• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.388-392
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• 2007

지구온단화와 이상기후에 의해 시설물 피해가 나날이 증가하고 있으며, 농촌의 인구감소 및 고령화에 의해 이러한 집중강우등에 대한 대처도 어려운 실정이다. 현재 전국에서 농업용수 공급을 위해 사용하고 있는 농업용 저수지는 17,882개소로서 이 중 축조한지가 35년 이상 경과된 저수지가 15,856개소로서 88.7%나 차지하고 있다. 이러한 현상은 저수지를 구성하고 있는 각종 부대시설의 노후화로 귀결되며 농업용수의 낭비 및 효율적인 운영을 위해서는 시설의 현대화가 필수적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저수지에서 물을 직접 공급하는 시설인 사통수문을 대상으로 현대화를 이룩하고 또한 사용동력도 대체에너지를 이용하기 위한 방안을 제시하였다. 사통수문의 수문비는 수중의 압력을 효율적으로 분산시킬 수 있는 원형수문비와 수중에서도 사용동력을 가장 적게 할 수 있는 밸브형을 기준으로 개발을 하였으며, 수문비와 구동부를 연결하는 작동 롯드의 힘전달을 최소화하기 위하여 유니버셜 쪼인트를 볼밸브형으로 개발하였다. 이에 따라서 작동용 롯드의 길이가 길어져도 수문비에 걸리는 작동모멘트를 최소화하여 태양광을 이용한 동력사용이 가능해졌다. 특히 수중에서 움직이는 특성을 감안하여 원형 수문비의 경우에는 수문비와 수문틀 사이에 마찰력을 감소시키기 위하여 수문틀측을 약간 경사지게 가공을 하고 중간에 볼 베이렁을 부착시켜 수문개폐가 원활토록 지수부의 구조변화를 하였다. 또한 농업용수공급시 수류와 함께 유입되는 저수지 내 오물을 차단하기 위하여 수문의 전면에 스크린을 설치하였으며 토사퇴적으로 인하여 수문작동의 방해가 되지 않도록 하기 위하여 토목구조물을 설치하였다. 그리고 동력전달을 효율적으로 하기 위하여 Solar Unit으로부터 나오는 전기를 중전기에서 밧데리로 축전을 시키고 완전 충전 후에는 나머지 전기는 방전이 되도록 회로를 구성하였다. 사통수문 자원조사 결과에 의하면 현재 저수지에 물공급을 하는 수문은 취수탑 형식이 70% 이상을 차지하고 있으며 나머지 30%의 사통수문 중 원형수문비가 98% 이상을 차지하고 있다. 현재 대체에너지를 사용하는 저수지 사통수문은 없는 것으로 조사되었으며 전력을 사용하는 사통도 조사결과에 의하면 20% 이내로 나타났다. 이러한 결과는 향후 수리시설 개보수시 적은 예산으로 사업을 시행하는 경우 사통수문의 설치방향의 지표가 될 것으로 판단되며 수리시설의 운영관리에 대한 새로운 대안으로 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.415-415
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• 2020

국내 농업용수 수요량 산정에 있어서 논벼 수요량은 수정 Penman (Modified Penman: MP) 방법에 의한 증발산량을 기반으로 산정하고 있으나, 최근 국제식량농업기구 (Food and Agriculture Organization of the United Nations: FAO) 및 국내 농진청 등에서는 Penman-Monteith (PM) 방법에 의한 증발산량 산정방법을 채택하고 있다. 따라서 본 연구에서는 논벼 수요량 산정에 있어 우리나라 실제 현장여건에 적합한 논벼 증발산량 산정 방법을 제안하고자 기존에 적용하고 있는 MP 방법과 최근에 국내외적으로 제안되고 있는 PM 방법에 의한 논벼 수요량 산정 결과를 실질적으로 벼 생산에 공급된 저수지 공급량 자료와 비교 분석을 통해 현장 적용성을 평가해 보았다. 이를 위해 본 연구에서는 농진청에서 PM 증발산량 작물계수를 도출한 현장실험지구를 포함하는 호남지역을 대상으로 저수지 100 만톤 이상의 한국농어촌공사 관리지역 중 농업용수 공급량 자료가 신뢰성 있는 대표지구를 선정하였다. 농업용수 실제 공급량 자료를 기반으로 두 증발산량에 의한 논벼 수요량 산정 결과를 비교 분석한 결과, MP 방법에 의한 수요량이 PM 방법에 의한 수요량 보다 높게 나타났으며, 따라서 MP 방법에 의한 수요량이 PM 방법에 의한 수요량 보다 농업용수 공급량과의 차이가 작게 나타나는 경향을 보였다. 대체적으로 강우량이 적은 지역에서 농업용수 공급량 및 논벼 수요량이 높게 나타났으며, 이러한 결과는 공급량과 수요량간의 관계에도 영향을 미쳐 강우량이 많은 지역에서 강우량이 적은 지역에 비해 농업용수 공급일수가 감소함으로써 공급량과 수요량과의 차이가 적어지는 경향을 보였다. 본 연구 결과로 농업용수 공급량을 기준으로 논벼 수요량 산정에 있어 증발산량 산정방법은 안정적인 농업용수 공급계획과 수리시설 설계에서의 이수안전도 확보차원에서 MP 방법을 채택하는 것이 더 바람직 할 것으로 사료된다. 추가적으로 논벼 수요량 산정은 증발산량 산정방법 외에도 유효우량 산정방법, 수로손실, 재배관리손실 등의 다양한 관련 인자들의 영향을 받기 때문에 증발산량 산정방법과 더불어 이들 인자들에 대해서도 종합적인 평가를 실시하여 논벼 수요량 산정 결과의 신뢰성 확보가 요구된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.12 no.3
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• pp.153-162
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• 1992

A mathematical model for a long range water supply planning is developed as a dynamic capacitated facility location problem, in which operating costs and two types of fixed costs are considered. The fixed costs are for water supply systems such as dams and reservoirs and for water conveyance systems of waterways or conduits from each water supply points. A spreadsheet model is developed to support the efficiency of user interface and to implement a heuristic solution procedure. The proposed solution procedure utilizes SOLVER tool and it has been applied to a system with fictitious data but with reality and applicability in mind. As a result of the mathematical analysis, not only the most economic construction timings of surface water facilities and distribution systems but also the most economical water supply operating patterns are identified.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.1
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• pp.231-238
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• 2017

Water supply safety index plays an important role on assessing the water supply capacity of hydrologic system. Due to the absence of consistent guidance, however, practical problems have been brought up on data period used for dam design and performance evaluation. Therefore, this study employed bivariate drought frequency analysis which is able to consider drought severity and duration simultaneously, in order to evaluate water supply capacity of multi-purpose dams. Drought characteristics were analyzed based on the probabilistic approach, and water supply capacity of five multi-purpose dams in Korea (Soyang River, Chungju, Andong, Daecheong, Seomjin River) were evaluated under the specific drought conditions. As a result, it would be possible to have stable water supply with their own inflow during summer and fall, whereas water shortage would occur even under the 1-year return period drought event during spring and winter due to low rainfall.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.464-469
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• 2007

환경개선용수의 비용 부담방법과 부담주체를 결정하는 것은 환경개선용수의 효율적 이용과 관리의 핵심적인 요소이다. 환경개선용수의 비용부담 방법은 공공부담, 수익자부담 및 원인자부담이 있다. 그런데, 비용부담 방법은 환경개선용수의 공급에 대한 댓가를 어떠한 형태로 지불받을 것인가? 환경개선용수의 수익자는 누구인가? 그리고 환경개선용수를 어떤 시각에서 바라 볼 것인지에 따라 달라지게 된다. 즉, 환경개선용수가 순수한 공공재로서 당연히 국가가 제공하여야 하는 기본 서비스인지 아니면 일반 재화나 서비스와 같이 수익자 부담원칙에 의거 수요자가 부담해야 하는지, 또는 공공재와 사적재의 양면성을 고려해 공공부담과 수익자부담을 같이 고려하는 형태가 바람직한 지에 대한 검토를 필요로 한다. 아울러, 환경개선용수의 수익자를 설정하는 문제에 있어서는 수요자가 특정한 목적을 위해 물을 사용하는 특정 사업자인지, 아니면 공익적인 측면에서 불특정 다수를 대신하여 환경개선용수를 수요하는 수요자인지에 따라 수익자가 달라지기 때문에 이에 대한 구분도 필요하다. 환경개선용수의 부담방법을 정할 때 수원(水源)을 기준으로 판단하여야 한다. 환경개선용수의 수원으로는 다목적댐, 하수처리장, 빗물, 농업용 저수지, 지하수 및 기타 하천수로 구분할 수 있다. 아울러 비용부담 범위가 물에 대한 부담에 한정하는지 아니면 환경개선용수를 수익지까지 공급하기 위한 공급시설에 대한 부담인지도 명확히 할 필요가 있다. 환경개선용수는 생활 공업용수 등과 같이 하천수를 특정 용도에 사용하는 것이기 때문에 특정 이용자가 국가에 하천수 사용허가를 얻어 이용하는 것으로 수익자가 비용을 부담하는 것을 원칙으로 하는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면 환경개선용수의 확보가 하천관리청의 의무가 되는 경우에는 하천의 물이 공유재산화 됨으로써 나타나는 '공유재산의 비극'(Tragedy of the Commons)을 초래하기 때문이다. 다만, 비용부담의 정도에 있어서는 다른 요인이 고려될 필요가 있다. 원칙적으로 하천의 자연적 기능을 유지하는데 필요한 유량은 하천관리청의 의무이므로 공공부담으로 하고 인위적 기능을 유지하는데 필요한 유량은 수익자 또는 원인자부담이 바람직하다. 이러한 기본 원칙에 따르면, 환경개선용수는 수익자부담 또는 원인자부담이 주(主)원칙이고 공공부담은 부(副)원칙이다. 본 연구는 환경개선용수의 확보 및 공급에 따른 비용부담 원칙에 대한 기준을 제시한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.336-336
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• 2022

빗물자원의 대부분은 바다로 유입되어 소모되거나, 하수로 유입되어 불필요한 고도처리 공정이 진행되고, 하수처리장 용량에 과부하를 발생시키는 등 막대한 예산이 투입되고 있는 실정이다. 갈수기시 농가에서 용수를 확보하기 위한 용수 운반장치 등 기반구축이 쉽지 않으며, 인력 부족으로 정상적인 용수공급에 어려움을 겪고 있다. 이에 빗물자원을 용수로서 효율적으로 활용하기 위한 시스템의 구축이 필요하다. 본 연구는 빗물저류조에 스마트 관수제어 시스템을 적용한 것으로 지중에 설치된 토양수분 센서와 저류조 내부의 수위 센서에서 관측된 데이터를 토대로 자동으로 지중에 수분을 공급하는 시설이다. 지중에 수분이 부족할 경우 밸브를 열어 자동으로 펌프를 가동시켜 저류조 내부의 물을 지중으로 공급시키며 지중의 수분이 충분하거나 저류조 내부의 물이 부족해질 경우 밸브를 닫아 공급을 중단하도록 한다. 또한 저류조의 수위와 토양의 수분량, 펌프의 작동여부 등은 앱을 이용하여 실시간으로 확인이 가능하며, 스마트폰 앱을 이용한 수동조작 또한 가능하다. 본 기술은 집수, 저류, 공급, 통신, 제어, 센서 총 6종의 모듈로 구성되어 있으며, 사용자의 환경 및 예산의 따라 집수, 저류, 공급 모듈 등 맞춤형 제품 구성이 가능하도록 개발하였다. 저류조의 물공급을 관리, 제어하는 시스템으로 센서로부터 전송받은 데이터를 기준으로 펌프를 작동시켜 수분공급을 제어할 수 있으며 해당 기록을 서버에 저장하여 데이터의 통계를 구할 수 있도록 하였다. 사용자가 앱을 통하여 직접적인 제어 및 가동환경에 대한 설정을 할 수 있어 사용자가 직접 현장에 오지 않아도 토지의 현황과 저류조의 수위, 수분 공급상황 등을 직접 제어할 수 있도록 개발하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.19-19
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• 2018

최근 경주, 울산, 포항 등 경상도 지역에서 잇달아 발생한 대규모 지진으로 인해 사회기반시설물의 내진 안전성이 이슈가 되고 있다. 지진 안전 국가라고 여겨지던 우리나라는 상대적으로 지진에 대한 대비가 매우 부족한 실정이며, 자칫 대규모 피해로 이어질 우려가 있다. 특히 상수관망의 경우, 지중에 매설되어 있는 특성상 지진에 취약하고, 그 피해를 발견하기 어려워 장기적인 피해가 불가피하다. 상수관로의 지진피해는 누수와 파손으로 구분할 수 있으며, 파손관의 경우 용수공급능력을 크게 저하시키기 때문에 신속한 복구가 요구된다. 파손관의 복구는 부근에 위치한 차단밸브를 닫아 피해관로의 통수를 차단한 후에 복구 작업을 진행하는 것이 일반적이다. 이때, 차단밸브의 위치에 따라 단수구역이 광범위하게 발생할 수 있어 시스템 전반의 용수공급능력 저하로 이어질 가능성이 있다. 본 연구에서는 지진 발생 후 피해관로의 효율적인 복구전략 마련을 위한 상수관망 지진피해 복구 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 개발 모형은 피해복구에 따른 상수관망 시스템의 용수공급능력을 정량적으로 산정할 수 있으며, 지진 발생과 같은 비정상 상황의 시스템 용수공급능력을 수리학적으로 정확하게 해석하기 위해 압력기반의 해석(Pressure-driven analysis, PDA)을 적용하였다. 또한, 피해관로의 복구 시, 차단밸브에 의해 발생되는 단수구역을 탐색한 후, 수리해석 모의에 적용함으로써 현실적인 용수공급 상황을 모의할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개발모형을 활용하여 차단밸브의 위치 및 개수가 단수구역의 범위 및 지진복구에 미치는 영향을 정량적으로 비교 분석하였으며, 이를 통해 효율적인 지진피해 복구 전략을 제시하였다.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.7 no.1
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• pp.151-164
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• 1997

물부족현상을 해결하기 위해서는 장기적인 공급기반시설의 확충과 함께 여러 형태의 경제적 유인제도의 활용을 통한 수요관리정책을 병행함으로써 물의 절약효과를 최대화시키는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 1993년 한국 제조업을 대상으로 시장구조적, 환경적 제약여건하에서 공업용수의 비효율적인 사용실태를 알아보고 적정수준의 용수수요량을 유도하기 위하여 용수가격의 인상을 추진할 경우, 이에 필요한 가격인상율을 제시한다. 방법론적으로는 적정수준의 자본투입을 가정한 제약일반비용함수를 추정한다. 추정결과, 공업용수는 적정수준에 비해 무려 평균 50배 이상 과다하게 사용되고 있으며 1993년 현재의 용수가격을 106.8% 인상시켜야 적정수준으로 유도할 수 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.273-273
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• 2015

전통적으로 우리나라의 농업용수 공급시스템은 개수로 방식이 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 지형의 영향을 덜 받으면서 안정적으로 용수공급이 가능한 관수로 시스템으로서의 전환이 늘어나는 추세이다. 특히 서남해안간척사업, 새만금 등 대단위 농업단지 조성이 늘어나면서 경제적인 수리시설의 설치와 유지관리에 대한 관심이 증대되고 있다. 우리나라의 관수로화 사업은 1980년대 중반부터 농업용 관수로 사업이 시행되어 왔다. 그러나 현재 운영 중인 농업용관수로 지구에서는 특별한 물관리에 대한 규정이 없고, 사용자의 급수요청에 따른 불규칙한 용수관리운영이 이루어지고 있다. 또한, 농업용수의 무분별한 사용과 운영관리방안의 부재로 인해 많은 양의 농업용수가 낭비되고 있다. 기존 개거에 비하여 관수로의 경우 통수량이 증가되어 관개에 소요되는 시간은 단축 되었으나, 급수소요시간의 변화에 따른 적절한 적용을 하지 못하여 지나치게 많은 양이 공급되고 있다. 이러한 문제점으로 인하여 발생되는 수자원의 낭비를 막기 위해 농업용 관수로의 운영계획이 필요하지만, 현재 농업용 관수로 운영기준은 사실상 없는 실정이다. 본 연구에서는 현재 운영되고 있는 호남지역의 해남지구를 대상지구로 선정하여 EPANET(US Environmental Protection Agency)모형을 이용하여 농업용 관수로시스템의 관망해석을 실시하고자 한다. EPANET모형을 통하여 대상지구의 급수방식을 분석하고, 용수량의 운영현황 자료를 비교 검토하여 계획수요량과 공급량을 비교하여 관수로시스템에서의 농업용수 공급능력을 검토하고자 한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.7
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• pp.531-543
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• 2022

Integrated water resources management (IWRM) has focused on efficient response to various water related disasters by climate change. In particular, more flexible usage of conventional water resources infrastructures is expected to provide an eco-friendly water management. Multi-purpose dams and water supply dams are well known as water management facilities for securing and supplying water in drought season. Recently, based on the report '2021 multi-purpose use of hydropower dams in Han river', contribution of hydropower dams on water resources management is becoming more significant beyond the traditional role of hydropower generation. In drought conditions, the dams control water supply depending on the pre-defined drought stages. In the case of multi-purpose dams, an operation standard during drought has been already prepared and applied; however, for the hydropower dams, specific standards are not fully prepared yet in South Korea. In this study, a method for calculation of standard water storage and discharge reduction of hydropower dams according to drought stage is newly proposed reflecting the characteristics of hydropower dams. The proposed method was applied to the hydropower dams in Han river, where six hydropower dams are located. A case study of the historical droughts occurred in 2014-2017 demonstrated that the proposed hydropower dam operation rule could improve the water supply stability under severe drought conditions compared to the conventional operations. In the future, the role of hydropower dams for water resources management is expected to become more important, and this study can be widely used for water supply planning such as drought response using hydropower dams.