• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.471-484
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• 2002

금강 유역의 충적층(면적 $3,029\textrm{km}^2$)에는 총 81억톤에 이르는 지하수가 부존하는 것으로 알려져 있으나, 과도한 농업활동에 의해 질소계 비료의 사용량이 증가함(250 N kg/ha 이상)에 따라 질산염 오염이 증가하고 있다 본 연구에서는 금강 권역의 대표적인 충적층 분포 지역의 충적층 지하수를 대상으로 질산염의 오염 현황 및 거동 특성을 파악하고자 광역적인 수리지구화학 연구를 수행하였다. 채취된 지하수 시료(총 186개)는 대체적으로 높은 질산염 농도(평균 42.2 mg/L, 최대 295 mg/L)를 보여주어 심하게 오염되어 있음을 나타내었다. 특히, 채취된 시료의 약 29%는 먹는물 수질 기준(44 mg/L $NO_3$)을 초과하고 있다. 연구지역 내 지하수 중의 질산염의 분포는 충적 대수층의 지구화학적 환경에 따라 크게 좌우되고 있다. 특히, 충적층 지하수의 산화-환원 전위(Eh)의 감소는 질산염의 농도 및 철과 망간의 농도 감소와 뚜렷한 상관성을 나타내었다. 따라서, 충적 대수층 지질매체 자체의 퇴적 환경의 차이를 반영하는 것으로 판단되는 산화-환원 상태(redox state)의 변화는 충적층 지하수 내의 질소계 오염물질의 거동을 지배함은 물론 탈질(denitrification)에 의한 자연저감을 조절하고 있는 것으로 판단된다. 특히, 탄소가 풍부한 실트질 충적층의 존재는 혐기성 환경을 조성함으로써, 질산염 오염에 대하여 상당한 정도의 완충 능력을 지니게 하는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.538-538
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• 2015

농업가뭄에 대한 연구는 주로 가뭄지표의 개선과 제안 등에 초점이 맞추어져 있으며 관개기의 강수량에 중점을 둔 사례가 대부분이다. 그러나 대부분의 논 관개용수는 저수지를 통하여 공급되기 때문에 관개가 시작되는 4월 초순의 저수량은 상당히 중요한 가뭄 대응 요소이다. 이에 따라 가뭄에 대비하기 위해서는 관개가 종료되는 10월부터 이듬해 3월까지 충분한 저수량이 확보될 필요가 있다. 그러나 기후변화에 의해 대부분의 강우가 관개기에 집중될 수 있으며 이에 따라 미래에는 비관개기 동안 충분한 저수량을 확보하는데 어려움이 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화에 따른 비관개기의 강수량을 확률기반으로 분석하고, 이를 관개기 필요저수량과 비교하여 저수지의 미래 가뭄 대응 능력을 분석하고자 하였다. 기후변화에 따른 비관개기의 강수량 변화를 분석하기 위하여 RCP(Representative Concentration Pathways) 시나리오를 적용하여 미래 비관개기 동안의 연도별 비관개기 누적강수량을 분석하였다. 과거와 미래시기를 30년 단위로 구분하여 1995s, 2025s, 2055s, 2085s의 비관개기 동안의 비초과확률 10%, 50%, 90%의 강수량을 분석하였다. RCP 4.5 시나리오를 기반으로 모의한 미래강우의 비초과확률 10% 누적강수량 산정 결과에 따르면 주요 곡창지대인 전라남북도는 1995s에는 10월부터 이듬해 3월까지의 누적강수량이 약 215mm 정도로 나타났으나 2025s에는 약 150mm로 줄어드는 것으로 나타났다. 즉, 비초과확률 10%의 강우가 내릴 경우 비관개기 동안에 충분한 저수량의 확보가 어렵게 되고 관개기의 심각한 가뭄을 초래할 수 있었다. 비관개기 누적강수량과 저수량변화의 관개를 모의한 개운저수지와 계룡저수지의 경우 그 관계식은 y=1.442x-198.81, y=5.8105x-752.92와 같이 나타났다. y는 비관개기의 저수량변화를 나타낸 것이고 x는 비관개기의 누적강우량을 나타낸 것이다. 식을 통해 향후 100년 중 비초과확률 10%의 강수를 가정한다면 개운저수지는 관개종료시점의 저수율이 최소 96.93% 이상이여야 다음해 관개시작시점의 저수위가 만수위가 될 수 있었고, 계룡 저수지는 최소 86.84%의 저수위를 만족해야 다음해 관개시작시점의 저수위가 만수위가 될 수 있었다.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.343-355
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• 2021

농업용저수지는 농업용수를 공급함과 동시에 수해효과 및 휴식터를 제공함으로써 인간의 편의성을 추구하지만 노후 저수지 및 지진으로 인한 피해가 발생될 수 있으며 이에 따른 예방이 중요하다. 제방의 안전성은 제방을 구성하는 세분화된 재료의 토양 매개변수 값과 같은 현장재료 특성에 의해 영향을 받지만 정밀안전진단이나 일반 문헌값이 전용되기 때문에 최종제반의 안전인자를 물질적 특성만으로 판단하기에는 한계가 있다. 안전요인은 물리적 특성값과 제방 형태에 의의 결정되며 안전 요인에 상당한 영향을 미치기 때문에 보강된 횡단면을 검토할 때 정확한 사색이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 GEP-SLOPE 프로그램을 활용하여 전남 고흥근 '◯◯저수지' 내진설계 시 합리적이고 경제적인 보강교차로 사례를 분석함으로써 반복적인 검토를 통해 보강교차로에 대한 합리적 경제적 설계가 가능하도록 분석하였다. 제방의 1, 2, 3차 내진보강을 감소하여 분석한 결과, 3차 보강단면에서도 상류, 하류사면 모두 설계기준 1.20 이상을 얻음으로써 1. 2차에 비해 현저히 적은 보강물 보강물량으로도 안전율 확보가 되는 것을 확인하였다. 또한 제반의 내진보강 단면 형상을 결정할 때 사면의 상부측, 사면전체에 사석을 보강하는 것 보다 하부측에만 보강하는 형상이 단면보강을 최소화 시키며 경제적인 것을 확인하였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권4호
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• pp.397-407
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• 2013

계절 간 특성이 뚜렷한 차이를 보이는 우리나라는 봄철 기후는 대륙성 고기압의 영향을 받아 강수량이 적고 건조한 특성을 보인다. 최근 온실가스의 증가로 인한 기후 변화로 인하여 기후의 변동성이 커지고 예측이 어려워지고 있고, 봄철 농업부문의 가뭄이 심해지고 있다. 1990년 이후로 남부지역을 중심으로 겨울부터 봄철까지 만성적인 가뭄 횟수가 증가하고 있다. 이러한 봄철에 발생하는 가뭄은 봄에 파종하는 작물들의 생육에 심각한 피해를 주고, 수량을 상당히 감소시키는 요인이다. 미래의 안정적인 농업생산을 위해서는 봄 가뭄과 농업생산과의 관계에 대한 취약성을 평가하고, 그에 대한 대책을 수립하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CCGIS를 이용하여 우리나라의 봄 가뭄에 대한 취약성 평가를 하고, SRES 시나리오와 RCP 8.5에 의한 봄 가뭄에 대한 취약성 평가를 수행하였다. 그 결과, 모든 시나리오에서 봄 가뭄에 대한 취약성은 2000년대부터 2050년대까지 낮아졌다. 이는 기후 변화에 의하여 봄의 용수 공급 상황이 개선될 것임을 보여준다. 하지만 그 낮아지는 추세와 정도는 시나리오에 따라 차이가 나타났다. 시나리오 중 RCP 8.5는 다른 SRES 시나리오 그룹에 비하여 취약성의 감소 정도가 낮았다. 시간에 따른 취약성의 공간적인 분포의 변화도 시나리오 간에 차이가 발견되었다. SRES 시나리오 그룹은 2050년대에 충청남도와 충청북도가 취약성이 가장 높은 반면, RCP 8.5는 경기도, 경상북도, 강원도에서 높은 것으로 나타났다. 이러한 차이는 시나리오 간의 온실 가스의 수준보다는 시나리오 종류가 봄 가뭄의 예측에 더 큰 영향을 주는 것으로 향후 취약성 평가에 있어서 시나리오 선발의 중요성을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4B호
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• pp.213-220
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• 2012

국내 구하도의 경우 많은 부분 하도 직강화에 의해 자연하천에서의 사행을 제한함으로써 절단된 형태로 남아있으며, 현재는 매립되어 타용도로 이용되는 육화형과 습지형 구하도로 구분할 수 있다. 습지형 구하도는 일부 농업용수 공급에 활용되고 있으나 대부분 수질악화, 수위저하, 육역화, 생태계 교란 등 관리 미흡으로 사실상 방치되고 있는 실정이다. 따라서 구하도의 보전 또는 복원을 통한 하천관리는 유역관리 차원에서도 매우 효과적일 수 있으며, 이를 위해 습지형 구하도의 기능적 가치에 대한 평가가 우선적으로 필요하다. 본 연구는 유역관리 차원에서 습지형 구하도의 활용 방안을 모색하기 위해 만경강 습지형 구하도를 대상으로 기능적 평가를 수행하였다. 평가는 자연성, 서식처, 친수성, 수질 등 4개 속성의 21개 평가지표를 토대로 이뤄졌으며 각 속성별 가중치에 따라 계량화하여 수행하였다. 만경강의 습지형 구하도는 자연성과 서식처 속성의 평가결과가 양호한 반면 친수성과 수질 속성의 평가결과는 매우 취약한 것으로 나타났다. 특히 수량이 풍부하지 않고 부영양화가 진행된 지점의 경우 주변환경의 관리가 더욱 미흡한 관계로 타지점에 비해 상대적으로 시급하게 개선이 필요한 지역으로 설정되었다. 평가결과는 향후 하천공간 확보라는 하천의 유역관리 차원에서 습지형 구하도를 활용하기 위한 근거자료로써 이용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1069-1082
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• 2003

청도천의 건천화 구간에 내하여 원인을 분석하였다. 분석 방법으로서 이수시설물의 현장조사를 수행하였고, 유량측정 결과와 유역 유출 연속모의 결과를 비교하였다. 여러 건천구간을 쉽게 구분하기 위한 시도로서 위성영상도 이용하였다. 농업용 저수지는 평상시 유출을 차단하고 있다. 그리고 용수로에 물을 공급하여 하천수량을 감소시킨다. 보를 이용한 하천수 취수도 건천화의 원인이다. 특히 까막촌 집수암거는 수백 m의 하천구간을 완전히 마르게 하는 원인이다. 측정된 유량은, 수문순환의 변형이 없는 것으로 가정한 연속모의 결과보다 작았고 이로부터 건천화가 진행되었음을 추측할 수 있었다. 해상도 6.6 m의 KOMPSAT 영상으로 여러 곳의 건천화 의심구간을 실내 작업으로 구분할 수 있었다. 현장답사를 통해 확인한 결과 이들 구간에는 모두 집수암거가 설치되어 있었다. 연구결과는 전원하천의 건천화 원인분석 사례로 참고될 수 있다. 가격이 저렴한 KOMPSAT 영상은 건천화 의심구간 파악을 위한 사전정보로 이용될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권12호
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• pp.975-984
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• 2019

하천수의 체계적이고 통합적인 관리를 위한 필수 전제로, 하천으로 공급되고, 하천에서 방류되는 유량 등의 기초자료 확보가 필요하다. 현행되는 하천수 사용 허가제도에 의하면 2017년 허가시설 중 59.1%는 유량 계측기기가 없는 것으로 확인되었고, 특히 농업용수의 경우, 보고량의 상당부분이 사용자의 자발적인 보고로 이루어져 신뢰성 있는 자료의 확보가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 양수장의 전력사용량을 통해 유량을 산정하는 간접 유량 계측방법을 적용하여 경제적이고 신뢰성 있는 유량자료의 확보에 대한 연구를 수행하였다. 특히, 전력량법에 의해 산정된 유량이 하천의 수위에 따라 실측 유량과 차이가 나는 점에 집중하여, 하천수위를 반영한 전력량법의 개선 및 유량자료의 정확도 향상에 대한 적용성 연구를 수행하였다. 하천수위를 고려한 전력량법으로 산정된 유량을 회귀분석, 백분율 차이, 평균 제곱근 오차 등의 상관성 분석 방법 등을 이용하여 분석한 결과, 기존의 전력량법과 비교하여 보다 더 실측 유량에 근사한 결과를 산정하는 것으로 확인하였다. 이를 통해, 양수장에서는 기존의 전력량법으로도 신뢰성 있는 유량 자료를 확보할 수 있지만, 하천의 수위 변동폭이 큰 지점에서 개선된 전력량법을 사용한다면, 보다 정확한 하천수 취수량 자료를 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권11호
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• pp.631-635
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• 2015

체계적인 관리가 이루어지지 않고 있는 중소형 저수지의 향후 적극적 활용을 위한 예비 연구로 A시의 중소형 저수지 33개에 대한 현장조사 및 수질자료 분석이 수행되었다. 여름철(6월)과 가을/겨울철(11월) 2차례에 걸쳐 지자체 관리의 21개 저수지에 대한 수질 분석이 이루어졌으며, 한국농어촌공사 관리의 12개 저수지의 수질자료를 확보하여 비교 분석하였다. 2차례의 수질 분석 수행 결과, 일부 중소형 저수지의 수질이 현행 이용목적인 농업용수 공급이 가능한 "약간나쁨(IV)" 수준에 미치지 못하는 것으로 확인되었으며, 저수용량이 감소하는 가을/겨울철에 수질악화가 대부분의 저수지에서 발생하는 것으로 나타났다. 이로 인해 한국형 부영양화지수에 의한 부영양화 상태가 대부분의 저수지에서 "부영양" 혹은 "과영양" 상태인 것으로 확인되었다. 도심지와의 접근성이 높은 일부 저수지의 퇴적토 분석 결과 오염도는 심각하지 않은 것으로 나타났으며, 수질과의 연관성은 높지 않았다. 이상의 결과는 중소형 저수지에 대한 대체 수자원, 관광사업, 내수면어업, 신재생에너지 생산, 홍수저감을 위한 저류지 등으로의 활용에 대한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 예상되었다.

• 농촌계획
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• 제23권1호
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• pp.85-96
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• 2017

Existing agricultural reservoirs are considered as alternative source for the water welfare of rural area. In this study, domestic water supply potential of 476 reservoirs, which has storage capacity more than one million cubic meter, out of 3,377 agricultural reservoirs managed by Korean Rural Community Corporation (KRC) were investigated. Among them water quality of 136 reservoirs met the criteria of domestic water source which show less than COD 3 ppm. Available amount for domestic water of reservoirs, which meet the water quality, for ten year return period of drought was analyzed with reservoir water balance model. The results showed that 116 reservoirs has potential for supplementary domestic water supply while satisfying irrigation water supply. Finally, economic analysis using Net Present Value (NPV), Benefit-Cost (B/C) ratio, Internal Rate of Return (IRR), and Profitability Index (PI) methods was also conducted. The analysis showed that 19 reservoirs satisfied economic feasibility when water is provided from reservoir outlet but only 9 reservoirs meet the economic feasibility if water delivered from a reservoir to treatment plant by newly built conveyance canal. In order to supply the domestic water through the agricultural reservoirs managed by KRC, it is necessary to flexibly interpret and operate the 'Rearrangement of Agricultural and Fishing village Act'. Also, it is reasonable to participate in the water service business when there is a supply request from other Ministries. In addition, the KRC requires further effort to change the crop system for saving water and improve efficiency of irrigation systems.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.813-821
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• 2005

강릉 오봉호의 수온 및 탁수 거동에 관한 모델 연구 결과가 본 논문에 제시되었다. 농업용수 공급을 위해 1983년 만들어진 이 호수는 현재 하류 지역의 수자원 확보와 홍수 방지를 위하여 저수용량을 확대하는 재개발이 검토되고 있다. 횡방향 평균화 2차원 수리 수질 모델인 미공병단의 CE-QUAL-W2를 현재 상태와 재개발 후의 호수에 적용하였다. 2001년과 2003년에 관측된 수위와 수온 측정 자료를 이용하여 모델을 보정하고 검증하였으며, 측정 값과 모델 값이 적절한 일치를 보였다. 검증된 모델을 이용하여 댐 재개발이 수온과 수체 흐름에 미치는 영향을 예측한 결과 재개발 후에는 표층과 심층의 수온 구배가 강하게 나타나고, 낮은 수온을 가진 심층이 확대되나, 겨울과 봄에는 수직 수온 분포 형태가 재개발 전과 후 모두 비슷한 것으로 나타났다. 이는 댐 재개발이 여름철 호수 수온 성층현상을 더욱 강하게 만들고 지속시간을 길게 할 것임을 의미한다. 예측된 수체 이동현상을 관찰한 결과 재개발 전에는 상류의 탁수는 호수의 중층과 심층사이에 유입되어 부유물질이 천천히 침강하는 것으로 나타났다. 그러나 재개발 후에는 강한 성층현상이 나타나기 때문에 밀도가 비슷한 중층에 유입 탁수가 오래 머물 것으로 예측되었다. 또한 재개발로 인하여 댐 부근의 부유물질 농도가 크게 감소할 것이 예측되었다.