• 대한지리학회지
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• 제42권3호
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• pp.405-420
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• 2007

본 연구에서는 기후변화에 따른 수문요소의 변동을 파악하기 위해 섬진강댐과 소양강댐 유역의 물순환 과정에 미치는 영향을 분석 평가하였다. 그 결과를 정리하자면 다음과 같다. 먼저 지난 30년간 기온과 강수량은 점차 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타나고 있으나 증발산량은 지역에 따라 상이하게 나타나고 있으며 연평균 기온상승과 연증발산량의 증가가 정의 관계에 있다고 볼 수 없었다. Penman-FAO24법에 기초한 기후학적 물수지방법과 실측값은 서로 유의한 것으로 밝혀져 국내 물수지 연구에 사용가능한 것으로 사료된다. 한편 연강수량 증대에 따라 연유출량의 증가는 인정되나 연유출률에 대한 변동은 실측값과 계산값 간의 변동이 상이하게 나타나고 있어 기후변화의 영향이 유역의 유출특성에 크게 영향을 미치고 있다고 단정하기 어렵다. 기후변화에 의한 수자원관리와 재난관리에 큰 어려움이 예상되고 있다는 것은 이미 널리 알려진 사실이다. 이에 대한 적절한 대응방안을 강구하기 위해서는 유역의 기후학적 조건과 수문학적 변동성에 대한 깊은 이해가 필요하며 보다 조밀한 수문관측망의 구축과 신뢰도 높은 자료의 축적이 전제되어야 할 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.467-475
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• 2013

해양 기름오염 방제조치에 관한 연구의 일환으로 정량적 기초자료를 확보하기 위하여 최근 10년간(2003~2012년) 국내 연안에서 발생한 기름오염사고에 관한 통계자료를 수집하여 연간 기름오염사고 건수와 연간 기름 유출량을 사고 원인(Cause)별, 오염원(Source)별, 해역(Sea area)별로 분석하였다. (1) 사고 원인별로 분석한 결과, (1) 부주의로 인한 사고 건수(1,429건)와 해양사고로 인한 사고 건수(790건)가 각각 전체 건수(2,833건)의 50.4 %와 27.9 %를 차지하였다. 그리고 해가 거듭될수록 해양사고로 인한 사고 건수는 감소하는 경향을 보인 반면에 부주의로 인한 사고 건수는 증가하는 경향을 보였다. (2) 해양사고로 인한 유출량(17,400 kL)이 전체 기름 유출량(17,877 kL)의 97.3 %를 차지하였고 부주의로 인한 기름유출량(294 kL)이 1.7 %를 점유하였다. (2) 오염원별로 분석한 결과, (1) 어선에 의한 사고건수(1,210건)가 전체 건수(2,833건)의 42.7 %, 기타 선박에 의한 사고 건수(620건)가 21.9 %, 화물선에 의한 사고 건수(367건)가 13.0 %, 유조선에 의한 사고 건수(261건)가 9.2 %를 차지하였다. 해가 거듭될수록 어선에 의한 사고 건수는 감소하는 경향을 보였지만 여전히 높은 수치를 보인 반면에 화물선과 기타 선박에 의한 사고 건수는 완만하게 증가하는 경향을 보였고 유조선에 의한 사고 건수는 연간 13~37건으로 해마다 크게 변동하였다. (2) 유조선의 기름 유출량(15,488 kL)이 전체 기름 유출량(17,877 kL)의 86.7 %를, 기타 선박의 기름 유출량(898 kL)이 5.0 %를, 화물선의 기름 유출량(733 kL)이 4.1 %를, 어선의 기름 유출량(590 kL)이 3.3 %를 차지하였다. (3) 해역별로 분석한 결과, (1) 남해에서의 사고 건수(1,613건)와 기름 유출량(3,804 kL)은 전체 사고 건수의 56.9 %와 전체 기름 유출량의 21.3 %를, 서해에서의 사고 건수(700건)와 기름 유출량(13,501 kL)은 전체 사고 건수의 24.7 %와 전체 기름 유출량의 75.5 %를, 동해에서의 사고 건수(520건)와 기름 유출량(572 kL)은 전체 사고 건수의 18.2 %와 전체 기름 유출량의 3.2 %를 차지함으로써 사고 건수에서는 남해가 최고였고 기름 유출량에서는 2006년까지는 남해가 최고(1위)였으나 2007년 유조선 Hebei Spirit호 기름유출사고 이후에는 서해가 최고(1위)였으며, 동해에서의 사고 건수와 기름 유출량이 모두 남해나 서해보다 적은 값으로 나타났다. (2) 해가 거듭될수록 동해와 남해에서의 사고 건수와 기름 유출량이 모두 감소하는 경향을 보인 반면에 서해에서는 사고 건수가 연도별 증감의 변동 폭이 적어 거의 일정한 경향을 보였으며 기름 유출량은 연도별로 증감의 변동 폭이 컸다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.549-549
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• 2016

IPCC(International Panel on Climate Change)는 이상기후에 따라 극심한 가뭄과 홍수가 빈발하여 수자원관리환경을 더욱 어렵게 할 것이라 예상하였고, 이에 따라 기후변화에 따른 수문환경은 변화될 것이다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 RCP 기후변화 시나리오를 이용하여 유역유출을 분석하였다. 금강유역을 대상으로 유역유출모형인 SSARR(Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation Model) 모형을 구축하고 미래 유출량 전망을 분석한 결과, 지속적으로 유출량의 증가경향이 예측되었고, 물 순환 체계의 변동이 나타났으며, 이전과는 다른 계절적 특성이 발생한 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1265-1271
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• 2009

본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측모형을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA) 이론을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저 갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 연속적으로 선행 유출량을 나타내는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 먼저, 본 연구에서 제안한 방법은 SOM에 의해 강우-유출 관계를 분류하고, SOM에 의한 분류에 따라 각각의 모형을 구성한다. 개별적으로 구축된 모형은 유출량의 예측을 위해 각각의 양상에 따라 분류된 자료를 이용한다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 방법은 과거의 인공신경망의 일반적인 적용에 의한 결과보다 더 나은 예측능력을 보여주었으며, 더불어 유출량의 과소 및 과대추정과 Persistence 현상과 같은 문제점이 나타나지 않았다. 또한 강우량 및 유출량의 범위에 제한을 받지 않는 강우-유출예측 모형의 개발 및 홍수기로부터 갈수기까지의 보다 넓은 범위의 유출량의 예측에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권9호
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• pp.767-776
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• 2014

최근 기후변화에 의한 기상이변이 발생하고 국지적 집중호우로 인한 홍수피해가 심각하게 증가하고 있다. 이러한 피해를 경감하기 위한 방법으로 정확한 홍수유출량 예측을 통한 홍수예경보 구축이 필요시 된다. 정확한 홍수유출량 예측을 위해 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 본 연구에서는 정확한 홍수유출량을 산정하기 위한 강우-유출모형을 이용한 입력자료의 해상도에 따른 불확실성을 감소시키기 위해 강우격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였다. 분포형 강우-유출 모형인 GRM 모형을 이용하여 내성천 및 감천 유역을 대상으로 이벤트를 산정하여 홍수유출 모의 및 검증을 실시하였다. GRM 모형 구성을 위한 입력자료(강우, DEM, 토지이용도, 토양도)의 해상도 격자크기는 500m 격자크기를 기본으로 각각 1 km, 2 km, 5 km, 10 km, 12 km 격자크기의 지형자료를 사용하여 유출모의를 실시하고 유출량 변화를 모의하였다. 입력자료별 모의결과로 DEM의 분석결과는 모든 시험유역에서 공통적으로 DEM의 격자크기가 증가할수록 첨두유량과 총유출량이 일정하게 감소하는 경향을 나타내고 있다. 나머지 입력자료로 토지이용 및 토양도에 격자크기에 따른 모의결과는 DEM과는 상반되게 일정한 경향성을 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 특히 일정한 경향성이 나타나는 DEM의 분석결과는 DEM의 격자크기가 증가할수록 수평거리가 증가하여 경사도는 감소하는 특징으로 인해 나타나는 결과인 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.584-588
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• 2016

기후변화와 불투수지역의 증가로 인하여 하천 유량의 변동성은 점차 커지고 있다. 이에 따라 유량에 영향을 받는 하천환경과 다양한 생태계는 큰 영향을 받고 있음에 유량 관리가 매우 중요시 되어지고 있다. 하천 유량은 빗물이 지표면에 떨어져 직접하천으로 흐르는 지표유출과 지표면하의 암반층으로 침투되어 지하수가 되고 시간의 흐름에 따라 지표로 흘러나오는 기저유출로 구성되어 있다. 기저유출은 땅속에서 흐르기 때문에 흐름이 느리다. 이에 따라 강우가 발생하지 않을 시에 하천유량의 대부분을 차지하고 있다. 따라서 기저유출의 관리는 수자원의 관리에 매우 중요할 것이다. 국내외에서도 기저유출의 관리를 위한 연구가 필요하며 지표수-지하수의 연계관리를 위한 명확한 조명이 필요한 시기이다. 본 연구에서는 국내 기저유출의 분포와 지하수 의존형 수생태계가 미치는 영향에 대해서 분석하였다. 기저유출의 분리는 최근 많은 연구가 수행되어져 왔고 다양한 방법이 개발되었다. 일반적으로 시계열 유량자료를 통해 기저유출을 산정한다. 기저유출의 산정을 위해 두 가지 유량 데이터를 이용하였다. 검보정된 수문모형을 통한 데이터와 국내에 존재하는 관측데이터를 이용하여 지표유출과 기저유출을 분리하여 유역의 기저유출지표를 산정하였다. 기저유출지표는 총 유출량과 기저유출과의 비로 산정되는 유역의 특성을 나타내는 지표이다. 기저유출과 수생태계의 관계를 분석하기 위해 환경부에서 수행하는 네 가지 수생태건강성지수와 기저유출지표와의 상관성을 분석하였다. 수생태건강성지수는 부착돌말류, 저서성 대형무척추동물, 어류, 서식 및 수변환경으로 구성되었다. 기저유출 산정과 수생태계와의 분석은 낙동강유역을 대상으로 수행하였다. 낙동강유역의 기저유출을 산정하여 기저유출지표를 산정한 결과 0.4이상의 값을 나타냈다. 이는 하천의 유량 중 약 40%가 기저유출에 의존한다는 의미이다. 또한 월별 기저유출지표를 산정한 결과 강수가 적은 봄과 겨울철의 경우 0.7이상을 나타냈다. 특히 1월달의 경우 0.9이상을 나타내 겨울철 대부분의 하천 유량은 기저유출에 의존한다. 산정된 기저유출지표와 네 가지 수생태건강성지수의 상관성 분석을 수행하였다. 분석결과 저서성 대형무척추동물과의 상관성을 나타냈고 나머지에서는 상관성을 나타내고 있지 않았다. 하지만 이는 아직 국내에서 수생태계의 건강성 조사와 평가가 이루어진지 얼마 되지 않았기 때문으로 판단된다. 본 연구결과를 바탕으로 기저유출관리 방안의 정책적인 도입과 연구의 시발점이 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.182-182
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• 2018

한강의 제1지류인 홍제천 수계에 속하는 지방2급 하천인 불광천 유역을 연구대상지로 선정하여 기후변화에 따른 유출량 영향성 분석을 수행하였다. 연구대상지인 불광천은 서울특별시의 서북쪽에 위치하여 $21.72km^2$의 유역면적과 9.83km의 유로연장을 갖고 행정구역상 은평구, 마포구, 서대문구에 걸쳐있다. 본 연구에서는 불광천 유역을 503개의 소유역으로 분할하였으며, 유역의 하수관망은 976개의 노드와 989개의 링크를 사용하여 XP-SWMM 모형으로 구축하였다. 또한 국토지리정보원에서 제공하는 1:5000축척의 수치지도를 DTM으로 변환하여 하수관에서 월류된 이후의 2차원 흐름분석을 위한 지형자료로 활용하였다. 기후변화를 고려한 유출량을 분석하기 위해 S0(1961년~2016년)인 1개의 과거기간과 S1(2017년~2046년), S2(2047년~2076년), S3(2077년~2100년)인 3개의 미래기간을 설정하여 총 4개의 시나리오를 구성하였다. 과거기간인 S0는 강우관측소에서 계측된 자료를 사용하여 빈도별 확률강우량을 구하였으며, 미래기간인 S1, S2, S3는 기상청에서 제공하는 기후변화 시나리오인 RCP 4.5의 강우자료를 사용하여 확률강우량을 산출하였다. 빈도별 확률강우량은 S0기간의 강우자료와 가장 유사한 Gumbel 모형을 사용하였으며, 도출된 확률강우량은 치수에 가장 보수적인 Huff의 4분위로 강우를 분포시켜 유출모형에 적용하였다. 976개의 노드 중 불광천 유역의 주요 76개 지점을 선정하여 유역면적에 따른 기후변화의 영향성을 분석하였다. 그 결과 유역면적과 재현기간이 작을수록 최대 유출량은 큰 변동성을 보이는 것으로 나타났으며, 과거기간인 S0 대비 미래기간인 S1, S2, S3의 최대 유출량 비율은 유역면적 100ha를 기준으로 100ha 미만은 80%~200%의 변동성을 100ha이상에서는 120%에 수렴하는 양상을 보이는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.61-61
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• 2019

우리나라는 대부분이 산지(약 65%)로 구성되어 있어 강우 시 그 공간적 분포의 변동성이 매우 큰 편이며, 특히 전형적인 산지지형인 댐 유역의 경우 고도 변화 등에 기인한 지형특성 등에 따라 강우의 형태 및 패턴과 이에 따른 유출변화가 큰 복잡한 특성을 갖는다. 이로 인해 단순히 지점강우들을 공간보간(평균)한 면적강우를 홍수 유출모의 등에 활용할 경우 그 신뢰도가 매우 낮은 경우가 많아, 수문모의에 있어 레이더에 기반을 둔 공간 분포형 강우 등의 도입 검토가 요구된다. 한편, 최근 기상청에서는 보다 정확한 레이더 강수량 추정 값의 제공을 위해 "레이더-AWS 강우강도(Radar-AWS Rainrates, RAR)" 산출 기술을 지속적으로 개선하고 있으며, 이는 지상 우량계 대비 상당한 정확도를 보이고 있다. 본 연구에서는 국내 산지지형을 대표하며, 타 댐 유역에 비해 비교적 수문(수위/유량)관측소와 자료가 많은 용담시험유역에 기상레이더 강수량 추정 값(RAR)을 적용해 산지지형 댐 유역에서 강우의 시공간적 변동성과 이에 따른 홍수량의 정확한 분석을 통해 홍수 시 댐 유입량의 정확한 산정 등에 활용할 목적으로 홍수 유출모의를 수행하고자 한다. 모의에는 최근 5년(2014~2018년)동안 발생한 비교적 독립적인 1~2개(연도별)의 홍수사상을 적용하였으며, 모형은 분포형 강우를 적용할 수 있는 비교적 간단한 모형인 HEC-HMS를 활용하였다. HEC-HMS는 주로 집중형 수문모형(Lumped Hydrologic Model)으로 분류되어 레이더 강우와 같은 분포형 자료의 입력을 주로 적용치는 않고 있지만, HEC-GeoHMS와 ModClark 방법을 활용하면 격자단위의 분포형 강우를 적용할 수 있는 형태의 모델 구축이 가능하다. 모의 결과는 기존 유역평균 강우를 적용한 방법과 비교를 통해 그 개선점을 검토하고자 하며, 이를 통하여 산지지역 댐 유역의 홍수특성을 보다 더 정확하게 분석해보고자 한다. 한편, ModClark을 적용한 홍수 유출모의는 단순히 소유역별 도달시간의 격자별 비율을 고려한 홍수추적으로 그 해석상의 한계가 있어, 최근 개발된 하이브리드 수문모형(Hybrid Hydrologic Model, Distributed-Clark) 등도 동일유역에 대해 도입 적용할 계획에 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2161-2165
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• 2008

최근 연안 해역에서의 표사문제는 사회적인 문제로 관심의 집중이 되고 있다. 특히 자연 환경 변화와 연안 구조물 건설과 같은 인위적 환경변화가 복합적으로 작용하여 연안에서의 침식이 가중되고 있으며 이에 따라 해안표사, 연안 생태환경 및 연안방재에 심각한 상태에 이르고 있다. 따라서 환경적인 측면뿐 아니라 이용자의 측면에서 장기적인 해빈보전 계획의 수립이 불가피한 실정이다. 장기적인 해빈보전계획을 수립하기 위해서는 연안해역 자체의 표사 변동 뿐만 아니라 연안으로 유입되는 표사의 공급원을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 하천에서 연안해역으로 공급되는 유사량을 예측하고 유사가 어떻게 연안해역에 표사로 이송되어 가는가를 파악하는 것은 연안표사문제를 이해하는데 중요한 요소라 할 수 있다. 본 연구에서는 강릉 남대천하구역에서 유출되는 하천유사량을 혼합입경의 관점에서 검토하여 도류제 설치에 따른 하구역에서의 지형변동 및 하구폐색현상을 해석하였으며, 하천으로부터 공급되는 유사량을 고려하여 강릉 남대천과 인접한 남항진해수욕장 인근에서의 장기적인 해안선변동 특성을 고찰하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.174-174
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• 2017

습지는 생산성이 높은 생태계이며 범람원, 수문저장, 오염원의 분해 및 침전의 기능과 동시에 동식물의 서식처를 제공하는 인간의 복지에 매우 유용한 자연공간이다. 습지의 생태적, 수문학적 기능을 유지하기 위해서는 습지 내 유량의 확보가 필수적이다. 따라서, 습지를 유지하고 관리하기 위해서는 유량 변동을 분석하여 유량 변동에 따른 습지 관리를 할 필요가 있다. 우리나라의 산지습지는 주변과 고립되어 있어 외부의 위협에 민감하고, 특이하며 다양한 생물상이 다양하게 분포되어 있어 생태학적 가치가 매우 크다. 특히 양산지역 산지에는 고산습지가 많아 멸종위기종, 천연기념물, 희귀동물이 살고 있는 청정지역이다. 본 연구에서는 다양한 야생생물이 분포하는 보전가치가 높은 산지습지인 경남 양산 장군습지를 대상으로 습지 내 유량 변동에 따른 습지 유지관리방안을 제안하고자 한다. 이를 위해, 습지유역으로 유입되는 물의 양과 유출되는 물의 양의 차이를 분석하는 물수지 방법을 적용하여 습지 내의 유량 변동을 분석하였다.