from terrestrial ecosystems to the ocean via rivers and from inland waters to the atmosphere, respectively. Concentrations, ${\delta}^{13}C$, and fluorescence spectra of riverine carbon have been investigated in South Korea to understand the spatiotemporal changes in the sources. Precipitation as well as land use/land cover can strongly influence the composition of riverine carbon, thus shifting the ratios among DIC, DOC, and POC, which could affect the concentrations, loads, and the degradability of adsorbed organic and inorganic toxic materials. A variety of analyses including $^{14}C$ and high resolution mass spectroscopy need to be employed to precisely define the sources and to quantify the degradability of riverine carbon. Long-term data on concentrations of major ions including alkalinity and daily discharge have been used to show direct evidence of ecosystem changes in the US. The current database managed by the Korean government could be improved further by integrating the data collected by individual researchers, and by adding the major components ions including DIC, DOC, and POC into the database.