• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.264-264
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• 2023

물순환 과정에서의 증발산은 장기적인 관점에서의 수자원 계획 수립 시 중요한 요소이다. 증발산은 기온, 상대습도, 일사량 등 기상학적 인자뿐만 아니라 증발표면, 식생분포 등 다양한 인자의 복합작용에 의해 일어나므로, 유역 단위에서 발생한 실제증발산(Actual evapotranspiration, AET)을 측정하기에는 기술적인 한계가 존재한다. 그러나 증발산 보완관계(Complementary relationship of evapotranspiration, CRE) 가설을 활용하면, 수문요소의 상호작용을 고려한 모델링을 거치지 않고도, 비교적 간단하게 AET를 추정할 수 있다. 본 연구는 증발산 관측자료를 기반으로 유역 단위에서의 CRE를 검증하고자 하며, 플럭스 타워 등 다양한 관측장비가 설치되어 있는 용담댐 시험유역을 대상유역으로 선정하였다. 용담댐 유역 내 산지에 위치한 덕유산 플럭스 타워에서 측정된 증발산을 AET로 보았으며, 유역 인근에 위치한 전주 기상관측소에서 측정되는 팬 증발량(E_pan)을 잠재증발산량(Potential evapotranspiration, PET)으로 보았다. E_pan 계측시, 증발팬의 가열 등 주변환경 변화로 인해 과다하게 추정되는 값을 보완하기 위해 FAO Penman-Monteith 식을 활용해 팬 증발량 보정계수(Coefficient of pan evaporation, k_p)를 산정하여 적용하였다. 습윤증발산량(Wet evapotranspiration, WET)은 대기가 완전히 포화되었을 때 발생하는 증발산량으로, 댐 수표면에서 계측되는 수면증발량을 WET로 보았다. CRE 검증을 위해 AET와 PET를 각각 WET로 나누어 AET+와 PET+로 무차원화하였으며, 습윤지수(Moisture Index, MI)는 AET를 PET로 나누어 산정하였다. CRE 가설은 MI에 따른 AET+와 PET+가 서로 보완관계를 갖는다는 것인데, 용담댐 유역의 관측자료를 활용하여 CRE를 검증한 결과 AET+와 PET+ 간의 비대칭계수(b)가 1.23인 것으로 나타났다. 이 때의 평균제곱오차(MSE)는 0.599, 결정계수(R₂)는 0.631로 나타나 CRE의 b가 적합하게 추정된 것으로 판단된다. 본 연구결과와 같이 검증된 CRE를 통해 증발산 관측지점이 없거나, 조밀하지 않은 유역의 AET를 간접추정할 수 있으며, 이를 활용해 보다 정확한 댐의 장기유출 모의와 용수공급계획 수립에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.370-370
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• 2023

수자원이란 인간의 생활이나 경제활동 및 자연환경 유지 등을 하는데 이용할 수 있는 자원으로서의 물을 말하며 효율적인 수자원의 활용을 위해서는 수문조사가 필수적이라고 할 수 있다. 수문조사는 강수량, 수위, 유량, 유사량, 증발산량, 토양수분량을 측정, 조사, 분석하는 것이라고 할 수 있으며 이 중 유량은 강우-유출 관계 규명, 이수, 치수 등을 위해 높은 정확도의 관측자료가 필요하다. 그러나 하천유량은 장기간 연속적으로 관측하는 것이 어려우므로 특성 횟수의 유량조사를 통해 수위-유량관계곡선식(Rating curve)을 개발하여 수위로부터 연속적인 유량을 산정하여 활용하고 있어 이를 개선하기 위해 전자파표면유속계를 활용한 자동유량측정장치를 개발하였으며 측정자료 분석 및 알고리즘 고도화를 통해 신뢰도 높은 유량을 산정하고자 하였다. 운동하는 물체에 의하여 산란된 전자파의 주파수가 변하게 되는 현상을 도플러 효과라고 하며 이때의 주파수의 변화량을 도플러 주파수라고 한다. 전자파표면유속계는 하천 수면으로 전자파를 발사한 후 물 표면에서 반사되는 전자파의 도플러 효과를 이용하여 표면유속을 측정하는 것으로 전자파표면유속계를 교량 상류 방향으로 고정시켜 설치하였으며 측정된 자료는 유량관측 시스템에서 저장, 관리되고 물리적, 통계적 방법이 적용된 알고리즘을 통해 유량을 산정한다. 산정된 유량의 정확도 확보를 위해 바람 영향, 최적 환산계수 재산정, 통계분석 등을 통해 시스템의 유량산정 알고리즘 개선 방안을 도출하였으며 개선된 알고리즘이 적용된 유량은 NSE(Nash Sutcliffe Efficiency), PBIAS(Percent Bias), RSR(RMSE-observations standard edviation ratio)을 통해 평가하였다. 바람 영향은 유량 관측 고도화 매뉴얼(일본 토목연구소)의 경험식과 현장에서 관측된 풍향·풍속을 활용하여 분석하였으나 개선효과가 미미한 것으로 나타났으며 자동으로 관측된 유량자료에 포함된 무작위적인 변화량을 감소시키기 위해 경향성 분석을 병행하여 이동평균 방법을 적용하였다. 또한 ADCP 등을 활용한 유량측정성과와 수위-유량관계곡선식과의 비교·분석을 통해 수위별 최적 환산계수를 산정하여 유량산정 알고리즘에 적용한 결과 NSE는 0.980, PBIAS는 1.580, RSR은 0.142로 모두 Very Good(높은 상관성)으로 분석되어 유량자료의 정확도를 확보하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.20-20
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• 2021

하천에서 유해화학물질 유출사고로 인하여 오염물질이 유입되었을 경우, 이에 대응하기 위하여 오염운의 도달시간과 농도를 예측하는 것은 매우 중요하다. 종방향의 혼합거동이 중요한 넓은 범위의 하천을 대상으로 오염물질의 이송을 예측하기 위하여 일반적으로 1차원 Fickian 모형을 사용한다. 그러나 실제 하천에서 오염물질의 농도를 측정하였을 경우, 대부분의 농도분포는 오염물질의 저장대효과로 인하여 긴 tail 부분을 갖는 왜곡된 분포를 갖게 된다. 이러한 저장대 효과는 여러 하천내의 다양한 불규칙성으로부터 발생하나, 국내 하천에 많은 보가 설치되어 있음에도 불구하고 하천 내부에 설치된 수리구조물에 의하여 발생하는 인공적인 저장대 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실내 수리실험과 수치 모의를 통하여 노치가 존재하는 보주변에서의 흐름 특성과 오염 물질의 이송 특성을 규명하고, 이를 통해 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 수리 실험을 통한 넓은 범위에서의 수평방향 흐름장과 농도장을 측정하기 위하여 본 연구에서는 광역 계측방법인 Large Scale Particle-Image-Velocimetry (LSPIV) 기법과 Planar-Concentration-Analysis (PCA) 기법을 각각 유속과 농도 측정을 위해 적용하였다. 더 많은 보의 지형 및 수리적 조건에 따른 저장대 메커니즘을 분석하기 위하여 3차원 Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 모형을 통해 모의조건을 확장 적용하였다. 측정 및 모의 결과를 바탕으로 노치가 존재하는 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 저장대 영역 면적의 크기는 노치사이의 간격이 증가할수록 증가하였으며 노치의 높이의 경우에는 크게 민감하지 않은 경향을 나타냈다. 추적물질의 체류 시간은 노치사이의 간격과 보의 높이가 증가할수록, 유량이 감소할수록 증가하여 질량교환계수 값이 감소하는 경향을 나타냈다. 프루드 수와 레이놀드 수 모두 질량교환계수와 양의 상관 관계를 나타냈으나 저장대 영역의 면적의 크기와는 낮은 관계성을 나타냈다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.445-453
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• 2010

도시 우수 배수 시스템에서 우수 관거는 개수로 흐름 상태로 가정하여 설계되었기 때문에 합류맨홀에서의 에너지 손실은 일반적으로 중요하게 고려되지 않았다. 그러나 과부하흐름에서 에너지 손실은 관거의 배수능력을 저하시켜 도심지역의 침수피해를 가중시키는 요인이 된다. 그러므로 과부하 합류맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 합류맨홀에 대한 문헌조사 및 현장조사를 실시하여 실험장치를 제작하고 실험조건을 선정하였다. 선정된 실험조건인 맨홀 형상 조건(사각형, 원형), 유출유량($Q_3$)에 대한 측면유입유량($Q_2$)의 비($Q_2/Q_3$) 및 실험 유량(2.0, 3.0, $4.0{\ell}$/sec)을 변화시키면서 실험을 실시하였다. $Q_2/Q_3$가 증가할수록 손실계수가 증가하므로 과부하 합류맨홀에서의 손실계수는 측면 유입관로의 유입유량의 영향을 크게 받는다고 판단된다. 맨홀의 형상변화 및 유량변화에 따른 손실계수는 거의 동일하게 산정되었다. 또한, $Q_2/Q_3$와 손실계수의 관계식을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.825-830
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• 2007

사면에서 발생되는 강우유출과정에 기여하는 대공극의 영향은 그 중요성에도 불구하고 잘 알려져 있지 않다. 특히 대공극의 공간적분포특상에 대한 현장측정은 이뤄지지 않았다. 본 연구의 실험지역은 경기도 포천시 광릉수목원에 있는 작은 소유역이다. 이 지역의 정밀한 측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 얻었다. 이 수치고도모형을 바탕으로 수치지형분석을 통해 흐름선을 파악하여 총 20지점을 선정하였다. 각 지점에서의 대공극을 통한 수직적인 유동들은 장력침투계를 사용하여 지표면아래 깊이 10cm에서 측정하였다. 공간적 토양의 특성분포를 파악하기 위해 각 지점에서의 체적밀도와 점토함량을 조사하였다. 토양수분의 공간적 분포 특성은 TDR(Time Domain Reflectometry)방식인 TRASE를 이용하여 토양수분 값을 얻었다. 이러한 다양한 공간적 특성들은 대공극발달의 공간적 분포특성을 파악하는 중요자료가 된다. 소유역을 크게 기여사면 면적을 기준으로 상부, 중부, 하부로 나누어 대공극의 유효 공극율과 대공극흐름율을 계산하였다. 상부에서의 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 각각 4.3%, 42.1%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 각각 45.0%, 26.6%이다. 중부에서는 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 6.8%, 37.3%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 56.2%, 14.4% 이다. 그리고 하부에서의 유효공극율의 평균값과 변동계수는 12.5%, 58.3% 이고 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 64.5%, 24%이다. 이는 유효 대공극율과 대공극흐름율의 비율은 기여사면 면적이 증가할수록 증가하였다. 이는 대공극을 통한 물 이송 능력이 원두부로 갈수록 증가한다는 것을 보여주고 있다.e, taurine, methionine, phenylalanine은 함량(含量)이 적었다. 5. 일건(日乾)중 총유리아미노산의 변화(變化)는 생시료(生試料)의 경우 2,041.2 mg%였으나 1일(日) 건조(乾燥) 후는 1,784.0 mg%로 감소(減少)하다가 그 이후 계속 증가(增加)하여 20일(日) 건조(乾燥) 후는 5,277.0 mg%였다. 6. 일건(日乾)중 leucine, isoleucine, valine은 대체로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내었으나 aspartic acid, proline, taurine은 대체로 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내었다. 436.59mg%로 가장 많았고 군유산(軍有山) 차엽(茶葉)이 146.94mg%로 가장 적었으며 일반차엽(一般茶葉)의 평균치(平均値)는 264.59mg%, 용장(龍欌) 차엽(茶葉)이 223.10mg%, Yabukita 차엽(茶葉)이 256.49mg%였다. 7) 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)할 때 용장(龍欌) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質) 뿐만 아니라, 성분(成分)도 다르므로 품종(品種)이 다른 수종(樹種)으로 추정(推定)되며 와운(臥雲) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質)은 다르나 성분상(成分上)의 비슷한 점으로 보아 동일계통(同一系統)의 변이(變異)된 대엽종(大葉種)으로 추정(推定)된다.5(${\pm}0.77$0.77) % 의 오차로 크게 감소하였다. 결론: 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량으로부터 종양선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다.X>로 평균$43.26{\m

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.145-152
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• 2013

본 연구는 비점오염원 저감시설 중 침투시설의 유지관리에 관한 연구로서, 시설지내 여재의 투수계수 변화에 의한 침투율의 산정과 시설지로 유입되는 강우유출수의 저감효율을 통한 치환주기를 산정함과 동시에 시설지내 퇴적토 준설 주기를 산정하여 향후 시설의 효율과 성능을 향상시키기 위해 수행되었다. 현장투수시험과 실내투수시험은 각각 치환 전 후, 치환 후 4개월경과 후로 3회씩 총 9회 수행하였다. 저감효율은 2006년부터 2011년까지 TSS, BOD, CODmn, T-N, T-P의 각 항목별로 5년간 효율 변화가 검토되었다. 치환직후의 투수계수가 $1.07{\times}10^{-3}(cm/s)$, 1년 경과후의 투수계수가 $0.88{\times}10^{-3}(cm/s)$, 5년 경과후의 투수계수가 $0.3{\times}10^{-3}(cm/s)$으로 계산되었으며, 그에 따른 침투수량 또한 줄어드는 것으로 나타났다. 저감효율의 경우 전체적으로 효율이 낮아지는 추세를 보였으나 기존의 기대효율인 BOD 40%, SS 76%, T-N 39%, T-P 53%보다 효율이 높게 나타나는 것으로 나타났다. 따라서 최소한도인 $3.61{\times}10^{-4}(cm/s)$의 침투계수보다 5년이 지난 현재 시점의 침투계수가 높고 2010년 7월부터 2011년 7월까지 1년 동안 준설을 실시하지 않았음에도 불구하고 처리효율에 있어서 큰 차이를 보이지 않는 점을 고려 할 때 치환주기는 최소 5년 이상, 준설주기는 3개월에서 최대 1년 이상인 것으로 검토되었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권1호
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• pp.83-92
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• 1998

본 연구는 가스 포집관을 설치한 쓰레기 매립지에서의 가스 유동에 따른 모델 해석으로 부터 다음의 결과를 얻었다. 1) 저항이 없는 유량 계측기의 오차는, 투기계수 $10^{-14}$ $m^{2}$(실트; 포화투수계수 $10^{-7}$ m/s)보다 작은 복토를 쓰고 가스 발생량을 계측한다면, \circled1 직경 l0m 내에서는 0.5 mL/s 이상, \circled2 직경 20m 내에서는 2mL/s 이상, \circled3 직경 50m 내에서는 10 mL/s 이상의 유량범위에서, 정확한 계측치를 얻을 수 있다. 2)복토층의 \circled1투기계수가 $10^{-16}$$m^{2}$(점토; 포화투수계수 $10^{-9}$( m/s)에서는, 3종(bubblemeter, water head indicator and rotor meter)의 유량 계측기 모두 50m까지 유효한 계측이 가능하다. \circled2투기계수가 1$10^{-14}$$m^{2}$에서는, bubble meter and water head indicator는 5m 이하, rotor meter는 15m 내의 범위에서 유효한 계측이 가능하다. \circled3투기계수가 $10^{12}$$m^{2}$에서는 가스 포집관의 2m범위 이내에서만 유효히 계측된다. 3) 가스 포집관에 유량 계측기를 설치하면, 계측조건의 변화로 정상조건까지의 도달시간은 bubble meter와 water head indicator는 약 1일, roter meter는 약 1시간 정도가 소요된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권7호
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• pp.581-593
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• 2015

본 연구에서는 ESP (Ensemble Streamflow Prediction)기법을 활용한 가뭄전망 체계를 구축하고 가뭄예보에 있어 활용성을 평가하였다. 과거 관측 수문기상 및 지형정보를 이용하여 우리나라 전역에 지면모델(Land Surface Model, LSM)을 구축하고 유출량(Historical Runoff, HR)을 생산하였다. 또한, 모의기간 동안 과거 30개 기상자료와 초기 토양수분량을 이용하여 선행시간별(1, 2, 3개월) 전망된 유출량(Predicted Runoff, PR)을 생산하였다. 평가결과 여름 및 가을철 보다 봄철 및 겨울철에 정확도가 높았으며, 1개월 전망 이후로는 정확도가 낮게 나타났다. 가뭄지수는 국내 가뭄해석에 있어 검증된 표준유출지수(Standardized Runoff Index, SRI)를 활용하였으며, PR_SRI을 산정 및 평가하였다. 1, 2개월 전망에서는 과거 HR이 고려되어 ESP HR에 비해 정확도가 크게 개선됨을 알 수 있었다. 선행시간별 상관계수는 평균 0.71, 0.48, 0.00, 평균제곱근오차는 0.46, 0.76, 1.01로 나타났으며, 건조기에 정확도가 높게 나타나 1, 2개월 전망까지는 ESP를 활용한 국내 가뭄예보의 활용성이 높다고 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.249-254
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• 2003

분석에 이용된 격자망은 동곡, 고로, 미성, 병천, 효령 및 무성지점에 각각 12개, 30개, 45개, 76개, 46개 및 1265개의 조격자를 구성하였으며 하천의 수로방향 및 경사형태를 세분화하기 위하여 각 지점에 대하여 8개, 24개, 24개, 44개, 12개 및 64개의 세격자로 분할하였다. AGNPS를 이용한 첨두유량의 모의발생 결과치가 동곡, 고로, 미성, 병천, 효령 및 무성지점에서 측정값과 비교하여 각 호우사상별로 상대오차가 1.0~25.0%, 4.0~27.0%, 7.0~29.2%, 2.0~23.9%, 3.0~25.0% 및 3.6~21.0%의 차이를 나타내었다. 분석결과에서 AMCII조건에서는 관측치와 분석결과치가 유사하게 나타났으나 AMCI조건에 대해서는 상대적으로 작은 값을 보였으며 AMCIII조건에서는 다소 큰 값으로 분석되었다. SCS방법에서 제안하는 AMC조건별 CN값을 우리 실정에 적합하도록 수정 보완하기 위한 수정 유출곡선지수 $CN_{m}$ /I과 $CN_{m}$/III을 재구성하였으며, 여기에 적용되는 수정 유출 곡선지수식의 계수 a를 추정한 결과, 기왕에 발표된 연구결과와 거의 일치된 경향을 나타내었다. 제안된 수정 CN식을 이용하여 산정한 결과치와 관측치는 거의 유사하게 나타났다. AGNPS모델에 의한 유출량 산정에 있어 수문학적 토양피복형수(CN)의 결정을 위하여 선행강우량과 토양의 공극율 및 지형인자인 각 셀마다의 유역경사를 이용하여 관계식(CN =f($X_1$, $X_2$, $X_3$))을 유도하였으며, 분석 결과에서 CN이 선행강우량과 가장 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었으며 유역경사, 토양의 공극율 순으로 나타났다..88mg/$\ell$~의 범위로 나타났다. 무태교 지점에서의 총인의 농도는 0.52mg/$\ell$~0.99mg/$\ell$~의 범위이었다. 신천에 금호강물을 혼합한 이후에도 부유물질, 생화학적산소요구량, 암모니아태 질소, 총인 등의 농도가 개선되지 않았다. 즉 금호강물의 혼합은 신천수질환경사업소에서 배출되는 방류수에 함유되어 있을 2차 오염물질의 희석이라는 이점외의 수질개선효과는 확인되지 않았다.l years and a new type of transfer crane has been developed. Design concepts and control methods of a new crane will be introduced in this paper.and momentum balance was applied to the fluid field of bundle. while the movement of′ individual material was taken into account. The constitutive model relating the surface force and the deformation of bundle was introduced by considering a representative prodedure that stands for the bundle movement. Then a fundamental equations system could be simplified considering a steady state of the process. On the basis of the simplified model, the simulation was performed and the results co

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.572-577
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• 2011

비점오염부하량 산정을 위해 사용되는 원단위는 쉽게 이용 가능하지만, 지역의 토지이용 특성과 강우강도의 시간적인 변이를 고려하지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 간편하면서도 강우량에 따른 부하량 변화를 고려한 보다 정확한 비점부하량 산정방법을 개발 및 적용하였다. 경기도 경안천 유역에 위치한 두 개의 비점오염저감시설을 대상으로 2010년 6월부터 11월까지 모니터링을 수행하여 강우강도, 유출 특성, 오염부하 등에 관한 분석을 진행하였다. 비점오염원 유출수의 특성을 나타내는 유량가중평균농도(Event Mean Concentration; EMC)의 경우에는 도시 지역인 경기도 광주시 경안동이 산과 밭으로 이루어진 용인시 모현면에 비해 높거나 비슷한 값을 보였으나, TP (Total Phosphorus)의 경우 유역 내 농경지에 사용된 퇴비나 비료에 포함된 인의 영향으로 모현면이 경안동보다 더 높게 나타났다. 강우량과 오염물질 배출부하량과의 관계는 3차원 다항식에 의해 가장 잘 설명되었으며, 0.33~0.81 범위의 결정계수를 나타내고 있다. 산정된 유출율 및 부하량 함수의 기울기가 EMC 결과와 반대되는 경향을 보이는 것으로부터, 비점오염원은 토지이용 이외에도 지형, 토성, 수리 수문현상 등에 따라 배출특성이 달라짐을 알 수 있다. 따라서 비점오염물질의 유출 특성을 정확히 파악하기 위해서는 장기모니터링을 통한자료의 수집을 바탕으로 강우량에 따른 부하량 변화를 고려한 비점부하량 산정함수를 구하는 것이 필요하다.