• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1641-1645
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• 2006

수문순환과 수질오염과정의 제반 기작들이 완벽하게 규명되지 않은 상황에서 인위적 또는 자연적 조건에 따른 수질의 평가는 수질모형으로서 추정하는 것이 유일한 대안이며, 다양한 관리대안에 따른 수질환경변화를 예측함으로서 합리적인 관리방안을 도출하는데 유용한 수단이 되고 있다. 현재 시행 중인 수질오염총량관리제에서 또한 수질모형은 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 보다 구체적으로는 단위유역의 목표수질을 결정하는 것에서부터 기본계획 또는 시행계획에 따른 오염부하량 등 환경요인의 변화와 이에 따른 목표수질 설정지점의 수질 변화 등을 모의하는데 이용되고 있다. 그러나 모형에 사용되는 입력 매개변수의 불확실성과 이에 관련된 수질 모형 자체의 불확실성은 수질오염총량관리제와 같이 많은 이해당사자가 관여된 정책의 결정 시에는 공학적으로 많은 부담으로 작용하고 있는 것 또한 현실이다. 실제로 미국의 오염총량관리제의 경우를 살펴보면 모형의 불확실성 분석이 전체 과정의 진행에서 가장 핵심적인 지위를 차지하고 있다고 볼 수 있다. 많은 연구들이 수질모형에 있어서의 불확실성을 정량화하기 위하여 수행되어 왔으며, 특히 미국의 오염총량관리계획의 수립 시에는 이러한 불확실성 분석을 토대로 하여 안전율을 산정하도록 되어있다. 그러나 이러한 연구들의 대부분은 수질모형의 매개변수 중 수질기작에 관련된 매개변수들(예를 들어, DO, BOD, N, P 등에 대한 반응계수)에 대한 연구에 집중되어 있다. 하천의 수질을 적절하게 모델링하기 위해서는 이러한 수질에 직접적으로 관련한 매개변수들 이외에 하천의 수리특성에 관한 올바른 이해를 바탕으로 그와 관련된 수리학적 매개변수들에 대한 연구가 뒷받침되어야 한다. 그동안 수행되어온 수질 모델링의 적용 사례를 살펴본 바에 따르면 하천을 모델링하기 위해서는 현장 특성 자료의 중요성, 특히 하천수리특성에 관련된 기초 자료의 가용성 여부가 모형의 성패에 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 이는 유량, 유속 및 폭과 깊이로 대변되는 하천 지형은 물질 이송에 대한 주요 외력 함수이며, 다른 모든 예측치들은 이들에 의존적일 수밖에 없기 때문이다. 따라서 이들의 정확한 표현은 올바른 수질 예측에 있어서 필수적일 수밖에 없다. 많은 모형매개변수들이 유속과 깊이에 의존적이나, 이들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.664-668
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• 2005

근래 지속적으로 진행된 도시화 및 산업화로 인하여 이전보다 불투수 지역이 많이 증가하였고 도심지역에는 대부분 하수관거가 매설되어 있는 등 물순환이 과거에 비해 현저하게 왜곡되어 있다. 이를 올바르게 바로잡기 위해서는 과거와 현재의 수문학적 상태에 대한 정확한 이해가 우선적으로 요구된다. 본 연구에서는 안양천 유역의 지류인 학의천을 대상유역으로 선정하고 유출 수량 및 오염물질 발생량을 PCSWMM(Storm Water Management Model)과 PLOAD(Pollutant Loading)를 이용하여 모의하였다. PCSWMM은 하수관거를 포함하여 연속유출모의를 수행할 수 있으며 PLOAD는 GIS를 기반으로 하는 Screening 모형으로 토지이용별 원단위를 이용하여 소유역에서 발생하는 오염량을 추정할 수 있다. 기준년도 2002년에 대해 모든 조건은 동일한 상태에서 토지이용만 1975년, 2000년, 2016년으로 변화시켜 모의를 수행하였다. 1975년, 2000년, 2016년의 불투수 면적비는 각각 $2.6\%,\;22.8\%,\;24.1\%$이며 침투량은 1975년의 $23\%$에서 2000년과 2016년에 각각 $17.9\%와\;17.6\%$로 감소하였고, 이로 인해 지표유출량은 1975년의 $48.1\%$보다 2000년과 2016년에 각각 $55.0\%,\;55.4\%$로 증가하였다. 또한 오염물질이 유역에서 발생하여 하천으로 전달되는 유달량은 유역전체로 보면 1975년 보다 2000년에 BOD는 4.0배, COD는 3.3배, SS는 2.7배, TN은 1.3배, TP는 1.6배 증가하였다. 이러한 모의 결과는 학의천 유역에 대해 소유역별로 발생하는 연도별 유출량 및 오염물질 유달량을 정량적으로 제시하므로 유역관리방안을 도출하는데 효과적으로 활용될 수 있다.최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.ncy), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식하는 해방적 행동에 대한 목표를 강조하여 적용할 필요가 있음을 시사하고 있다.교하여 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 HSP 환자군에서도 $IL1RN^{*}2$ a

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.2
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• pp.97-107
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• 2011

For the purpose of enhancing usability of NWP (Numerical Weather Prediction), the quantitative precipitation prediction scheme was suggested. In this research, precipitation by leading time was predicted using 3-hour rainfall accumulation by meso-scale numerical weather model and AWS (Automatic Weather Station), precipitation water and relative humidity observed by atmospheric sounding station, probability of rainfall occurrence by leading time in June and July, 2001 and August, 2002. Considering the nonlinear process of ranfall producing mechanism, the ANN (Artificial Neural Network) that is useful in nonlinear fitting between rainfall and the other atmospheric variables. The feedforward multi-layer perceptron was used for neural network structure, and the nonlinear bipolaractivation function was used for neural network training for converting negative rainfall into no rain value. The ANN simulated rainfall was validated by leading time using Nash-Sutcliffe Coefficient of Efficiency (COE) and Coefficient of Correlation (CORR). As a result, the 3 hour rainfall accumulation basis shows that the COE of the areal mean of the Korean peninsula was improved from -0.04 to 0.31 for the 12 hr leading time, -0.04 to 0.38 for the 24 hr leading time, -0.03 to 0.33 for the 36 hr leading time, and -0.05 to 0.27 for the 48 hr leading time.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.11
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• pp.969-978
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• 2004

According to the report of hydrologic modeling study, from a quantitative point of view, a lumped model is more efficient than a distributed model. A distributed model has to simplify geospatial characteristics for the shake of restricted application on computer calculation and field observation. In this reason, a distributed model can not help having some errors of water quantity modelling. However, considering a distribution of rainfall-runoff reflected spatial characteristics, a distributed model is more efficient to simulate a flow of surface water, The purpose of this study is modeling of spatial rainfall-runoff of surface water using grid based distributed model, which is consisted of storage function model and essential basin-channel parameters( slope, flow direction & accumulation), and that procedure is able to be executed at a personal computer. The prototype of this model is developed in Heongseong Multipunose Dam basin and adapted in Hapchon Multipurpose Dam basin, which is larger than the former about five times. The efficiency coefficients in result of two dam basin simulations are more than about 0.9, but ones at the upstream water level gauge station meet with bad result owing to overestimated rating curves in high water level. As a result of this study, it is easily implemented that spatially distributed rainfall-runoff model using GIS, and geophysical characteristics of the catchment, hereafter it is anticipated that this model is easily able to apply rainfall data by real time.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.5
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• pp.439-450
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• 2016

For the design of infrastructures controlling the flood events at ungauged basins, this study tries to find the regional flood frequencies using peak flow data generated by the spatial extension of flood records. The Chungju Dam watershed is selected to validate the possibility of regional flood frequency analysis using the spatially extended flood data. Firstly, based on the index flood method, the flood event data from the spatial extension method is evaluated for 22 mid/smaller sub-basins at the Chungju Dam watershed. The homogeneity of the Chungju dam watershed was assessed in terms of the different size of watershed conditions such as accumulated and individual sub-basins. Based on the result of homogeneity analysis, this watershed is heterogeneous with respect to individual sub-basins because of the heterogeneity of rainfall distribution. To decide the regional probability distribution, goodness-of fit measure and weighted moving averages method from flood frequency analysis were adopted. Finally, GEV distribution was selected as a representative distribution and regional quantile were estimated. This research is one step further method to estimate regional flood frequency for ungauged basins.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.10 no.2
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• pp.35-46
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• 2008

Soil moisture is one of the important components in hydrological processes and also controls the subsurface flow mechanism at a hillslope scale. In this study, time series of soil moisture were measured at a hillslope located in Gwangneung National Arboretum, Korea using a multiplex Time Domain Reflectometry(TDR) system measuring soil moisture with bi-hour interval. The Box-Jenkins transfer function and noise model was used to estimate spatial distributions of soil moisture histories between May and September, 2007. Rainfall was used as an input parameter and soil moisture at 10 cm depth was used as an output parameter in the model. The modeling process consisted of a series of procedures(e.g., data pretreatment, model identification, parameter estimation, and diagnostic checking of selected models), and the relationship between soil moisture and rainfall was assessed. The results indicated that the patterns of soil moisture at different locations and slopes along the hillslope were similar with those of rainfall during the measurment period. However, the spatial distribution of soil moisture was not associated with the slope of the monitored location. This implies that the variability of the soil moisture was determined more by rainfall than by the slope of the site. Due to the influence of vegetation activity on soil moisture flow in spring, the soil moisture prediction in spring showed higher variability and complexity than that in early autumn did. This indicates that vegetation activity is an important factor explaining the patterns of soil moisture for an upland forested hillslope.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.6
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• pp.557-568
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• 2012

In order to understand the hydrological processes on the mountainous forest, the configuration of soil evaporation (E) out of evapotranspiration (ET) is a challenging and important topic. In this study, we attempted to understand the soil evaporation process for a humid forest hillslope via measuring and analyzing soil moistures with a sampling interval in 2 hours at three locations for 10 days between May 22th and 31th 2009. Two methods were used to estimate soil evaporation in every 2hr; one is a method using soil moisture measurement ($E_{SM}$), the others methods are based on Penman equation (Penman (1948), Staple (1974), Konukcu (2007), Equilibrium Penman ($E_{equili}$)). As a critical parameter in determining $E_{SM}$, the dry surface layer (DSL), was estimated using energy balance equation. The accumulated soil evaporation ($E_{SM}$) of A, B, C points were estimated as 2.09, 1.08 and 2.88 mm, respectively. The estimated evaporation of Penman (1948), Staple (1974), Konukcu (2007), $E_{equili}$ were 4.91, 8.80, 8.63 and 3.28 mm. The proposed method with soil moisture measurement showed lower soil evaporations than the other conventional methods. The increasing soil temperature and interaction between soil and atmosphere due to existence of litter and DSL are considered as dominant factors for soil evaporation. The $E_{SM}$ has the apparent lag time between 2 and 4 hr compared with $E_{equili}$ and net radiation. The DSL and surface resistance ($r_s$) were increased as soil moisture was decreased for in this study. The estimated DSL through the temporal distribution analysis of soil moisture and tension measurements was also similar to that of the energy balance relationship.

• Analytical Science and Technology
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• v.17 no.3
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• pp.251-262
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• 2004

It is for the purpose of investigating the tritium distribution in the leachates, the raw and treated leachates and the condensates of the methane gas, which have occurred from domestic solid waste landfills. Also it aims to measure the tritium distribution level on the colloid size of the leachates, the raw and treated leachates. It was found that the major inorganic contaminants of the leachates were Na, K, Ca, Mg, $NH{_4}^+$-N and $Cl^-$. The mean tritium level of the raw leachates of the investigated 13 landfill sites for 6 months was 17 ~ 1196 TU. It corresponded to a several scores or hundreds of magnitude higher value than that of the normal environmental sample level except for two landfill sites. Also such a high concentration of the tritium was found in the treated leachates and methane gas condensates as well. Nevertheless it is important to emphasize that the tritium level which was found in this research is about 100 times lower than the tritium limit for the drinking water quality. And most of the tritium existed in the dissolved colloid of the leachate of which the colloid size is below $0.45{\mu}m$. Also, according to the tritium analysis results of the leachates after filtration with $0.45{\mu}m$ membrane filter for some landfills, it is likely that some tritium of the leachate would be distributed in a colloid size over $0.45{\mu}m$. In general the relationship between the tritium and other contaminants in the raw leachate was low, but it was relatively high between the tritium and TOC. However, the tritium content in the leachate had no meaningful relationship with the scale, hydrological characteristics and age of the landfill.

• Economic and Environmental Geology
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• v.42 no.4
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• pp.343-356
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• 2009

SCS method was applied to make the assessments of direct runoff according to land use changes in Jeju island. Land uses were obtained from 5 year-period remote sensing time series data from 1975 to 2000 which are provided by Water Management Information System (WAMIS). Hydrologic soil groups were categorized based on soil series of National Academy of Agricultural Sciences (NAAS), and permeable geologic structures such as Sumgol, Gotzawal and so on. The land uses of Jeju island are obviously characterized by urban-agricultural areas increases, and forest areas decrease. According to land use changes, curve number (CN) for Jeju island was consistently increased from 65.3 in 1975 to 69.6 in 2000. From 1975 to 2000, the amount of direct runoff and ratios increased due to CN changes. When the rainfall data in 1995 was applied to each year, the direct runoff amounts were $299.0{\sim}351.6\;mm$, and runoff ratios were $15.1{\sim}17.7%$. In the case of the application of the rainfall data in 2000, the direct runoff amounts were $136.9{\sim}161.5\;mm$, and runoff ratios were $9.7{\sim}11.5%$. Since direct runoff can be closely related to groundwater recharge and sustainable groundwater yield, the groundwater influence caused by land use changes or district exploitations should be considered for the reasonable water management and development in Jeju island.

• Geotechnical Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.5-20
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• 1992

The physical-based and lumped-parameter hydrologic groundwater flow model for predicting the rainfall-triggered rise of groundwater levels in hillside slopes is developed in this paper to assess the risk of landslides. The developed model consists of a vertical infiltration model for unsaturated zone linked to a linear storage reservoir model(LSRM) for saturated zone. The groundwater flow model has uncertain constants like soil depttL slope angle, saturated permeability, and potential evapotranspiration and four free model parameters like a, b, c, and K. The free model parameters could be estimated from known input-output records. The BARD algorithm is uses as the parameter estimation technique which is based on a linearization of the proposed model by Gauss -Newton method and Taylor series expansion. The application to examine the capacity of prediction shows that the developed model has a potential of use in forecast systems of predicting landslides and that the optimal estimate of potential 'a' in infiltration model is the most important in the global optimum analysis because small variation of it results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard 알고리즘을 사용하였다. 서울 구로구 시흥동 산사태 발생 지역의 산사면에 대하여 개발된 모델을 적용하여 예제 해석을 수행함으로써, 지하수 흐름 모델이 산사태 발생 예측을 위하여 이용할 수 있음을 입증하였다. 또한, 매개변수분석 연구를 통하여, 변수 a값은 작은 변화에 대하여 목적함수값에 큰 변화를 일으키므로 a의 값에 대한 최적값을 구하는 것이 가장 중요한 요소라는 결론을 얻었다.