• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1512-1516
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• 2007

자신의 현재와 과거의 시계열데이터만을 가지고 시계열 모형을 구축하는 단변량 ARIMA모형 분석법과는 달리, 관심의 대상이 되는 출력시계열과 이와 관련있는 입력시계열의 동태적 특성을 나타내는 전이함수모형(Transfer function model)을 사용하여 소양강댐, 충주댐, 화천댐에 대한 월별 수문자료를 이용하여 유입량을 예측해 보고자 한다. 본 연구의 주요 목적은 다변량 추계학적 시스템의 해석을 위한 모형의 추정과 등정을 위한 과정을 개발하는데 있다. 일반적 추계학적 시스템 모형이 표현되며 그것으로부터 수문학적 시스템의 모형을 매우 적절하게 유도하기 위한 다중 입력-단일 출력 TF, TFN모형을 유도하는데 있다. 이 모형은 수문학적 시스템을 위한 경우에 있어 상관된 입력을 설명할 수 있도록 개발된다. 일반적으로 모형을 만드는 전략이 유도되며 실제유역시스템에 적용하여 검토된다. 한강수계 주요 다목적댐인 소양강댐, 충주댐, 화천댐의 수문자료를 가지고 추계학적 모형(TF, TFN)에 의한 결과와 실제유입량을 비교하여 검토하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.177-177
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• 2018

유역의 홍수량 산정하기 위해서 데이터기반 모형, 개념적 모형, 프로세스 기반 모형과 같은 다양한 개념의 수문학적 모형이 개발되고 적용성이 검토되고 있다. 물리기반 강우-유출관계 모형의 경우, 이론적으로 강우유출응답의 연속 모의에 적합하다고 알려져 있으나 모형 구성에 필요한 수문자료 확보의 한계성 때문에 실절적인 적용에 어려움이 있다. 또한 수문 자료가 충분하지 않거나, 없는 미계측 유역에서 홍수량을 산정하기 위해서는 기존의 수문 관측 시스템의 데이터를 이용하기 어렵기 때문에 레이더 및 위성 등을 이용한 다양한 기상수문데이터 도입이 필요하다. 이에 본 연구에서는 관측된 자료와 함께 모델기반 수문기상 시스템인 GLDAS(Global Land Data Assimilation System, GLDAS)의 자료를 이용하여 개념적 강우-유출관계 모형인 PMD(Probaility Distributed Model, PMD)을 통해 홍수량을 모의하는 방법을 적용하였다. 이를 위해 개념적 강우유출관계 모형을 구성하고, 공간적 토양저류(soil moisture storage)분포를 산정하기 위해 토양의 함수상태를 산출하였다. 이같은 접근법은 수문 자료의 제한, 모형 검정의 문제와 같은 어려움을 해결하기 위한 대안으로 제시할 수 있으며, 분석 결과로부터 모델기반 수문기상 자료와 개념적 강우-유출관계 모형의 활용가능성을 검증할 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1440-1444
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• 2005

본 연구는 일반적인 수문모형 및 수자원 관련 모형들의 초기세팅시 모형별로 사용되는 각기 다른 형태의 입력자료 대한 활용성을 용이하게 하고 실제 시스템에 적용하여 모형의 활용성을 높이고자 하는데 있다. 특히 현재 한국수자원공사 데이터베이스의 수문자료는 각종 수문모형 및 수자원 관련 시스템에 직접 사용하기에는 모형의 입력 포맷 형태가 너무나 다양하기 때문에 그 한계가 있다. 자료의 형태 대부분이 Raw data의 형식으로 이루어져 있어 모형 입력을 위한 선행 자료처리가 불가피하며, 이로 인해 실질적인 유출해석의 정확성을 높이는 연구 또는 수문학적 분석을 위한 연구등의 학술적인 측면에 초점이 맞추어지기보다 오히려 입력자료 구축에 많은 시간이 투입되는 것이 사실이다. 그 예로 실시간 물관리 운영 시스템(IRWMS)에서 유역유출 모형으로 사용 중인 SSARR모형의 강우 입력자료로는 유역평균강우량(MAP)이 사용된다. 한편 데이터베이스에는 지점 강우자료가 저장되어 있으며, 이를 사용하기 위해서는 다시 티센법(Thiessen Method), 유역평균법 등을 이용하여 지점강우에서 MAP로 환산 후 활용해야한다. 또한 이러한 선행 작업들은 모형 수행자마다 반복적으로 이루어지는 작업이므로 변환 프로그램에 의해 자동으로 계산하여 DB 등에 저장하고 사용한다면 수문자료 분석에 소모되는 시간과 비용을 절감할 수 있을 것이다. 현재 데이터베이스 내부에는 이러한 자료변환 알고리즘이 포함되어 있지 않으며 원시자료인 지점 강우자료가 데이터베이스에 저장되어 활용하고 있다. 따라서 수자원 전문가들에게 분석하고자 하는 유역별 모형별로 입력자료의 형태가 변환되어 자료를 실시간으로 제공하고, 또한 전산전문가가 아닌 수자원 전문가에 의해 관리 될 수 있는 데이터베이스 관리프로그램이 필요하다. 이러한 데이터베이스 관리프로그램의 역할가운데 주요사항으로 수문 자료를 활용한 수자원 관련 프로그램에 해당 실무 차원에서 작성, 검토, 사용을 위한 수자원 공사의 Raw Data 가공이 사용자의 요구에 따라 이루어져야 한다. 사용자의 요구에 따라 가공된 데이터는 다시 데이터베이스에 저장되어 다른 모형에서 해당 자료를 필요로 하게 될 경우 사용자들은 데이터를 손쉽게 받아 사용할 수 있다. 저장된 자료들은 검$\cdot$보정 기능을 포함하여 신뢰성을 확보하고 유출모형의 입력자료를 동일한 수준으로 유지하게 된다. 특히 IRWMS(Integrated Real-time Water Manage System)를 물관리 센터에서 실질적으로 운영하기 위해서는 신뢰성 있는 수문자료의 확보가 반드시 필요하다. 초기 입력자료의 신뢰성에 따라 시스템 전체에 미치는 영향이 상당히 크기 때문이다. 따라서 이러한 수문자료 연산 프로그램(JydroDB Solution)은 수문자료의 신뢰도를 분석할 수 있을뿐만 아니라 IRWMS 내부의 여러 모형과 연동이 가능하도록 개발하였고 수자원 전문가에 의해 테이터베이스관리가 손쉽게 이루어지도록 구성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.381-381
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• 2023

농업유역 내 적절한 배수시스템 활용은 농업생산성 향상에 있어 매우 중요한 요소이다. 하지만 농업유역은 상·하류 간 공간적 비대칭이 존재하며, 배수시스템 작동에 있어 물리적 불평등을 초래하게 된다. 그 결과, 배수관로에서 가까운 농민들과 배수관로에서 먼 농민들은 배수시스템의 건설 및 유지관리에 있어 서로 다른 선호 양상을 띠게 된다. 이와 같은 이해 당사자들 간의 입장 차이는 농업배수시스템 유지를 위한 농민들 간의 협력을 방해하게 되며, 이로 인해 유역 내 배수시스템이 적절하게 작동하지 않을 경우 해당 유역 전체의 농업생산성은 감소하게 된다. 본 연구에서는 농민들의 인식 차이에 따른 배수시스템의 기능 정도가 유역의 농업생산성에 영향을 주게 되는 사회수문학적 현상을 반영하여 인간과 농업배수시스템을 결합한 사회수문모형을 개발한다. 나아가, 개발한 모형의 매개변수 변화에 따른 시스템 반응 관찰을 통해 인간과 농업배수시스템의 관계와 상호작용을 탐구한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.108-108
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• 2011

기후 변화로 인한 수문 환경의 변화에 따라 수문 모형을 이용한 정확한 예측이 필요하다. 수문 현상의 예측을 위하여 사용되고 있는 수문 모형인 Common Land Model(CLM)은 Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer(SVAT) 모형 중 하나로 비교적 적은 변수를 이용하여 현실적인 결과를 도출하므로 세계적으로 널리 이용되고 있다. 이에 반해 국내에서는 모형의 구동을 위한 입력 자료의 미흡으로 인해 실질적인 연구 사례가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 해남의 KoFlux 지점을 대상으로 Korea Flux Network(KoFlux) 자료와 Korea Land Data Assimilation System(KLDAS) 자료를 CLM에 강제시켜 국내의 모형의 적용성에 대하여 검증하였다. KoFlux는 에디 공분산 시스템을 기반으로 지표면과 대기 사이의 Flux에 대한 측정 시스템을 운영하며 SVAT 모형의 구동을 위한 수문학적 인자들을 제공하고 있으며, KLDAS는 한반도지표동화자료체계로 위성 및 현장기반 관측 자료들을 지면모형에 적용시켜 자료동화방법을 통하여 지표 변수들을 제공하고 있다. 모형의 산출 결과는 해남 지점의 관측 자료와 비교를 통하여 CLM 모형의 적용 가능성을 검증하였고 두 결과 모두 관측 데이터와의 경향성이 일치하는 것으로 나타났다. 결과 모두 신뢰할 만한 값으로 추정되며, 이를 통하여 국내의 CLM 모형 적용 가능성을 확인하였고, 국내에서의 지점 자료가 부족한 부분에 대한 KLDAS 자료의 이용 가능성 또한 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.192-192
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• 2019

수위자료는 기초수문자료의 하나로서 자료 수집시 이에 대한 품질관리가 반드시 필요하다. 이에 우리나라 환경부에서는 국가수문자료 품질관리시스템을 개발하여 실시간으로 수집되는 수위자료의 품질을 관리하고 있다. 국가수문자료 품질관리시스템은 실시간으로 수집되는 수위자료의 품질을 수작업으로 검토하기 이전에 편의를 위해 수문자료의 품질(오류가 있는 자료인지 아닌지)을 자동으로 구분하는 프로세스를 적용하고 있다. 이러한 자동점검 기법은 실무자에 의한 수문자료의 검토 및 보완 작업을 돕기 위한 것으로 실무자가 집중해서 관리해야할 것과 아닌 것을 쉽게 판단할 수 있도록 하는 보조적인 역할을 하고 있으며, 간단한 통계에 의한 기준을 적용하여 활용하고 있는 수준이다. 본 연구에서는 수위자료 이상치를 자동으로 점검할 수 있는 기법을 개선하기 위하여 10분단위로 관측된 수위자료에 대해 다양한 통계적인 기법을 적용하여 이상치를 찾을 수 있는 방법을 고안하고, 기존의 방법과 결과 등을 비교하여 보았다. 이를 통해 향후 국가수문자료의 품질관리업무 효율을 향상시킬 수 있는 정교한 이상치 자동점검기법을 개발 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.879-882
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• 2007

수문관측자료 운영 개선방안에 대한 연구(2006, 김휘린, 조효섭)에서 건설교통부 한강홍수통제소에서 수행하고 있는 수문관측자료를 대상으로 하여 관측, 기록, 전송, 품질관리, DB구축 및 정보화의 5단계로 임의 분류하고 각 단계별 현황을 파악하여 문제점을 검토하고 개선방안을 제안하였다. 이는 적극적으로 수용되어 수문관측자료 운영에 대해 개선을 시도하였으며 본 논문에서는 이를 간략히 소개하고자한다. 첫째, 관측소 점검 대장이 조사과와 전기통신과로 이분화되어 있고 각 관측소별로 점검대장이 비치되어 있으나 이를 수기로 작성하고 있으며 자료의 업데이트 및 과거점검대장의 DB 구축과 비전산화를 지적한 바 있다. 이에 '물관련시스템 DB연계 사업'을 통해 수기로 작성된 관측시설 점검대장을 전부 DB로 구축하였고 이를 총괄하여 관리 및 점검사항을 업데이트할 수 있는 관측시설 점검대장 관리 및 입력 프로그램을 구축하였고 현재 한강홍수통제소에서 시험 운영 중에 있다. 향후 보완이 끝난 후에는 낙동강, 금강, 영산강 홍수통제소에도 확대 설치 및 운영을 실시할 예정이다. 둘째, 수문자료의 품질관리에 있어서 전산시스템에 의한 완전 자동화는 실현하기가 어려울 뿐 아니라 바람직하지 못한 결과를 가져올 수 있으므로 담당자의 수동 검토 및 처리과정은 필수적이라고 논한 바 있다. 그 후 수문자료품질관리T/F팀(조사과, 전기통신과, 하천정보센터)이 구성되었고, 홍수기 오 결측자료 발생 확인, 긴급대응 촉구, 이상치 발생원인 추정 및 대책 마련 등 고품질 수문자료를 생성하기 위해 노력하였다. T/F팀 활동사항은 타홍수통제소에서도 벤치마킹이 되고 있다. 보다 정확한 댐운영자료 공유방안을 위한 관련기관과의 협력회의가 개최되어 품질관리된 자료의 정보 공유시기, 공유방식, 자료형태 등이 결정되었다. 이는 유관기관간 품질관리된 댐운영자료의 효율적인 정보 공유체계 확립을 위한 체계를 마련하는 계기라고 사료된다. 또한, 유량측정사업 결과를 익년에 반영하는 기존 방식을 개선하기 위해 유량자료관리및분석시스템(프론티어사업에서 수행, 한국건설기술연구원 개발)을 통제소내에 설치 운영을 추진하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2016

우리나라는 하상계수가 큰 하천의 특성 때문에 콘크리트 구조의 고정보를 설치하여 하천수위를 유지하고, 취수용으로 사용하여 왔다. 그러나 고정보는 유수방해, 토사퇴적으로 인한 홍수위 상승 등의 다양한 문제를 야기시키고 있다. 이에 따라 4대강에는 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보가 설치되었으며, 소하천과 중규모 하천 역시 하천기능의 복원을 위한 정비사업이 진행되고 있다. 하천관리의 목표는 하천의 이수, 치수 및 생태환경 기능의 종합적이며, 유기적인 관계를 조화롭게 유지하면서 각 기능을 극대화시키는 것이다. 우선, 토사의 퇴적을 사전에 예방하고, 퇴적된 토사는 유수에 따라 배출될 수 있도록 하단방류 형식으로 개선되어야 한다. 또한 홍수기에는 통수가 원활하도록 보의 기능을 해제할 수 있어야 하는 한편, 하류구간이 범람하지 않도록 상류구간에서의 완충기능을 가져야 한다. 이러한 요구조건을 충족하기 위해서 다단형태의 하단방류형 가동보 수문 시스템을 고려할 수 있다. 다단형태의 하단방류형 가동보 수문시스템은 경사 하천에 가동보에 의해 물을 저수하고, 저수된 물을 보 상류에서 유입되는 유입수량 만큼만을 수문 하단 개도부를 통하여 방류하도록 하여, 일정량이 항상 저류되면서 퇴적토사가 배출되도록 하여 수질을 개선하는 방식이다. 본 연구에서는 금강의 지류인 치성천 9Km 구간을 대상으로 HEC-RAS 4.1 모형을 적용하여 하단방류형 가동보를 하류부터 상류구간까지 다단형태로 설치하였을 경우, 하천의 저류와 분배기능 회복에 따른 홍수위 저감 효과를 고정보 설치의 경우와 비교 분석하였다. 홍수소통 능력을 검토하기 위해서 연구대상 구간을 200년 빈도의 확률홍수량 별로 10개 구간으로 나누어 검토한 결과, 고정보 설치의 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 나타났으나, 다단식 하단방류형 가동보를 설치하고, 수문개도를 조작하여 운영할 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 없어, 홍수위 저감 효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났을 뿐만 아니라, 홍수기이후에도 하천유지용수 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 설치 및 유지관리의 비용측면과 용수확보 및 홍수피해 절감의 편익측면에서도 50년 운영주기의 비용편익성은 양호한 것으로 나타났으며, 생태환경보전과 친수공간 확보측면의 편익성을 추가로 고려할 경우, 경제성은 충분히 확보될 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.311-311
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• 2021

최근 도시화에 따라 불투수 면적이 증가하였고 이는 유역의 수문학적 요소와 수질의 큰 변화를 발생시켰다. 불투수면적의 증가는 강우 시 더 많은 강우유출수를 발생시켜 지표유출과 첨두유량을 증가시키고 더 많은 비점오염물질이 하천에 유입되게 한다. 또한, 토양으로의 침투량과 저류량이 감소되어 기저유출을 감소시키며 수질문제를 야기한다. 이러한 문제의 해결책으로 저영향개발 (Low Impact Development; LID) 기법이 개발되어 적용되고 있다. LID는 도시개발 이전의 수문상태와 유사하도록 개발하는 기법으로 우수 유출 속도 감소, 유역에서의 저류, 침투 및 증발산과정 촉진, 하류로의 오염물질을 저감시킨다. 실제 유역에 저영향개발 기법을 적용하기 전에 저영향개발 기법의 적용 효과의 분석은 필수적이다. 이에 따라 많은 LID 기법 모형들이 개발되어 LID 효과분석을 위해 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 HSPF (Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 이용하여 LID시설 내에서의 저류현상을 구현하고 LID 기법 적용에 따른 유역의 수문요소 및 수질에 대한 영향을 분석하고자 한다. 연구대상지로는 불투수면적률이 높은 굴포천을 선정하였으며, LID 기법 적용 전 유역의 수문, 수질 실측치를 이용하여 모형의 보정 및 검정을 수행하였다. HSPF 모형내에 LID 시설을 적용하여 유역내 수문요소와 수질의 변화를 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후 LID 효과 분석을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2021

기후변화로 인한 강수량의 지역별, 계절별 불균형은 홍수로 인한 하천 범람피해뿐만 아니라 하천의 건천화로 인한 수생태, 수질, 경관 저해 등의 피해를 야기하고 있다. 이와 같은 기후변화로 인한 수자원의 영향을 평가하기 위해 기상 현상을 재현하고 예측하기 위한 기후모형과 이와 연계하여 지표의 수문 순환과 에너지 순환과정을 모의할 수 있는 지표수문모형의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 하천유출에 대한 모니터링시스템 체계를 구축하기 위해 지표수문모형을 사용하여 하천의 장기유출을 모의하는 시도는 국내에서는 아직 일반화되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 횡방향 유출흐름 모의가 가능하도록 개선된 격자형 지표수문모형인 Common Land Model(CoLM)의 우리나라 하천유역에 대한 장기하천유출 모의 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 4대강(한강, 낙동강, 금강, 섬진강)의 자연유역을 대상으로 주요 댐 상류유역에 대하여 CoLM이 필요로 하는 지표경계조건자료와 기상입력자료를 구축하고 모형의 주요 매개변수에 대한 검보정을 수행하여 각 지점별 최적의 장기하천유출 모의결과를 도출하고자 한다. CoLM의 지표경계조건자료 구축을 위해서는 고해상도의 인공위성자료 및 지점측정자료를 수집하고, 기상입력자료 구축을 위해서는 기상청에서 제공하는 기상자료를 수집하여, 모형의 계산시간 및 지역예보모델에 많이 사용되고 있는 공간해상도를 고려한 모형의 입력자료는 30km 계산 격자망 자료로 구축될 예정이다. CoLM의 모의성능 평가 및 결과분석을 위해 총 30년(1990-2019) 기간에 대한 모의결과 중, 초기 10년은 초기조건 수립을 위한 안정화 기간으로 제외하고, 다음 10년(2000~2009)은 보정기간으로 설정하고 마지막 10년(2010~2019)은 검정기간으로 설정하여 지표수문모형의 장기하천유출모의 적용성이 평가될 예정이다. 본 논문의 결과는 향후 우리나라 주요 유역에 대해 이상기후로 인한 하천 수자원 및 수생태의 영향을 분석하고, 하천의 건천화 대책 수립 등에 대한 기초정보를 제공할 수 있을 것이라 기대한다.