• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.19 no.2
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• pp.13-21
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• 2020

In Korea, small reservoirs have been constructed for the supply of agricultural water, but most of them have been over 50 years from the year of construction. Aging agricultural reservoirs are being investigated for serious defects such as leaks and movements in slope, which are very vulnerable to safety. Accordingly, grouting methods are used to reinforce aging agricultural reservoirs in Korea. However, cement used as a grouting injection material consumes natural resources and generates a large amount of greenhouse gases during production. In addition, there is a problem that sufficient reinforcement is not made due to various factors such as the injection amount, the compounding ratio, the injection pressure, and etc. Therefore, due to these problems, the development of new materials and methods that can replace the grouting method and cement is required. In order to solve these problems, this study conducted an laboratory test on the surface stabilizer used to secure the stability of road and rail slopes. In addition, the program was analyzed and the reinforcing effect was examined when the surface stabilizer was used as reinforcement material for aging agricultural reservoir. As a result of the laboratory test, when the surface stabilizer is mixed, the increase of cohesion is possible up to 9% and there is no change in the friction angle. The results of the program analysis showed that the 1.0m reinforcement of slopes increased the factor of safety by 1.4 times, making it possible to reinforce the aging agricultural reservoir using surface stabilizers. And as a reinforcement method, it was analyzed that it is most appropriate to reinforce the slope and the bottom of slope simultaneously.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.233-233
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• 2020

최근 우리나라의 2030년 10GW의 농촌 태양광 보급목표 달성을 위해 전국적으로 분포하고 있는 저수지 및 댐 등의 공유 수면을 활용한 수상태양광 설치가 적극 검토되고 있다. 수상태양광 사업의 증가와 함께 수상태양광 설치 및 운영이 환경적 측면에서 논쟁이 대두되고 있으나 수상태양광 발전시설이 호소 수생태계에 미치는 영향을 판단할 수 있는 장기적인 조사나 과학적 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 저수지에 설치되어 있는 수상태양광 발전시설에 의한 수생태계에 미치는 영향을 파악하기 위해 수상태양광이 운영되고 있는 2개소의 저수지를 대상으로 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 저서성 대형무척추동물, 어류 군집조사를 2개년(2017~2018년) 동안 실시하여 각각의 종풍부도 및 종다양도 지수를 분석하였다. 1차년도에는 수상태양광 패널 설치지역 및 패널로부터 200~250m로 이격거리를 유지하면서 총 6지점을 조사하였으며, 2차년도에는 수상태양광 패널 하부(영향권) 3지점과 패널로부터 약 250m 이격된 2지점(비영향권)을 대상으로 총 6회의 조사를 수행하였다. 식물성플랑크톤, 동물성플랑크톤, 저서 대형무척추동물, 어류 군집에 대한 종풍부도와 종다양성에 대한 분석결과, 종풍부도 및 종다양도는 발전시설 영향권 지역과 비영향권 지역간에 통계학적으로 유의미한 차이는 없는 것으로 나타났다. 종풍부도는 수상태양광 패널로부터 이격거리가 멀어질수록(열린수역으로 향할수록) 감소하는 수치를 보이다가 저수지 수변부에 가까워지면 높아지는 경향을 나타났다. 종다양도 역시 종풍부도 결과와 유사하게 수상태양광 패널 지역으로부터 이격거리가 증가함에 따라(열린수역으로 향할수록) 지수가 감소하다가 저수지 수변부에 가까울수록 높아지는 결과를 보였다. 이러한 결과는 동식물성 플랑크톤과 저서생물 및 어류 군집의 종풍부도, 종다양도가 수상태양광의 영향권과 비영향권간에 큰 차이를 없음을 나타내고 있으며, 일부 분류군의 경우 열린 수면보다 수상태양광 설비에 의한 반 폐쇄수역에서 종풍부도와 종다양도가 오히려 높게 나타났다. 그러나 본 연구결과는 설치된 수상태양광 패널이 전체 수면의 5% 미만에 해당하는 소규모 시설이므로 본 연구결과를 일반화해서 해석하기에는 한계가 있다. 넓은 수면적에 설치되어 있는 대규모 시설 및 20년 이상 장기간 운영되는 수상태양광 발전시설을 대상으로 지속적인 모니터링 및 누적된 환경영향 평가가 필요할 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.5_4
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• pp.1125-1134
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• 2023

Out of the total 17,000 reservoirs in Korea, 13,600 small agricultural reservoirs do not have hydrological measurement facilities, making it difficult to predict water storage volume and appropriate operation. This paper examined univariate and multivariate long short-term memory (LSTM) modeling to predict the storage rate of agricultural reservoirs using remote sensing and artificial intelligence. The univariate LSTM model used only water storage rate as an explanatory variable, and the multivariate LSTM model added n-day accumulative precipitation and date of year (DOY) as explanatory variables. They were trained using eight years data (2013 to 2020) for Idong Reservoir, and the predictions of the daily water storage in 2021 were validated for accuracy assessment. The univariate showed the root-mean square error (RMSE) of 1.04%, 2.52%, and 4.18% for the one, three, and five-day predictions. The multivariate model showed the RMSE 0.98%, 1.95%, and 2.76% for the one, three, and five-day predictions. In addition to the time-series storage rate, DOY and daily and 5-day cumulative precipitation variables were more significant than others for the daily model, which means that the temporal range of the impacts of precipitation on the everyday water storage rate was approximately five days.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.78-78
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• 2023

기후변화 위기는 유사 이래 인류가 직면한 가장 큰 도전으로 범정부적 글로벌 문제로서 이를 해결하기 위한 다양한 정책들이 범국가 차원 혹은 세계적 기업들에 의해 발표 혹은 시행되고 있다. 이러한 기후변화위기와 탄소배출 저감을 위한 대표적인 대응 방안 중 하나가 바로 재생에너지의 확대·보급 노력이다. 그러나 재생에너지는 날씨와 계절 등 자연환경의 영향을 받는 에너지원으로써 간헐성, 변동성을 가지므로, 시간대별 발전량 예측과 전력공급 안정성에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재생에너지 발전은 석탄화력 발전과 달리 전력의 수요와 공급의 균형을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)가 있어야 한다. ESS는 전력공급 안정성 향상과 전력 수급의 유연성을 제공하는 장점이 있지만, 초기 설치비용이 높은 단점이 있다. 특히, 배터리 기반 ESS의 경우 높은 구축 비용과 한정적인 충. 방전수명으로 인하여 대용량 ESS로써의 역할 수행에는 분명한 한계가 있다. 하지만 재생에너지와 연계한 ESS로 양수발전댐을 활용할 경우 장주기, 장수명, 대용량 에너지 저장에 매우 합리적인 수단으로 판단되었다. 다만, 양수발전 댐 구축에는 토목공사로 인한 환경 훼손이라는 문제점도 존재한다. 본 고에서는 지역 분산형 소규모 양수발전(Pumped Storage Hydropower, 이하 PSH)댐 구축 및 운영기술 개발을 통해 지역 전력공급과 전력 수급을 조절하면서 변동성 재생에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 방안을 소개하고자 한다. 특히, 해당 기술은 지역별 특성에 맞춰 유연하게 설치할 수 있으며, 대규모 토목공사로 의한 환경적 부작용을 최소화할 수 있다. 또한 소규모 PSH는 지역의 저수지 및 수자원을 이용하여 에너지를 저장함으로써 변동성 큰 재생에너지의 유연화 대응과 동시에 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 본 고에서는 재생에너지의 확대·보급에 따른 문제점과 대표적 ESS 기술들을 분석·소개한다. 지역분산형 소규모 PSH 기술개발 연구기획 내용 소개를 통하여 전력 생산 및 공급의 탈중앙화를 달성하고, 지역별 변동성 재생에너지의 안정적 활용과 지역 전력공급 특성 및 전력 수급에 대응할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.31 no.4
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• pp.429-439
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• 2013

This study was conducted to identify the relationship between environmental factors and algal bloom, and provide information for efficient management based on the results of monitoring the environmental parameters and algal diversity in the Jundai reservoir from March 2011 to October 2013. Little change in the weather conditions was observed during the study period except for a slight decrease in rainfall. Concentration of TN and TP in the reservoir exceeded water quality standards for agriculture and significant correlation between algal growth and environmental factors was observed. Phytoplankton in Jundai reservoir included 6 classes, 40 genus, 62 species, and the phytoplankton abundance was in the range of $1.3{\times}10^4{\sim}2.8{\times}10^6$ cells $mL^{-1}$. The annual average of phytoplankton abundance and Chl-a gradually decreased as TN and TP concentrations decreased. Overall Anabaena sp., Oscillatoria sp., and Microcystis sp. were the dominant species in Jundai reservoir. As the water temperature increased, the dominant species were Anabaena sp., Microcystis sp. and Oscillatoria sp., in that order. Anabaena sp. was dominant from spring to early summer with increase in water temperature and pollutant concentrations, and high correlation with environmental factors was observed. Microcystis sp. was dominant depending on changes in the nutrient levels. In the case of Oscillatoria sp., there was no significant correlation between phytoplankton biomess and Chl-a. However, efficient management of water environment and practical control of algal bloom in small scale reservoir polluted by livestock and farm irrigation should be achieved by identification of the relationship between algal growth and environmental factors.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.5_4
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• pp.1135-1144
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• 2023

Many agricultural reservoirs in South Korea, constructed before 1970, have become aging facilities. The majority of small-scale reservoirs lack measurement systems to ascertain basic specifications and water levels, classifying them as unmeasured reservoirs. Furthermore, continuous sedimentation within the reservoirs and industrial development-induced water quality deterioration lead to reduced water supply capacity and changes in reservoir morphology. This study utilized Light Detection And Ranging (LiDAR) sensors, which provide elevation information and allow for the characterization of surface features, to construct high-resolution Digital Surface Model (DSM) and Digital Elevation Model (DEM) data of reservoir facilities. Additionally, bathymetric measurements based on multibeam echosounders were conducted to propose an updated approach for determining reservoir capacity. Drone-based LiDAR was employed to generate DSM and DEM data with a spatial resolution of 50 cm, enabling the display of elevations of hydraulic structures, such as embankments, spillways, and intake channels. Furthermore, using drone-based hyperspectral imagery, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Difference Water Index (NDWI) were calculated to detect water bodies and verify differences from existing reservoir boundaries. The constructed high-resolution DEM data were integrated with bathymetric measurements to create underwater contour maps, which were used to generate a Triangulated Irregular Network (TIN). The TIN was utilized to calculate the inundation area and volume of the reservoir, yielding results highly consistent with basic specifications. Considering areas that were not surveyed due to underwater vegetation, it is anticipated that this data will be valuable for future updates of reservoir capacity information.

• Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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• v.13 no.1
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• pp.32-39
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• 2010

The air temperature-reducing effects by irrigation reservoir in urban area was investigated at Ilwol Pond (IWP). Air temperature and humidity data were observed at 10minute interval from September 1th, 2008 to August 31th, 2009. Air temperature of IWP and Sumsung Apartment (SAT) were analyzed to examine air temperature-reducing effects by IWP in terms of diurnal and seasonal variation. As a result, the average air temperature difference between IWP and SAT was $0.6^{\circ}C$ and the nighttime shows more air temperature-reducing effects. The dominant air temperature-reducing effects by IWP occurred at fall night and summer daytime. However, the air temperature-reducing effects by IWP is lower to that by Arboretum (ARB).

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.5 s.166
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• pp.417-430
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• 2006

In this study, the probability density functions (PDFs) of the rainfall generated by PRPM(Poisson Rectangular Pulse Model) and the runoff simulated by SLRM(Single Linear Reservoir Model) and Nash model, were compared to find out the changes of runoff characteristics due to the change of rainfall characteristics. Effect of rainfall frequency, Intensity, and duration on runoff were evaluated using the PDFs derived. Two basin, small and midium-sized ones, were also selected to find out the effect of basin size. As the results, we found that the arrival time, the intensity, and the duration of rainfall differently influence the runoff characteristics, which could be applied to evaluate the effect of climate change.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.368-368
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• 2020

최근 초대형화 되어 나타나고 있는 이상홍수와 지진 등에 의한 저수지 붕괴와 같은 대규모 비상상황 발생으로 하류지역 주민의 생명과 재산의 피해가 발생하고 있다. 국내의 경우 1996년 이후로 지속적으로 발생하고 있는 이상홍수로 인해 1998년에는 40개,1999년에는 5개의 소규모 저수지가 붕괴되었으며 최근 2013년과 2014년에도 저수지가 붕괴되는 상황이 발생했다. 댐붕괴의 원인은 구조물의 자연적 노화, 극심한 강우나 홍수, 지진, 제체전도, 파이핑, 침윤발생, 월류 및 파랑 등에 의한 자연적 상황 등이 요인이 될 수 있으며, 시공결함, 사고 또는 전쟁과 같은 인위적인 요인으로 발생할 수도 있다. 과거에 설계 및 시공기술이 부족하였거나 경제적인 이유로 부실하게 건설되어 있는 댐이 세계적으로 산재되어 있어 잠재적인 위험을 상당수 내재하고 있는 실정이다. 본연구는 댐의 점진적인 파괴에 의해 발생하는 유출수문곡선을 구하고 파괴의 성질을 예측 및 홍수파를 수리학적으로 추적하기위해 BREACH 모형과 DAMBRK 모형을 사용했으며 극한홍수(PMF)조건과와 최대지진발생(MCE)조건을 적용하여 원주시 관내 저수지 붕괴 모의 시나리오를 구축했다. 저수지 붕괴에 따른 유출수문곡선을 유도하기 위해서 본 연구에서는 기존의 EAP보고서 자료를 참고하여 붕괴지속시간, 붕괴부 평균폭, 붕괴부 측벽면 경사의 변화에 따라 다양한 모의를 수행함으로써 발생되는 붕괴부 유량 수문곡선을 도출하여 각각의 조건들이 붕괴파 형성에 미치는 영향에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 저수지의 붕괴시 첨두유출량에 민감한 영향을 주는 인자는 붕괴지속시간과, 붕괴부 평균폭으로서 이들 값이 붕괴유출량 변화에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. 최대지진발생(MCE)조건 해석결과 홍수류의 범람으로 인해 홍수파가 하류측으로 진행할수록 완만히 감소하며, 하천 중·상류부 인근 제내지로 홍수류의 범람이 발생하는 것으로 검토되었으며, 극한홍수(PMF)조건 해석결과 최대지진발생(MCE)조건과 같이 홍수파가 하류측으로 진행할수록 완만히 감소하는 특성을 보이며, 하천 전체 구간에서 인근제내지로 홍수류의 범람이 발생하는 것으로 검토되었다. 본 연구는 침수구역 피해규모 산정 및 비상대처계획도를 작성시 기초데이터가 되어 상황별 피해예상지역에 대해 응급행동요령, 주민대피계획비상대처계획을 수립하여 지역 주민생활에 안정을 기여하고자 한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.7
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• pp.517-526
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• 2004

Agricultural water plays an important role in the national water management. Irrigation return flow is the amount of irrigated water that returns to the river system. In the water resources development planing and management, an accurate estimation of the irrigation return flow is very important. In this study, a 5.5 ha small size paddy area in Kyungbuk province is selected and the water balance components are measured during the 2003 growing season. The total irrigation return flow ratio was 53.7%, of which 30.2% was rapid return flow and 23.5% was delayed return flow.