• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권11호
• /
• pp.931-940
• /
• 2019

수문모형에서 매개변수는 수문요소를 반영하거나 단순화된 모형을 보완하기 위해 사용된다. 이러한 과정에서 매개변수로 인한 모형의 불확실성이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 General Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE)을 이용하여 SWAT 매개변수의 불확실성을 평가하고자 하였다. GLUE의 우도함수는 정형/비정형 우도를 이용하여 불확실성 해석을 수행하였다. 정형우도는 lognormal 함수를 비정형우도는 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)를 이용하였다. 우도와 임계치를 선택하는데 주관적인 요소가 포함되지만 정형우도는 상위 30%, 비정형우도는 0.5이상의 NSE 값을 가지는 우도를 선택하여 행위모델을 생성하였다. 연구결과 우도선택과 임계치 선택의 주관성에도 불구하고 정형/비정형 우도는 작은 차이가 있었으나 우도의 선택과 상관없이 일관된 점분포, 사후분포 및 SWAT결과의 불확실성 범위를 나타내었다. 또한, 공통적으로 SWAT매개변수 가운데 기저유출과 관련된 ALPHA_BF가 가장 민감한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 유역별로 어떤 임계치를 만족하는 SWAT모형 매개변수의 범위를 분류한다면 사용자들이 SWAT모형에 대한 실무적인 혹은 학술적인 접근이 용이해질 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권11호
• /
• pp.875-889
• /
• 2021

본 연구는 용담댐 유역(904.4 km²)을 대상으로 준분포형 장기유출 모델인 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)과 Terra MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)의 엽면적지수 위성자료를 활용하여 임상별로 수문에 미치는 영향을 비교 및 분석하였다. 수문 평가 기간은 2010년부터 2019년까지 10년으로 설정하였으며, 8일 간격의 MOD15A2 LAI (Leaf Area Index)자료, 토양수분 TDR (Time Domain Reflectometry) 관측소 3개소(GB, JC, CC), 증발산량 Flux Tower 1개소(DU)와 용담댐(YDD) 유입량 자료를 SWAT 모의결과와 비교하여 적용성을 검토하였다. 검·보정 결과, 침엽수, 활엽수, 혼효림 LAI의 R²는 각각 0.95, 0.89, 0.90이며, 토양수분 및 증발산량 관측소 R²는 각각 0.50 ~ 0.55, 0.51로 분석되었으며, 용담댐 유입량의 경우 R²의 경우 0.74, RMSE 2.75 mm/day, NSE 0.70, PBIAS 14.3 %로 분석되었다. 검·보정된 유역을 기반으로 하여 HRU에서 침엽수, 활엽수, 혼효림 수문분석 결과 총 연평균 증발산량은 침엽수 469.7 mm 이며, 활엽수는 501.0 mm, 혼효림의 경우 511.5 mm로 산정되었으며, 유출량은 침엽수 909.8 mm, 활엽수 860.6 mm, 혼효림 864.2 mm로 산정되었다. 연중 패턴이 비슷한 다른 수문과 다르게 여름과 가을에 엽면적지수가 높은 활엽수의 증발산량이 침엽수에 비해 높아 연평균 증발산량이 약 7% 높게 산정되었다. 또한, 유출량의 경우 지표유출 및 중간유출의 경우 활엽수가 각각 9%, 6% 높았으나, 침엽수의 기저유출이 77% 더 높은 것으로 산정됐다. 따라서, 총유출량이 침엽수 혼효림 활엽수 순으로 많은 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.23-32
• /
• 1988

미계측유성(未計測流城)에서의 시간별 강우(降雨)로부터 부분침투천하(部分浸透川下)의 비피압대수층내(非被壓帶水層內)의 지하수(地下水)흐름에 기여하는 침투량과, 이로 인(因)하여 발생되는 하천수로상(河川水路上)에서의 시간별 기저유량(基底流量)의 동시적(同時的) 결합(結合)이 지형도(地形圖)나 토양도(土壤圖)부터 획득된 수리(水理) 및 수문(水文) 특성인자(特性因子)들에 의하여 수행(遂行)되었다. 지하수(地下水)흐름과 이의 개수로상(開水路上)의 흐름추적은 Boussinesg의 비선형방정식(非線形方程式)을 선형화(線形化)한 기법(技法)과 St. Venant의 간편화 공식을 각각 이용하므로써 결정되어졌다. 이의 해(解)를 위한 유출모형(流出模型)은 전류성(全流城)을 분할한 분포모형(分布模型)을 사용하였으며, 수치해법(數値解法)은 운동파방정식(運動波方程式)의 유한차분법(有限差分法)을 이용하였다. 그 결과로서, 수문지질(水文地質)의 다변성(多變性)에 따른 수문곡선분리(水文曲線分離)의 합리성(合理性)은 물리적(物理的)으로 바탕을 둔 지하지표수(地下地表水)의 모형을 개발하므로써 이루어져야 한다고 제안(提案)된다. 본 연구의 실하천유역(實河川流域)에 대한 적용 예로서는, 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)을 선정(選定)하였으며, 그 결과로부터 본(本) 기법(技法)은 미계측유역에서의 강우의 지하침투량에 의한 기저유량을 모의발생(模擬發生)시킬 수 있으리라 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.305-312
• /
• 2011

지하수 함양량은 기후조건, 토지이용, 수리지질학적 비균질성에 의해 시공간적인 변동성을 나타내는 수문량이므로 통합지표수-지하수 모델 기반의 시공간변동성을 갖는 일단위 함양량의 추정이 필요하다. 진천지역을 대상으로 SWAT-MODFLOW 통합모형이 일단위 함양량 추정에 사용되었으며 추정된 함양량의 시변성은 국가 지하수 관측망과 기초조사 기간(2009-2010)중에 설치된 자동관측망 자료와 잘 부합하는 것을 확인하였다. 진천지역을 포함한 미호천 유역 평균 지하수 함양률은 강수대비 20.8%로 나타났는데 이는 해석적 방법인 기저유출 분리법의 결과와도 잘 일치하였다. 통합모델링 기반의 함양량 산정은 국가 지하수 관리를 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.453-453
• /
• 2022

4대강 유역에 설치되어 운영되고 있는 보의 개방을 통해 하천의 수질 개선 및 자연성 회복을 추진하고자 하는 정부정책에 따라 2017년부터 낙동강 유역 내 일부 보의 수문을 개방하고 모니터링을 진행 중에 있다. 그러나 보 건설 이후, 하천 주변의 농업형태 및 농업용수 취수 조건이 변화하였고, 보 개방에 따른 하천 주변 지역 지하수위 변화로 인한 농업용수 부족 현상이 발생하였다. 정부에서는 보 주변의 농업 현황 조사, 지하수 현황 조사 및 용수 공급 지원 등을 추진하고 있으나, 하천 주변의 농민들은 보 개방으로 인해 발생할 수 있는 농업용수부족 및 이에 따른 농업피해에 대한 우려를 나타내고 있다. 특히 지하수의 지열을 사용하여 겨울철 시설재배 농작물의 보온을 하는 '수막재배' 방법을 활용하는 농가의 경우 지하수위 저하에 따른 난방비 증가 및 농작물 냉해 피해가 발생함에 따라 보 개방에 대한 반대 입장을 고수하고 있다. 하천 주변에 분포하는 지하수는 하천의 영향을 받으며, 지표수와 지하수는 기저유출 등을 통해 상호영향을 받는 물 순환의 구성요소이므로, 보 개방으로 인한 하천수위 변화에 따른 주변지역 지하수위의 변화 패턴에 대한 체계적인 조사와 분석이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 보 개방 모니터링을 위한 관측정 설치의 필요성을 조사/분석하고 최적의 관측지점에 설치하여 지속적으로 모니터링을 수행하고자 한다. 이를 통해 보 개방에 따른 주변지역 지하수 영향에 대한 조사 및 분석이 보 개방 모니터링 전후로 수행되어, 보 개방에 따른 지하수 환경 내 영향 분석, 농업형태에 따른 지하수 활용 영향 및 지하수 장애 발생 시 임시대책/항구대책 제시 등을 추진할 수 있어야 한다. 이에 따라 정부와 Kwater는 보 개방에 따른 현장조사 및 분석을 통한 지하수 관측정을 설치하고 지속적인 모니터링을 추진하고 있다. 2019년 현재, 낙동강 유역에는 총 194개소의 지하수 관측정이 있으며, 향후 수막재배를 많이 활용하고 있는 시설재배 농업단지 등을 보 개방에 따른 지하수 이용장애 민원 우려지역을 중심으로 지하수 관측정을 추가로 설치하여 보 개방에 따른 지하수 영향 분석 및 이에 대한 용수공급 대책 마련 등을 위한 기초자료 활용될 것으로 기대한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제12권5호
• /
• pp.19-32
• /
• 2007

우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1373-1377
• /
• 2005

수질개선을 위한 많은 노력의 결과 대전광역시를 관통하는 대전 3태 하천인 갑천, 유등천, 대전천의 수질은 1990년 초반을 기점으로 많은 개선효과를 보이고 있다. 그러나 도시화에 따른 불투성층의 증가와 저류능력 감소, 치수를 목적으로 한 하도정비 등에 의하여 기저유출량은 과거에 비해 현저히 감소하였으며, 이로 인하여 갈수기에는 유량이 적어 생태적이고 친수적인 다양한 하천기능 수행에 많은 어려움을 초래하고 있다. 그러므로 대전광역시에서는 도심생태하천조성을 위한 방안으로 바람직한 하천기능을 회복하기 위하여 $70,000m^3/day$의 갑천수와 하수처리장에서 고도처리 된 $60,000m^3/day$의 방류수 중 $80,000m^3/day$를 각각 대전천과 유등천 상류지역에 공급하여 하천유지용수로서 사용하는 계획을 수립하였다. 하류지역에서의 갑천수와 고도처리 된 하수처리수를 대전천과 유등천의 상류지역에 하천유지용수로 공급함으로서 대전천과 유등천은 갈수기에도 각각 약 $1m^/sec,\;1.3m^3/sec$ 이상의 유량을 유지할 수 있을 것으로 예상된다. 갑천수와 고도처리수를 유지용수로 사용할 경우에 대한 수질변화를 QUAL2E를 이용하여 모의를 실시하였다. 유등천 합류부에서의 갑천수를 대전천 상류지역에 공급할 경우. 대전천에서의 수질은 $II\~III$등급을 유지할 것으로 보인다. 대전시의 지하철공사에서 발생하는 약 $9,600m^3/day$가량의 용출수와 대청호소수의 상수원수를 이용한 $10,000m^3/day$의 희석수를 유지용수로서 추가적으로 사용할 경우, 대전천의 BOD는 약 0.3mg/L가량의 개선효과가 있을 것으로 예상된다. 2011년 고도처리시설 완공시 방류수의 예상 수질은 BOD 10mg/L, TN 15mg/L, TP 2.0mg/L이하로 이를 유등천 상류부에 공급할 경우 유등천의 수질은 BOD 6.7mg/L, TN 9.80mg/L, TP 0.90mg/L를 나타낼 것으로 예측된다. 고도처리시설의 도입 후 금강 합류점에서 갑천의 예측 BOD는 7.4mg/L로 현재 9.0mg/L에 비하여 개선되지만 이는 금강수계 오염총량 관리계획의 시$\cdot$도 경계지점 목표수질인 5.9mg/L를 만족시키지 못하므로, 이를 만족시키기 위해서는 방류수 BOD 7.2mg/L이하로 처리해야 할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제8권4호
• /
• pp.357-368
• /
• 2003

남극 세종기지 앞에 위치한 마리안 소만의 여름 수층 구조과 부유물질 분산기작을 이해하기 위해 빙벽 앞에서 CTDT 연속측정을 하였으며, 측정기간 동안의 조석, 부유물질농도, 유속, 그리고 기상요인도 함께 분석되었다. 45 시간동안 1시간 간격으로 측정된 연속 수층 특성 분포에 의하면, 수심 0∼20 m에는 저온$.$저염$.$고탁도의 혼합 표층수가 존재하였고, 수심 20∼40 m에 고온$.$고염$.$저탁도의 최대수온층인 맥스웰 만 유입수가 나타난다. 그 아래의 수심 40∼70 m에는 주변 해수에 비해 저온$.$고탁도의 아빙하성 유출수인 중층 플름(빙하기저부)이 위치한다. 마지막으로 수심 70 m 이하에 나타나는 저층수는 저온$.$고염$.$저탁도의 특성을 보였다. 늦여름 (2 월초)에 연안의 높아진 설선에서 녹아 소만으로 유입하는 담수의 특성은 유입지역의 특성(지형, 빙하조건, 퇴적물의 구성 등)에 따라 수온과 부유물질농도에서 차이를 보였으며, 바람이 거의 불지 않는 측정시기 동안에는 저염$.$고탁도의 표층 플름이 유입지역에 제한적으로 나타났다. 지속적으로 강한 바람이 불 경우, 빙벽 앞에서 육성기원의 혼탁한 담수성 플름, 저온의 중빙하성 용승수/조수빙하 융빙수 그리고 맥스웰 만 유입수가 혼합되면서 표층에 혼합층(저온$.$저염$.$고탁도)이 발달하였다. 소만의 강수는 단기간 빙하성 유출 증가의 가장 큰 요인이며, 중빙하성 용승수의 발생은 조수빙하의 상태와 강수량이 크게 좌우하였다. 특히 많은 양의 강수로 인해 아빙하성 중층 플름의 유출량이 커지면서 중층 이하의 수심에 저염화를 초래하였다. 그러나 입자가 거의 없을 정도로 깨끗한 중앙 빙벽에서 나오는 중빙하성 용승수와 중층 플름의 유입량이 클지라도, 낮은 부유물질농도로 인해 육성기원 입자의 소만 퇴적율은 작을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제14권1호
• /
• pp.42-49
• /
• 2011

대룡 흙댐익 누수경로를 포함한 이상대 탐지를 위하여, 댐 정상부의 250 m 측선을 따라 P 파와 레일리파를 기록하였다. 5 kg 해머를 이용하여 인공적으로 소규모 지진파를 발생시켰으며, 3m 간격으로 설치한 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 탐지하였다. 이 저수지댐과 하부 기반암의 P파 속도와 S파 겉보기속도를 초동주시와 레일리파 분산곡선 역산으로 각각 구하였다. 겉보기 동포아송비가 0.46에 달하는 높은 값들이 복통이 위치한 북서쪽 끝부분의 댐 기저와 누수저지를 위해 과거 여러 차례 그라우팅 작업을 실시한 측선 남서쪽 끝 부분의 점토코아 내에서 탐지되었다. 상부 점토코아의 높은 포아송비를 갖는 이 이상대는, 조사 후 실시한 그라우팅 작업 시 그라우트 물질이 유출된 부분에 해당한다. P파 토모그래피와 레일리파 분산곡선 역산을 함께 사용하면 흙댐의 잠재적 누수경로 및 기존 그라우팅 위치를 매우 효과적으로 탐지할 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제5권4호
• /
• pp.295-304
• /
• 2000

수리적인 환경 요인(조석, 바람 등)에 따른 하계 서남극 킹조지섬 마리안 소만의 수층 특성과 부유물질 분산을 이해하기 위해 내만에 유빙이 점유했던 시기에 30분 간격으로 CTDT연속 관측을 수행하였고 공간적인 표층 해수의 특성(수온과 염분)과 부유물질농도가 측정되었다. 소만 중앙의 수층은 탁도의 관점에서 크게 1)저온 ${\cdot}$ 저염 ${\cdot}$ 고탁도의 표층 플름과 2)고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 저탁도의 맥스웰 만 유입수로 나누어진다. 소만 안쪽의 빙벽 앞과는 달리 빙하기저부 유출에 의한 담수성 수층이 나타나지 않았다. 고온의 맥스웰 만 표층수와 조수빙하/유빙의 열적 융빙은 표층 혼합층을 발달시키며 특히 소만 내 유빙의 점유와 거동으로 인해 맥스웰 만 유입수의 수층 특성이 불안정해진다. 이러한 수층의 불안정으로 인해 조석주기에 따른 맥스웰 만 유입수와 표층 플름의 거동은 나타나지 않았다. 소만 북부 연안에 나타나는 표층 플름에 비해 고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 고탁도 표층 플름은 강한 북서풍 계열의 바람으로 위버 반도 서부 연안을 따라 중앙 분지로 유입되는 연안류이다. 표층 플름의 육성기원 쇄설물은 주로 급경사 연안의 빙벽 가장자리와 일부 해안가의 융설수류로부터 유입되며 조석과 바람에 의해 분산되고 조절된다. 특히 대조차 시기의 북서풍은 고탁도의 표층 플름을 내만에 체류시키며 소만 분지에 육성기원 쇄설성입자의 퇴적을 증가시킨다.