• 한국수자원학회논문집
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• 제52권7호
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• pp.463-473
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• 2019

본 연구에서는 공급 우선순위에 따른 물수급 분석 결과의 비교를 위해 국내 수자원장기종합계획에서 활용한 K-WEAP (Korea-Water Evaluation And Planing System) 모형과 MODSIM (Modified SIMYLD) 모형을 이용하여 분석하였다. 기존의 수자원장기종합계획은 수요처의 공급 우선순위를 모두 동일하게 공급하는 것으로 가정하여 분석하였으며 K-WEAP은 최대충족률을 만족시키기 위한 비율 배분을 수행하는 반면 MODSIM은 물 공급 우선순위의 적용이 필수적인 것으로 분석되었다. 먼저 우선순위에 따른 한강 유역의 물수급 분석 결과, 평균 1,035 천 $m^3$의 물부족이 감소하였으며 이는 생 공용수의 배분량이 증가하면서 회귀수량이 증가하고, 수자원의 재이용이 많아지기 때문인 것으로 분석되었다. 우선순위를 적용한 K-WEAP과 MODSIM의 분석결과를 비교할 경우, 상대오차 최대 5.3%이내, 결정계수($R^2$)는 0.9999로 매우 유사한 물 부족이 발생하였다. 또한 두 모형 모두 합리적인 물 부족 분석 결과를 제공한다면, 모형의 구축과 데이터 처리에 해당하는 GUI 편의성은 K-WEAP이 더 우수한 것으로 나타났으나, 구동시간의 효율성은 MODSIM이 더 우수한 것으로 분석되었다. 향후 K-WEAP모형 뿐만 아니라 MODSIM 모형을 활용한 다양한 시나리오에 따른 분석을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.404-404
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• 2019

우리나라는 수자원장기종합계획과 유역종합치수계획의 수립을 통해 수자원의 개발, 안정적인 공급과 효율적인 배분, 홍수재해방지 등을 위한 많은 노력을 해왔다. 최근에는 수자원의 관리효율화, 체계적 통합적으로 시행하고자 수자원법을 제정하여 수자원 관리의 체계를 개편하였으며, 향후 지자체 중심의 정량적인 물수급평가를 통해 현실적인 결과와 대안을 마련하는 것이 필요하다. 기존의 용수공급능력 평가와 물수급계획은 시 군 중심의 용수수요량을 바탕으로 중권역 단위로 확장하고, K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planing System) 모형을 활용하여 용수수급전망을 제시하고 있다. 이에 본 연구에서는 한강 권역을 중심으로 기존 계획에서 활용한 K-WEAP과 국내 외 활용도가 높은 MODSIM(Modified SIMYLD)을 활용하여 각 모형에 대한 입력자료, 내부 계산 알고리즘 및 분석방법 등 모형의 적용성을 검토하여 중권역 기반의 물수급 분석 결과를 비교 하였으며, 향후 모형 적용 시 고려사항 및 발생 가능한 오류를 최소화 할 수 있도록 하고자 하였다. 분석 결과, 기존 수자원장기종합계획에서 활용한 K-WEAP모형은 생 공 농업용수가 모두 동일우선순위이나, MODSIM모형에서는 수요지별 우선순위를 고려해야 하므로 상 하류간, 생활 공업, 농업으로 우선순위를 부여할 경우 물 부족량의 차이가 발생하였다. 우선순위 적용시 K-WEAP과 형과 MODSIM을 비교할 경우, 유사한 물부족량과 시점을 제공하고 있어 적용성과 분석결과의 일관성을 확인할 수 있었다. 또한 같은 물부족 결과를 제공하는 조건의 검토 수행 시간 측면과 모형구동 결과의 안정성에서 MODSIM이 더 우수한 것으로 분석되어 향후 지자체 중심의 세부적인 물수급평가를 위해서는 빠른 의사결정을 도울 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.374-374
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• 2022

상수도 시스템은 물을 수용가에 깨끗하고 충분하게 공급하는 사회기반시설 중 하나이다. 최근 상수도관로 노후화로 인하여 발생하는 누수, 적수, 단수 등의 피해를 방지하기 위하여 상수도관로 점검 및 진단을 수행하고 관 상태를 평가하여 해당 요소에 대한 보수 및 보강을 시행하고 있다. 하지만 기존의 정비사업은 관 노후도를 고려한 보강계획을 수립하여 효과적인 상수도 시스템 정비를 위하여 상수도관로에 영향을 미치는 수리 및 수질 평가를 통합적으로 고려한 보강 우선순위 결정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상수도 시스템의 구조적, 비구조적 평가 인자를 동시에 고려한 시스템 보강 우선순위 선정을 위한 통합평가 기술을 제안하였다. 보강 우선순위 선정을 위하여 실제 상수도관로가 설치된 지역을 대상으로 상수도관로의 수리. 수질, 관 상태 등의 구조적 인자와 중요시설, 단수 시 피해인구 등의 비구조적 인자를 고려한 통합평가를 수행하였다. 구조적 인자 중 수리 및 수질 인자는 수리해석기법을 이용하여 기준치 통과 여부에 따라 평가하였으며 상수도관로의 관 상태는 관로의 제원, 매설 깊이, 노후도 등의 기준으로 평가하였다. 이러한 평가를 바탕으로 우선순위 선정을 위해 다기준의사결정법을 이용하여 상수도관로의 보강 우선순위를 선정하였다. 본 통합평가는 상수도관로의 구조적, 비구조적 위험도를 정량적으로 인지할 수 있을 뿐만 아니라 비구조적 인자를 고려하여 기존의 평가방법보다 더 신뢰할 수 있는 결과를 제공한다.

• 물과 미래
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• 제27권1호
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• pp.111-121
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• 1994

본 연구의 목적은 한정된 자료원을 각 용수 수요점 별로 용수공급 우선 순위에 따라서 최적배분하기 위한 Network 모형을 구성하는 것이다. 본 모형의 해법은 OKA(Out of Kilter Algorithm)를 사용하였다. 모형에 대한 이론적 방법론과 프로그램을 검증하고 적용하기 위하여 금강유역을 선정했다. 대청댐 방유량과 금강 유역의 용수수요량을 사용하여, 각 수요점의 용수공급 우선 순위를 1~ 4개의 경우로 설정하고 수자원의 최적배분을 시행하였다. 모형을 적용한 결과, 물리적인 시스템을 타당성 있게 표현할 수 있었고, 높은 우선 순위로 조정된 수요점에서는 물 부족량을 줄일 수 있었다. 본 모형의 해법은 Revised Simplex 알고리즘에 의해 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.469-469
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• 2017

기후 변화 및 환경오염으로 인하여 물부족 국가가 세계적으로 증가하고 있는 추세이며, 특히 집중형 강우의 형태가 많아짐에 따라 홍수피해 및 상수공급의 문제가 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 최근 20여 년간의 급속한 경제성장과 도시화 과정에서 인도네시아는 인구와 산업의 과도한 도시집중으로 지난 1960-80년대 한국이 산업화 과정에서 겪었던 것보다 훨씬 심각한 환경문제에 직면하고 있으며, 자카르타와 반둥을 포함하는 광역 수도권 지역의 물 부족과 수질 오염, 환경문제가 이미 매우 위험한 수준에 도달하고 있는 실정이다. 특히, 찌따룸강 중상류에 위치한 인도네시아 3대 도시인 반둥시는 고질적인 용수부족 문제를 겪고 있다. 2010년 현재 약 일평균 15 CMS의 용수가 부족한 상황이며, 2030년에는 지속적인 인구증가로 약 23 CMS의 용수가 추가로 더 필요한 것으로 전망된다. 이러한 용수공급 문제 해결을 위해 반둥시 및 찌따룸강 유역관리청은 댐 및 지하수 개발, 유역 간 물이동 등의 구조적인 대책뿐만 아니라 비구조적인 대책으로써 기존 및 신규 저수지 연계운영을 통한 용수이용의 효율성을 높이는 방안을 모색하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 해당유역의 용수공급 부족 문제를 해소할 수 있는 비구조적인 대책의 일환으로써 다양한 댐 및 보, 소수력 발전, 취수장 등 유역 내 수리 시설물의 운영 최적화를 위한 지능형 물관리 시스템 적용 방안을 제시하고자 한다. 본 연구의 지능형 물관리 시스템은 센서 및 사물 인터넷(Internet of Things, IoT), 네트워크 기술을 바탕으로 시설물 및 운영자, 유관기관 간의 양방향 통신을 통해 유기적인 상호연계 체계를 제공 할 수 있다. 또한 유역의 수문상황과 시설물의 운영현황, 용수공급 및 수요 현황을 실시간으로 확인함으로써 수요에 따른 즉각적인 용수공급량의 조절이 가능하다. 또한, 빅데이터 분석 및 기계학습(Machine Learning)을 통해 개별 물관리 시설물에 대한 최적 운영룰을 업데이트할 수 있으며, 유역의 수문상황과 용수 수요 현황을 고려하여 최적의 용수공급 우선순위를 선정할 수 있다. 지능형 물관리 시스템 개발의 목적은 찌상쿠이 유역의 수문현황을 실시간으로 모니터링하고, 하천시설물의 운영을 분석하여 최적의 용수공급 및 배분을 통해 유역의 수자원 활용 효율성을 향상시키는 데 있다. 이를 위해 수문자료의 수집체계를 구축하고 기관간 정보공유체계를 수립함으로써 분석을 위한 기반 인프라를 구성하며, 이를 기반으로 유역 유출을 비롯한 저수지 운영, 물수지 분석을 수행하고, 분석 및 예측결과, 과거 운영 자료를 토대로 새로운 물관리 시설 운영룰 및 시설물 간 연계운영 방안, 용수공급 우선순위 의사결정 등을 지원하고자 한다. 본 연구의 지능형 물관리 시스템은 통합 DB를 기반으로 수리수문 현상의 모의 분석을 통해 하천 시설물 운영의 합리적 기준을 제시함으로써 다양한 관리주체들의 시설물운영에 대한 이견 및 분쟁을 해소하고, 한정된 수자원과 다양한 수요 간의 효율적이고 합리적인 분배 및 시설물 운영문제를 해결하기 위한 의사결정도구로써 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.435-435
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• 2017

최근 태국 짜오프라야강 유역의 물 부족 문제 해결을 위해 한국 정부와 태국 정부간 G2G사업으로 "태국 짜오프라야강 유역과 인근 유역 연계 수자원개발 마스터플랜 수립"이 추진되고 있다. 본 연구에서는 장기간 가뭄 등으로 물 부족 문제가 심각한 태국 짜오프라야강 유역에 대하여 다각적인 추가용수 공급방안을 검토하고 이를 토대로 수자원 장기 종합계획을 수립하기 위한 태국 짜오프라야강 유역의 물수급 현황 및 향후 전망을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 ModSim 8.5 모형을 통해 물수급 현황 및 전망을 분석하였으며 대상유역은 짜오프라야강 유역과 인접한 유역 7개 유역(Ping, Wang, Yom, Nan, Sakae Krang, Pasak, Chao Phraya)을 대상으로 하였으며 총 유역면적은 $195,718km^2$로 우리나라 면적의 2배에 달한다. 또한 물수지 분석을 위한 입력자료 구축은 총 30년간(1986년 1월 1일 ~ 2013년 12월 31일)의 소유역별 자연유입량, 용수수요량(생활, 공업, 농업) 및 환경유량으로 구축하였으며 대상유역의 대규모 시설물인 19개소의 댐에 대한 제원도 태국 현지 기관을 통해 확보하여 물수지 분석에 적용하였다. 물수지 분석시 적용된 용수수요량에 대한 공급우선순위는 환경유량, 생할용수, 공업용수, 농업용수순이며 동일 용수의 경우 상류에 위치한 수요량에 우선순위를 우선적으로 부여하였다. 각 수요량에 대한 회귀율은 태국 물수급 해석 조건에 맞춰 환경유량 100%, 생공용수 0%, 농업용수 50%로 적용하였다. 연구결과, 2015년을 대상으로 분석한 불수급 현황은 생공용수의 경우, Ping과 Wang 유역에서만 수요량 대비 10~30%정도 부족량이 발생한데 반해 농업용수의 경우, 전 유역에서 약 20~40% 정도의 부족량이 발생하고 있으며 2025년 및 2035년을 대상으로 분석한 물수급 전망은 2015년 현황과 유사하나 부족량의 심도를 더욱 커지고 범위도 넓어지는 경향을 나타내고 있으며 농업용수의 경우 전유역에서 약 20~50%정도의 부족량이 발생하였으며 가장 극한 부족이 발생한 소유역은 80%까지도 발생될 것으로 전망되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.513-513
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• 2022

국가물관리기본법에 의거하여 통합물관리 정책에 부합하는 농어촌용수 계획 및 관리 요구에 따른 유역 및 용수구역 단위의 물관리 필요하며, 국가수자원계획의 물수급 정책 수립시 농업용수의 공급, 이용 및 관리 특성 고려되어야 한다. 현재 농업용수는 개수로 방식 용수공급체계 및 수문 직접조작에 의한 용수배분체계로 공급량 대비 사용량(벼의 생육에 사용된 수량)의 비율이 48%에 불과하고, 농경지 상류와 하류의 공급량 차이가 크게 발생하며, 경지면적 감소가 공급 필요량 감소로 연결되지 않는다. 현재 국가유역수자원모델 (K-WEAP, K-MODSIM)은 모델이 가진 분석 능력의 한계로 인하여 농업용수 물수급 해석에 왜곡이 발생하기 때문에, 농업용수 특성이 반영된 농업용수 수요·공급 표준화 모형이 필요하다. 본 연구에서는 기존 유역물수지모델 현황 및 농업용수 적용의 한계점을 파악하고, 농업용수의 공급 및 이용을 고려한 유역 물수지 모형 개발을 목표로 한다. 기존 농업용수 물수지 분석은 순물소모량 개념 적용에 따른 회귀수량 획일화와 이에 따른 공급량 왜곡, 유역내 복잡하고 다양한 농업용수 공급체계를 하나의 가상저수지로 단순화 함으로서 유역내 들녘별 농업용수 과부족 분석 불가능, 하천과 저수지 공급 우선순위 현장과 불일치, 노후된 기초자료 등의 한계가 존재하며, 이를 위한 개선방안을 도출하고자 한다. 또한, 농업용수 회귀수량의 경우 실측기반의 회귀수량 산정 방법을 제시하고자 하며, 단일 수원공 및 복합 수원공의농업용수 물수지 분석 방법을 개발하고자 한다. 본 연구의 목적은 농업용수 물수급 특성이 국가수자원계획에 반영할 수 있도록 기본 수자원모델(K-MODSIM)과 연계가능한 농업용수 표준 모형개발로써, 향후 국가수자원계획(국가물관리기본계획, 전국하천유역수자원관리계획, 농어촌용수이용 합리화계획 등) 수립에 반영될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1621-1626
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• 2009

유역 내 수문학적 조건은 변화하게 되고 이러한 변화에 대처해야만 하는 유역관리자는 적절한 수자원의 운용에 어려움을 느끼게 된다. 이러한 수문학적 조건 변화는 갑작스런 인구증가, 산업발전 등에 의해서도 발생될 수 있으며, 이 경우 용수공급, 수력발전, 그리고 환경용수 등 서로 상충되는 이해관계를 조정하여 물이용의 효율성 극대화하는 범 유역 단위의 수자원 평가 및 배분이 고려되어야 한다. 더불어 정치적, 경제적, 그리고 환경목적에 부합된 새로운 수자원 개발을 위해서도 지속적인 수자원 통합관리를 위한 의사결정지원시스템은 매우 중요하다. 복잡하고 다양한 요구를 만족하기 위해서는 유역관리 대상을 통합 관리할 수 있는 효과적인 운영 도구가 필요하다. 본 연구에서는 장기 수자원계획시 댐군의 연계운영을 위한 물수지분석 모형으로 KModSim 모형을 선정하고, 이에 대한 댐군의 연계운영 효과를 비교 및 평가를 수행하고자 한다. KModSim 모형은 수자원배분에 관련된 물리적, 수문학적, 제도적, 그리고 행정적인 요구들을 동시에 만족하도록 디자인된 범용 우선순위 목적 선형최적화 모형으로, 조절점 및 저수지조작에 대한 우선순위를 지정할 수 있을 뿐만 아니라 reservoir balancing 방법을 통하여 저수지별로 용수공급 분담률을 지정할 수 있어 보다 현실에 가까운 연계운영이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 의사결정 지원 모형들 중 네트워크 알고리즘을 이용하는 KModSim 모형을 이용하여 낙동강권역에 대한 수자원평가시 댐간 연계운영을 하였을 경우와 하지 않았을 경우를 모두 수행하여 비교 분석함으로써 급속히 변화하고 있는 수자원 이용환경에서 보다 합리적인 댐군의 연계운영 방안을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2023

국가물관리기본법에 의거하여 통합물관리 정책에 부합하는 농어촌용수 계획 및 관리를 위해 유역 및 용수구역 단위의 농업용수 공급 및 수요 분석이 요구되고 있다. 현재 농업용수는 개수로 방식 용수공급체계 및 수문 직접조작에 의한 용수배분체계로 공급량 대비 사용량의 비율이 48%에 불과하다. 또한, 농경지 상류와 하류의 공급량 차이가 크게 발생하며, 경지면적 감소가 공급 필요량 감소로 연결되지 않는다. 농업용수의 경우 기존 국가유역수자원 모델 (K-WEAP, MODISM)을 통한 물수지 분석시 순물소모량 개념의 회귀수량 산정으로 공급량과 회귀량의 왜곡이 발생하고 있으며, 이에 따른 공급량 왜곡, 유역내 복잡하고 다양한 농업용수 공급체계를 하나의 가상저수지로 단순화함으로서 유역내 들녘별 농업용수 과부족 분석 불가능, 하천과 저수지 공급 우선순위 현장과 불일치 등 농어촌용수구역의 특성 및 실제 현장을 반영하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 기존 물수지 분석 모델을 개선하기 위한 농업용수 유역 물수지 분석 모델의 방법론을 제시하고 시범지역 적용을 통한 검증 및 적용성을 평가하고자 한다. 경기 안서 농촌용수구역을 대상으로 농어촌공사 및 지자체 관리 저수지, 양수장, 취입보, 관정 등 총 106개 개별 시설물 자료를 구축하였으며, 39개 지구로 세분화하였다. 한국농어촌공사의 계측 공급량 기반 수요량 및 개별 시설물에 대한 물수지 분석 후 지구 단위, 소유역 단위, 표준유역 단위의 상하류 및 시설물을 연계한 유역 물수지 모델을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.344-344
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• 2017

Cisangkuy 유역은 인도네시아 제3의 도시인 반둥시의 주요한 식수공급원으로 반둥시 남측에 위치하며, Citarum 강의 제1지류에 해당한다. Cisangkuy 유역은 복잡한 수계 및 다양한 관리주체로 인해 수자원 운영에 많은 어려움이 있다. 반둥의 연간 강우량은 2,380 mm로 강우량은 풍족하나, 강우패턴이 건기(4~9월)와 우기(10~3월)로 구분되어 기간별 극심한 강우량 차이가 발생한다. Cisangkuy 유역은 우기에 Cileunca 및 Cipanunjang 저수지에 최대한 유량을 확보한 후 건기에 유량을 방류하는 시스템으로 운영되고 있다. 특히, 이 두 저수지는 전력회사인 인도네시아 파워에서 관리하고 있으며, 저수지 하류에 3개의 소수력 발전소(Plengan, Lamajan, Cikalong)가 운영되고 있다. Cisangkuy 주 하천 수량의 대부분이 소수력 발전소의 발전용수로 활용하고 있고, 세 발전소를 거친 최종 수량의 일부를 취수장에서 취수하여 식수원으로 사용하고 있기 때문에 상수 수급에 많은 어려움을 겪고 있으며, 우기시 가뭄발생 현상이 잦아지고 있다. 이에 본 연구에서는 Cisangkuy 유역의 장기적인 가뭄으로 인한 유출량 감소에 따른 용수 용도별 공급가능 일수 및 운영안을 검토하였다. 이를 위해 MODSIM 모형을 이용하여 현재 용수공급 체계를 물수지 분석 모형으로 구축하고, 현재 물공급 운영체계에 대해 모형을 검증한 후, 우기인 12월~3월에 대해 가뭄발생을 고려한 물공급 가능일 수를 산정하였으며, 강우 미발생을 고려하여 유역의 유출량을 배제하고, 발전유량 및 생활용수를 우선순위로 적용하였을 때, 공급 가능일수와 관개용수 공급에 따른 가능일수를 검토하였다. 금회 Cisangkuy 유역에 대한 가뭄발생에 따른 용수공급 가능량에 대한 연구결과는 유역 물관리 기관인 BBWSC(Balai Besar Wilayah Sungal or Association of River Region)와 공동연구기관인 PUSAIR가 가뭄극복을 위한 자료로 활용할 수 있을 것으로 예상된다.