• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1068-1072
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• 2006

최근 하천의 유지유량을 결정함에 있어서 어류의 서식환경을 고려하여 최적의 유량규모를 제시하는 연구결과가 국내 여러 연구자에 의해서 제시되고 있다. 하천에서의 어류 서식처를 고려한 유지유량의 결정방법은 미국에서 제시된 유지유량증분 방법론(Instream Flow Incremental Methodology)에 근본을 두고 있으며 대부분의 방법이 어류 서식처에 대한 수리모의를 위해서 1차원 수리모형을 이용하여 왔다. 특히 어류 서식처에 대한 1차원 수리모의를 위하여 물리적 서식처 모의시스템(PHABSIM)이 가장 보편적으로 적용되고 있으며 모의 결과로 제시되는 어류 서식처의 가중가용면적(Weighted Usable Area)을 토대로 하여 최적 유량의 규모를 제시하게 된다. 따라서 본 연구에서는 어류 서식처를 고려한 하천유지유량 산정함에 있어서 최적유량 결정에 중요한 지표로 사용되는 가중가용면적(WUA)을 산정함에 있어서 일반적으로 사용되어 온 1차원 수리모형인 PHABSIM을 이용한 결과와 함께 최근 개발되어 수리학 분야에서 폭넓게 적용되고 있는 2차원 수리모형을 이용하여 산정된 결과를 비교하여 제시하고자 한다. 본 연구에서는 2차원 수리해석을 위해서 River2D를 이용하였으며 한강수계의 주요 지천을 선정하여 2가지의 서로 다른 수리모의 결과를 비교하였다. 대상 어종은 어류상 조사 결과, 각 지천의 우점종인 피라미를 선정하였으며 수리해석에 의한 어류의 서식처 모의를 위하여 필요한 서식처 적합도 지수 Habitat Suitability Criteria)는 낙동강 수계에서 작성된 결과를 이용하였다. 각 1차원 및 2차원 수리해석에 의해서 산정된 가중가용면적에 대한 상관분석을 실시하였으며 유지유량 증분방법론(Instream Flow Incremental Methodology)의 개념에 입각하여 최적의 유량 값을 산정하였다. 각 지점에서의 가중가용면적-유량 관계를 모의하고 대상 어종의 성장 단계별(산란기, 성어기) 가중가용면적(WUA)을 산정하여 비교.분석하였으며 분석결과 가중가용면적(WUA)값의 분포가 성어기, 산란기에서 선형(linear)으로 잘 표현되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.347-353
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• 2009

수문조사기기의 검정은 수문조사에 활용하거나 활용하고자 할 다양한 수문조사기기를 일관되고 표준화된 기준으로 검사하여 수문조사에 적합한 기기를 설치하거나 지속적으로 사용하도록 하고자 하는 것이다. 이러한 검정은 국가수문자료의 신뢰도를 높이고 유지하고자 하는 기본적이고 중요한 업무이다. 국내에서는 2009년 2월 현재 회전식 유속측정기기와 일부 강수량측정기기만을 검정하고 수문조사에 활용하고 있는 실정이다. 따라서 수문자료의 신뢰도에 대해 제시할 수 있는 지표는 유량측정결과의 불확도와 일부 강수량계를 제외하고 사실상 없다고 할 수 있다. 그 밖의 수문조사기기들에 의해 생산된 수문자료는 단지 제조사에서 제공하고 있는 정확도와 정밀도 등의 정보를 통해서 가늠하고 있어 국가수문자료로서의 신뢰성으로 제시하기에는 부족하다고 할 수 있다. 수문조사기기의 검정시행을 위해서는 각 기기에 대하여 검정방법, 허용오차, 검정기관의 조건 및 기타 행정적 체계 등이 필요하다. 본 연구에서는 국내에서 사용되고 있는 수문조사기기의 현황을 파악하고 대상기기를 선별할 수 있도록 하였다. 그리고 각 대상 수문조사기기에 대한 검사방법과 허용오차를 규정하기 위해 공통적으로 필요한 과정과 방법론을 제시하여 객관적으로 신뢰할 수 있으며 효율적으로 적용 가능한 검사방법과 허용오차를 결정할 수 있도록 하였다. 또한 공신력 있는 검정 결과를 보장하기 위해 검정기관에서 갖추어야 할 인력, 설비 및 품질 시스템 등이 국제표준(ISO)에 부합되면서도 수문조사분야에 효율적으로 적용될 수 있는 조건들에 대해 분석 제안하였다. 본 연구결과는 국가차원에서 신뢰할 수 있는 공인검정기관이 수문조사기기 검정을 시행할 수 있게 하는 초석이 될 것이며, 수문조사기기의 검정이 시행되면 이후 생산되는 수문자료는 정해진 검사방법과 허용오차 이내의 품질을 공인검정기관이 인정하는 수문자료로서의 신뢰도를 확보하게 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1292-1295
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• 2009

일반적으로 유역의 기저유출 산정에는 적용의 간편성을 이유로 수평직선분리법, N-day법등을 주로 사용해 왔으며 이를 단기호우사상에 대한 모의에 적용해 왔다. 그러나 수평직선분리법이나 N-day에의한 기저유량의 산출은 연구자의 주관성이 반영될 수 있는 가능성이 다분하며 총 유출에 대한 기저 유출의 기여가 상대적으로 크게 되는 장기유출모의에 이용하기에는 효율적이지 못할 뿐 아니라 분석을 수행하는 사람에 따라서 그 결과에 많은 차이가 있을 수 있다. 그래서 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해서 다양한 'Digital Filtering' 방법이 수문곡선 분리에 많이 사용되고 있다. Eckhardt 필터는 출력의 신호대 잡음비가 최소화를 목적함수로 사용하는 최적선형필터의 형태를 갖고 있으며, BFImax 변수 값을 이용하여 수문분석 시 대수층별 특성을 반영할 수 있는 장점을 지니고 있다. 따라서 BFImax 변수 값에 따라서 분리된 직접유출과 기저유출 값에는 상당한 차이가 발생할 수 있는데, 정확한 수문분석을 위해서는 연구대상 유역 내 대수층의 특성에 가장 부합되는 BFImax 변수 값을 구하여야 하는 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 감수곡선 분석방법과 최적화 기법을 이용하여 BFImax 변수 값을 결정해 주는 모듈을 사용하고 있다. 금강유역의 수문곡선분리를 위해 먼저 금강 유역 내 관측소의 강우 및 수위 일 자료를 수집하고 수위자료는 동향, 옥천, 천천, 청성, 호탄지점의 자료를 이용하였다. 관측단위는 일 단위를 사용하였다. 분리된 수문곡선에 대한 검증은 지하수관측이나 중간유출에 대한 관측에 한계가 있기 때문에 정량적인 검증은 쉽지 않은 상황이고 수문곡선에 대한 시각적 판단에 의지하고 있다. 하지만 효과적인 기저유출분리가 가능해진다면 하천 건천화에 대한 정확한 진단과 함께 기후변화에 따른 지하수 및 지표수 영향에 대한 보다 신뢰도 있는 전망이 가능해지므로 매우 중요한 연구 분야라 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.5
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• pp.381-389
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• 2016

In this study, we developed evaluation indicators of dam rehabilitation considering climate change in order to prepare for safety of aging dam facilities in accordance with changes in rainfall intensity. The validity and appropriateness of each indicator, and the evaluation criteria were selected for quantitative indicators for each detail through domestic and international case studies, literature review, and expert advice. The survey was carried out to estimate the importance of each indicator for dam rehabilitation. The subjective assessment of the respondents was rearranged using pairwise comparison from the Analytic Hierarchy Process (AHP). The reliability of the survey results was evaluated through consistent verification. In addition, a comparative assessment was carried out which evaluated the reliability importance estimation result to refine the criteria to distinguish rating scales between expert and non-expert groups on dam-related fields.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1649-1655
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• 2010

OECD 농업위원회에서는 농업정책과 관련된 지지액(support)을 계측하는데 핵심지표로서 PSE(producer support estimate)를 사용하며, 이를 통해 국가별 생산왜곡(production distorting), 생산비(非)연계(decoupled), 시장목표(targeting) 등의 평가에 이용하고 있다. 농업분야 전체에 대한 PSE의 경우, 우리나라와 사정이 비슷한 일본은 1988년 이전 64(%PSE)에서 2007년도는 45로 많이 낮아지고 있고, 우리나라는 70에서 60으로 낮아지긴 했으나 OECD 평균(23)보다는 아직은 높게 평가되고 있기 때문에 지속적으로 개선하기 위한 노력을 진행 중에 있다. 현재 농업용수의 경우, 기반시설과 관련된 정부보조는 일반지지추정치(GSSE)에 포함되어 있으나 호주, 뉴질랜드 같은 농산물 수출국은 정부가 농산물 생산의 왜곡을 줄여야 한다고 강력하게 주장하면서 이 부분을 PSE에 포함하는 방안을 제기하면서 용수 사용에 따른 완전비용회수(Full Cost Recovery)를 정책대안으로 제시하고 있다. 이와 같이 OECD가 농업용수 PSE산정방식을 변경하게 되면 기존의 GSSE에 해당되는 건설비용, 유지관리비용 등을 PSE에 포함되어 우리나라와 일본의 경우 농업용수에 대한 PSE가 크게 증가 하게 된다. 따라서 이에 대해 적극적인 대응이 필요한 시점으로 본 연구에서는 우리나라 및 OECD 주요국의 농업용수 PSE 산정결과에 대해 사용된 정책과 수준을 비교하여 향후 우리나라 농업용수 PSE 산정에 대한 개선방안을 연구하였다. 각 국별 농업용수 PSE수준을 비교한 결과(2008년도 까지) 한국과 호주가 가장 낮은 수준인 것으로 나타났으며, 미국과 EU가 비슷한 수준으로 분석된 반면, 일본과 멕시코가 가장 높은 군에 속하였다. 또한 전체 PSE 중 농업 용수PSE비중의 변화추이를 보면, 한국과 EU가 가장 낮고, 다음이 일본과 미국이며, 호주와 멕시코의 순서로 높게 파악되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.200-200
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• 2017

강우에 의한 토양 침식 및 토사유츨량은 하천 및 유역환경관리 관점에서 가장 중요한 인자 중 하나로 보고되고 있으며, 다양한 분야에서 이에 대한 연구를 수행 중에 있다. 일반적으로 유역에서 발생한 토양침식 및 물의 이동에 의한 토사유출량을 해석하기 위해 SWAT 등과 같은 많은 모형이 적용되고 있지만, 대부분 농업지역에서 이용하는 수평형태의 수문학적 개념에 따른 overland flow 개념을 이용하고 있다. 하지만, 우리나라는 약 70% 이상이 산림으로 이루어진 지역으로 유역환경 해석에 있어 수평적인 개념과 함께 사면내에서 lateral flow와 같은 지표하 흐름의 이동에 관한 개념 역시 필요하지만, 이의 영향에 대한 관련 연구는 부족하다. 최근 수문학의 발달과 더불어 수평적인 개념을 탈피한 사면수문학 개념이 전 세계적으로 발달하고 있으며, 많은 발전을 이루고 있다. 이를 통해 GIS를 기반으로 물리학기반의 GeoWEPP 모형이 미국을 중심으로 개발되었고, 이에 대한 많은 적용 및 평가가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 전 세계적으로 평가받고 있는 process 기반의 SWAT 모형과 사면수문학 개념을 반영한 물리학기반의 GeoWEPP 모형을 이용하였다. 이 두 모형은 강우, 지형, 토양도, 토지피 복도 등 두 모형의 입력자료 역시 거의 동일하게 구성되어 있으며, 같은 FORTRAN CODE 및 ArcGIS에서 운영될 수 있도록 이루어져 있어 비교 분석하기 원활하다. 모형의 적용은 매년 심각한 조류가 발생하는 대청호 지류인 소옥천 유역내 중하류에 위치한 옥각교에서 관측된 모니터링 자료(토사유출량과 유출량)를 이용하여 모형의 정확성을 평가 후, 사면수문학 개념의 적용성에 대해 논하였다. 각각의 모형의 결과에 대한 정확성 평가는, Nash-Sutcliffee를 이용하여 실시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.423-423
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• 2019

RGB나 다중분광영상은 높은 공간 해상도로 인해 크기가 작은 물질의 클래스를 부여하는데 있어서는 효과적이지만 분광해상도가 낮아 다양한 종류의 지표물 분류 및 분광적으로 미세한 차이를 보이는 대상 체간의 분류에는 한계를 가지고 있다. 그러나 초분광 영상(Hyperspectral Image)은 대상 객체의 분광 반사곡선을 수백개의 연속적인 분광 파장대 영역으로 상세하게 해당 물체의 정보를 취득할 수 있는 기능을 가지고 있다. 최근 국내에서도 초분광 영상을 이용한 토지피복도 작성 및 환경 모니터링 등 다양한 분야에 적용하기 위한 연구가 시도되고 있다. 최근에는 드론과 같은 소형 UAV를 활용하여 경제적인 비용으로 시공간해상도가 높은 영상을 획득하는 것이 가능하게 되었으며 분광정보를 수집하는 영상 장비의 발전으로 드론에 탑재가 가능한 경량의 소형 초분광센서가 개발됨으로써 보다 높은 분광해상도의 영상을 취득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 효율적인 하천환경조사를 위해 UAV를 활용하여 고해상도 초분광 영상을 취득하였으며, 차원축소법과 분류기 적용에 따른 공간 분류 정확도 분석을 통해 하천환경에 대한 분류 및 평가를 실시하였다. 연구지역에서 획득한 초분광 영상은 노이즈로 인한 영향을 줄이고자 MNF와 PCA 기법으로 차원축소를 수행하였으며, MLC(Maximum Likelihood Classification)와 SVM(Support Vector Machine), SAM(Spectral Angle Mapping) 감독분류기법을 적용하여 하천환경특성에 따른 공간분류를 수행하였다. 연구 결과 MNF기법으로 차원 축소한 영상을 적용하여 MLC 감독분류를 수행하였을 때 가장 높은 분류정확도를 얻을 수 있었으나, 일부 클래스 및 수역의 경계와 그림자 공간에서 주로 오분류가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.114-114
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• 2021

본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 센서 기반 이미지자료와 딥러닝기법을 이용하여 고해상도 토양수분을 산정하였다. 입력자료는 지표특성(모래함량, 점토함량, 경사도), 인공위성 기반의 강우와 LANDSAT 기반의 이미지자료(NDVI, LST, 공간분포 토양수분)를 사용하였다. 강우자료의 경우 GPM(Global Precipitation Measurement) 일강우 자료를 사용하였으며, 관측일 기준으로 5일전까지의 강우자료와 5일평균강우를 구분하여 사용하였다. LANDSAT 기반의 토양수분 이미지자료와 지점관측 토양수분을 이용하여 검·보정 이후 딥러닝 모형의 입력자료로 사용하였다. 입력자료는 30m × 30m 해상도로 Resample 하여 딥러닝 모형의 학습을 진행하였으며, 학습에 사용된 모형을 이용하여 Sentinel-1 기반의 고해상도(10m × 10m) 토양수분이미지를 산정하였다. 검증지점은 거창군 거창읍, 계룡시 두마면, 장수군 장수읍 및 무주군 무주읍 토양수분 관측지점을 선정하였다. 거창군 거창읍의 산정결과, LANDSAT 기반의 토양수분 이미지와 DNN 기반의 토양수분 이미지가 매우 유사하게 나타났으며, 모의값(DNN 기반 토양수분)이 실측값(LANDSAT 기반의 토양수분)을 잘 반영한 것(R: 0.875 ; RMSE: 0.013)으로 나타났다. 또한 학습모형을 토지피복이 유사한 지역에 적용하여 토양수분을 산정한 결과 검증지점 계룡시(R: 0.897 ; RMSE: 0.014), 장수군(R: 0.770 ; RMSE: 0.024) 및 무주군(R: 0.909 ; RMSE: 0.012)의 모의값이 실측값과 매우 유사한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 Seninel-1 SAR센서 이미지자료와 딥러닝기법을 연계한 고해상도 토양수분자료가 농업, 수문, 환경 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.6
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• pp.627-636
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• 1999

In 60 years when the double $CO_2$concentration is anticipated the average annual rainfall depth is expected to be increased by 5 10% due to global warming. However, in the water resources area the frequency change of meteorological extremes such as droughts and floods attracts more interests than the increase of annual rainfall amount. Even though recent frequent occurrences of this kind of meteorological extremes are assumed as an indirect proof of global warming, the prediction of its overall tendency has not yet been made. Thus, in this research we propose a possible methodology to be used for its prediction. The methodology proposed is based on the frequency distribution of daily rainfall be Todorovie and Woolhiser(1975), and Katz(1977), where the input parameters are modified to consider the change of monthly or annual rainfall depth and, thus, to result in the change of frequency distribution. We adopt two values(10mm, 50mm) as thresholds and investigate the change of occurrence probability due to the change monthly and annual rainfall depth. these changes do not directly indicate the changes of occurrence probability of floods and droughts, but it may still be a very useful information for their prediction. Finally, the changes of occurrence probability were found to be greater when considering the monthly rainfall rather than the annual rainfall, and those in rainy season than those in dry season.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.35 no.5_1
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• pp.625-636
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• 2019

Soil moisture is a representative factor that plays a key role in hydrological cycle. It is involved in the interaction between atmosphere and land surface, and is used in fields such as agriculture and water resources. Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2), Advanced SCATterometer (ASCAT), and European Space Agency Climate Change Initiative (ESACCI) data were used to analyze the applicability and uncertainty of satellite soil moisture product in the Korean peninsula. Cumulative distribution function (CDF) matching and triple collocation (TC) analysis were carried out to investigate uncertainty and correction of satellite soil moisture data. Comparisons of pre-calibration satellite soil moisture data with the Automated Agriculture Observing System (AAOS) indicated that ESACCI and ASCAT data reflect the trend of AAOS well. On the other hand, AMSR2 satellite data showed overestimated values during the freezing period. Correction of satellite soil moisture data using CDF matching improved the error and correlation compared to those before correction. Finally, uncertainty analysis of soil moisture was carried out using TC method. Clearly, the uncertainty of the satellite soil moisture, corrected by CDF matching, was diminished in both freezing and thawing periods. Overall, it is expected that using ASCAT and ESACCI rather than AMSR2 soil moisture data will give more accurate soil moisture information when correction is performed on the Korean peninsula.