• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.53-55
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• 2021

본 논문에서는 효율적인 물관리를 위하여 반드시 추정되어야 할 증발산에 대한 FAO-56 모델의 적용에 따른 물 수요량 산정방법의 효용성을 분석하고자 하였다. 증발산량 산정은 저수지 관리에 있어서 반드시 요구되고, 특히, 농업에서의 생산성 향상을 위한 관개용수에 중요하게 요구되고 있다. 따라서, 지금까지 적용되어온 기존 증발산량 기법에 대한 현황을 조사하고, 국제연합 식량농업기구(FAO)에서 제시한 가이드라인 FAO-56 모델의 적용성을 고찰하였다. 산정기법의 적용성을 분석하기 위하여, 관개용수 관리를 위한 고도화 정책이 추진되고 있는 농업 비중이 매우 높은 중앙아시아 지역에 대하여 적용하였다. 적용 방법은 기존의 증발산량 실험식에 근거한 물 수요량 산정기법과 국제기준으로 제안된 FAO-56 모델을 적용한 물 수요량 산정에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통하여 향후 물 수요량 산정에서의 정확성을 높일 수 있는 방안에 대하여 모색하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.459-459
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• 2017

본 연구에서는 순물소모량 개념의 농업용수 수요량 추정방법을 적용하여 기후변화에 따른 제주도의 미래 수요량 변화를 추정 분석하였다. 지하수를 주 수원으로 하고 관정에 의한 밭작물 위주의 작물재배와, 일정 규모 이상의 강우시에만 유출이 발생하며, 유출량의 대부분이 지하수로 침투되는 물순환 특성 등을 고려할 수 있는 제주도 지역에 적합한 순물소모량 산정방법을 적용하였다. 순물소모량 산정에 필요한 실제증발산량 및 잠재증발산량 등은 유역모형인 SWAT을 이용하여 산정하였다. SWAT 모형의 구동에 필요한 미래 기후자료는 10개의 대표적인 대순환모델(General Circulation Model, GCM) 결과로부터 상세화(Downscaling) 기법을 통해 적용하였으며, RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 중심으로 미래 기후변화에 따른 영향을 분석하였다. 미래(2010-2099)의 수문성분별 변화를 살펴본 결과, 연도별 증감과 GCM 모델별 차이는 있으나, 평균적으로 강수량, 잠재증발산량, 실제증발산량, 함양량 등이 점차 증가하는 것으로 나타났으며, RCP 4.5보다는 RCP 8.5 시나리오에서 증가현상이 좀 더 크게 나타났다. 순물소모량 또한 2010년에 비해 2099년을 기준으로 약 100~200mm 정도 증가하는 것으로 나타났으며, RCP 8.5 시나리오에서 증가폭이 크게 나타났다. 그러나 이는 자연적인 기후변화에 따른 단위면적당 순물소모량으로서, 인위적인 요인인 농업형태의 변화(관개면적의 증감, 작물품종의 변화, 인위적 용수절감 등)에 따라 실제 지역별 농업용수 수요량은 다른 경향을 나타낼 수도 있다. 특히 농업용수는 계절별, 지역별 편차가 크게 나타나므로, 자연적 조건에 의한 가용수자원량과 지역별 공급시설에 의한 용수공급량 및 수요예측량의 상호분석을 통해 안정적 물수급을 위한 대응책 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.99-103
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• 2006

농업용수는 우리나라의 수자원량의 48%를 차지하며 농업용수량의 82%가 논에서 사용되고 있다. 용수수요량 산정시 용수수요량 중 약 15%가 손실로 설정하고 있다. 그러나 이러한 손실에 대한 측정자료와 연구가 부족한 실정이다. 농업용수의 분류에 의하면 논에서 사용되는 용수량이외에 공급하는 용수를 시설관리용수량이 라고 한다. 본 연구에서는 시설관리용수량을 원인별로 세분하였으며 6개의 시험지구를 대상으로 농업용수 손실량을 측정하였다. 측정결과 수로에서의 송수손실수량은 약 14% 발생하였으며 배분관리용수량은 약 31% 발생하는 것으로 분석되어 시설관리용수량은 약 46% 발생하였다. 배분관리용수량을 발생위치별로 구분 하면 간선수로의 말단부에서 5.9%, 배수지거나 용수지거에서 25.2% 발생하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.503-511
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• 2017

수자원 계획 및 운영을 위한 수요량을 추정하는데 있어, 실제 이용 추세를 반영한 생활용수나 공업용수와 달리 농업용수는 용수공급시설의 규모를 결정하기 위한 방법론이 주로 적용되어 왔다. 이는 불가피하게 농업용수의 과다추정으로 이어질 수 있으며, 전체 수자원 계획의 관점에서 각 용도별 용수 수급계획의 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법론과 비교하여 순물소모량 개념의 접근방법의 차이에 대해 고찰하였으며, 이를 제주도 전역에 적용하여 농업용수 수요량 특성을 분석하였다. 수요량 산정에 핵심적인 인자인 증발산량의 정확한 추정을 위하여 SWAT 모형을 적용하고, 제주도 지역의 지형 및 기상, 유출, 물이용 특성을 반영한 유역 모델링을 수행하였으며, 기존 물수지 결과와 비교하여 모델링 자료의 신뢰성을 평가하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 제주도 전체의 수요량은 연간 427 mm로 분석되었으며, 동부와 서부 해안지역을 중심으로 상대적으로 높은 수요량을 나타내었다. 유역면적 $30km^2$ 이상인 10개 하천유역에 대해서도 연평균 수요량 및 계절별 변화 특성을 분석하였다. 또한, 장래 2020년 지역별 작물재배면적을 적용하여 10년 빈도 가뭄에 대응한 수요량을 산정한 결과 기존 제시된 수요량 대비 54% 수준으로 나타났다. 이는 수요량 산정목적에 따른 접근방법의 차이로 인해서 나타난 결과로서, 수자원 관리 및 운영의 관점에서 보면 순물소모량만큼의 추가적인 수요가 예상되지만, 실제 공급의 관점에서는 기존 수요량만큼의 시설계획이 필요하다고 판단할 수 있다. 본 연구에서 적용된 방법론 및 결과의 실무 활용을 위해서는 공학적인 검증은 물론이고 정책적 제도적인 측면에서의 합리적인 논의가 필요할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.463-463
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• 2011

농업은 다른 산업과 달리 원천적으로 기후 조건과 변화에 크게 좌우되는 분야로, 기후변화로 인한 영향에 가장 민감한 분야이다. 안정적이고 지속적인 농작물 생산을 위해서는 기후변화가 농업수자원에 미치는 영향에 대하여 정확히 파악하고, 이로 인해 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 즉 기온 상승, 강수량 및 강우강도 변화 및 일조시간의 변화 등의 기후변화에 따른 농업수자원에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 기후변화가 관개용수에 미치는 영향은 기온 상승과 강수량 증가로 크게 나누어 볼 수 있다. 기온상승은 증발산량 증가로 이어져 관개용수 증가의 원인이 된다. 강수량의 증가는 관개용수를 감소의 원인이 될 수 있지만, 계절별 강우 편차 및 강우 강도의 변화는 유효우량의 감소의 원인이 될 수 있다. 이는 관개기의 농업용수의 안정적 공급과 관리의 어려움이 예상되어 결과적으로 농업용수의 안정성을 위협받을 수도 있다. 즉, 전체 수자원에 큰 비중을 차지하고 있는 논벼의 순용수량에 있어서 기후변화가 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 또한 농업용수개발과 수자원의 효율적인 관리계획 수립을 위해서는 기후변화에 따른 농업용수 수요분석이 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 순용수량을 산정하고, 이를 빈도분석하여 논벼의 수요량 변화를 분석하고자 하였다. 이를 위하여 이를 위하여 먼저 CGCM3.1 (Coupled Global Climate Model Ver. 3.1) 및 LARS-WG (Long Ashton Research Station Weather Generator)를 이용하여 2011년부터 2100년까지의 A1B, A2 및 B1 시나리오별로 기상자료를 생성하였다. 이를 바탕으로 물수지 방법을 이용하여 논에서의 순용수량을 산정하고, 한발기준 10년빈도 순용수량을 산정하여 논벼의 수요량을 분석하였다. 연구 결과는 향후 기후변화로 인한 농업용수 변화를 파악하고 전망함으로써, 추후 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 대응 전략 및 농업수자원 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.125-125
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• 2019

현재 국내 논벼 수요량 산정방법은 수정 Penman방식에 의한 증발산량을 계산하여 구하고 있다. 증발산량 산정은 여러 가지 방식에 의해 산정될 수 있으나, 유엔의 식량농업기구 (FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations)에서는 작물 수요량 산정에 수정 Penman 공식을 사용할 경우 증발산량이 과다산정 되는 점을 지적하여, 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 나타내는 Penman-Monteith(P-M)공식을 사용하도록 추천하였다. 이에 따라 국내 기상청 및 농촌진흥청에서도 증발산량 산정에 P-M공식을 적용하기 시작했으며, 이와 더불어 농촌진흥청에서는 P-M 추정법에 따른 벼를 포함한 주요 작물의 생육단계별 작물계수(Kc)를 제안하였다. 따라서 본 연구에서는 논용수 공급지구 8곳을 선정하여 대상지구별로 기존의 수정 Penman 방식과 P-M 방식을 적용한 경우의 증발산량 차이와 이에 따른 논벼 수요량 변화를 분석해 보았다. 그 결과, 수정 Penman 공식을 적용한 경우에 비해 P-M공식을 적용한 경우 증발산량이 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 증발산량 산정방법 변화에 따른 대상지구별로 증발산량 결과값의 변화는 모두 비슷하게 나타났다. P-M방식을 적용했을 경우 잠재증발산량은 11.1%~14.9%(평균 12%)로 감소하였으며, 작물계수를 적용한 실제증발산량의 경우에도 3.8~5.1%(평균 4.6%) 감소하는 경향을 보였다. 이에 따른 논벼 수요량의 변화도 실제증발산량의 변화와 비슷한 감소 경향을 보였다. 다음으로 P-M방식을 채택한 경우의 논벼 수요량의 생육시기별 변화를 조사해 본 결과, 이앙기 수요량은 2.1%~6.3% (평균 4.4%)로 증가하다가, 본답기에는 수요량이 5.1%~11.3%(평균 8.4%)로 감소하였다. 전반적인 증발산량은 본답기 수요량 감소분이 이앙기 수요량 증가분보다 더 크기 때문에 감소경향을 나타낸 것으로 파악되었다. 또한 이앙기 수요량과 본답기 수요량의 증감의 경향이 다르게 나타난 것은 증발산량 산정방식의 변화에 따른 생육시기별 작물계수의 차이로 인한 변화로 파악되었다. 논벼 수요량은 농업용수 공급계획 수립의 주요기준이 되는 인자이므로, P-M방식 적용에 따른 논벼 수요량의 산정결과에 대해 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1097-1107
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• 2003

개념적 집중형 일 유출모형인 DAWAST모형을 선정하여 용수수요를 고려할 수 있는 가능성을 검토하였다. 기존 모형에 의한 모의 유량을 자연유량으로 보았고, 농업용수, 생활용수, 공업용수 등 회귀수량을 더한 값을 하천유량으로 가정하였다. 농업용수의 수요량은 회귀수량이 논으로부터만 발생하는 것으로 보아 논 용수량만을 고려하였으며, 수정 Penman공식에 의한 증발산량, 침투량, 재배관리수량, 유효우량 등을 고려한 일별 감수심에 의해 일별로 계산하였다. 생활용수, 공업용수 수요량은 일 평균값에 월별 변동계수를 고려하여 일별로 계산하였다. 신뢰도가 높은 대청댐 운영실적의 유입량 자료를 이용하여 용수수요를 고려한 DAWAST 모형의 적용성을 평가하였다. 농업용수의 회귀율은 35%, 생공용수의 회귀율은 65% 적용하였으며, 1983년∼2001년 연평균하여 강우량 1184.6 mm 관측 유입량 667.3 mm 모의 유입량 652.6 mm 로 용수수요를 고려하지 않은 경우의 모의 유입량 606.8 mm에 비해 45.8 mm 가 높게 나타났으며, 모의/관측 유입량 비율도 90.9 % 에서 97.8% 로 개선되는 결과를 얻었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권8호
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• pp.643-657
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• 2009

홍수기에 집중되는 유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 구조물이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 대비하여 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 갈수 시 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차, 수요에 대한 용수공급 부족량, 그리고 하천유지용수 부족량을 목적함수로 하여 혼합정수 선형계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)으로 저수지 연계운영모형을 구성하였다. 한강수계의 다목적댐인 충주, 횡성, 소양강 댐과 용수전용댐인 광동 댐, 그리고 발전용 댐이지만 비교적 큰 저류용량을 가진 화천 댐을 연계 운영 대상으로 하여, 수자원장기종합계획에 사용된 2003년 유출량 및 수요량 자료와 댐 운영 실무편람의 댐 계획방류량 자료를 10일 단위로 입력하여 GAMS/CPLEX를 이용해 최적화하였다. 그 결과 생공용수 수요량 99.99%, 농업용수 수요량 99.91%, 그리고 하천유지용수 수요량 100.00%를 충족시키면서도, 실제 2003년 운영자료에 비교하여 댐 저류효율이 10.04% 개선된 결과를 도출하였다.

• 환경정책연구
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• 제8권4호
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• pp.37-49
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• 2009

90년대 이후 용수관리 정책이 공급중심에서 수요관리로 정책 전환이 되면서 공업용수 수요량이 급격히 감소하였다. 본 연구에서는 공업용수 사용의 기술적 효율성을 분석하여 이러한 공업용수 수요량 감소가 공업용수의 사용이 효율적으로 이루어진 결과인지 검토하고 향후 공업용수의 기술적 효율성 제고를 통하여 공업용수 사용량을 더 줄일 수 있는지 검토하였다. 본 연구결과에 의하면 공업용수의 기술적 효율성은 1998년도 0.5183에서 2003년도에는 0.4853으로 도리어 약간 감소한 것으로 나타났다. 이는 다른 투입요소의 기술적 효율성에 비하여 낮은 수치로 앞으로 기술적 효율성 제고를 통하여 공업용수 사용량을 더 절감할 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.887-896
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• 1994

일반적으로 다목적댐을 대상으로 하는 최적운영모형에 이용되는 각종 추계학적 모의 모형은 주로 저수지 유입량을 모의하기 위한 모형이며, 시스템으로부터의 용수수요량과 같은 변수들은 일정한 값을 가진다고 가정한다. 그러나 특수한 목적의 저수지의 경우 시스템 구성인자들 사이에 어떤 상관성이 있다면, 이를 이용하여 각 변수들의 관계를 도출한 후, 시스템을 구성하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 농업용수 공급을 목적으로 하는 다목적댐을 대상으로 강우 및 기상조건에 영향을 받는 순별 저수지 유입량과 농업용수 수요량을 각각 일정변수 주기성 자기회귀모형과 일정변수 주기성 다변량 자기회귀모형을 이용하여 모의발생 하였다. 유도된 모형은 각 변수의 통계화적 특성을 잘 나타내며, 농업용수 수요량의 경우 전(前) 시간의 수요량보다는 현재 운영기간(순(旬))의 저수지 유입량과의 상관관계에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타냈다.