• 한국수자원학회논문집
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• 제53권11호
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• pp.985-997
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• 2020

SWAT (Soil Water Assessment Tool)-MODFLOW은 준분포형 연속강우유출모형과 분포형 지하수 모형을 결합한 모델이다. 본 연구는 남한강에 위치한 복하천 유역의 지하수에 대해 SWAT과 SWAT-MODFLOW의 모의결과를 비교평가 하였다. 두 모델간의 비교에 앞서 각 모델은 유역 내 흥천 수위 관측소의 일별 유출량 자료와 율현 지하수위 관측데이터의 9년(2009 ~ 2017년)의 자료로 보정 및 검증되었다. SWAT의 경우 기저유량과 감수위에 영향을 주는 GW_DELAY, GWQMN과 ALPHA_BF를 이용하여 보정하였고 그 결과 결정계수(R²)는 0.70, Nash-sutcliffe 모델효율(NSE_Q, NSE_inQ)은 각각 0.73, -0.1을 나타냈다. SWAT-MODFLOW의 경우는 토양속성별 대수층 수리전도도(K, m/day), 비저류량(S_s, 1/m), 비산출량(S_y) 및 유효토심(m) 자료가 추가로 적용되었다. 동일 기간의 모의 결과 R², NSE_Q, NSE_inQ는 각각 0.69, 0.74, 0.51을 나타냈다. 특히, SWAT-MODFLOW 적용결과 대수층의 수리지질학적 자료 입력을 통해 저유량 모의가 상당히 개선되었다. SWAT과 SWAT-MODFLOW의 총 유출량은 각각 718.6 mm, 854.9 mm이며 기저유량은 각각 342.9 mm, 423.5 mm로 산정되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.431-446
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• 2007

지하수 유동 모델에 반영되는 유역의 수리지질학적, 수문학적 특징들은 지하수 유동 특성에 주요한 영향을 미칠 수 있는 현장 특성들이다. 상기 특징들을 최대한 반영하기 위하여 438개의 관정자료를 토대로 갑천 유역(유역 면적$648.3km^2$)의 대수층 구조 특성을 분석하고, 24개의 하천 자료를 이용하여 지하수 유동 모델을 구축하였다. 그리고 검 보정된 준분포형 유출모형(SWAT)의 소유역별 지하수 함양량 결과를 3차원 지하수 유동 모델(MODFLOW)과 연계하여 갑천 유역의 광역 지하수 유동 특성을 평가하였다. 모의된 지하수위와 86개 지하수 관측정의 지하수위 비교에서 결정계수는 0.99, 유역 전체의 물교환량의 상대오차율이 약 0.57%로 갑천 유역의 지하수 유동 특성을 잘 반영하였다. 갑천 유역의 지하수는 지형 및 대수층 특성과 하천의 영향에 의하여 전반적으로 유역 남쪽에서 북쪽으로 유동하는데 산지 지역에 존재하는 하천들은 손실과 이득 하천의 형태를 반복하는 반면, 갑천 중 하류 부분과 갑천-유등천 합류 부근은 이득하천의 형태를 보이고 있다. 그리고 소유역별 지하수 물교환량 분석한 결과, 상기 지역을 포함하는 소유역의 하천 공급원이 해당 유역의 지하수 함양량보다 지하수 유동 체계에 따라 인근 소유역에서 공급되는 지하수 유입량 비율이 훨씬 높은 것으로 분석되었다. 반면 유등천 중 상류 지역의 소유역을 제외한 산지 지역의 경우는 하천 공급원이 지하수 유동 체계에 의한 유입량보다 해당 유역 내에서 공급되는 지하수 함양량 비율이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 지표수와 지하수의 상호작용 및 하천 유출에 지하수 유동 특성이 주요한 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2018

기후변화 및 토지이용변화에 따라 강우량 및 증발산량 등과 같은 물순환계 구성요소가 변화하면 유역에서의 물순환계가 영향을 받게 된다. 이렇게 변화된 유역의 물순환계를 종합적으로 관리하기 위해서는 물순환 개선 기술을 통한 지속가능하고 건전한 물순환체계의 구축이 필요하다. 유역 물순환 개선 기술은 기후변화가 진행 중에 있거나 예상되는 지역에 대하여 강우-유출수를 지연, 저류, 침투시켜 지속가능한 물순환체계를 유지 회복하도록 하는 기술이라 할 수 있다. 한국건설기술연구원에서는 기후변화 대비 수자원 적응기술 개발 연구단(CCAW, Climate Change Adaptation for Water resources)의 연구비 지원을 받아 유역 건전성 및 취약성을 평가 하고 취약한 유역에 대한 물순환 개선기술을 확보하기 위한 연구를 수행 중에 있다. 특히, 수년간 국가연구개발사업을 통해 개발되고 사업화에 성공한바 있는 유역 물순환 평가 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 수정 개선하여 수요자 중심의 활발한 현장 적용을 도모하고 있다. 본 연구에서는 개발된 유역 물순환 개선 및 평가시스템의 적용성 평가를 위하여 대상유역으로 태국의 Lam Takhong 저수지 유역을 선정하였다. Lam Takhong 저수지 유역은 유역면적은 $1,423km^2$이며 저류량은 약 $440{\times}106m^3$이다. 입력자료인 DEM, Land Cover 자료는 USGS Hydro1K (https://earthexplorer.usgs.gov/), 하천망 및 유역경계 자료는 USGS HydroSHEDS (https://hydrosheds.cr.usgs.gov/dataavail.php), 기상 및 관측 유입량, 저수지 제원 등의 자료는 APEC 기후센터의 협조를 받아 1976년부터 2016년까지의 일단위 자료를 이용하였다. 모의결과는 저수지 월별 관측 유입량과 상류 유역의 모의 유출량을 이용하여 비교-분석 하였다. Lam Takhong 저수지 상류 유역은 APEC 기후센터에서 SWAT 모형을 이용하여 저수지 유입량 분석을 수행한 바 있다. 따라서 본 연구의 결과를 SWAT 모의결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 월별 관측 유입량과 저수지 상류 유역 모의 유출량을 비교한 결과 CAT의 경우 결정계수(R2) 값이 0.86, SWAT은 0.76으로 나타나 CAT의 적용 결과가 좀 더 우수한 것으로 나타났다. 모의 결과는 매개변수 최적화 과정을 거치지 않은 결과이며 SWAT 모형과의 결과 비교를 위하여 매개변수는 동일하게 적용하였다. 향후 매개변수 최적화 모듈을 통해 검 보정 단계를 거친다면 정밀한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.93-104
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• 2021

최근 기후변화로 인해 국내 저수지 중 가장 큰 개소수를 차지하고 있는 농업용 저수지의 안정적인 용수공급이 중요해지고 있다. 그러나 현재 사용하고 있는 농업용 저수지의 유입량 산정모형인 DIROM 모형은 매개변수 산정을 위해 1980년대에 개발된 회귀식을 현재까지 사용하고 있다. 우리나라의 강우 및 유출 특성이 변화함에 따라 본 연구에서는 최근 수문자료 관측을 시작한 일부 농업용 저수지를 대상으로 실측 수문자료 및 유전자 알고리즘을 이용하여 DIROM 모형의 매개변수를 최적화하고, 그 결과를 평가하고자 하였다. 그 결과 기존의 매개변수를 적용한 결과에 비하여 최적 매개변수를 적용하였을 때 실측 유입량과의 차이가 약 80% 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 평균적으로 상관계수는 0.64로 증가하였고, 평균제곱근오차는 28.2 × 103 ㎥로 감소하였다. 최적 매개변수를 사용하여 장기유출모의를 하는 것이 실측 유입량에 좀 더 근접하게 모의 할 수 있음을 확인하였다. 본 연구 결과 장기적으로 관측된 실측 수문자료를 활용하게 된다면 좀 더 정확도 높은 유입량을 모의할 수 있으며, 미계측 농업용 저수지에서의 안정적인 용수공급 분석에 도움이 될 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.565-577
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• 1999

프랙탈 기하학은 불규칙적이고 복잡한 자연 현상을 수학적으로 나타낼 수 있는 방법을 제시해 줄 수 있으며, 자기상사성을 가지고 있는 하천의 형상을 비롯한 하도망의 구성은 프랙탈 차원을 가지고 있는 프랙탈 현상이라 할 수 있다. GIUH란 유역의 수문학적 응답인 IUH에 하천의 지형학적인 특성을 적용한 강우-유출 모형으로, Horton의 차수비를 이용하여 지형학적인 특성을 반영할 수 있으며 하천 유역에서 프랙탈 차원은 길이비, 면적비, 분기비 등 Horton의 차수비를 이용하여 산정할수 있다. 프랙탈 GIUH 모형을 제시하였다. 프랙탈 GIUH 모형은 Rosso(1984)가 제시한 GIUH-Nash 모형의 형상계수와 규모계수 등의 매개변수 산정시 유역의 자기상사성을 대변할 수 있는 프랙탈 차원을 직접 적용하였으며, 하천의 길이비와 분기비 만의 함수로 나타내었다.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.135-142
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• 2007

토목구조물의 기초가 되는 암반은 암석자체로서는 강도가 높고 투수성이 작지만 공학적 성질은 암반내의 존재하는 크랙, 절리 등 불연속면의 영향을 크게 받는다. 천부 암반내에 지배적으로 분포하는 것은 절리이지만 그 수가 적은 지하심부에 있어서 지하수 투수성의 가능성을 고려하면 암석자체의 미소크랙의 연결성이 투수성 크랙으로서 충분히 고려되어져야 한다. 이 연구에서는 절리성 암반의 절리분포 및 투수성 해석 모델화 방법을 화강암 공시체의 미소크랙에 응용하여 손상진행에 따른 화강암의 투수 특성을 추정하는 것을 목적으로 하였다. 미소크랙 데이터로부터 투수모델을 작성하여 해석한 결과 평균투수계수에 있어서 실제의 투수시험 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 3차원 모델의 가시화를 가지고 모델표면에서의 미소크랙과의 비교로부터 손상발달에 의한 미소크랙 발생수와 유출면으로부터 계산한 평균투수계수는 비례관계로 실험결과와 잘 일치하는 것으로 해석되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제16권4호
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• pp.297-302
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• 2007

점적관수 자재 및 분수호스의 관수균일도 실험결과 사용압력과 배관길이에 따라 유출량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 점적관수 중에서는 점적단추의 관수 균일도가 가장 높았고, 점적테잎, 점적호스의 순으로 나타났다. 관의 직경과 길이 및 유량에 따라 다르지만 마찰에 의한 압력손실이 상당히 크므로 점적관수의 사용압력과 배관길이 선택에 주의할 필요가 있다. 제품에 따라 약간의 차이는 있었지만 대체로 점적호스는 50m, 점적테잎은 70m 정도를 최대 배관길이로 제한하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다. 점적단추는 실험에서 설정한 최대길이인 100m까지도 사용이 가능한 것으로 사료된다. 그러나 관수시스템의 압력을 체크하여 충분한 압력을 확보하고 있는지 검토할 필요가 있고, 부족시 별도의 가압펌프를 설치하여 적정압력 범위를 만족할 수 있도록 하며 물구멍이 막히지 않도록 필터를 설치하고 수질을 관리하는 등의 유지관리가 필요한 것으로 판단되었다. 분수호스의 경우에는 균등계수가 매우 낮아 균일한 관수를 기대할 수 없는 것으로 나타났다. 따라서 균일한 관수 제어를 필요로 하는 높은 수준의 시설재배에서는 가능한 한 점적관수를 사용하고, 비교적 낮은 수준의 배지수분 관리가 이루어지는 시설재배에서도 분수호스를 이용할 경우 배관길이를 $30{\sim}35m$이내로 제한하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권9호
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• pp.885-896
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• 2013

산지의 토양침식 모형인 SEMMA를 대규모 산지유역에 적용하기 위해서는 모형의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 원래 SEMMA의 기본구조와 주요 매개변수의 산정방법을 설명하였고, 적용범위 확대를 위한 개선 매개변수들을 제시하였다. 특히 광범위한 지역에 대해 NDVI를 활용하기 위하여 식생구조지수 대신 식생피복지수를 사용하여 개선된 모형 SEMMA-Ic을 개발하였다. 개선모형의 모의결과 상관계수와 모의효율계수는 본래 모형보다 다소 감소하였다. 그러나 개선모형을 유역에 적용한 결과 실측값에 근접하게 모의했고, 토사유출량이 많은 경우에는 과소 예측하는 경향을 보였다. 따라서 산지 사면에서 개발한 토양침식 모형을 유역에 적용하기 위해서는 수로침식에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.613-622
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• 2004

Non-Darcy 제체내 침투수 흐름과 배수갑문을 통한 흐름의 특성을 고려한 최종체절의 수리특성분석 모형에 의한 해석결과는 실측자료와 잘 일치하여 개발된 모형의 적용성이 있음을 보여주었다. 실측치와의 비교에서 본간(1985) 식에 의한 계산결과가 나정우(1987)에 의한 방법보다 비교적 정확함을 보여주었다. 아울러 완전 또는 불완전 월류의 구분이 없이 완전월류식에 잠수도를 이용한 유량계수식을 사용한 나정우 식의 사용성을 보여 주었다. 본간 식과 나정우 식에 의한 계산 값이 실측치보다는 유출입 특성이 크게 나타나 현장에서 체절구간의 불규칙적인 단면 양상을 감안한 유량계수의 조정이 필요할 것으로 판단된다. 일반적으로 최종체절의 수리특성 분석에서 제체구간의 침투수 흐름의 고려는 Darcy 흐름에 기초하여 분석하여왔다. 제체내 침투수의 유량과 개방구간을 통과하는 유량의 비가 체절구간이 좁을수록 크게 나타나, 제체내 침투수의 정확한 해석에 의한 체절구간의 수리특성을 분석해야할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.611-622
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• 2000

본 연구에서는 제주도 서귀포유역의 지하수 유동시스템 해석을 위해 MODFLOW 모델을 이용하였으며 양수량 측정자료를 통한 투수량계수 및 저류계수를 초기치로 선정하여 시행착오법을 통한 대상유역의 최종 매개변수를 얻을 수 있었고 모델의 모의 발생을 한 결과 지하수유동시스템에 대한 적용성이 잘 반영됨을 알 수 있었다. 서귀포 유역은 지형지질을 고려한 관측치 해석, 이(1996)의 연구결과 및 모의발생을 통한 결과로 볼 때 지하수두 분포는 표고 400m이내에서 안정된 지하수 함양에 의한 용출이 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 또한, 부정류상태하에서 지하수 유동경로 해석을 위하여 수두분포의 결과치를 이용한 유속벡터 분석을 실시한 결과 유속벡터가 상대적으로 크게 나타난 지역은 II, III 및 Ⅵ지점이었으며 지하수 유동경로는 I, II, III, IV, V, Ⅵ 및 Ⅶ지점의 각 방향으로 분산되어 유출되고 있음을 알 수 있었다.