• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.489-489
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• 2021

생활·공업용수 목적의 하천수 사용량은 유량계 등 검증된 방법으로 사용량 계측 및 실적보고를 수행하고 있으나, 농업용수는 검증되지 않은 수문조작 등의 간접방법을 인정하고 있어 사용실적 자료의 신뢰도가 낮은 실정이다. 하천수의 효율적인 물 배분을 위해 농업용수 사용량 자료에 대한 신뢰도 확보 및 자료관리 기반 마련이 필요하다. 본 연구에서는 전국 수리권일제조사 자료를 이용하여 농업용수 사용시설에 대한 구분 및 정리를 통해 수집체계 구축 대상을 선정하고, 사용시설의 형태 및 규모에 따라 적정 계측기술 적용 방안 및 연차별 구축 계획을 통해 농업용수 사용량 자료를 관리할 수 있는 방안을 제시하였다. 조사된 전체 하천수 사용시설 중 제원정보 및 허가량이 유효한 14,575건 중 농업용수는 12,745건으로 개소수 대비 88.9%, 허가량 대비 81.3%(생활·농업·공업용수 대상)를 차지하고 있다. 이중 하천수 사용량 보고대상인 8,000 m³/일 이상의 1,696건에 대한 자료의 수집이 수행된다면, 전체 농업용수의 86.0%에 해당하는 사용량 자료를 확보할 수 있다. 수집체계 구축 대상 1,696건의 시설형태별(양수장, 취수보), 규모별(허가량 10만 m³/일 기준) 구분을 통해 취수보와 양수장의 최적 계측방법 선정 및 연차별 구축 계획을 수립하였다. 전국에 산재한 전체 농업용수 사용량 자료의 확보가 현실적으로 어렵기 때문에, 적정 개소수의 수집체계 구축 및 운영으로 전체 농업용수 사용량의 상당부분 자료를 확보할 수 있다면 실시간 하천수 관리 및 효율적인 물 배분을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이라 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.264-264
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• 2017

국외의 상수도 원격검침 시스템 내 데이터 전송방식은 도시 규모, 계량기의 밀도, 전력공급 여부 및 통신망의 설치 여부 등을 종합적으로 고려하여 결정되었다. 대부분의 스마트워터미터 제조업체들은 계량기의 부호기가 공급하는 판독 내용(데이터)을 전송할 검침단말기와 근거리 통신망(neighborhood area network)을 연계하여 개발 및 판매하였으며, 자체 소유 통신 프로토콜을 사용하여 라디오 주파수(RF) 통신 기술을 사용하고 있다. 광역통신망(wide area network)의 경우, 노드(말단의 계량기 및 센서)들과 이에 연결된 통신망 들을 포함한 네트웍의 배열이나 구성이 스타(star), 메쉬(mesh), 버스(bus), 나무(tree) 등의 형태로 통신망이 구성되어 있으나, 스타와 메쉬형 통신망 구성형태가 가장 널리 활용되는 것으로 조사되었다. 시스템 통합운영관리 업체들인 IBM, Oracle, Itron 등은 용수 인프라 관리 또는 통합네트워크 솔루션 등의 통합 물관리 시스템(integrated water management system)을 개발하여 현장적용을 하고 있으며, 원격검침 시스템을 통해 고객들의 현재 소비량과 과거 누적 소비량, 누수 감지 서비스 및 실시간 요금 고지 등을 실시간으로 웹 포털과 앱을 통해 제공하고 있다. 또한, 일부 제조업체들은 도시 용수공급/소비 관리자가 주민의 용수사용량을 모니터링하여 일평균 용수사용량 및 사용 경향을 파악하고, 누수를 검지하여 복구 및 용수 사용 지속가능성 지수를 제시하고, 실시간으로 주민의 용수사용량 관련 데이터를 모니터링하여 용수공급의 최적화를 위한 의사결정지원 서비스를 용수공급자에게 제공하고 있다. 최근에는 인공지능을 활용해 가정용수의 용도별(세탁용수, 화장실용수, 샤워용수, 식기세척용수 등) 사용량 곡선을 패터닝하여 profiling 기법을 도입해, 스마트워터미터에서 용수사용량이 통합되어 검지될 시 용수사용량의 세부 용도별 re-profiling 기법을 도입하여 가정용수내 과소비되는 지점을 도출 후 절감을 유도하는 기술이 개발 중이다. 또한, 미래 용수 사용량 예측을 위해 다양한 시계열 자료를 분석하는 선형 종속 모형(자기회귀모형, 자기회귀이동평균모형, 자기회귀적분이동평균모형 등)과 비선형 종속 모형(Fuzzy Logic, Neural Network, Genetic Algorithm 등)을 활용한 예측기능이 구축되어 상호 비교하여 최적의 용수사용량 예측 도구를 제공되고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.343-343
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• 2021

최근 국내외적으로 발생되는 대규모의 가뭄에 대하여 여러 과학자들은 자연적인 현상의 가뭄이 아니라 인간의 영향으로 변형된 유역 상황으로 증발산과 토양수분량 그리고 하천유량 등이 자연적인 상태와 다르게 변화되면서 지속된 가뭄으로 평가하고 있다. 우리나라는 대부분의 지역에서 댐과 저류지를 중심으로 수자원 관리가 이루어지고 있으며, 자연적인 수문과정에 의한 유출에 따른 수문학적 가뭄과는 차이가 존재한다. 사회경제적 인자(인구밀도, 농업 및 산업 경제규모 등)는 댐 및 저수지의 용수사용에 큰 영향을 미치며, 저류지의 저류량을 활용하여 판단한 인위적 용수사용이 고려된 수문학적 가뭄(인위적 수문학적 가뭄)과 자연 상태로의 수문학적 가뭄의 특성은 크게 다를 수 있다. 하지만, 사회경제적 인자들이 수문학적 가뭄에 미치는 영향에 대하여 비교한 연구는 상관성 분석을 토대로한 연구가 대부분이다. 본 연구에서는 인자들이 인위적 수문학적 가뭄에 미치는 정도를 정량적으로 비교하기 위하여 베이지안 네크워크 모형을 활용하여 사회경제적 인자와 인위적 수문학적 가뭄과의 관계를 분석하였다. 해당 관계를 바탕으로 코플라 함수를 활용함으로써 베이지안 네트워크 내의 결합확률을 산정하였다. 다양한 사회경제적 인자들에 중에서 인과지도를 바탕으로 활용 가능한 인자로 농업용수 사용량, 생공용수 사용량 자료를 구축하였으며, 기상학적 가뭄지수를 추가적으로 고려하여 한강유역 충주댐 유역에 적용하였다. 그 결과 기상학적 가뭄과 농업용수 사용량과 생공용수 사용량은 값이 증가함에 따라 인위적 수문학적 가뭄의 발생확률이 증가하였다. 사회경제적 인자 중에서는 생공용수 사용량(0.39~0.49)이 전반적으로 농업용수 사용량(0.36~0.48)보다 인위적 수문학적 가뭄에 보다 큰 영향을 미치고 있으며, 값이 적을수록 생공용수 사용량의 영향이 보다 더 크다는 것이 확인되었다. 이를 바탕으로 인위적 수문학적 가뭄의 대응을 위해서는 농업용수 사용량보다 생공용수 사용량의 감축이 우선적으로 이루어져야 그 효과가 클 것으로 판단된다. 본 연구에서 제시한 모형은 베이지안 네트워크를 기반으로 하므로, 둘 이상의 인자에 대하여 복합적으로 가뭄에 영향을 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 가능하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.55-55
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• 2021

지난 2019년 말부터 계속해서 전 세계로 확산되고 있는 COVID-19로 인해, 인간 생활을 둘러싼 사회 및 산업 구조가 다양하게 변모하고 있다. 국내에서는 2020년 2월 발생한 1차 대유행을 기점으로, 2020년 8월 2차 대유행 및 2020년 12월 3차 대유행을 겪었으며, 그 과정에서 마스크 착용 의무화, 개인위생 권장, 사회적 거리두기 등 강력한 예방수칙들이 도입되어 왔다. 특히 COVID-19의 심각성에 따라 단계적으로 발효되는 방역대책 및 사회적 거리두기는 개인뿐만 아니라 상업, 산업 등 대부분의 생활양식을 계속해서 변화시켰으며, 다양한 인프라 시설의 운영 및 관리에 혼란을 야기하고 있다. 세계 각국의 연구기관에서는 이러한 봉쇄령(Lockdown) 정책의 영향으로 물관리 분야에 위기가 닥쳐올 것으로 예견하였으며, 국내의 경우 서울시상수도사업본부 조사에 따르면 가정용수 사용량이 3.4 % 증가하고, 상업 및 공공부문 용수 사용량이 25 %까지 감소하는 등 기존 물 사용 패턴과 상이한 양상을 나타내고 있다. COVID-19 확산이 용수 사용량에 미치는 대표적인 영향은 크게 다음과 같은 세 가지 변화로 구분할 수 있다. 1) 사회적 거리두기 강도에 따른 물 사용량의 급격한 증가와 감소 등 용수 이용규모의 변화, 2) 상업 및 공공부문의 물 수요에서 생활부문 물 수요로 옮겨가는 등 용수 사용처의 변화, 3) 순간 최대 물 사용시간 등 용수 사용패턴의 시간적 변화 등이다. 본 연구에서는 시간별, 수요처별 용수 사용량 등의 상세한 데이터 확보가 가능한 국내 지역을 대상으로, COVID-19의 확산 및 그로 인한 사회적 거리두기의 단계적 시행이 용수 사용량 변화에 미치는 영향을 시공간적으로 분석하였다. 본 연구는 대규모 재난 발생 시 사회적 대응방안에 따른 물 사용량의 변화를 분석함으로써, 현재까지도 지속되고 있는 COVID-19 확산 상황에서 안정적이고 효율적인 상수도 공급방안 마련에 기여하고, 또한 지금까지 물리적 재난 대응에 편중되었던 물 위기 관리 패러다임을 사회적 재난 대응 분야까지 확장시키는 계기를 마련할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.263-263
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• 2022

지속적이고 안정적인 물의 수요와 공급을 유지하기 위해서는 하천의 유량도 중요하지만 좀 더 정확한 물의 흐름을 파악하기 위해서는 하천수 사용량 파악이 중요하다. 하천수 사용량 계측기술의 검증 및 표준화를 통해 실측기반의 하천수 사용량 자료 수집 및 활용체계가 필요하다. 본 연구에서는 직·간접적 사용량 측정 및 월 단위 보고체계를 개선할 목적으로 기존의 측정방법에 대한 평가를 실시하고, 하천수 사용량의 표준화된 계측 및 자료수집 체계 개선 방안과 실시간 계측자료 기반의 관리체계를 마련하여 자료를 관리할 수 있는 방안을 제시하였다. 하천수 사용량 파악을 위한 사용시설 현황을 검토하기 위해 제원정보 및 허가량이 유효한 14,575건 중 농업용 하천수 사용시설은 12,745개소로 전체의 88.9%, 허가량 대비 81.3%(생활·농업·공업용수 대상)를 차지하고 있다. 이중 하천수 사용량 보고대상인 8,000 m³/일 이상의 1,696건에 대한 자료의 수집이 수행된다면, 전체 농업용수의 86.0%에 해당하는 사용량 자료를 파악할 수 있다. 하천수 사용량 수집체계 개선 우선 대상인 1,696개소는 양수장 1,196개소(70.5%), 취수보 500개소(29.5%)로 보고규모 이상의 시설을 우선적으로 개선하는 것이 적용 초기에 많은 사용량을 파악할 수 있을 것이라고 판단된다. 전력량-사용량관계 곡선식을 이용한 환산유량은 하류단 양수의 영향을 받지 않고 초기설치 비용을 줄일 수 있으며, 오차율도 양호하여 만족할 만한 정확도와 경제성을 갖는 방법이라고 판단된다. 전국에 위치한 농업용수 사용량 자료의 확보는 현실적으로 어렵고, 하천수 보고유량은 초기설치비용이 들지 않지만 가동시간을 수기로 기록함에 있어 인건비 등의 연간운영비가 많이 소모되는 것으로 나타났다. 실시간 전력량자료 수집이 가능한 양수장의 경우, 전력량-사용량관계곡선식을 활용한 방법으로 실시간 하천수 사용량 자료 수집을 통해 보다 경제적이고 정확한 자료수집이 가능할 것으로 판단된다. 이는 실시간 하천수 사용량 계측자료의 활용성 향상을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이라 기대한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.5B
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• pp.603-614
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• 2008

End-uses of household water have been changed by a life style, housing type, weather, water rate and water supply facilities etc. and those variables can be considered as an internal and exogenous factors to estimate long-term demand forecasts. Analysis of influential factors on water consumption in households would give an explanation to cause on the change of trend and would help predicting the water demand of end-use in household. The purpose of this study is to analyze the demand trends and patterns of household water uses by metering and questionnaire such as occupation, revenue, numbers of family member, housing types, age, floor area and installation of water saving device, etc. The peak water uses were shown at Saturday among weekdays and July in a year based on the analysis results of water use pattern. A steep increase of total water volume can be found in the analysis of water demand trend according to temperature from $-14^{\circ}C$ to $0^{\circ}C$, while there are no significant variations in the phase of more than $0^{\circ}C$, with an almost stable demand. Washbowl water shows the highest and toilet water shows the lowest relation with temperature in correlation analysis results. In the results of ANOVA to find the significant difference in each unit water use by exogenous factors such as housing type, occupation, number of generation, residential area and income et al., difference was shown in bathtub water by housing type and shown in kitchen, toilet and miscellaneous water by numbers of resident. Especially, definite differences in components except washbowl and bathtub water, could be found by numbers of resident. Based on the result, average residents in a house should be carefully considered and the results can be applied as reference information, in decision making process for predicting water demand and establishing water conservation policy. It is expected that these can be used as design factors in planning stage for water and wastewater facilities.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.427-427
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• 2017

물발자국은 국가별 실제 물소비량을 파악하고 물 부족 상황에 효율적으로 대비하기 위하여 도입된 지표로서, 제품의 생산과 서비스 전 과정에서 직접 및 간접적으로 사용되는 물의 총량을 의미한다. 선진국에서는 물 사용 패턴에 대한 인식을 제고하고자 국가, 도시, 산업분야 등 다양한 물발자국 데이터베이스를 구축하여 활용하고 있다. 그러나 우리나라의 경우, 물 수입 의존도가 높지만 물발자국 산정에 대한 연구가 부족하여 효율적인 물 관리 및 안정적인 수자원 확보를 위한 국가전략 수립에 어려움을 겪고 있다. 물발자국 산정 연구는 국가적 차원의 정확한 물 수지 계산과 수자원계획 수립에 유용한 기초자료로서 활용이 가능하다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 제1차 및 제2차 산업의 물발자국을 산정하였으며, 산정 방법으로는 상향식 접근법과 하향식 접근법을 적용하였다. 제1차 산업의 농업계 및 축산업계의 물발자국은 단위 물발자국에 기초한 상향식 접근법과 용수사용량에 기초한 하향식 접근법을 적용하여 산정하였다. 산업별 물발자국 산정결과는 다음과 같다. 주요 농작물 생산량 및 작물 품목별 단위 물발자국을 이용한 국내 농업계 물발자국 산정 결과, 1980년부터 2014년까지의 쌀 외 18개 농작물에서 연간 78억~109억 $m^3$로 산출되었다. 반면 농업용수 사용량에 기초한 하향식 접근법을 통해 산정한 농업계 물발자국은 118억 $m^3$으로 분석되었다. 다음으로 제1차 산업의 축산업계 물발자국을 산정하였다. 2011년부터 2015년까지 주요 가축 사육두수와 지육량, 사료작물의 단위 물발자국을 활용한 축산업계 물발자국은 평균 73억 $m^3$, 축산용수사용량을 활용한 물발자국은 평균 309억 $m^3$으로 나타났다. 축산용수사용량에 기초한 분석결과가 크게 나타난 것은 축산업분야에서 간접수의 비율이 높기 때문이다. 한편 제2차 산업의 공업계는 제품생산 공정의 물 사용량, 부품 및 원료의 단위 물발자국 등 세부사항의 파악이 곤란하여 하향식 접근법을 적용하였다. 공업용수 사용량과 공업용수 오염물질의 배출부하량에 따른 물발자국 산정 결과, 연간 26억 $m^3$으로 분석되었다. 이와 같은 산업별 물발자국 산정결과를 활용하여 산업별로 차별화되는 물 이용 패턴을 분석하고 산업별 용수 수요를 파악하면 국가적으로 효율적인 수자원 관리방안을 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.67-67
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• 2020

일반적으로 농업용수 이용량은 기후, 토양, 지역별 재배 특성 등에 따라 다양하게 나타날 수 있으며, 용수공급 계획을 위해 수요량 추정방법을 이용하고 있다. 농업용수 수요량은 논과 밭 등에서 작물 재배에 필요한 용수량이라 정의할 수 있으며, 구체적으로는 작물 재배에 소요되는 전체 용수량에서 강우에 의해 공급되는 양을 제외한 수량으로 볼 수 있다. 현재 농업용수 수요량의 추정 방법은 현장에서 직접 실측하는 방법, 대표 작물을 대상으로 계측한 후 일반화 하는 방법, 증발산 이론에 의하여 추정하는 방법 등으로 구분 되며, 최근 광역적인 분석으로 증발산 이론에 의한 추정 방법을 주로 사용하고 있다. 농업용 지하수 이용은 국내 지하수 이용량의 51%를 차지하고 있어 보다 적확한 농업용 지하수 사용량조사는 지하수의 효율적 정책 추진을 위하여 중요하다. 본 연구의 목적은 현장조사로 수집한 자료를 이용해 각 조사지역의 사용량을 추정하고 월별사용량 및 단위면적당 사용량을 분석하는 것이다. 조사지역은 창녕함안보(오천리, 성산리), 합천창녕보(율지리), 달성보(좌학리, 위천리), 구미보(궁기리)이고, 지하수사용량을 분석하기 위해 유량계(계량기) 검침, 전력사용량 검침, 수중모터펌프 가동시간을 이용하였으며, 조사기간은 2018년 12월 부터 2020년 02월 까지 이다. 농업용관정 조사시 실제 지하수를 사용하는 면적(ha)도 같이 조사해, 월별 지하수사용량에 실제사용면적(ha)을 나누어 면적당 지하수사용량으로 분석하였다. 조사결과 창녕함안보 오천리는 20,956㎥/mon/ha, 창녕함안보 성산리는 19,911㎥/mon/ha, 합천창녕보 율지리는 3,648㎥/mon/ha, 달성보 좌학리는 2,417㎥/mon/ha, 달성보 위천리는 3,546㎥/mon/ha, 구미보 궁기리는 619㎥/mon/ha로 분석되었다. 수막재배가 많은 창녕함안보가 지하수사용량이 가장 많았으며, 구미보의 경우 지하수사용량이 가장 적은 것으로 분석되었다. 월별 지하수 사용량을 살펴보면 2019년 01월 ~ 02월 보다 2020년 01월 ~ 02월의 평균 지하수 사용량이 793㎥/mon/ha 적게 분석되었고, 평균기온은 2019년 01월에 0.3℃, 2020년 1월은 2.6℃로 2.3℃ 높다. 이는 겨울철 지하수 사용량에 영향을 주었다고 판단된다. 겨울철 지하수 사용량차이는 재배작물과 겨울철 기온차이가 원인으로 판단되며, 다년간 지하수사용량과 기온을 조사할 필요가 있다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• v.24 no.6
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• pp.1141-1148
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• 2013

End-uses of household water have been influenced by a housing type, life style and housing area which are considered as internal factors. Also, there are external factors such as water rate, weather and water supply facilities. Analysis of influential factors on water consumption in households would give an explanation on the cause of changing trends and would help predicting the water demand of end-use in household. In this paper, we used real data to predict toilet and laundry water-uses and utilized the linear regression model with autoregressive errors. The results showed that the monthly autoregressive error models explained about 71% for describing the water demand of end-use in toilet and laundry water-uses.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.869-877
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• 2008

The purpose of this study is to investigate the trends and patterns of variou kind of water uses in a household by metering in Korea. Water use components are classified by toilet, washbowl, bathing, laundry, kitchen, etc. Flow meters are installed in 146 household selected by sampling in all around Korea. The data are gathered by web-based data collection system from the year 2002 to 2006, considering pre-investigated data such as occupation, revenue, family members, housing types, age, floor area, water saving devices, education, etc. Reliable data are selected by upper fence method for each observed water use component and statistical characteristics are estimated for each residential type to determine liter per capita per day. Estimated domestic per capita day show an indoor water use with the range from $150{\ell}pcd$ to $169{\ell}pcd$ for each housing type as the order of high rise apartment, multi-house, and single house. As the order of consuming amount among water use components, it is investigated that toilet($38.5{\ell}pcd$) is the first, and the second is laundry water($30.8{\ell}pcd$), the third is kitchen($28.4{\ell}pcd$), the fourth is bathtub($24.7{\ell}pcd$), the next is washbowl($15.4{\ell}pcd$). The results are compared with water uses in U.K. and U.S. As life style has been changed into western style, pattern of water use in Korea is tend to be similar with the U.S. water use pattern. Compared with the surveying results by Bradley, on 1985. Thirty liter of total use increased with the advancement of economic level, and a little change of water use pattern can be found. Especially, toilet water take almost half part of total water use and laundry water shows lowest as 11% in surveying at the year of 1985. But, this study shows that 39 liter, 28% of toilet water, has been decreased by the spread of saving devices and campaign. It is supposed that the spread large sized laundry machine make by-hand laundry has been decreased and water use increased. Unit water amount of each end-use in household can be applied to design factor for water and wastewater facilities, and it play a role as information in establishing water demand forecasting and conservation policy.