• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.57 no.5
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• pp.359-369
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• 2024

Korea prepares for potential floods by designating June 21st to September 20th as the flood season. However, many dams in Korea have suffered from extreme floods caused by different climate patterns, as in the case of the longest consecutive rain of 54 days in the 2020's flood season. In this context, various studies have tried to develop novel methodologies to reduce flood damage, but no study has ever dealt with the validity of the current statutory flood season thus far. This study first checked the validity of the current flood season through the observation data in the 21st century and proved that the current flood season does not consider the effects of increasing precipitation trends and the changing regional rainfall characteristics. In order to deal with these limitations, this study suggested seven new alternative flood seasons in the research area. The rigid reservoir operation method (ROM) was used for reservoir simulation, and the long short-term memory (LSTM) model was used to derive predicted inflow. Finally, all alternatives were evaluated based on whether if they exceeded the design discharge of the dam and the design flood of the river. As a result, the floods in the shifted period were reduced by 0.068% and 0.33% in terms of frequency and duration, and the magnitude also decreased by 24.6%, respectively. During this period, the second evaluation method also demonstrated that flood decreased from four to two occurrences. As the result of this study, the authors expect a formal reassessment of the flood season to take place, which will ultimately lead to the preemptive flood response to changing precipitation patterns.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1944-1947
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• 2008

강우기에 하천 유역에서의 탁수 발생은 대상 지역의 토양, 토지 이용형태와 식생 분포, 강우의 강도, 토지의 경사 등에 따라 큰 영향을 받게 된다. 본 연구에는 토지의 이용형태에 따른 강우 시 탁수 발생량을 평가하고자 용담댐 유역의 탁수 발생특성 조사를 실시하였다. 2005년의 조사지점은 유역면적이 가장 작은 주자천 유역과 구량천, 금강본류를 대상으로 하였다. 구량천과 금강본류는 용담댐 유역을 구성하는 가장 큰 두 소유역이며 다를 지역에 비해 오염원이 많아 용담댐수질에 많은 영향을 주는 하천이다. 현장조사는 6월 27일부터 7월 3일 까지 실시하였다. 2007년 조사 대상 지역은 주자천 유역의 주천교 지점과 금강본류 유역의 월곡교 지점을 선정하였다. 현장조사는 6월21${\sim}$22일, 9월14${\sim}$15일 2회에 걸쳐 실시하였으며 시간별 현장 탁도 측정 및 시료 채취를 통한 분석을 병행하였다. 2005년에 실시한 조사결과 오염원이 많고 유역이 넓은 천천은 7월 1일에 유입량이 최대로 348.16CMS였으며, 그날 탁도는 오후 2시 10분조사시에 최대 2060NTU를 나타냈다. 구량천은 같은날 조사를 실시하여 유량은 최대 200.33CMS였고, 최대 탁도는 763NTU를 나타냈다. 반면 주자천에서는 최대 탁도가 98.4NTU를 나타내 가장 탁도가 높은 금강본류와는 약 13배의 차이를 나타냈다. 2007년 1차 조사는 6월 21${\sim}$22일에 걸쳐 이루어 졌다. 주천교 지점은 시간최대 강우 17mm가 발생한 시점에 최대 92NTU의 탁도를 나타내었고 그 이후 감소하여 20NTU이하의 탁도를 유지하였다. 반면, 월곡교 지점은 시간최대 23mm의 강우가 발생하였고, 최대 탁도는 3,610NTU에 도달하였으며 1,000NTU이상의 고탁도가 6시간 이상 유지된 후, 시간이 지남에 따라 점차 감소하였다. 이러한 결과는 미개발지역인 주천교 지점의 경우 강우에 의한 탁수 발생이 상대적으로 적음을 보여주고 있으며 월곡교 지점과 같이 개발로 인해 노출된 토양의 경우 강우에 의해 쉽게 침식이 일어나 고탁도의 탁수를 발생시킴을 보여준다. 그러나 주천교지점에서 2005년에 조사한 자료와 비교해 보면 2007년이 적은 강우임에도 불구하고 탁도는 높게 나타난 결과를 나타내고 있으며 이는 토지이용의 고도화에 따른 영향으로 판단되었다. 연구 결과 유역내에서 탁수 발생은 같은 강도의 강우에 있어서 큰 차이를 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 강우기에 저수지에서의 탁수 문제의 해결을 위해서는 상류 유역의 탁수 발생원 관리가 중요함을 보여주고 있으며, 토지 이용 형태에 따른 토양 침식 방지 대책이 강우기의 댐 내 탁도 문제를 개선할 수 있는 중요한 방안으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.89-89
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• 2016

전 세계적으로 발생하는 기후변화로 인해 홍수, 가뭄 등과 같은 자연재해의 빈도가 높아지고 있다. 이러한 자연재해는 사회 경제적으로도 많은 피해를 유발하고 있으며, 특히 물과 관련한 자연재해는 인류의 생존과 직결되는 문제가 된다. 이중에서도 가뭄과 관련한 연구는 진행 속도가 느리고, 가뭄의 진원지나 그 경로를 파악하기 어려운 문제로 인하여 다른 연구와 비교하였을 때 상대적으로 미흡하게 진행되어 왔다. 이러한 문제점 때문에 여타의 다른 자연재해에 비해 가뭄에 대한 예측 및 대책 마련 또한 쉽지 않은 실정이다. 이에 몬테카를로 모의를 통해 미래에 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 도출하는 확률론적 접근을 통해 좀 더 효율적이고 현실적인 대책 안을 마련할 수 있다. 본 연구의 목표는 기존 강우생성기와 증발산생성기를 결합한 일기생성기를 개발하고 이를 기후변화 시나리오에 적용하여 미래의 가뭄위험지수를 산출하는 것이다. 산출된 결과를 토대로 우리나라 전역에 대하여 준 실시간으로 갱신되는 미래가뭄위험도의 지도를 제작할 수 있다. 본 연구의 차별성은 첫 번째로 추계론적 접근을 통해 현재의 가뭄상태에 근거한 미래 가뭄에 대한 위험도를 예측할 수 있음을 들 수 있으며, 두 번째로는 지표해석모형을 활용하여 가뭄을 해석하기 때문에 유역 전반에 걸친 토양수분 뿐 만 아니라 국내 주요 댐 상류의 저수지 유입량의 불확실성을 정량화 할 수 있으며, 이는 기후변화에 따른 수자원 장기계획의 수립 및 의사결정에 있어 실용적인 정보를 제공할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.462-462
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• 2018

국내 신규댐 건설에 있어, 침수토양의 용출에 의한 호내 수질영향에 대해서는 현재까지 정량화된 사례는 찾기 어려우며, 댐 담수 초기에 증가되는 오염원에 대한 정확한 조사자료의 부족으로 담수이후의 수질변화에 대한 정확한 예측이 어려운 실정이다. 따라서 외부 오염부하의 강우시 유입과 퇴적물로부터의 영양염용출 등의 내부 오염부하가 함께 고려된 수질예측기법의 적용이 필요하다. 수몰지 토양 및 호내로부터의 내부부하에 있어서는 퇴적물 내의 다량 존재하는 오염물이 재용출 되거나 퇴적물 내의 화학적 생물학적 반응이 하천 수질에 악영향을 미치게 된다. 대부분 수몰지토양에서 수층으로 용출되는 유기물의 양은 수층에서 퇴적물로 흡수 또는 침강 되는 것보다 많은 경우도 있으며, 오염된 수계에서는 내부 부하량이 과다할 경우 수질 개선을 어렵게 하는 요인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 2016년 시험담수 예정지인 신규댐 수몰지를 대상으로 토양에 포함된 유기물이 자연상태에서 수체로 용출되는 특성을 분석하여 수질에 미치는 영향을 검토하고자 한다. 댐 수몰지의 토양 시료는 시험담수전 2016년 7월, 토지이용 유형별로 5개지점(논, 밭, 대지, 임야, 하천)에서 시료를 채집하여 총 36일간 용출실험을 실시하였으며, 수층내 용존산소 조건을 호기성 조건과 혐기성 조건으로 나누어 실험하였다. 수질분석은 COD, T-N, T-P, $PO_4-P$등 9개 항목에 대해 실험기간 중 13회 실시하였다. 토양별 점유면적 대비 일 용출량은(kg/day) COD 63 kg/day, T-N 93.6 kg/day, T-P 5.8 kg/day, $PO_4-P$ 4.6 kg/day 였으며, 수몰지 내 토지이용현황별 오염원 기여율은 임야, 밭, 하천, 논, 대지 순 이었다. 본 실험은 수몰지토양의 순수용출량만을 담수개시~36일간 측정한 결과로서 실제 저수지환경에서는 실험값보다 낮을 것으로 판단되며, 수중 수질환경 변화 및 퇴적물의 퇴적 등으로 인하여 원토양으로부터의 용출로 인한 수질에의 영향은 시간의 경과와 함께 변화 또는 감소될 것으로 예상된다. 따라서 본 실험결과는 담수초기의 영향으로 국한하여 해석하는 것이 바람직하며, 보다 장기적인 영향파악을 위해서는 담수 후의 퇴적물의 거동(퇴적현황) 파악 및 담수 후 퇴적물의 장기용출실험을 통한 용출량 검토가 필요하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.485-485
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• 2017

현재까지 국내에서는 미래에 발생할 수 있는 물 부족을 전망하고 이를 해소할 수 있는 여러가지 방안을 제시하는 수자원계획을 수립하고 있다. 대표적인 예로 국가수자원장기종합계획을 들 수 있으며 목표연도에 대한 사회 경제적 요인의 변화를 전망함으로써 용도별 수요량을 산정하고 공급가능량을 함께 고려하여 물 수급 전망을 수행하고 있다. 이 때 주요공급원으로는 하천유출량과 함께 건설되어 운영 중이거나 계획 중인 댐과 광역 및 공업용수도를 고려하고 있으며 산정된 수요량과 공급량을 통해 물수지 분석을 수행한 후 지역공급원으로 지하수 및 농업용저수지를 추가로 고려하고 있는 실정이다. 다시 말해 지하수에 대한 고려는 최근 이용하였던 암반지하수량을 미래에도 동일하게 이용가능하다는 가정 하에 분석을 수행한다는 것이다. 하지만 기후변화, 물이용패턴, 하천수질변화 등으로 인해 지하수량의 변화가 예상되고 있어 현재와 동일하게 이용할 수 있다는 지하수 관련 가정은 현실성이 떨어진다고 할 수 있다. 따라서 미래에 대한 물 수급 전망에 있어 지하수를 중요한 공급원으로 고려하여 분석할 필요가 있으며 이를 평가하고 분석할 모형의 개발이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 기존의 수자원평가계획 모형인 K-WEAP모형과 지하수 모의 모형인 MODFLOW를 연계하여 지표수-지하수를 통합적으로 분석할 수 있는 K-WEAPccia ver 2.0을 개발하였다. 이 모형에서는 지표수-지하수 상호작용을 모의하기 위해 4가지 옵션을 개발하였으며 하천 또는 하도구간에 대한 지하수 유입량과 유출량을 직접 입력하는 방법, 모형 자체적으로 직접분석할 수 방법(토양수분방법 또는 하천과 지하수간의 관계 규명 방법) 및 MODFLOW와의 연결을 통해 지하수를 모의할 수 있도록 하였다. 개발된 모형을 통해 향후 물 수급 전망에 있어 주요한 공급원인 지하수를 함께 모의할 수 있도록 함으로써 보다 현실적이고 합리적인 수자원계획을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.10
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• pp.1045-1058
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• 2008

Drought is a natural phenomena caused by long time lack of precipitation causing varying damages in several regions which increases yearly. Specifically, in 1994$\sim$1995 and 2001 severe drought occurred in almost every region of Korea. Small and medium sized water supply reservoirs exposed their bottoms and also raised considerable economic losses. In spite of this fact, damages and impacts from the drought can still be minimized by well defined drought management plans with optimal management of water supply facilities. Throughout this research, integrated drought information system is proposed to used in monitoring the drought of Korea in real time. And the expert system for the management of water supply facilities has developed using Shared Vision Model (SVM) to enable the Virtual Drought Exercise (VDE). To find a better way to manage water during drought and to develop the enhanced abilities to respond to drought, virtual drought exercise is the most effective approach and process. The proposed process of virtual drought exercise using integrated drought information system can be used as an effective tool to prepare the optimal water supply plans during the drought.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.8
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• pp.729-742
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• 2014

This study predicted long-term sediment distribution for 76 years by using RMA-2 which is two-dimensional numerical model and SED2D which is the sediment transport model to quantitatively analyze sediment distribution in the reservoir based on sediment intrusion and efficiently manage the reservoir. For water level-discharge-sediment data required in boundary conditions of the model, real-time data measured by the Korea Water Resources Corporation were used. The sediment input data was calculated using K-DRUM model. Sedimentation depth was compared with results of model by collecting cross-section core in the reservoir during the dry season. As the result of validation, the sediment depth in the reservoir was similar to actually measured value. For prediction of long-term sediment distribution, terrain data measured in 2012 was used as starting crosssection and simulations for 76 years until 2088 were made. As the results of simulations, sediment distributions of 1.63~1.26 m and 1.45~0.007 m were shown in upstream and downstream of Hapcheon Dam, respectively.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.5
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• pp.491-500
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• 2014

To estimate the severity of streamflow drought, this study introduced the concept of streamflow drought index based on threshold level method and Seomjingang Dam inflow was applied. Threshold levels used in this study are fixed, monthly and daily threshold, The $1^{st}{\sim}3^{rd}$ analysis results of annual drought, the severe hydrological droughts were occurred in 1984, 1988 and 1995 and the drought lasted for a long time. Annual compared to extreme values of total water deficit and duration, the drought occurred in 1984, 1988, 1995 and 2001 was serious level. In the results of study, because a fixed threshold level is not reflect seasonal variability, at least the threshold under seasonal level was required. Threshold levels determined by the monthly and daily were appropriate. The proposed methodology in this study can be used to forecast low-flow and determine reservoirs capacity.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.3
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• pp.153-175
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• 2016

Daecheong Reservoir has suffered eutrophication and water-blooms by blue-green algae from initial impoundment, and algae alert system (AAS) was introduced in 1997. The purpose of this study was to investigate the effect of rainfall and hydrological factors in increase or decrease variability of green-tide and prolonged AAS, studied and analyzed the current situation of AAS has been operating for 19 years (1997~2015) in Daecheong Reservoir. The total issued number of AAS was 46 times, the most frequent period in August and September were 22 times (752 days) and 16 times (431 days), respectively, it accounted for 82.6%. Many number and frequency during this period were significantly associated with rainfall, various discharge and water level. Rainfall and hydrological events are associated with the rainy season of monsoon-Changma and the typhoon, it was concentrated in June~September, total rainfall in this period accounted for 69.9% of the annual rainfall. An increase in inflows was dependent on the intensity, frequency and the amount of rainfall. Accounted for 68.4% of the total annual inflow, it was a time when the most rapidly changing hydrological variability in the reservoir. The total outflow was closely related to rainfall, and compared the distinctive characteristics of hydropower generation and watergate-spillway discharge. In addition, the upreservoir zone of Daecheong Reservoir could be vulnerable to green-tide by regulating discharge of the upstream dam. The issue of AAS was strongly related to the with and without of watergate-spillway discharge. The watergate-spillway discharge had a total of 25 times, it was maximum 17 days from July to September in the year. And the opening times and each duration of the watergate were 1~4 times and the range of 3~37 days, respectively. When the watergate opened, the issue of AAS was maintained to 13 years and the movement of water bodies and green-tide was great about five times than that of non-open, had a profound effect on prolonged AAS within reservoir. In Daecheong Reservoir, Chusori (CHU) area of the So-ok Stream was still showing serious symptoms green-tide levels in the summer, but Janggye (JAN) waters of the main reservoir was pointed out that more important. AAS will be operated by an absolutely consider the rainfall and hydrological effects around the watergate-spillway discharge. The measures of green-tide will be included in the limnological studies more suited to the characteristics of the watershed and reservoir of the our country. Finally, from now on, we will prepare the systematic management and guidelines for vulnerable zone water-blooms that are the source within the reservoir before the monsoon rather than waiting for the arrival of green-tide on the operating stations of AAS.