• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.432-432
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• 2015

농업용 저수지의 하류유역은 저수지로부터 농업용수를 공급받는 관개지구와 산림지 등 관개를 실시하지 않는 비관개지구의 수문순환이 복합적으로 연계된다. 이러한 저수지 하류유역의 하천유량은 배후 유역에서 발생하는 유역 유출량, 관개지구의 농업용수 회귀수량, 저수지에서 방류되는 환경용수 방류량과 제한수위 및 만수위 방류량, 그리고 지하수 유출량 등으로 구성된다. 본 연구에서는 저수지 하류의 하천유량 구성 요소를 해석하는 하천망 모형을 구성하였고, 대상지구의 자료를 구축하였으며, 모형의 보정 및 검정을 수행하였다. 비관개지구의 유출량 모의는 수정 3단 Tank 모형을 이용하였다. 관개지구의 배수량은 논 포장 배수량과 용수로 배수량을 구분하여 모의하며, 논 포장 배수량은 논 물수지식을 기반으로 모의하였다. 저수지 방류량은 저수지 유입량과 저수지 운영방식을 고려하여 모의하도록 구성하였다. 하도 추적은 Muskingum 방법을 이용하였다. 연구 대상지로 이동저수지 유역을 선정하여 기상, 지형, 수문, 그리고 영농 자료를 수집하여 모형의 입력 자료를 구축하였다. 모형의 평가를 위한 통계적 지표는 Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), root mean square error-observations standard deviation ratio (RSR), 그리고 percent bias (PBIAS)를 이용하였다. 보정 및 검정 결과 구성된 모형의 모의 결과는 실측치의 경향을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 우리나라 농촌유역 물순환에 대한 이해를 넓히며, 저수지 하류유역 유량 해석을 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1257-1261
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• 2004

국내 농업용수 관리기관인 농업기반공사에서 농업용수의 관개효율 개선을 포함한 효율적인 물관리 연구를 위해 운영중인 경기 평택의 이동 농업용수지구를 대상으로 실제 공급량과 수정 Penman식으로 구한 필요수량과의 비교를 통하여 물이용 효율에 대한 분석을 실시하였다. 2003년은 년간 강수량이 평년에 비하여 많았으며 강우횟수도 많아 관개 필요수량이 평년에 비하여 적었으며 이로 인하여 물이용 효율 또한 낮게 나타났다. 관개구역별 필요수량 산정량과 실제 공급량 비교를 통한 물이용 효율 분석은 3개 저수지 관개구역에 대해 실시하였다. 관개구역별 공급량과 필요수량 비교는 미산저수지 관개지구의 경우 수정 Penman식으로 구한 필요수량의 $90\%$를 실제 관개구역에 공급하였고 용덕저수지 관개구역의 경우 $170\%$를 공급하였고 이동저수지 관개구역의 경우 $220\%$를 공급하여 $90\%\~220\%$의 범위를 보였다. 전체 관개구역의 평균은 필요수량 산정량의 $160\%$를 실제 관개구역에 공급한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.98-98
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• 2016

본 연구에서는 유입량의 불확실성을 고려하여 미래 저수량을 확률론적으로 예측하였다. 월별 유입량을 표본으로 한 확률밀도함수를 핵밀도함수(kernel function)를 이용하여 추정하고, 추정된 확률분포로 월별 유입량을 모의 발생하였다. 모의 발생된 유입량을 통해 연속적인 조건부 확률을 산정하였고, 이의 누적확률분포(F(x))는 해당 저수량에 도달하지 못할 확률, 즉 실패확률을 의미하므로 1-F(x)로 해당 저수량 이상을 확보할 수 있는 확률을 산정하였다. 보령댐을 대상으로 분석한 결과 2016년 2월 말 저수량 27.8 백만$m^3$ 기준으로 3월부터 6월까지 정상용수공급환원 기준 저수량을 만족할 확률이 각각 2.3%, 12.5%, 24.2%, 33.5%로 나타났다. 지역적 가뭄에 대응하기 위해 하천유지용수 감량, 용수 대체공급, 자율 급수조정 및 금강-보령댐 도수로를 이용한 용수공급으로 20.6만$m^3/day$의 용수가 비축될 경우, 정상용수공급환원 기준 저수량을 만족할 확률이 10.2%, 40.3%, 73.8%, 78.7%로 용수비축의 효과가 크게 나타나는 것을 확인하였다. 저수량의 확률론적 예측을 통해 미래 저수량의 확률적 발생가능성을 추정할 수 있으며, 가뭄이 발생할 경우, 가뭄 대응효과를 정량적으로 나타낼 수 있어 가뭄 위험 상황 전달 및 용수공급조정 의사결정 시 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.805-809
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• 2012

최근 우리를 둘러싸고 있는 물과 주변 환경은 급격히 변화하고 있고, 인구증가 등으로 물 사용량이 급격히 증가되었으며, 가시화되는 물 부족문제로 인해 인간은 물론 주변 환경까지도 위협받고 있다. 국내의 경우 최근 수자원정책은 세계적인 추세에 맞춰 기존의 물 공급측면 정책과 더불어 물 수요측면의 정책이 부각되고 있으나 수요관리측면에서 수자원정책을 수립함에 있어서 수요관리에 대한 연구 부족, 수요관리를 중심으로 한 효과 검증이 정확하게 규명되어 있지 않기 때문에 물 수요측면의 정책을 수립함에 있어서 많은 어려움이 발생한다. 따라서 물 수요측면의 정책 수립을 위해서는 무엇보다도 과거 용수이용 추이 및 현재의 이용량이 정확히 파악되어야 한다. 이를 위한 전국의 공업용수의 실제 사용량 조사를 통해 전국의 지역별 물이용 경향을 파악하고자 하며, 이를 토대로 수자원의 효율적인 배분계획을 수립하고, 물을 어떻게 적절히 공급할 것인가에 대한 방안을 수립하는데 중요한 자료가 될 것이다. 본 연구에서는 생활용수 및 공업용수 실 이용량을 조사 및 분석하여 용수의 합리적인 개발, 이용과 배분 등 국가 물관리 정책을 수립하고 향후 장기적이고 안정적인 용수공급계획과 균형적 안정적 용수배분을 목표로 하는 종합적 수자원정책을 수립하는데 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국농공학회지
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• 제48권2호
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• pp.15-23
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• 2006

우리나라의 수량과 수질의 관리를 위해서는 상류와 하류의 유출 상황을 파악하는 것이 가장 중요하다. 어느 임의 지점의 유출량은 생활용수, 공업용수, 농업용수 등 유역 상류의 각종 용수의 수요가 반영돼 나타난 결과라고 할 수 있다. 이 중에서 농업용수의 변화는 생활용수, 공업용수에 비해 변화폭이 크고 다양하게 나타난다. 그러나 현재 사용되고 있는 대다수의 유출모형은 용수수요를 고려하지 못하고 있는 상태이다. 우리나라의 유역에서 논이 차지하는 비중은 전국토의 11% 정도에 이르며, 논의 저류능력을 고려할 때 농업용수가 유출에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 따라서 농업용수 수요량을 다양하고 쉽게 추정할 수 있는 프로그램을 개발, 이용하여 농업용수 수요량을 추정하여 유출 모의에 적용함으로써 보다 현상에 적합한 유출량을 생산하는 것이 중요하다. 따라서, 본고에서는 하천 상류와 하류의 유출량 모의를 위해 사용될 농업용수 수요량을 손쉽게 추정할 수 있도록 개발된 WARES(WAter Requirements Estimating System)에 대해 소개하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.374-374
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• 2018

프로그래밍 언어로 개발된 프로그램들은 최종 사용자 입장에서 입력과 출력이 불편하다. 또한, 모의 결과를 분석하기 위하여 그래프를 작성하는 소프트웨어를 이용하면 시간이 오래 걸린다. 본 연구에서는 기 개발된 용수 감량공급 기준곡선을 반영한 단일 댐 모의 운영 모형을 최종 사용자가 쉽게 활용할 수 있도록 사용자 편의 환경을 개발한 것에 대해 소개하고자 한다. 용수 감량공급 기준곡선을 반영한 단일 댐 모의 운영의 사용자 편의 환경은 미국의 GoldSim Technology Group에서 개발한 GoldSim을 이용하여 개발하였다. 개발된 사용자 편의 환경에는 단일 댐 모의 운영에 필요한 여러 입력 자료를 쉽게 입력할 수 있도록 하였다. 단일 댐 모의 운영 입력 자료에는 월별 기본계획공급량, 가뭄 단계별 용수 감량공급 비율, 과거 유입량 시계열, 갈수 빈도 유입량 시계열, 가뭄 단계별 감량공급 실행 저수량, 초기 저수량, 저수용량 등이 있다. 개발된 모형의 초기값은 합천댐의 자료가 입력되어 있으나, 입력자료를 변경하여 다른 다목적댐의 모의 운영에 활용이 가능하다. 단일 댐 모의 운영 결과로서 모의 기간 내 발생한 용수별 용수 공급 부족량과 감량공급 일수를 확인가능하다. 또한, 단일 댐 모의 운영 결과를 다양한 그래프로 출력 할 수 있다. 출력 가능한 시계열 그래프는 사용자가 입력한 용수 감량공급 기준곡선, 모의 시 사용한 유입량 시계열, 가뭄 단계, 용수 공급량, 저수량이다. 연구의 사례와 같이 GoldSim을 활용하면 연구개발의 편의 환경을 별도의 편의 환경 개발자를 거치지안고 과학 기술자가 직접 개발할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.89-93
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• 2009

홍수기에 집중되는 하천유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 시설이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 위한 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차 절대치 합, 수요에 대한 용수공급 부족량의 합, 그리고 하천유지유량에 대한 하천유량 부족량의 합을 목적함수로 하여 혼합정수 선형계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)으로 식을 구성하였다. 한강수계의 다목적댐인 충주, 횡성, 소양강 댐과 용수전용댐인 광동 댐, 그리고 발전용 댐이지만 비교적 큰 저류용량을 가진 화천 댐을 댐 연계 운영 대상으로 하여 수자원장기종합계획의 2003년 유출량 및 수요량 자료와 댐운영실무편람의 댐 계획방류량 자료를 10일 단위로 입력하여 GAMS/CPLEX를 이용해 최적화하였다. 그 결과 생공용수 수요량 99.99%, 농업용수 수요량 99.91%, 그리고 하천유지용수 수요량 99.24%를 충족시키면서, 댐 저류율이 66.54%에서 86.39%로 증가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.292-297
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• 2004

본 연구에서는 단일목적 저수지와 다목적 댐의 최적운영을 위하여 전역최적해를 탐색하는 SCE-UA법을 사용하는 비선형계획법을 적용한 최적화 모형을 구성하고 과거 운영자료를 사용하여 모형의 적용성을 검토하고 분석하였다. 또한, 다목적댐의 운영수위 상승으로 인하여 발생하는 추가용수를 댐하류로 추가적으로 공급함에 따른 댐운영상의 문제점과 해결책을 제시했다. 관개용 단일 목적 저수지의 유입량은 하천망 모형인 SSARR 모형을 이용하여 추정하였다. 관개용 단일 목적저수지의 용수배분을 최적화한 결과, 실측치와 최적방류량간의 상대오차가 $-2.6\~10.5\%$ 범위를 나타냈으며, 비교적 실측방류량과 유사한 형태로 용수를 공급하는 길과를 나타냈다. 다목적 저수지의 최적운영을 위해 발전량, 저수량 및 필요수량의 관계를 목적함수로하는 최적화 모형을 구성하여 섬진강댐의 최적운영에 적용하였다. 섬진강댐의 댐하류 방류량 증가에 따른 운영상의 문제점을 해결하기 위하여 댐하류 유지용수량을 0.17, 0.50, 0.70, 1.0, 1.5, $3.0m^3/sec$ 방류하는 경우로 구분하여 최적운영한 길과, 댐하류 유지용수량이 $1.0m^3/sec$ 이하인 경우에 발전량이 실적평균발전량에 근접한 결과를 나타냈으며, 용수공급량도 계획공급량인 377.4 백만 $m^3$ 보다 $28.9\~100.7$ 백만 $m^3$ 만큼 많은 양을 공급하는 결과를 나타냈다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.293-293
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• 2011

고성군의 상수도 보급률은 2008년 기준으로 61%이며, 인근지역인 통영시의 92%에 비하여 매우 낮은 실정이다. 고성군 용수공급 전망을 살펴보면 2014년 일 최대 $25,830m^3$/일의 수요가 예상되나 현재 광역상수도를 전량 수수하는 고성군의 배분량은 $20,500m^3$/일로 $5,330m^3$/일이 부족하여 용수 확보가 필요한 실정이라고 볼 수 있다. 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서는 고성군의 218개소 저수지중 주변의 오염요소가 적은 42개소 저수지 유역에 대해서 강우-유출모형을 모의 수행하였으며, 토양과 관련된 각종 자료와 이를 GIS기법을 이용하여 매개변수를 산정하여, 연속유출분석모형인(NWS-PC)를 통하여 42개 유역의 유입량을 모의 수행하였다. 이러한 산정된 매개변수를 통해 2006년~2009년 동안의 강우량을 토대로 유출모의를 수행하였으며, 2008년 강우량을 토대로 극한 가뭄시의 경우도 모의 수행하였다. 최악의 가뭄시 최저 강우량을 2008년으로 선정하였기에 고성군의 평균유입량은 2,866.8천$m^3$/년으로 나타났다. 1990년~2005년도 평균 농업용수 이용량은 5,879.4천$m^3$/년이며, 2006년~2007년의 평균 농업용수 이용량은 2,186.2천$m^3$/년으로 2005년 이전 농경지 면적이 50%이상 줄어듦에 따라 이용량도 줄었다. 고성군의 평균 식수량은 406.3천$m^3$/년으로 산정되었으며, 고성읍, 하이면, 마암면, 거류면에서 유입량과 농업용수 및 식수량 차이에서 부족한 현상이 나타났으나 고성군 전체 평균으로 봤을 때는 274.3천$m^3$/년의 양이 남는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 고성군 지역은 대부분의 농촌지역에서 생활용수를 마을상수도나 지하수에 의존하며 생활한다. 고성군 관내 농업용 저수지 중 식수겸용 저수지로 활용함으로써 인근 마을의 생활용수를 공급하게 되면 안정적인 마을상수원확보와 이상기후에 대비한 물 부족 대책을 수립할 수 있으며, 상습가뭄지역의 물 부족 문제가 해결하는데 기초자료로 활용할 수 있다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1097-1107
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• 2003

개념적 집중형 일 유출모형인 DAWAST모형을 선정하여 용수수요를 고려할 수 있는 가능성을 검토하였다. 기존 모형에 의한 모의 유량을 자연유량으로 보았고, 농업용수, 생활용수, 공업용수 등 회귀수량을 더한 값을 하천유량으로 가정하였다. 농업용수의 수요량은 회귀수량이 논으로부터만 발생하는 것으로 보아 논 용수량만을 고려하였으며, 수정 Penman공식에 의한 증발산량, 침투량, 재배관리수량, 유효우량 등을 고려한 일별 감수심에 의해 일별로 계산하였다. 생활용수, 공업용수 수요량은 일 평균값에 월별 변동계수를 고려하여 일별로 계산하였다. 신뢰도가 높은 대청댐 운영실적의 유입량 자료를 이용하여 용수수요를 고려한 DAWAST 모형의 적용성을 평가하였다. 농업용수의 회귀율은 35%, 생공용수의 회귀율은 65% 적용하였으며, 1983년∼2001년 연평균하여 강우량 1184.6 mm 관측 유입량 667.3 mm 모의 유입량 652.6 mm 로 용수수요를 고려하지 않은 경우의 모의 유입량 606.8 mm에 비해 45.8 mm 가 높게 나타났으며, 모의/관측 유입량 비율도 90.9 % 에서 97.8% 로 개선되는 결과를 얻었다.