• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.467-467
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• 2022

1990년대 후반부터 시작된 자연형 하천정비 사업은 기존의 수질보전정책 외에도 하천생태계에 대한 관심이 부각되는 계기로 작용하고 있다. 이 중 환경생태유량은 기존의 하천유지유량보다 확대된 개념으로 수생태계 건강성 회복을 위한 중요한 요소이다. 본 연구에서는 도시하천 수생태계 건강성 회복방안 마련을 위한 기초자료 마련을 위해 부산의 대표적인 도시하천인 온천천과 학장천을 대상으로 환경생태유량을 산정하였다. 환경생태유량은 하천의 물리적 특성 및 어류·유량을 조사하는 하천현장조사, 서식지적합도지수 산정의 과정을 통해 산정된다. 온천천과 학장천에서 각각 3개의 대표지점을 선정하고 각 지점별로 2회의 현장조사를 통해 각 지점에서의 수심, 유속, 하상재료, 어류 조성을 조사하였다. 조사결과를 바탕으로 붕어와 참갈겨니를 대표어종으로 선정하고 Instream Flow and Aquatic Systems Group(IFASG, 1986)에서 제시한 방법을 이용하여 서식지적합도지수를 산정한 후, 미국지질조사국의 물리적서식지모의시스템(PHABSIM)을 이용하여 하천별, 어종별 환경생태유량을 산정하였다. 온천천의 경우, 붕어와 참갈겨니 모두 약 0.7~0.8m³/s에서 가용서식지면적이 가장 크게 산정되어 일 60,000~70,000m³ 가량의 환경생태유량 공급이 필요한 것으로 나타났다. 학장천의 경우, 붕어는 약 0.6~0.7m³/s, 참갈겨니는 약 0.3~0.4m³/s에서 가용서식지면적이 가장 크게 산정되어, 각각 일 50,000~60,000m³, 25,000~35,000m³ 가량의 환경생태유량이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구로부터 산정된 환경생태유량을 금번 관측유량 및 현재의 하천유지용수 공급계획량과 비교해보면 온천천에서는 일 15,000m³ 이상, 학장천에서는 어종에 따라 일 7,000m³ 이상의 추가유량 확보가 필요한 것을 알 수 있었다. 특히 학장천의 경우, 어종에 따른 환경생태유량의 차이가 크게 나타나 하천 구간별 유량조사를 통해 어종별 주요 서식지 구간 설정 및 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.157-164
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• 2023

하굿둑은 내륙의 염분 침투를 방지하고 공급 용수를 확보하기 위해 설치되어 홍수기를 제외하고 닫힌 상태로 운용되고 있다. 그러나, 수문은 부영양화와 같은 수질 문제를 발생시켜 수질 개선과 용수 공급의 목적을 이루기 위해 수문 운영에 따른 염분 침투영향 파악이 필수적이다. 지하수는 지표하 조건과 느린 흐름 특성으로 인해 수치 모형을 통한 분석이 주로 수행된다. 본 연구에 이용된 OpenGeosys는 열-수리-역학-화학 현상을 모의할 수 있는 오픈소스 모형이다. 모의는 하굿둑이 없는 자연흐름 조건, 3~9월의 농번기를 고려하여 수문이 운영된 조건을 반영하여 수행되었다. 모형은 해석해와 검증하여 3.7%의 오차를 획득함으로써 염분 침투 가능성을 평가하였고, 모의 결과, 농번기를 고려한 수문 운영 조건의 염분침투 길이는 자연흐름 조건보다 46% 감소하여 약 74.36 m로 파악되었다. 본 모의의 결과는 지하수 관련 정책 수립 및 지하수 이용자의 지하수 이용 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.222-222
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• 2019

최근 기후변화로 인한 강우사상의 변화로 가뭄 발생 횟수와 기간이 늘어나는 추세이다. 2013~2018년 전국적으로 장기적인 가뭄이 발생함에 따라 상수도 미 급수 지역에 대한 추가 용수 공급방안을 적용하여 지역 주민의 물 이용 문제를 해결한 바 있다. 장기적으로 물 이용에 대한 갈등이 심화될 것으로 예상되는 가운데 지하수자원의 취약성에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 기존의 연구에서는 주로 지역적인 특성을 반영할 수 있는 매개변수를 설정하고 매개변수 별가중치를 산정하여 공간적인 지하수자원 이용 취약성 평가를 실시하였다. 공간적인 취약성 평가결과는 지하수자원 이용 시기 결정 및 대체 수자원 이용 정책 결정 등 구체적인 대안을 마련하는 근거로서 한계가 있기 때문에 최근 지하수자원 이용에 대한 시간적인 취약성 평가 방법을 개발하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 보다 구체적인 지하수자원 이용 시기를 결정하기 위하여 금강 유역을 대상으로 분기 별 지하수자원 이용 취약 시기 평가 방법을 개발하였다. 분기 별 지하수자원 이용 취약 시기평가 방법을 개발하기 위하여 우선 연구지역의 지하수위, 하천수위, 강수량 자료를 수집하였다. 수문 관측자료 간의 관계 분석을 통해 물 순환 측면에서의 물리적인 의미를 규명하기 위하여 강수량 자료에 한계침투량 개념을 적용한 강우이동평균 방법을 적용하였고, 하천수위 자료에 대하여 이동평균 방법을 적용하였다. 분기 단위의 지하수자원 이용 취약 시기를 평가함으로써 금강 유역의 지하수자원 이용 취약 시기를 결정하였다. 본 연구는 기존의 공간적인 취약성 평가 방법과 함께 지하수자원 이용 취약성에 대한 시공간적 분석 결과를 제공함으로써 보다 구체적인 지역 별분기 단위 지하수자원 이용 취약 시기를 결정하고, 지역 맞춤형 지하수자원 이용 및 개발 정책에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.676-682
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• 2016

본 연구에서는 빗물과 중수를 연계하여 각각의 단점을 극복하고 장점을 극대화 할 수 있는 빗물-저농도 오수 하이브리드 시스템을 설계하고 서울대학교에 설치하여 수량 및 수질 모니터링과 경제성을 평가하였다. 건물에서 발생하는 오수 중세면, 샤워용수를 중수로 선택하여 침지형 분리막과 오존산화 처리하였으며, 건물 옥상에서 집수된 빗물은 저류 후 처리수조로 이송되어 처리된 저농도 오수와 혼합되어 변기 세척용수로 공급하였다. 변기 세척용수 $3,979m^3$ 중 65%인 $2,599m^3$를 빗물 이용과 저농도 오수를 재이용하였다. 빗물은 총대장균을 제외한 나머지 항목에서 중수도 수질 기준을 만족하였으며, 저농도 오수는 탁도, SS, BOD, 총대장균이 기준치를 초과하여 침지형 분리막과 오존산화 처리하여 안정적인 수질을 유지하였다. 경제성 분석 결과, 빗물-저농도 오수 하이브리드 시스템은 B/C (Benefit-Cost Ratio) 비율이 1.11으로 사업의 타당성이 있다고 판단된다. 물 재이용시설의 이용확대를 위해 시설 운영에 따른 경제성을 높이기 위한 다양한 연구 및 정책적 지원이 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제21권spc호
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• pp.107-116
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• 2019

다목적댐은 생·공용수를 공급하고, 하천유지유량을 방류하는 등 하천관리에 있어 매우 중요한 역할을 한다. 하지만, 최근 발생하고 있는 기상이변은 댐 공급량의 시공간적 변화를 야기하여 댐 용수공급의 취약성이 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 국내 6개 다목적댐들의 미래 유입량의 변화를 평가하였다. 평가를 위해, 고해상도 앙상블 기후변화 시나리오를 이용하였으며, 준분포형 강우-유출모형을 통해 댐 유입량을 산정하였다. 평가 결과, 모든 댐과 모든 시나리오에서 홍수량이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 하지만, 갈수량의 경우 태백산맥에서 발원되는 소양강댐, 충주댐, 안동댐은 크게 감소하는 것으로 나타났으나, 합천댐은 증가하는 것으로 나타났으며, 대청댐과 섬진강댐은 변화가 거의 없었다. 하지만 합천댐을 제외한 나머지 댐들 모두 갈수량의 범위가 더욱 넓어지고, 갈수량의 최소값은 감소하는 등 기후변화는 댐의 공급능력에 부정적인 영향을 미칠 것으로 분석되었다. 따라서 기후변화를 고려한 극한 물부족 발생 시 대응할 수 있는 물관리 정책수립이 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.95-106
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• 2016

지류 중소하천의 미래 물관리 정책방향을 수립하기 위한 자료로, 물관리 탄력성 지수를 개발하고 이를 117개 중권역에 적용하였다. 물관리 탄력성 지수는 취약성, 견고성, 다양성의 부지수로 구성하였으며, 각 부지수는 다시 이수, 치수, 하천환경 분야의 지표들로 총 31개의 지표항목으로 구성하였다. 중권역은 다목적댐 하류 본류유역(범주 1), 용수공급 및 유량조절이 불가능한 지류(범주 2)와 가능한 지류(범주 3)로 분류하여 적용한 결과, 지류 중소하천에서의 물관리 탄력성, 특히 이수 및 치수분야의 다양성이 본류에 비해 낮은 것으로 나타났다. 또한 취약성과 견고성에 있어서는 본류와 지류가 큰 차이를 보이지 않았으나 다양성에서 지류가 낮은 값을 나타내었다. 따라서 지류 중소하천의 다양성을 높이는 방향으로 물관리 정책의 수립이 필요하다. 본 연구에서 개발된 물관리 탄력성 지수는 내외부 충격에 대한 안정성을 종합적으로 제시하여 수자원 정책 및 계획의 우선지역 선정 등에 활용할 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제25권3호
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• pp.222-232
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• 2016

물발자국은 인간의 활동을 통해 소비되는 직접수와 간접수의 총사용량을 산정함으로써 지속가능한 물이용을 유도하기 위한 효과적 수단으로 활용되고 있다. 본 연구는 서울시의 물이용 관리와 관련한 계획들의 문제점 분석을 통해 물발자국의 도입가능성을 분석하고 장단기적인 측면에서 도입 및 활용방안을 제시하고자 하였다. 또한 서울시 25개 자치구를 대상으로 시뮬레이션을 통해 청색 및 회색 물발자국을 산정하고, 지역별 물발자국의 차이점 분석과 이를 바탕으로 물발자국을 줄이기 위한 대안들을 모색하였다. 물발자국 측면에서의 서울시 물환경시스템에 대한 분석은 크게 청색물발자국과 회색물발자국으로 나누어 수행하였다. 개인이나 공동체가 제품이나 서비스를 생산 소비하기 위해 필요한 지표수와 지하수의 양을 의미하는 청색물발자국을 분석하기 위해서 서울시의 각 행정구역별 지하수의 사용량과 생활용수의 사용량을 합산하여 추정하였다. 각 행정구역별 청색물발자국을 인구수와 세대수 비율로 확인해 본 결과 중구, 종로구 강남구, 용산구, 서초구 등의 순으로 높게 나타났다. 회색물발자국은 각 행정구역별 BOD기준의 오 폐수발생부하량을 배출기준 수질(BOD기준 3.5ppm)로 정화하여 배출할 때 사용되는 물의 양을 추론하여 산출하였다. 각 행정구역별 회색물발자국을 인구수와 세대수 비율로 확인해 본 결과 중구, 종로구 강남구, 용산구, 서초구, 영등포구 등의 순으로 높게 나타났다. 본 연구 결과는 물관리 있어 공급중심의 양적 관리 정책의 한계를 극복하기 위한 일환으로 물발자국의 개념 및 방법의 도입을 제안하였으며 이는 환경적 경제적 사회적으로 보다 탄력적이고 지속가능한 물관리 정책을 모색하는데 중요한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.95-104
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• 2010

최근 지표수의 취수원 다변화 및 수질에 대한 불신 등으로 강변여과 개발에 관심이 모아지고 있다. 선진국에서의 강변여과 개발은 150년 정도의 역사를 가지고 있으며, 우리나라에서도 지속적으로 증가하고 있는 용수수요에 안정적으로 대처하기 위한 원수 확보방안으로 강변여과에 대한 조사가 1990년대부터 시작되었고, 현재 낙동강을 중심으로 몇몇 지자체에서는 강변여과를 활용한 상수도 공급이 이루어지고 있다. 그러나 지금까지는 강변여과에 의한 개발가능량 산정과 관정개발에 연구가 집중되어 개발가능지 선정에 관한 체계적인 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 논문에서는 게임이론을 활용한 강변여과 개발 적지선정에 대해 연구하였다. 게임이론은 수학적 분석이론의 하나로 사회과학(특히 경제학)과 생물학, 공학, 컴퓨터과학 등에 적용되고 있으며, 본 연구에서는 강변여과 개발을 위한 적정 후보지 결정에 이용되었다. 제안된 정책모형은 확률적 접근을 시도한 새로운 방법론이며, 적지선정을 위한 효율적인 분석이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1098-1101
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• 2006

최근 3대강특별법에 의하여 시행되고 있는 환경부의 수질오염총량관리를 위해 서낙동강 유역인 낙본N 단위유역에 대한 해당 지자체의 기본계획과 시행계획이 수립된 바 있다. 낙본N 단위유역은 서낙동강을 중심으로 좌측의 대부분이 경상남도 김해시이고, 우측과 하류부는 부산광역시 강서구이다. 서낙동강은 평상시에는 주요 농업용수 공급원과 철새도래지로서 홍수시에는 거대한 유수지 역할을 하고 있다. 서낙동강 유역내에는 분뇨처리장, 하수처리장, 농업 및 축산활동, 내수면 양식어업, 오염원 배출공장 등의 점, 비점오염원이 있으며 대저수문과 녹산수문에 의해 조절되는 정체수역으로서 오염부하강도가 높은 유입지천들로 인하여 상습적인 녹조 발생수역으로 수질개선의 필요성이 매우 높은 지역이다. 본 연구에서는 대표 유역으로 낙본N유역의 소유역 중 배출부하량이 가장 큰 지류에 해당하는 조만강 유역인 낙본N06 소유역의 오염원 조사결과를 이용하여 오염부하량 산정기법을 검토하였다. 장래 오염부하량 예측은 자연증가, 개발계획, 삭감계획에 의해 산정하는데, 이와 같은 과정에서 과거 오염원조사, 부하량산정, 폐수 배출부하량 모니터링 과정에서의 불확실성이 따르게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 오염부하량산정 과정에서의 정확도를 높이고자 오염원 자료의 증감에 따른 오염부하량 산정결과의 민감도 분석을 통하여 신뢰도 평가를 수행하였다. 방대한 오염원자료를 이용한 오염부하량 산정은 한국환경정책평가연구원(KEI)에서 개발한 데이터베이스관리 프로그램(Access Program)을 이용하였으며, 각 오염원별 오염원 현황 및 전망 결과와 환경부의 수계오염총량관리기술지침에서 제시한 각 오염원별 오.폐수발생원단위, 배출원단위, 전환계수, 배출계수 등을 이용하여 각 오염원별 배출부하량을 산정하였다. 본 연구에서는 오염원 조사나 장래 오염원 예측에서 있을 수 있는 오차에 대한 전체 배출부하량의 변화를 살펴봄으로써 방대한 양의 오염원 조사시에 정확성 및 효율성을 높이고자 하였다. 본 연구의 결과를 통해 할당부하량을 개별 오염원별로 할당하고 적정한 개발계획과 실현가능한 삭감계획 및 이행방안을 수립하기 위한 오염원조사를 수행함에 있어 기초자료의 효율적인 관리를 통해 오염부하량 산정의 정확성을 높이고자 한다.

• 물과 미래
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• 제33권5호
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• pp.61-69
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• 2000

물은 인간생활에 가장 필수적인 재화이며, 모든 산업의 기본이다. 더욱이 다른 재화와는 달리 대체재가 없다는 것에 그 심각성이 있다. 인구의 폭발적인 증가와 급격한 산업화로 지구촌의 물 부족 현상은 이미 어제 오늘의 일이 아니다. 최근 일부지역에서는 물전쟁 시나리오까지 등장하고 있다. 최근 40년간 세계의 물 소비량은 3배나 증가하였으며, 국가간 물 분쟁도 증가 추세를 보이고 있다. 우리 나라의 경우도 연평균강수량(1.27mm)이 세계평균(973mm)의 1.3배에 이르고는 있지만, 높은 인구 밀도 때문에 1인당 연간 평균강수량은 세계평균의 12.5%에 불과한 실정이다. 또한, 실질적으로 사용 가능한 자원량을 생각하면 문제는 더욱 심각하다. UN의 국제인구행동연구소(PAI:Population Action International)의 발표에 따르면, 우리 나라의 활용 가능한 자원량은 661억$m^3$으로 이를 국민 한사람당으로 환산해 보면 1.472$m^3$으로 물 부족 국가군에 해당한다. 현재 건설교통부의 수자원장기종합계획에 의하면, 우리 나라는 2006년부터 연간 4억$m^3$, 2011년부터 연간 20억$m^3$의 물이 부족할 것으로 전망하고 있다. 우리 나라 수자원 특성상 물을 확보하는데는 댐 건설 등 수자원시설이 적기에 건설되어야 하지만, 공기가 길고(10년 이상 소요), 엄청난 투자비(약 24조원), 수몰지 발생, 환경변화 등 많은 문제점들이 도출되고 있다. 그러나 미래의 물 부족에 대응하기 위해서 댐 건설(상수원전용 댐)은 불가피한 대안 중의 하나이다. 또 다른 대안으로는 교육이나 홍보를 통하여 수돗물 사용자로 하여금 자발적으로 물 사용량을 줄이도록 권고하는 방법이 있다. 또한 수도요금체계를 현실화시키거나 법규를 통하여 절수를 의무화하는 등의 방법을 통하여 물 수요를 관리하여 댐 건설이나 상수도시설 확장 등 많은 예산이 소요되는 공사를 실시하지 않고서도 급수관리와 비슷한 효과를 가질 수도 있다. 따라서 물 절약 등 수요관리를 통하여 용수수요를 줄여 나가는 방안 마련이 시급하다. 그리고 물은 한정된 자원이자 우리의 생명수이다. 이제는 수요가 증가한다고 해서 무턱대고 공급을 늘이기 위한 정책 방향으로만 갈 수는 없는 실정이다 보니 물 수요관리를 더 한층 중요하게 다루어야 할 적기가 바로 오늘이 시점부터라고 할 수 있다.