• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.120-120
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• 2022

우리나라 친환경 에너지 생산의 주요 축을 담당하고 있는 양수발전댐의 홍수 시 정교한 수계운영을 위한 방안으로 강우-유량-댐 수위 매트릭스(이하, PDH Matrix)를 개발하고 양수발전소상-하부댐 연계 운영에 따른 홍수 영향을 분석하였다. 연구 대상지역은 강원도 양양군 서면에 위치하고 있는 국내 최대 양수발전소인 양양양수 발전소로 총 저수용량 92만 m³의 콘크리트 중력식댐으로 유역면적은 약 125 km²이다. 양양양수 발전댐의 수계운영을 위한 PDH Matrix는 지속기간별 강수량 규모에 따른 홍수량 및 댐 최고수위 추정치를 판단할 수 있는 조견표로 강우규모 30 - 360 mm (30분 간격, 12개 강우규모) 및 지속기간 1-24시간 (1시간 간격, 24개 지속기간)인 총 288개의 강우조건별 홍수수문곡선을 개발하였다. 개발된 홍수수문곡선을 입력자료로 기존 댐 운영 방식인 AutoROM을 적용하여 저수지 홍수추적을 HEC-ResSim 모형으로 수행하고 최종적으로 개별 강우사상에 대한 강수량-유량-댐 수위 테이블을 작성하였다. 홍수기 댐 운영에 따른 최고수위는 초기 댐 수위조건에 따라 변동되므로 초기 댐 수위 조건(EL. 115 - 117 m, 1 m 간격)별 PDH Matrix를 각 각 개발하였다. 또한, 양수발전소의 특성상 상부댐으로 양수 또는 발전 방류에 따라 홍수 시 댐의 치수안전성에 미치는 영향이 크므로 상, 하부댐 운영에 따른 홍수영향 분석을 수행하였다. 구체적으로 하부댐에서 상부댐으로 양수 시 시간에 따른 하부댐 저수지의 수위변화 양상을 추정하였으며 극한적 홍수상황을 고려하기 위하여 상부 저수지가 만수인 상황에서 불가피하게 하부댐으로 방류가 필요한 상황에 대비한 홍수기 운영방안을 제안하였다. 본 연구는 하부댐-상부댐을 연계하여 운영하는 양수발전댐의 홍수기 수계 운영 방안을 수립한 첫 연구로 향후 연구에서 개발한 강우-유량-댐 수위 매트릭스(PDH Matrix) 작성 기법을 타 양수발전소 수계 운영 시 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-35
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• 2003

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 환경친화적이고 높은 하수처리효율을 유지하면서 하수처리장의 장기간 사용을 위한 최적의 여재를 선정하기 위하여 자연정화공법을 이용한 소형하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 하수처리량 및 여재 입경별 수처리 효율을 조사하였고, 호기성조와 혐기성조에서 여재 입경별 하수의 투수속도를 조사한 결과는 다음과 같다. 호기성조 처리수 및 방류수중의 pH 및 EC는 여재입경에 따라서 별 차이가 없었고, 용존산소는 호기성조를 통과한 호기성조 처리수의 용존산소는 큰 폭으로 증가하였으나 혐기성조를 통과한 방류수의 용존산소는 호기성조 처리수에 비해 약간 감소하여 여재입경 및 하수처리량에 따라서 별 차이가 없이 약 $2.4{\sim}5.1\;mg/L$정도이었다. BOD, COD 및 탁도 처리율은 여재 대($4{\sim}10\;mm$)를 사용했을 경우에도 호기성조 처리 수에서 BOD 처리율은 약 91%이상 COD 처리율은 73%이상, 탁도 처리율은 83%이상이었으며, 이들 처리율은 여재입경이 작을수록 증가하였고, 모든 조건에서 방류수중의 BOD 처리율은 98%이상, COD 처리율은 91%이상, 탁도 처리율은 98%이상이었다. 여재입경별 총 질소 및 총 인 처리율은 여재입경이 작을수록 약간 증가하였고, 모든 조건에서 방류수중의 총 질소 처리율은 약 $45{\sim}59%$, 총 인 처리율은 약 $80{\sim}96%$ 정도이었다. 하수 처리율 및 투수속도를 고려해 볼 때 하수처리장 호기성조의 최적입경은 $2{\sim}4\;mm$정도, 혐기성조의 최적입경은 $0.1{\sim}4\;mm$정도가 적절한 것으로 사료되었다. 따라서 이러한 조건을 자연정화공법을 이용한 하수처리장에 적용하면 높은 하수처리효율을 유지하면서 하수처리장의 공극폐쇄현상이 일어나지 않아 장기간 운전할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.297-306
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• 2014

본 연구에서는 해수유입과 강우유출에 따른 용원수로 내의 염분도 분포를 모의하기 위해 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하였다. 유량경계조건은 대표 방류구에서 유출되는 양을 모니터링하여 면적비 유량법으로 산정하였으며, 수위경계조건으로는 시간별 조위 값을 입력하였다. 강우량에 따른 염분도 모의 결과는 일 강우량 245 mm의 유출조건을 반영하였으며, 그 결과 Site 1~2 지점과 망산도 부근 방류구가 위치한 곳에서는 염분도가 0 ppt에 가까운 수치가 나타났으며, 반면 비강우시에는 30 ppt가 넘는 것으로 나타났다. 용원수로 내측지점(Site 2~5)에서의 2010년 1월 1일~12월 31일까지의 염분도 시계열 변화 모의결과와 월별 실측값을 비교하여 나타내었다. 용원수로의 지점별 염분도를 분석한 결과, 내측지점(Site 1~4)과 송정천지점(Site 7~8)에서 염분도가 낮게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 망산도 부근 염분도를 집중적으로 조사한 결과, 1차 조사결과 누적강우량은 17 mm로 염분도 농도는 21.9~28.8 ppt로 측정되었으며, 2차 조사결과 누적강우 량은 160.5 mm로 염분도 농도는 2.33~8.05 ppt로 나타났다. 결과적으로 용원수로에서는 해수의 순환이 원활하게 이루어지지 않으므로, 이로 인하여 염분도의 차이가 크게 나타났으며 특히 강우시에는 염분도가 급격히 낮아지는 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.259-268
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• 2005

여름에 기본적으로 방조제 내부로부터 담수의 유입으로 발생된 저 간소 수괴가 저서생물의 감소를 야기시키기 때문에 영산강 하구언에서 저 산소층의 제거에 대한 관심이 증폭되어왔다. 처리된 하$\cdot$ 폐수를 해양에 방류하는 해양방류시스템이 이러한 저 산소층을 제거하는 효율적이고 경제적인 방법으로 이용되어 질 수 있다. 본 연구에서는 근역에서 방류된 부력제트의 거동을 예측하고자 적절한 방류구의 설계가 제안되었다. 신뢰할 수 있는 부력제트의 거동에 대한 계산을 수행하기 위하여 측정된 CTD와 해류 자료 등을 포함한 인자들이 고려되어졌다. 조석의 주기에 따라 계산된 부력제트의 경계 내에 염분도와 용존산소의 횡분포의 변화를 예측하고자 여러 수치 모형중의 하나로 EPA에 의해 승인된 CORMIX 1 모형을 사용하였다. 수치실험의 결과를 기준으로 볼 때 단공방류구가 저 산소층을 제거하는데 유용한 시스템임을 알 수 있었다. 원활한 주변수의 조건을 만족시키기 위하여 적절한 전략이 또한 제안되어졌다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권3호
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• pp.216-223
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• 2015

본 연구는 영주댐 건설사업 영향에 따른 멸종위기야생생물 1급 어류 흰수마자의 보전을 위하여 수몰예정지 내 흰수마자를 서식적합지로 이주시키고, 댐에 의한 내성천 상하류 단절 및 유전적 폐쇄에 대비하여 인공종묘생산 및 복원을 통해 내성천에 치어를 방류하여 그 결과를 관찰하였다. 영주댐 수몰예정지 내 흰수마자는 8회 이상 포획 시도에도 불구하고 서식이 확인되지 않아 이주가능지로 이주는 이루어지지 않았다. 내성천에서 포획한 친어 40개체를 통해 인공종묘생산한 치어 5,000개체는 친어의 유전 다양성을 물려받은 것으로 분석되었으며, 사전에 물리적, 생물학적 환경조건 분석을 통하여 자연 서식지와 유사한 최적방류지를 선정하여 인공종묘생산 치어를 방류하였다. 초기에는 방류지점을 중심으로 미소분산이 이루어졌으나, 시간흐름에 따라 확산이 진행되면서 재포획 개체수가 감소하였다. 포획된 방류 개체들은 내성천 자연생태환경에 적응하여 서식하고 있으며, 복부 팽만도가 높고 총배설공으로 배설물이 확인되는 점으로 보아 자연 먹이 섭식이 정상적으로 이루어지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 인공종묘생산에 의한 영주댐 상하류 내성천 흰수마자 유전적 동질성 확보와 복원 개체군의 증강에 일차적 성공이 이루어지고 있는 것으로 파악되었으며 향후 장기적인 모니터링을 통한 지속적인 효과 분석이 필요할 것으로 전망되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.118-118
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• 2011

농림수산식품부에서 추진중인 "농업용저수지 둑높이기사업"의 기본 목표는 이 치수측면에서 농업지역 관개용수의 공급과 함께 하류하천 지역용수의 공급이고, 더불어 재해측면에서 취약한 농업용저수지를 보강하는 것이다. 하드웨어적으로는 수자원의 확보를 위해 저수지의 둑을 높이는 방법을 선택한 반면에 소프트웨워적인 물관리 운영의 측면은 운영기법이 정립되어 있지 못하다. 특히, 사업후 용수공급대상이 달라지는 만큼 기존 공급시스템 및 관리방식으로는 효과적인 공급이 될 수 없기 때문에 새로운 체계의 시스템이 필요하고, 확보된 수자원의 배분 관리에 따른 각종 민원 및 사회적 갈등 방지를 위한 기준 검토 및 대책 마련이 시급하다. 또한, 최근 부각된 기후변화에 대비할 수 있는 이 치수측면의 운영기준의 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 농업용 저수지 둑높이기사업을 통해 재개발되고 있는 농업용저수지에 대한 물관리 운영 표준안을 개발하고자 한다. 농업용저수지의 수문학적 특성은 비교적 소규모이고, 하천의 최상류에 위치해 있으며, 유역의 형태별로 유출특성이 지역에 따라 매우상이하다는 것이다. 또한 농업용저수지의 용수공급은 기존에는 관개용 목적의 농업용수공급만을 목적으로 건설되었기 때문에 홍수조절능력이 없으며 지역의 기상에 따라 관개기와 비관개기 그리고 갈수기와 홍수기로 구분하여 저수지를 관리하고 있는 특징이 있다. 농업용저수지의 저수율관리와 방류량 결정이 운영방안의 핵심사항으로 지금까지는 논농업 기간의 용수공급과 홍수기 재해대비를 위한 저수율 조정에 초점이 맞추어져 왔다. 또한 기존 물관리는 특정기간에 집중적으로 방류하고 이앙기가 끝나면 대부분 장마가 시작되어 크게 한발의 영향을 받지 않았으며, 농업용저수지의 공급량 결정도 논농업의 작부체계와 기상조건을 고려한 필요수량 계산으로 이루어졌기 때문에 물관리가 비교적 간단하였다. 하지만 둑높이기사업 후 기존 농업용수를 공급함과 동시에 하천유지용수를 연중 공급해야 하기 때문에 경험적 물관리로는 갈수기간 동안의 물관리 및 홍수기 동안의 저수율 조정 문제를 해결할 수 없다. 따라서 기왕의 경험적 용수공급에서 탈피하고 가이드라인에 의한 방류가 이루어져야 용수목적별 공급이 원활하게 이루어질 수 있으며, 이를 위해서는 물수지 분석 등 기술적으로 분석해야하는 과정을 종합하여 관리자가 쉽게 운영할 수 있도록 의사지원체계가 구축되어야 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.153-162
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• 1999

본 연구에서는 정지수체에서 다공확산관을 통해 방류된 연직다중의 혼합 및 희석 특성에 대해 규명하였다. 3차원 실험수조에서 실험을 통해 밝혀진 결과는 다음과 같다. 우선 다공확산관의 병합과정을 살펴보면 흐름의 안정조건에 따라 병합거리가 다소 차이가 있기는 하지만 {{{{ { z}_{ } }}}}/{{{{ {l}_{ } }}}}가 대략 3인 지점부터 병합이 시작되어 그 이후에는 평면부력？의 거동에 서서히 가까워짐을 알 수 있다. 최소희석률에 대해 분석해 본 결과, 방류운동량이 지배적인 영역, 천이영역, 그리고 부력이 지배적인 부력류영역으로 나누어 희석률 특성을 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 실험결과 다공확산관의 경우 부력류영역의 희석률 상수가 평면확산관에 비해 15% 더 높게 나왔다. 그 이유는 다공확산관의 경우 병합 이전에는 개별의 경계면에서 주변수의 포획이 발생하여 희석이 증대되기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1133-1137
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• 2005

ADCP를 이용한 유량 측정 방법은 1980년대 하천 유량 측정에 도입된 이래 최근 미국을 빈롯한 수문관측의 선진국에서 평저수시 유량 측정을 위한 공식적인 방법으로 인정받고 있다. 우리나라는 미국이나 유럽과는 다른 수문 환경과 하천 조건을 가지고 있으므로 ADCP를 이용한 유량 측정 방법이 공식적으로 수용되기 위해서는 그 적용성과 효율성이 충분히 검토되어야 한다. 본 연구는 지난 4년간 ADCP를 이용하여 국내의 다양한 하천에서 유량 측정을 수행한 결과를 토대로 ADCP 를 이용한 유량 측정의 적용성과 효율성을 분석하는데 초점을 맞추고 있다. 대상 지점은 전국적으로 13개 이상의 지점이며, 측정 결과는 댐방류량 또는 유속-면적법 유량과 비교하여 분석하였다. ADCP 유량은 사용된 기기, 적용 방법, 지점별로 차이는 있으나 평균적으로 댐 방류량 대비 $4.6\%$의 오차를 보이고 있으며, 유속면적법과 비교해서는 평균 $8.2\% 정도의 차이를 나타내고 있다. ADCP법은 도섭이 가능한 중소규모의 하천을 제외하고는 유량 측정에 소요되는 인력과 시간 측면에서 유속면적법에 비해 효율적인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과만으로 보면, ADCP법은 기존의 유속면적법에 의한 평저수기 유량 측정에 대한 보완적, 대안적 유량 측정 수단으로서 무리없이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.900-904
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• 2009

연구에서는 HEC-RAS 모형을 이용한 부등류 모의를 통하여 댐 방류수의 유하시간을 산정하고 이를 실시간 댐 방류수의 봉부자 추적실험에서 산정된 유하시간과 비교검증 하였다. 대상구간은 충주댐지점부터 여주대교까지 총 63.6km에 이르는 남한강 본류 구간으로 164개 단면으로 나누어 부등류 모의를 하였다. 유하시간 실험은 센서가 내장된 봉부자를 최초 시작지점에 투척하여 주요 교량에서 봉부자를 관측하여 최초 투척된 시간으로부터 교량을 통과하는 시간을 관측하는 방법을 사용하였다. HEC-RAS 부등류 모의 결과 2007년 8월 7일 방류량(680CMS)의 유하시간은 약 13시간으로 산정되었고 봉부자 추적자 실측자료를 통한 유하시간은 11.5시간으로 산정되어 실측치가 모의치보다 유하시간이 빠른 것으로 나타났다. 구간별로 살펴보면 HEC-RAS 모형의 모의결과는 수행교에서 충주조정지는 1.4시간 느리게, 목계교에서 남한강교는 1.0시간 빠르게 모의되었으나 나머지 구간에서는 실측치와 대체로 일치하였다. 본 연구는 유하시간 실험 구간 및 구간과 동일한 조건으로 모의함으로서 모형을 보정하기 위한 실측 유하시간 자료를 확보하였으며, 이러한 실측자료를 토대로 보정된 모형의 매개변수를 이용함으로서 대상 수계의 방류량별 유하시간을 산정하는데 정확성을 제고하고 홍수기 댐 운영 및 홍수예경보에 반영될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1060-1067
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• 2006

Water quality in the Daecheong reservoir has been deteriorated by algal bloom due to nutrient supply from the upstream of the Daecheong reservoir after heavy rainfall. Algal bloom is propagated from eutrophicated tributary into the main body of the reservoir according to the hydrological conditions. This study is aimed to estimate the water current and temperature effect by the simulation of dam spill flow control using water quality model, CE-QUAL-W2 in 2003. Water current was resulted in nutrient transport from upstream of main reservoir and nutrients were delivered up to downstream by fast water velocity. Algal blooms occurred in stagnate zone of reservoir downstream as the current of downstream was retarded according to dam outflow control. Consequently water balance in stagnate zone triggered a rise of water temperature in summer. It affected algal bloom in the embayment of the reservoir. The simulation result by outflow control scenarios showed that spill flow augmentation induced in water body instability of stagnate zone so that water temperature declined. It could be suggested that outflow control minimize algal bloom in the downstream in the flooding season as long as water elevation level is maintained properly.