• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.407-418
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• 2017

임진강 유역은 북한과 인접해 있는 지리적 특성 때문에 수문관측에 어려움이 있고 급작스러운 홍수발생 시 대응측면에서 취약하다. 이에 따른 대책으로 2005년 군남홍수조절지 건설이 계획되었다. 그러나 이러한 구조적 대책에도 불구하고 북한의 무단방류에 의한 피해가 계속 발생되고 있고, 2012년부터 지속된 한반도 가뭄의 영향과 북측댐의 일방적인 저수로 임진강 유량이 급격히 감소하여 임진강 하류에서 가뭄 피해가 발생하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 임진강유역의 가뭄피해를 대비하고 홍수발생 시 효율적인 대응시간을 확보하기 위하여 군남홍수조절지의 새로운 운영방법을 도출하였다. 먼저 가뭄피해 대비를 위해 저수용량을 확보하는 방안으로서 홍수기 군남홍수조절지 운영수위를 EL.23.0 m에서 EL.31.0 m로 상향하여 유지하는 운영방법은 기존운영방법과 비교 분석 시 약 14백만 $m^3$의 용수를 추가 확보할 수 있다. 또한, 홍수발생 시 초기 $250m^3/s$로 조절방류를 하여 유입량을 일부 저류시키는 운영방법은 기존운영방법과 비교 분석 시 저수지 저류효과가 평균 2.66% 증가한 것으로 나타났다. 이는 기존의 운영방법과 비교하였을 때 평균 약 19시간의 대응시간 확보가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권8호
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• pp.733-745
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• 2010

수문자료의 계절성은 수자원관리의 관점에서 매우 중요한 요소로서 계절성의 변동은 댐의 운영, 홍수조절, 관개용수 관리 등 다양한 분야와 밀접한 관계를 가지고 있다. 수문빈도해석을 위해 POT 자료와 같은 부분기간치계열을 사용함으로써 자료의 확충, 계절성 확보, 발생빈도모형의 구축 등이 가능하다. 본 연구에서는 POT 자료의 장점을 효과적으로 빈도해석에 연계시키는 방법론으로서 POT 자료로부터 계절성을 추출하고 이를 빈도해석과 연계시켜 Bayesian 기법을 기반으로 하는 비정상성 빈도해석 모형을 구축하였다. 서울지점의 관측 자료로부터 98% Threshold를 적용하여 POT 자료를 추출하였으며, GEV 분포에 대한적합성을 검토하였다. 위치 및 규모매개변수의 계절적변동성을 Fourier 급수로 표현하고, Bayesian Markov Chain Monte Carlo 모의를 통해 매개변수들의 사후분포를 추정하였으며, 사후분포와 Quantile 함수를 이용하여 재현기간에 따른 확률강수량을 추정하였다. 계절성을 고려한 비정상성빈도해석 결과 7~8월의 비정상성 확률강수량과 기존 정상성빈도해석의 결과가 유사한 값을 나타내고 있으며 동시에 계절성을 반영한 확률강수량의 거동을 효과적으로 모의가 가능하였다.

• 한국측량학회지
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• 제39권3호
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• pp.149-156
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• 2021

북한지역 공간정보 관련 연구사례를 수집, 분석하여 공간정보 구축 우선순위를 분석하고 이를 바탕으로 북한지역 공간정보구축 단기 및 중장기 로드맵을 제시하였다. 이를 위해 공간정보 구축 우선순위와 관련된 연구자료를 분석하고, 국토인프라시설의 상호 관계에 따른 구축 우선순위를 도출하였다. 우선순위 도출을 위해 분석된 연구에 따르면, 북한지역의 비접근성이라는 특징에 의해 전문가 집단을 대상으로 실시한 설문 및 자문의견을 취합하여 우선순위를 결정하고 있음은 공통적으로 일치하였다. 공통적인 의견을 종합해보면, 비무장 및 접경지대, 주요도시, 특구·개발구 등을 우선순위로 두고 있으며, 인프라시설 측면에서는 전력통신, 철도, 상하수도, 건축물, 도로, 댐 등을 우선순위로 두고 있었다. 통일한반도의 국토인프라 구축 우선순위는 주요 도심과 항만, 공항 등 핵심 교통시설과 연계된 배후 도시 수준의 점 개발을 시작으로 교통망, 용수, 에너지 등의 노선 공간공유를 추진하는 선 개발, 그리고 도시 및 국가 단위의 면 개발로 이어지는 시나리오를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.487-487
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• 2021

탁수는 유기물 또는 무기물이 유입되면서 빛의 투과성이 낮아진 수체를 의미한다. 탁수가 발생하게 되면 어류의 폐사, 정수처리 비용의 증가 및 경관의 변화로 인한 피해가 발생하게 된다. 국내에서는 홍수기 또는 태풍 시 유역의 토사가 저수지 상류에서 유입하여 호내의 탁수를 발생시키는 경우가 있는데, 특히 낙동강 유역의 임하호에서 빈번하게 고탁수가 발생하여 왔다. 본 연구에서는 임하호에서 탁수 발생 시 신속 배제를 위한 수치적인 예측 시스템을 소개하고자 한다. 저수지 탁수관리의 기본개념은 용수공급능력을 고려한 고탁수의 신속한 배제이다. 이는 선제적 의사결정을 요구하므로, 지류에서 탁수가 발생한 즉시 향후 상황에 대한 예측이 필요하다. 이러한 예측을 위해 유역관리처는 3단계의 수치해석을 수행한다. 첫 번째는 유역 상류에서 탁수가 감지되었을 때, 호 내 탁수의 분포를 예측하는 것이다. 수심 및 수평방향의 탁수 분포에 대한 상세한 결과가 도출되어야 하기에, 3차원 수치해석 프로그램인 AEM3D를 이용한다. 이때, 과거 고탁수 유입에 대한 자료를 기반으로 산정된 매개변수가 적용된다. 두 번째는 예측된 호내 분포를 초기조건으로 댐 방류량 및 취수탑 위치(선택배제)에 따른 탁수 배제 수치해석을 수행하게 된다. 다양하고 많은 case에 대한 신속한 모의 및 3달 이상의 장기간 예측을 요구하므로, 2차원 수치모델인 CE-QUAL-W2를 활용한다. 이 단계에서 수자원의 안정적 공급이 가능한 범위 내에서 효과적인 탁수 배제 방류 방법 등이 결정되며, 방류 탁도가 예측된다. 세 번째 단계는 방류탁도를 경계조건으로 하여 하류 하천(반변천~내성천 합류 전)의 탁도를 예측하는 것이다. 하천의 탁도 예측은 국내뿐만 아니라 국외에서도 그 사례를 찾아보기가 쉽지 않은데, 이는 중소형의 지류에 대한 입력자료가 충분하지 않고 불확실성이 높기 때문이다. 이에 과거 10여 년의 data를 이용한 회귀분석을 통해 탁수 발생물질(SS)-부유사-유량과의 관계를 도출하고, 2차원 하천모델(EFDC)을 이용하여 수심 평균 탁도를 예측하게 된다. 이러한 세 단계의 예측은 탁수가 호내로 유입됨에 따라 반복되고, 점차 예측 정확도가 향상되게 된다. 세 단계의 과정을 통한 임하호 탁수의 조기 배제는 현재 적지 않은 효과를 거두고 있다고 판단된다. 그러나 탁수를 발생시키는 현탁물질의 종류는 매번 일정하지 않기 때문에, 이러한 예측 시스템에 정확도에 영향을 줄 수 있으므로, 여러 상황을 고려한 딥러닝을 도입하여 탁수 물질에 대한 정보를 예측한다면 보다 합리적인 의사결정 지원 도구가 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.283-283
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• 2020

국가의 논의 타작물 재배 권장 정책과 농한기 수익을 위해서 동절기에도 농사가 가능한 시설농업이 발달했으며, 1990년 초부터 재배면적이 증가하여 2000년에는 10만 ha를 넘어섰고, 2018년에는 80만ha의 규모를 보이고 있다(농사로, 2019). 시설농업단지의 동절기 난방을 위한 에너지원으로 화석연료와 전기열원을 사용하고 있고, 특히 강변의 경우 지하수를 난방 열원으로 사용가능해 수막재배를 이용한 대규모 시설단지가 발달함에 따라 지하수의 이용량이 증가하고, 2015년 농업용 지하수 이용량은 연간 20억 톤에 이른다(GIMS, 2019). 난방이 필요한 동절기에 수막용수를 위한 지하수 이용량이 급증하여 계절적인 수위변화를 보이며, 특히 강변의 대규모 시설농업단지의 지하수의 부족현상이 빈번히 발생하는 실정이다(송성호, 2017). 본 연구지역은 낙동강 하구댐 설치 전만조 시 해수의 유입으로 암반지하수의 심도가 증가할수록 EC가 증가하는 특성을 보이는 곳으로, 지하수의 이용량이 급증하는 동절기에 특히 급격히 증가하여 지하수의 안정적인 수질관리를 위해 염분변화의 관리가 필요한 지역이다. 지하수의 계절적인 변화를 위해 시설농업단지내에 지하수 관측정이 설치되어 관측되고 있으며 본 연구에서는 관측정의 2013년 1월~2019년 1월까지 지하수의 EC변화를 관측하였다. 지하수의 수위(GL.m), 온도, EC를 1시간 주기로 관측하여 계적적인 변화를 분석하였고, EC의 증가가 큰 곳은 심도별로 센서(다중심도)를 설치하여 염도의 변화를 관측하였다. 지하수성분의 지질학적 기원분석을 위한 양음이온 분석을 연 1회 실시하였다. 또한 관측정의 심도별 변화를 알기 위해 동일지역에 충적, 암반 관측정을 따로 설치하고 관측하여 지표수와 지하수의 심도별 영향의 차이를 분석하였다. 동일지역의 관측결과 평균 5m이하의 수위변화를 보이나, 5m 이상의 수위변동을 보이는 관측망은 15년 14개소 17년 19개소로 증가추세를 보이며, 이는 주로 밀집된 시설하우스 단지의 수막재배를 위한 겨울철 지하수 사용량 증가가 원인인 것으로 판단된다. 본 연구지역은 강변지역에 밀집된 시설하우스단지의 동절기 수막재배를 위한 지하수 과다 사용으로 수위급감 및 수량부족현상이 반복되고 있어, 예방과 대책강구를 위해 지표수의 함양과 지하수사용량의 상관관계 분석과 자료축적 및 추가연구를 위한 장기관측이 요구된다.

• 한국어류학회지
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• 제35권4호
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• pp.270-277
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• 2023

배스 Micropterus salmoides는 1973년에 도입된 이래로 국내의 댐, 하천 등에 퍼져, 토착 어류군집에 악영향을 미쳐왔다. 본 연구에서는 농업용수공급의 기능을 상실한 유휴저수지인 북초산제에서 배스를 완전제거한 후, 배스가 서식하는 비슷한 규모의 저수지 어류군집을 비교하여 배스가 어류군집에 미치는 악영향을 간접적으로 확인하고자 하였다. 연구는 2019년에서 2022년까지 연 3회에 걸쳐 수행하였다. 연구 결과, 배스의 서식으로 어류의 종조성이 단순해진 것으로 판단되는 북초산제에서 배스의 제거 이전 배스의 먹이원으로 이용될 수 있는 붕어와 밀어 등 4종만이 출현하였으나, 배스의 제거 이후 상류 및 농수로에서 유입된 소형담수어(대륙송사리, 갈문망둑)의 출현과 개체수의 증가가 확인되었다. 본 연구에서 조사한 배스가 서식하는 다른 저수지인 강정제, 수심제와 북초산제를 비교하였을때, 배스의 포식압이 높은 소형저수지에서 배스의 제거 이후 어류상은 안정화 및 회복세로 변화하는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5D호
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• pp.523-531
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• 2010

댐은 일상생활에 필요한 용수를 안정적으로 공급해주고 홍수피해를 저감하는 효과가 있지만 많은 토지와 가옥이 수몰되는 문제가 있다. 따라서 이러한 댐주변지역의 생활환경 개선과 지원을 위해 많은 사업들이 시행중에 있다. 본 연구에서는 GIS 공간중첩 기능을 이용하여 댐주변지역 지원사업비를 산정하는 기법과 함께 수치지형도의 해상도에 따른 영향을 분석한 결과 다음의 결론을 얻었다. 첫째, 1/3,000 수치지형도를 기준으로 각 해상도별 수몰지역 면적오차를 분석한 결과, 1/5,000 수치 지형도가 1/25,000 수치지형도에 비해 면적오차의 합의 비율이 9.5배로 정확도 측면에서 매우 효과적임을 알 수 있었다. 둘째, 댐주변지역 면적오차의 합을 분석한 결과 1/5,000 수치지형도가 1/25,000 수치지형도에 비해 면적오차의 합의 비율이 7.4배로 정확도 측면에서 매우 효과적임을 알 수 있었다. 셋째, 수몰지역 면적에 대한 지원사업비 오차를 분석한 결과, 1/5,000 수치지형도가 1/25,000 수치지형도에 비해 지원사업비 오차의 합과 표준오차 그리고 수몰지역 총사업비에 대한 지원 사업비 오차의 합의 비율에서 각각 15.9배, 14.7배, 15.9배로 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 댐주변지역 면적에 대한 지원사업비 오차 분석 결과에서도 1/5,000 수치지형도가 1/25,000 수치지형도에 비해 지원사업비 오차의 합과 표준오차 그리고 댐주변지역 총사업비에 대한 지원사업비 오차의 합의 비율에서 각각 10.7배, 9.6, 10.6배로 정확도 측면에서 매우 효과적임을 알 수 있었다. 마지막으로 댐주변지역 전체사업비 오차를 분석한 결과, 1/5,000 수치지형도가 1/25,000 수치지형도에 비해 전체 지원사업비 오차의 합과 표준오차 그리고 전체사업비에 대한 전체사업비 오차의 합의 비율에서 각각 1.4배, 1.3배, 1.4배로 정확도 측면에서 효과적이나 인구항목이 면적개념을 고려하고 있지 않아 수몰지역이나 댐주변지역 면적 오차산정 결과보다는 비교적 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제30권4호
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• pp.225-236
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• 2021

4대강 살리기사업(이하 4대강 사업)에 대한 마스터플랜, 사전환경성검토, 환경영향평가, 사후환경 영향조사, 4차례의 감사, 환경부 4대강 조사·평가 기획위원회의 금강과 영산강의 5개 보에 대한 해체 또는 부분 해체 제안 등을 고찰·분석한 결과는 다음과 같다. 첫째 보 운영과 보 개방으로 인한 수질 영향을 비교하여 비용편익분석을 해야 하나 보 개방시 수질 측정자료 부족으로 보 건설전 수질 측정자료로 대체하였기 때문에 수질 영향 분석이 미흡하여 비용편익분석이 제대로 될 수 없었다. 둘째, 금강과 영산강의 보 해체에 대한 비용편익분석 결과에 따라 세종보와 공주보의 해체, 백제보의 수문 상시 개방, 죽산보의 해체, 승촌보의 수문 상시 개방을 결정하였으나, 보 유지시에 대한 비용편익분석을 실시하지 않아 보 해체 결정의 타당성에 문제가 있다. 셋째 4대강 사업 전후 16개 보의 수질 변화를 보면 COD와 Chl-a는 대체로 악화되었고 BOD, SS, T-N, T-P는 개선되었다. 그러나 보 해체시 수질 관련 비용편익분석에서 4대강 사업후 악화된 COD 항목만을 반영하였고 4대강 사업후 개선된 BOD, SS, T-N, T-P 항목에 대한 수질 관련 비용(편익)은 반영하지 않았으므로, 보 해체 편익 산정시 수질 편익이 지나치게 과장되었다고 볼 수 있다. 넷째 공주보와 죽산보의 경우 가동보가 대부분이라 수질 악화시 특히 녹조 심화시 보 개방으로 보 해체와 같은 효과를 기대할 수 있고, 세종보도 가동보가 전체 보 길이의 64%나 되므로 보 개방으로 보 해체 시와 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 댐·보·저수지 연계운영을 통해 수질관리가 가능하므로 보 해체만이 수질관리나 수생태계 개선방안이라 단정할 수 없다. 다섯째 가뭄과 홍수에 대응하기 위해 보와 연계되는 도수로 건설로 4대강 상류 가뭄지역에 대한 농업용수 공급 능력을 확보하는 것이 필요하므로, 현재로서는 보의 해체보다는 보의 활용 방안을 모색해야 할 것이다.