• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.23 no.2
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• pp.53-69
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• 2020

The increase of the impermeable area due to industrialization and urban development distorts the hydrological circulation system and cause serious stream drying phenomena. In order to manage this, it is necessary to develop a technology for impact assessment of stream drying phenomena, which enables quantitative evaluation and prediction. In this study, the cause of streamflow reduction was assessed for dam and weir watersheds in the five major river basins of South Korea by using distributed hydrological model DrySAT-WFT (Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking) and GIS time series data. For the modeling, the 5 influencing factors of stream drying phenomena (soil erosion, forest growth, road-river disconnection, groundwater use, urban development) were selected and prepared as GIS-based time series spatial data from 1976 to 2015. The DrySAT-WFT was calibrated and validated from 2005 to 2015 at 8 multipurpose dam watershed (Chungju, Soyang, Andong, Imha, Hapcheon, Seomjin river, Juam, and Yongdam) and 4 gauging stations (Osucheon, Mihocheon, Maruek, and Chogang) respectively. The calibration results showed that the coefficient of determination (R²) was 0.76 in average (0.66 to 0.84) and the Nash-Sutcliffe model efficiency was 0.62 in average (0.52 to 0.72). Based on the 2010s (2006~2015) weather condition for the whole period, the streamflow impact was estimated by applying GIS data for each decade (1980s: 1976~1985, 1990s: 1986~1995, 2000s: 1996~2005, 2010s: 2006~2015). The results showed that the 2010s averaged-wet streamflow (Q95) showed decrease of 4.1~6.3%, the 2010s averaged-normal streamflow (Q185) showed decreased of 6.7~9.1% and the 2010s averaged-drought streamflow (Q355) showed decrease of 8.4~10.4% compared to 1980s streamflows respectively on the whole. During 1975~2015, the increase of groundwater use covered 40.5% contribution and the next was forest growth with 29.0% contribution among the 5 influencing factors.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.57 no.8
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• pp.519-532
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• 2024

This study aims to investigate stream drying phenomena and determine ecological flow in upper Jungnangcheon basin(118.2 km²) of Han River basin. Satellite imagery was used to compare historical and current land cover, and field surveys, including fish surveys, were conducted to assess stream drying conditions. Satellite image analysis revealed a significant increase in impervious surface area due to the expansion of residential and commercial areas. Streamflow and water quality measurements at Hannae Bridge in study area during the dry season showed and average minimum flow of 1.39 m³/sec and elevated SS levels, indicating poor water quality for T-P and TOC. The representative fish species in the study area was P.herzi. Optimal habitat suitability index for depth, velocity, and substrate were 0.3~0.5 m, 0.1~0.3 m/sec, and sand, respectively. Using PHABSIM, the ecological flow for the study area was estimated as 1.00 m³/sec. The derived ecological flow can be used as a reference flow for stream drying mitigation strategies.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1840-1844
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• 2006

현재 안양천 유역에서는 하천 유지유량 확보 및 건천화 방지를 위해 지하철 용출수, 하수처리장 방류수 및 재이용수가 활용되고 있다. 본 연구에서는 광범위한 유역에 적용이 가능하고, 점오염원 및 비점오염원 분석과 처리 대안의 효과 분석을 실시할 수 있는 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) 모형에 대해 민감도 분석을 실시한 후 안양천 중상류 유역에서 현재 활용되고 있는 유지유량 확보 방안에 대한 효과 분석을 수행하였다. 총유출량과 첨두유량에 대한 매개변수 민감도 분석 결과 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC, INTFW, LZETP 순으로 민감하게 반응하였으며, 이 중 유출에 1% 이상 변화를 주는 매개변수 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC를 모형의 보정 및 검증에 사용하였다. HSPF 모형을 이용하여 2004년 안양천 유역을 모의한 결과 갈수량 기준 시 안양천 중류 유량의 82%가 안양하수처리장에서 방류되는 방류수에 의한 것으로 나타났으며, 하수처리 재이용수와 지하철 용출수는 각각 4.6%와 1.3%의 영향을 보였다. 따라서 안양천 유역과 같은 건천화가 진행되고 있는 도시하천의 경우 지하철 용출수 및 하수처리수 등의 하천 유지유량 확보 방안은 물순환 건전화의 중요한 대안이 될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.35-35
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• 2019

본 연구에서는 분포형 수문 모형 Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking (DrySAT-WTF)을 활용해 우리나라의 1976년부터 2015년까지의 유출량을 산정하고, 이를 다층퍼셉트론(Multi Layer Perceptron) 인경신경망 모형(Artificial Neural Network Model)에 적용해 미래 유출을 예측하였다. DrySAT-WFT은 전국 표준 유역을 대상으로 하천 건천화 원인 추적 및 평가를 위해 개발된 모형으로 유출모의를 위한 기상자료 외에 건천화 영향 요소를 고려하기 위한 산림 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용, 토심 변화에 대한 DB를 적용 가능한 것이 특징이다. DrySAT-WFT를 위한 기상자료로 모의 기간에 대한 일별 강우량, 상대습도, 평균풍속, 평균 및 최고, 최저 기온, 일조시간을 구축하였으며, 연대별 건천화 영향 요소 DB를 구축하여 적용하였다. 전국 다목적 댐 보 12지점의 유량을 활용해 모형의 보정(2005-2010) 및 검증(2011-2015)을 실시한 결과, 평균 결정계수(Coefficient of determination, $R^2$)는 0.76, 모형효율성계수(Nash-Sutcliffe efficiency, NSE)는 0.62, 평균제곱근오차(average root mean square error, RMSE)는 3.09로 신뢰성 있는 유출 모의 결과를 나타내었다. 미래 유출량 예측을 위한 MLP-ANN은 1976년부터 2015년까지의 유출 모의 결과를 Training Set으로 훈련하여 $R^2$가 0.5 이상이 되어 신뢰성을 확보하였고, 2016년부터 2018년까지의 기간을 1개월 단위로 실제 유출량과 예측 유출량을 비교하며 적용성을 검증 및 향상시켰다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.265-269
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• 2005

본 연구에서는 분포형 수문모형인 WEP 모형을 도시하천인 청계천 유역에 적용하여 하천 유출을 모의하였다. 하천-지하수 흐름 교환을 고려하여 건천화된 하천 유역의 갈수량을 모의하기 위해 하천 및 지하투수층의 매개변수 자료를 실측 자료로 구축하거나 실측 자료를 바탕으로 이를 보간하여 구축하였다. 모형의 적용 결과, 청계천 유역 상류 부관은 관측값과 비슷한 모의 양상을 보였으나 하류 부근은 모의 결과와 관측값이 상이하였는데, 이는 상류 부근은 도시화가 적게 진행된 반면, 하류 부근은 대부분 도시화되어 지하철, 합류식 하수관 등 하천-지하수의 흐름 교환을 차단하는 인공적인 요소가 많기 때문으로 판단된다. 도시하천 갈수량의 보다 정확한 모의를 위해서는 도시지역 인공적인 지하수 차단 요인에 대한 세밀한 모형화와 자료 구축이 요구된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.37-37
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• 2019

기후변화에 따른 강우량 변화는 유역의 수문학적 변화와 하천 침식, 토양유실 등 물리적 변화를 함께 동반하여 유역환경에 영향을 미치게 된다. 최근에도 강우 발생시 집중강우에 의해 짧은 시간에 많은 강우가 발생하여 홍수피해가 발생하고 있으며, 건기시에는 가뭄이 지속되고 있다. RCP 4.5 및 8.5를 활용한 미래 기후시나리오 예측에 따르면 강우량과 증발산량은 증가할 것으로 예측되고 있으나, 우기시의 강수량은 증가하고 건기시의 강수량은 감소하여 계절 간 강수의 불균형이 심화될 것으로 예측되고 있다. 이러한 변화는 강수량, 하천유량, 침투량 등 유역의 수문체계에 영향을 끼치게 되고, 유량의 변화에 따라 하상변동 등 하천형상의 변화가 발생할 수 있으며, 하천 형상변화에 따라 유량이 변화하고, 토사의 유입이 증가하여 수질이 변화하여, 유역 내 유량 및 수질변화에 따른 불확실성이 높아지게 된다. 최근 개발에 의한 불투수면의 증가와 집중호우의 발생으로 인한 유출량 증가에 따라 강우발생시 직접유출량은 증가하고 침투량은 감소하여 우기시에는 홍수 및 침수가 발생하고, 건기시에는 기저유출에 의한 하천유지용수가 감소하여 하천이 건천화되고 수질이 악화 되는 등 물순환 체계가 훼손되고 있다. 강수량과 강우패턴의 변화에 따른 유출량 변화는 유역의 물순환에 직접적인 영향을 미치게 된다. 홍수나 극한강우가 발생할 경우 유역의 수문학적 특성에 따라 직접유출량은 증가하고 상대적으로 침투 및 증발산양은 감소하게 되며, 건기시에는 하천이 건천화 되는 등 물순환 체계가 훼손되고 유량의 변화에 따라 수질 또한 악화될 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 기후변화에 따른 유역 유출량 변화 및 하천형상 변화예측을 위해 기후변화 시나리오를 이용하여 하천환경변화에 대한 전망을 예측하고, 유역의 유출량을 구체적으로 분석 할 수 있는 유역모형을 활용하여 유역의 물순환에 미치는 영향을 검토하고 물순환을 고려한 유량 및 수질부하량을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.58-62
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• 2017

우리나라는 하상계수가 큰 하천의 특성 때문에 년 중 일정한 하천수위를 유지하기 어렵다. 더욱이 지류하천의 중 상류는 갈수기에는 건천화가 발생하곤 하며, 홍수기에는 빠른 유속으로 하류의 홍수위를 상승시키곤 한다. 따라서 지류하천 중 상류에는 수위조절 기능을 가지는 가동보를 설치하여 저류와 분배기능을 부여하고, 수재해 예방에 활용할 필요가 있다. 본 연구에서는 부력 승강식 가동보에 의한 수위자동조절 효과를 금강 지류인 치성천의 중 상류를 대상으로 수문학적 홍수추적 방법을 이용하여 분석하고, 성능구현을 위한 조건들을 검토하였다. 부력 승강식 가동보는 저류와 자동방류 기능으로 홍수기에는 하류의 홍수위 완화에 효과적이었으며, 다단으로 연속 배치할수록 효과는 향상되는 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2019-2023
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• 2007

그동안 우리나라의 하천관리는 홍수피해 경감과 용수공급이라는 단순한 이 치수 위주로 관리해 왔다. 수자원개발사업이 본격적으로 시작된 1960년대 이후 상류 지역에 다목적댐들이 건설되었으며, 이러한 하천관리는 국토를 효율적으로 활용할 수 있게 함으로써 압축성장의 원동력이 되었다. 경제가 성장함에 따라 생활이 윤택해지고, 또한 환경의식이 향상됨에 따라 하천관리도 이제까지의 이 치수 위주에서 벗어나 하천 고유의 생태계 보존과 휴식 친수공간으로서의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 하천의 친수성과 접근성을 제고할 수 있는 방안으로 유역 상류의 댐에서 하천유지용수를 공급하는 방안에 대해서 검토 분석하였다. 댐은 홍수시 하류지역의 홍수피해를 줄이는 역할 뿐만 아니라 하천환경이 악화되는 갈수기에 수질 개선용 물을 흘러 보내는 역할을 함으로써 수질을 개선하고 자연상태의 친수공간을 만들 수 있다. 오염되고, 건천화된 하천의 친환경적인 관리를 위해서는 상류 댐에서 하천유지용수를 최대한 확보하는 것이 가장 효율적인 방안으로 사료되며, 댐의 계획 운영 등에 대하여는 지속적인 연구가 있어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.445-445
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• 2023

하천수 수요는 생활, 공업, 농업 등 인위적 사용 그리고 하천의 환경개선, 건천화 방지 및 물 재이용 등과 관련된 하천유지유량으로 구분된다. 현행 수자원 관리는 갈수 시에도 안정적인 취수가 가능하도록 운영하고 있어, 하천수 취수(사용)의 신규 또는 변경 허가를 위한 허가기준유량의 개념 및 관리는 자연, 사회적 하천수 수요 관리에 매우 중요한 인자이다. 본 연구에서는 하천수의공급 능력을 평가하기 위하여, 댐의 이수안전도를 나타내는 지표를 이용하여 허가기준유량을 평가하였다. 신뢰도(reliability), 회복도(resilience) 및 취약도(vulnerability)를 기준으로 하천유지유량고시 지점과 유량 조사 지점이었고 분석 결과, 부족 발생 시에 이를 회복하는 능력에서 지점별 큰 차이가 확인되었고, 이로부터 하천수 관리 현황과 개선점을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1979-1983
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• 2009

DMZ권은 지난 반세기 동안 출입이 통제된 덕분에 다양한 생물종의 서식공간이자 생명벨트로 형성되어 있다. 서부 DMZ권에는 한강 하구와 임진강 유역의 성동 습지와, 장단 습지, 문산 습지, 임진각 습지 및 초평도 습지가 있으며, 이곳에는 멸종위기종 1급인 황새, 노랑부리저어새, 저어새 등 8종과 2급인 큰고니, 개리 등 21종, 황조롱이, 매, 흑두루미 등 천연기념물 22종이 서식하고 있다. 본 연구에서는 서부 DMZ권을 중심으로 현지 조사를 통해 하천환경과 습지 현황을 조사하였다. 임진각 습지는 임진강의 건천화 때문인지, 아님 썰물 때문인지 유량은 그리 많지 않았다. 덕분에 갯벌이 많이 드러나고 재두루미와 개리 등이 눈에 뜨였다. 장단반도는 절반은 농경지, 절반은 갈대 군락지이다. 군락지에는 갈대뿐만 아니라 달뿌리풀, 갯버들도 서식하고 있었다. 농경지에는 재두루미 가족이 섭식하고 있고 임진강에는 기러기 약 2천 이상이 발견되었으며, 고라니도 다수가 조사되었다. 최근에는 136마리가 조사되었다. 초평도의 습지에서는 물새가 탐조되었다. 습지는 생태계의 훌륭한 서식처의 역할을 하며, 수질 개선과 기후 조절 기능도 갖고 있으며, 생태 관광에도 기여를 하고 있음이 밝혀졌다.