• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.409-409
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• 2022

환경부 홍수통제소의 경우는 전국단위의 강수량(지상, 레이더), 하천수위, 유사량 관측과 국부적으로 증발산량과 토양수분 관측이 이루어지고 있는 상황이며, 기상청 및 다른 공공기관도 각 목적에 맞게 수문기상관측이 이루어지나 유역(또는 지역) 단위의 물순환 과정(강우량, 유출량, 증발산량, 지하수함양량, 토양수분량 등 포함)을 규명하는 조사·연구는 매우 미비한 실정이다. 개별적인 물순환 성분별 수문조사에서 벗어난 전체적인 관점을 고려한 유역단위의 물순환 과정을 규명하는 것은 매우 중요하다. 즉 물순환 성분별 명확한 수문량 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 물순환 성분별 명확한 분석을 위해서는 중·소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중·소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(전적비교 수위관측소 기준, 유역 면적 8.48km², 유로연장 5.59km, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 2021년 수문관측자료를 이용하여 지표수 물순환 성분인 강우량, 하천유출량, 증발산량을 산정하였다. 기본 관측자료인 강우량은 각 지점강우량의 관측자료의 비교·검토 등 품질관리를 통해 자료를 확정하고 유역평균강우량을 산정하였다. 하천수위는 기준수위표와의 검토를 통해 자료를 확정하였으며, 하천유출량은 기존의 유량측정성과와 단면검토를 통해 수위-유량관계곡선식을 개발하고, 확정된 수위자료를 적용하여 산정하였다. 그리고 증발산량은 유역인근 2개 관측소(동두천 파주)의 기상관측자료를 이용하여 잠재증발산량을 산정하여 추정한 값이며, 그 외 지하수 함양량은 관측 지하수위자료의 결측으로 산정에서 제외하였다. 각 물순환 성분별로 생성된 2021년의 설마천 유역(전적비교 수위관측소 기준)의 총강우량은 1,103.6mm이며, 하천유출량은 620.1mm(총강우량 대비 56.2%), 실제증발산량(잠재증발산량 추정값)은 443.0mm(40.1%)이며, 그 외는 유역 손실량이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Spatial Information Research
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• v.23 no.3
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• pp.23-33
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• 2015

Most data used for urban planning is aggregated by administrative district. Thus, a fundamental limit to analysing the changes of micro-geographical units exists. The object of this study is to estimate spatial development patterns based on characteristic city indicators. Gangnam, an area that was analysed, was divided into hexagon polygons. The development density and characteristic city indicators were input into each polygon. Moreover, this study analysed the influence of characteristic city indicators on development density using multinomial regression analysis. According to the results, distance between a polygon and both a road and a bus stop led to a decrease of development density in the polygon. However, distance between a polygon and a river led to an increase of development intensity. The method of this analysis and the results can be used to disaggregate the zonal data in the urban planing area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.92-92
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• 2011

수자원장기종합계획(2006)에 따르면, 우리나라는 물부족이 예상이 되고 있고, 이러한 물부족 현상은 기후변화의 영향으로 더욱 악화될 것으로 예상된다. 기후변화에 따른 물부족에 대응하기 위해서는 현행 지표수 및 지하수(Blue Water) 위주의 수자원관리와 더불어 그전에는 수자원으로 인식되지 않았던 토양수(Green Water)를 새로운 개념의 수자원으로 인식하는 것이 필요하다. 토양수는 현재 물사용량 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 농업용수 부분에 효율적으로 활용하면, 지표수나 지하수와 같은 수자원을 대체하는 효과가 있다. 기후변화에 따른 물부족에 대응한 토양수의 효율적 활용을 위해서는, 과거 뿐아니라 미래의 지역별 시기별 토양수 공간분포특성을 분석하는 것이 선행되어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 토양수의 분석을 통한 미래 물부족 해결에 도움이 될 새로운 수자원 관리의 기틀을 마련하기 위해 토양수 분포특성분석모델을 개발하고, 이를 활용해 과거 및 미래의 토양수의 공간분포특성을 분석한다. 토양수 분포특성분석모델은 선행 5일간의 일 강우데이터 값을 표준선행강우지표(Normalized Antecedent Precipitation Index)에 적용하여 일 단위 토양수 상태(Wet, Average, Dry condition)를 계산하는 모델이다. 과거 토양수 분석에는 인공위성 강우데이터(Tropical Rainfall Measuring Mission 3B42)를, 미래 토양수 분석을 위해서는 기상청에서 제공하는 국가표준 기후변화 시나리오(A1B)를 각각 사용하여, 과거 데이터는 27km의 격자로, 미래는 25km 격자크기로 한반도 전체의 일 단위 토양수 상태를 계산했다. 계산된 토양수 결과를 활용해 연 월별 그리고 토양수를 쓸 수 있는 시기, 즉 식물이 자라는 시기(4-9월)의 특성을 분석했다. 이를 통해 향후 기후변화에 따른 물부족 대응 토양수 수자원 활용방안에 도움이 될 것으로 예상된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.8
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• pp.685-692
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• 2016

This study aimed to develop the indicator-based approach to assess water use vulnerability in watersheds and applied to the unit watershed within the Han River watershed. Vulnerability indices were comprised of three sub-components (exposure, sensitivity, adaptive capacity) with respect to water use. The indicators were made up of 16 water use indicators. Then we estimated vulnerability indices using the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution approach (TOPSIS). We collected environmental and socio-economic data from national statistics database, and used them for simulated results by the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. For estimating the weighted values for each indicator, expert surveys for subjective weight and data-based Shannon's entropy method for objective weight were utilized. With comparing the vulnerability ranks and analyzing rank correlation between two methods, we evaluated the vulnerabilities for the Han River watershed. For water use, vulnerable watersheds showed high water use and the water leakage ratio. The indices from both weighting methods showed similar spatial distribution in general. Such results suggests that the approach to consider different weighting methods would be important for reliably assessing the water use vulnerability in watersheds.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.427-427
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• 2017

물발자국은 국가별 실제 물소비량을 파악하고 물 부족 상황에 효율적으로 대비하기 위하여 도입된 지표로서, 제품의 생산과 서비스 전 과정에서 직접 및 간접적으로 사용되는 물의 총량을 의미한다. 선진국에서는 물 사용 패턴에 대한 인식을 제고하고자 국가, 도시, 산업분야 등 다양한 물발자국 데이터베이스를 구축하여 활용하고 있다. 그러나 우리나라의 경우, 물 수입 의존도가 높지만 물발자국 산정에 대한 연구가 부족하여 효율적인 물 관리 및 안정적인 수자원 확보를 위한 국가전략 수립에 어려움을 겪고 있다. 물발자국 산정 연구는 국가적 차원의 정확한 물 수지 계산과 수자원계획 수립에 유용한 기초자료로서 활용이 가능하다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 제1차 및 제2차 산업의 물발자국을 산정하였으며, 산정 방법으로는 상향식 접근법과 하향식 접근법을 적용하였다. 제1차 산업의 농업계 및 축산업계의 물발자국은 단위 물발자국에 기초한 상향식 접근법과 용수사용량에 기초한 하향식 접근법을 적용하여 산정하였다. 산업별 물발자국 산정결과는 다음과 같다. 주요 농작물 생산량 및 작물 품목별 단위 물발자국을 이용한 국내 농업계 물발자국 산정 결과, 1980년부터 2014년까지의 쌀 외 18개 농작물에서 연간 78억~109억 $m^3$로 산출되었다. 반면 농업용수 사용량에 기초한 하향식 접근법을 통해 산정한 농업계 물발자국은 118억 $m^3$으로 분석되었다. 다음으로 제1차 산업의 축산업계 물발자국을 산정하였다. 2011년부터 2015년까지 주요 가축 사육두수와 지육량, 사료작물의 단위 물발자국을 활용한 축산업계 물발자국은 평균 73억 $m^3$, 축산용수사용량을 활용한 물발자국은 평균 309억 $m^3$으로 나타났다. 축산용수사용량에 기초한 분석결과가 크게 나타난 것은 축산업분야에서 간접수의 비율이 높기 때문이다. 한편 제2차 산업의 공업계는 제품생산 공정의 물 사용량, 부품 및 원료의 단위 물발자국 등 세부사항의 파악이 곤란하여 하향식 접근법을 적용하였다. 공업용수 사용량과 공업용수 오염물질의 배출부하량에 따른 물발자국 산정 결과, 연간 26억 $m^3$으로 분석되었다. 이와 같은 산업별 물발자국 산정결과를 활용하여 산업별로 차별화되는 물 이용 패턴을 분석하고 산업별 용수 수요를 파악하면 국가적으로 효율적인 수자원 관리방안을 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.467-467
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• 2021

기존 저수지 농업용수는 주로 논의 벼재배 용수공급을 목적으로 설계되었지만, 논 지역 타작물 재배 지원 등의 정책으로 논에서 밭으로 전작화가 증가함에 따라 농업용수의 효율적 분배를 위한 논의 전작화 패턴 분석이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 공공데이터 포털의 2019년 팜맵을 활용하여 최신 경지 현황을 파악하고, 환경부의 2007년, 2019년 토지피복지도를 이용하여 전작화 패턴을 분석하였다. 구축된 팜맵과 토지피복지도는 환경부 토지피복분류 기준 농업지역 중분류로 일치시켜 분석에 활용되었다. 논, 밭, 시설재배지 등의 농경지 이용 현황 및 전작화 추이는 전국 단위, 권역 단위로 분석되었고, 주요 시도와의 공간적 거리를 전작화 영향인자로 설정하여 DUP(Degree of Urban Proximity) 등의 지표로 그 영향을 확인하였다. 또한, 전체 경지 중 논, 밭의 면적과 증감 추이를 ACR(Area Change Rate) 등의 지표로 전작화 규모를 파악하였고, LPI(Largest Patch Index), LSI(Landscape Shape Index) 등의 지표로 개별/집단화 전작의 패턴분석을 수행하였다. 본 연구로 제시된 저수지 수혜 구역별 논의 전작화 패턴은 논 벼재배와 농업용수 수요 특성이 상이한 밭작물에 안정적 용수공급 체계 구축 등의 기초자료로 활용 가능할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.423-423
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• 2021

국내에서는 '물손실(누수)을 얼마나 잘 관리하고 있는지' 평가하는 물손실관리 수행능 지표를 '유수율(누수율)' 로 판단하고 있다. 하지만, 유수율은 실제 관리자의 의지와 무관한 인자에 영향을 받을 수 있으며, 지역의 여건상 유수율이 높게 나올 수밖에 없는 지역이 있는가 하면 반대로 지역의 여건 상 유수율이 낮게 나올 수밖에 없는 지역이 있다. 따라서 유수율만을 이용하여 물손실관리 수행능력을 평가하는 지표로는 미흡함이 있는 것으로 판단될 뿐만 아니라 IWA에서는 전통적인 백분율을 이용한 지표(손실율, 유수율, 무수율 등)의 문제를 언급하면서 수자원의 효율적인 사용 혹은 상수도사업의 경제성을 나타내는 목적 외에는 사용하지 말아야 한다고 권고하였다. 현재까지의 연구를 보면, 국내 실정에 맞는 다양한 물손실관리 수행능 지표들이 언급되면서 이에 대한 적합성 및 적용성에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 기존의 연구들은 지자체 단위로 물손실관리 수행능 지표에 대한 연구를 진행하였다면, 본 연구에서는 소블럭 단위로 수도통계자료를 분석하여 물손실관리를 위한 어떠한 지표를 이용하는 것이 타당한 방법인지 제시하고자 하였다. 비교분석을 하기 위한 지표인 소블럭별 유수율, 실손실율(누수율), 1인당 실손실량, 급수전당 실손실량, 누수평가지표(ILI)를 산정하고, 그 결과에 따라 소블럭별 순위를 결정하였다. 유수율과 급수인구를 고려한 1인당 실손실량과의 비교분석에서 높은 R² (결정계수)값과 소블럭별 순위변동 폭이 적은 것으로 나타났으나, 유수율과 급수전수를 고려한 급수전당 실손실량 및 배수관의 연장과 급수전수, 평균압력을 고려한 누수평가지표와의 비교분석에서는 낮은 R²값과 소블럭별 순위 변동폭이 큰 것으로 나타났다. 앞서 언급한 것처럼, 유수율만을 이용하여 물손실관리 수행능을 설명하기에는 부족할 것으로 판단되며, 유수율 외에도 다양한 지표들을 종합적으로 고려했을 때 가장 바람직한 물손실관리 수행능 평가가 될 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.516-516
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• 2015

본 연구는 한강유역($2,6018km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수량측면의 유역 건전성을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 한강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 하천유량, 다목적댐(소양강댐, 충주댐, 횡성댐) 운영자료, 다기능보(강천보, 여주보, 이포보) 운영자료, 증발산량, 토양수분 자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 한강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 실측 지하수위, 증발산, 토양수분 자료를 이용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2014)을 실시하였다. 그 결과 토양수분으로부터 증발산이 발생하고 유출 및 지하수까지 영향을 미치는 물수지 현상을 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 이후 유역의 수량측면의 건전성 평가를 위한 수문요소로 하천 유출량, 증발산량, 침투, 침루, 기저유출, 토양수분, 지하수 함양량 등을 도출하고 유역의 물순환을 해석하여 유역의 건전성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.465-465
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• 2011

강우가 발생하거나 관개를 함에 따라 농경지의 토양침식물, 잔류 비료나 농약 등의 비점오염원은 지표 및 지하 유출과 함께 거동함으로써 지표수 뿐 아니라 지하수 수질에도 영향을 미칠 수 있다. 특히, 최근 고부가가치 농산물 수요의 증가로 전국적으로 시설재배 농업이 확대되고 있으나 시설재배 내에서의 비점오염원 유출특성에 관한 연구는 미흡하다. 따라서 시설재배 농업과 관행농업의 비점오염원의 거동 및 지하침투 오염부하를 비교 평가하고 비점오염원을 저감하기 위한 적절한 방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시설 및 관행재배 지역의 지하침투 오염부하량을 평가하기 위하여 주변 영향이 배제되어 시설재배와 관행재배의 비교 평가 가능한 포장 및 광역 단위 시험포장을 선정하고 모니터링 시스템을 구축하였다. 먼저 필지 단위와 광역 단위 단위에서의 모니터링 시스템을 설계하고, 수문 및 수질 분석 항목을 설정하였다. 이를 바탕으로 관행재배지에서의 물수지 모니터링을 위하여 기상 및 강우량, 지하수위, 토양수분, 관개 및 배수량을 측정하기 위한 장비를 설치하고, 토양수 및 지하수의 물질 수지 분석을 분석하기 위한 토양수, 지하수, 논담수 등의 수질 샘플망을 구축하였다. 또한 시설재배지에서의 물수지 모니터링을 위하여 기상, 지하수위, 토양수분 및 관개량을 측정하기 위한 장비를 설치하고, 토양수 및 지하수의 물질 수지 분석을 분석하기 위한 토양수, 지하수, 관개용수 등의 수질 샘플망을 구축하였다. 향후 본 시험 포장에 대한 지속적인 모니터링과 샘플링 실시하여 다양한 항목에 대한 조사 및 분석이 이루어진 다면 시설재배지 비점오염원 모니터링 및 정량화 기술개발을 통해 시설재배지에서의 비점오염에 대한 정량적 자료구축이 가능할 것으로 판단되며, 기초적인 자료를 제공함으로써 국내 농업비점오염총량 추정 기술에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.466-466
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• 2011

가상수는 Allan에 의해 1993년 처음 도입된 개념으로 모든 재화나 서비스를 생산하기 위하여 사용된 물의 양( /kg)을 의미한다. 예를 들어 1차 농산물의 경우 생육기간동안 농산물이 필요로 하는 물의 양이 가상수로 사용되고, 가공품의 경우 가공과정을 거치며 소비되는 물의 양이 가상수에 포함된다. 이러한 가상수의 개념을 활용한 소비 기반 물사용 지표가 물발자국이며 이는 2002년 Hoekstra에 의해 도입되었다. 물발자국은 개인이나 지역, 집단 등이 소비하는 재화와 서비스를 생산하는데 필요한 물의 총량을 나타낸다. 우리나라와 같은 물 부족 국가에서는 농 축산물 관련 정책의 수립 시 정량적인 생산량뿐만 아니라 소비되는 물의 양도 동시에 고려할 필요가 있다. 특히 현 정부는 2015년 식량자급률 목표치(곡물자급률 25%, 육류자급률 71%)를 설정하여 농 축산물의 생산 및 수입량을 조정하고자 한다. 이러한 식량자급률의 목표치에 따라 국내 생산 및 수입량의 비율이 변화하게 되므로 국내 물발자국의 값도 변화하게 되며 이는 수자원 정책 수립 시 주요한 요인으로 작용할 수 있다. 그러므로 식량자급률의 변화에 대해 단순히 생산량의 관점뿐 아니라 물 소비 절약의 관점에서의 접근이 필요하다. 이에 본 연구에서는 2015년 정부의 식량자급률 목표치 달성을 위하여 각 품목별로 소비되는 가상수의 양을 정량적으로 산정하고, 국내적으로 소비 또는 절약되는 가상수의 양을 추정하고자 하였다. 추정된 결과를 바탕으로 식량자급률 목표치에 따른 생산량의 조정으로 인한 물발자국의 변화와 그 영향을 파악하고자 하였다. 본 연구를 위하여 식량 자급률 목표치 설정에 포함된 농 축산물의 단위 가상수량과 생산량 추이, 목표 생산량 등을 조사 하였다. 이중 곡물의 단위 가상수량은 국내의 실정을 적용한 국내 연구결과를 활용하였으며, 축산물의 단위가상수량은 음용, 세척을 위한 원단위 필요수량과 소비되는 사료의 재배를 위한 단위 가상수량을 활용하여 전체 축산물의 가상수량을 산정하였다. 조사, 산정된 자료를 활용하여 2015년 식량자급률 목표치 달성을 위해 필요로 하는 가상수의 변화량과 국내적으로 소비 또는 절약되는 가상수의 양을 파악하고자 하였다.