• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.292-292
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• 2023

본 연구에서는 인공신경망을 이용한 통계적 모형을 구성하여 금강권역의 봄철(3~5월) 강수량 예측을 수행하였다. 통계적 모형의 예측인자로서는 NOAA 등에서 제공하는 AAO, AMM, AO 등 36종의 기후지수와 대상권역인 금강권역의 강수량, 기온 등의 기상인자 8종 등 총 44종의 기후지수를 활용하였다. 예측대상기간을 기준으로 선행기간(1~18개월)에 따른 상관성을 분석하여 상관도가 높은 10개의 기후지수를 예측인자로 선정하였다. 예측모형 형태는 10개의 입력층과 1개의 은닉층으로 되어 있는 인공신경망모형을 구성하였다. 모형 구성과정에서의 불확실성을 최소화하고 예측모형의 적합도를 높이기 위해 예측대상기간을 기준으로 과거 40년간의 자료에 대해 임의로 20년간 자료를 선별하여 모형을 구성하고, 너머지 기간에 대해 검증하는 무작위 교차검증을 반복하여, 예측대상기간 및 예측시점에 따라 각각 적합도가 높은 1000개의 예측모형을 선별하였다. 과거기간(1991~2022년)을 대상으로 예측시점에 따라 각 연도별 1000개의 예측결과를 도출하여, 실제 해당년도의 관측값과의 비교를 통해 예측성을 분석하였다. 예측성은 크게 예측치의 최대값과 최소값 범위 및 예측치의 25%~75% 범위 안에 관측치가 포함될 확률, 그리고 과거 관측값의 3분위 구간을 기준으로 한 예측확률 등을 평가하였다. 관측치가 예측치의 범위 안에 포함될 확률은 평균 87.5%, 예측치의 25~75% 범위 안에 포함될 확률은 30.2%로 나타났으며, 3분위 예측확률은 35.6%로 분석되었다. 관측값과의 일대일 비교는 정확도가 떨어지지만 3분위 예측확률이 33.3% 이상인 점으로 볼 때 예측성은 확보된다고 볼 수 있다. 다만, 우리나라 강수량의 불규칙성과 통계적 모형 특성상 과거 관측되지 않은 패턴에 대해서는 예측이 어려운 문제가 있어, 특정년도의 예측결과가 관측치를 크게 벗어나는 경우도 종종 나타나고 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.10
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• pp.723-736
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• 2022

In this study, monthly precipitation forecasting models that can predict up to 12 months in advance were constructed for the Geum River basin, and two statistical techniques, multiple linear regression (MLR) and artificial neural network (ANN), were applied to the model construction. As predictor candidates, a total of 47 climate indices were used, including 39 global climate patterns provided by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and 8 meteorological factors for the basin. Forecast models were constructed by using climate indices with high correlation by analyzing the teleconnection between the monthly precipitation and each climate index for the past 40 years based on the forecast month. In the goodness-of-fit test results for the average value of forecasts of each month for 1991 to 2021, the MLR models showed -3.3 to -0.1% for the percent bias (PBIAS), 0.45 to 0.50 for the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), and 0.69 to 0.70 for the Pearson correlation coefficient (r), whereas, the ANN models showed PBIAS -5.0~+0.5%, NSE 0.35~0.47, and r 0.64~0.70. The mean values predicted by the MLR models were found to be closer to the observation than the ANN models. The probability of including observations within the forecast range for each month was 57.5 to 83.6% (average 72.9%) for the MLR models, and 71.5 to 88.7% (average 81.1%) for the ANN models, indicating that the ANN models showed better results. The tercile probability by month was 25.9 to 41.9% (average 34.6%) for the MLR models, and 30.3 to 39.1% (average 34.7%) for the ANN models. Both models showed long-term predictability of monthly precipitation with an average of 33.3% or more in tercile probability. In conclusion, the difference in predictability between the two models was found to be relatively small. However, when judging from the hit rate for the prediction range or the tercile probability, the monthly deviation for predictability was found to be relatively small for the ANN models.

• Economic and Environmental Geology
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• v.47 no.6
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• pp.611-623
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• 2014

The alluvial aquifer, widely developed near the four major rivers such as Nakdong River, can be used effectively for groundwater artificial recharge and is expected to be the future water resources in Korea. This study is aimed at examining the impact of repeatedly injected river water into the riverside alluvial aquifer on injection rate or efficiency in its system at Changweon area. For this, injection tests were performed two times, first on June 19 and second on September 25 through October 9, 2013, and the mixing ratios of river water to groundwater were used as the tool to compare the efficiency of injection. The mixing ratios were evaluated by using electrical conductivities of injected river water (average $EC=303{\mu}S/cm$) and groundwater ($EC{\fallingdotseq}6,000{\mu}S/cm$) measured at 20 m depth of four observation wells installed 10 m apart from each injection well. The result shows the remarkable differences on two respects. First, in some observation well, detection time for incipient injection effect during $2^{nd}$ injection test was shown to be much slower than that of $1^{st}$ injection test. Second, the hourly increasing rate of mixing ratios in $2^{nd}$ test was revealed to be reduced much more than that of $1^{st}$ test. This means that the efficiency of injection was badly deteriorated by only 1,210 minute injection work. Therefore, injection water needs to be adequately treated beforehand and repeated pumping work and/or resting phase is needed afterwards. To a certain extent, the improvement of water quality in saline aquifer was verified in this system by injection tests.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.435-435
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• 2018

하천은 다양하게 분류되고 다양한 식물, 동물, 어류 등이 살아가고 있는 서식처이다. 이러한 하천의 환경 상태를 판단하고 진단하기 위해 올바르게 하천을 평가할 방법이 필요하다. 국내에서는 1910년대부터 1940년대 중반까지의 하천사업은 수력발전을 위한 대규모 댐 개발과 평야지대 관개를 위한 저수지 축조 등 이수사업에 치중하였다. 이후 1960년대부터 1970년대에는 도시와 공단의 개발, 교통, 수자원, 상하수도, 전력 등 사회간접자본의 집중적인 개발을 하였다. 여기서 하천에 초점을 맞추면 하천변의 치수를 위한 하천개수 사업, 그리고 도시화에 따른 도시 소하천의 복개를 들 수 있다. 그러나 이러한 도시화와 산업화는 하천의 오염과 함께 하천의 인공화라는 바람직하지 못한 결과를 가져왔다. 대부분의 도시하천은 직선화되고 높은 콘크리트제방과 콘크리트호안공, 무분별한 하천변의 개발 등으로 인한 황폐화되고 더 이상 하천을 이용할 수 없게 되었다. 국내 하천의 건강성을 평가하기 위한 수많은 하천평가방법들이 연구되었다. 대표적으로 '우리나라 중소하천 코리도의 자연성 평가기법 연구'(조용현, 1997), 생태환경복원을 위한 하천자연도평가 기준에 과한 연구(김동찬 박익수, 1999), 수생태계 건강성 조사 및 평가의 서식수변환경 평가(환경부, 2008) 등이 연구되어 왔으며, 몇몇 평가방법들은 많은 프로젝트에 사용되어 국내 하천의 자연성을 보여주고 있다. 많은 평가방법은 각각의 평가방법과 평가기준을 가지고 하천을 평가하고 있다. 하지만 이 많은 평가방법들의 평가기준, 평가결과 가 하천환경의 상태를 파악하고 진단할 수 있는지에 대한 연구가 전무한 상태이다. 우리나라에서 자연도 평가에 대해 연구를 시작한 것은 90년대 이후였다. 지금까지는 많은 연구와 프로젝트가 진행되어 왔지만 다양한 평가방법들에 대한 비교연구가 없었다. 다기능 하천실험사업(한국건설기술연구원, 2007, 2008)에서 LAWA를 이용해 하천의 물리적 평가를 하고 물리적 구조항목간의 상관분석, 저서성 대형 무척추 동물과 하천 물리적 구조의 상관분석, 식물과 하천 물리적 구조의 상관분석을 실시한 적은 있지만 서로 다른 하천의 물리적 평가방법을 가지고 비교연구를 실시한 적은 없다. 때문에 국내 하천의 물리적 평가 중 어떤 방법이 국내 하천의 현황을 잘 판단하고 있는지, 객관적으로 평가하는지, 복원계획을 수립할 때 효과적인 복원방안을 제시하는지 연구할 필요가 있다. 본 연구는 국내 하천 자연도 평가 방법을 살펴보고 평가항목의 적합성을 도출하고자 하였으며, 하천 자연도 평가항목의 중요도를 선정하여 하천 실무자들이 간편하게 사용할 수 있는 실용적인 방법을 제시하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.171-171
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• 2015

자연 하천의 홍수 유량 측정은 매우 어렵고 많은 비용과 시간, 노력을 요하는 작업이다. 보다 안전하고 경제적인 유량 측정의 대안으로 제시된 것이 하천 표면의 영상 분석을 이용하는 표면영상유속계이다. 이처럼 영상유속계로 하천 유속을 측정할 때, 적절한 품질의 영상을 취득하는 것은 기본이며 매우 중요한 단계이다. 특히 홍수 첨두는 야간에 발생하는 경우가 많으므로, 야간에 영상 분석에 적절한 품질의 하천 표면영상을 취득하는 것은 매우 어려운 일이다. 야간 영상을 측정하기 위해 별도의 조명을 이용하거나 발광체를 이용하는 방법이 대안으로 제시되었으나 여전히 실용적인 차원의 적용에는 이르지 못하고 있다. 본 연구에서는 표면영상유속계의 영상 취득 장치로 원적외선 카메라를 이용할 수 있는가 시험하였다. 원적외선 카메라는 별다른 조명의 도움없이 야간의 하천 표면영상을 취득할 수 있다. 안동하천실험센터의 인공수로에서 주야간 촬영을 하고 영상 분석을 통해 원적외선 카메라의 적용성을 검토하였다. 비교를 위하여 일반적인 캠코더와 근적외선 카메라를 동시에 적용하였다. 세 종류의 카메라로 촬영된 영상은 시공간 영상의 상호상관 분석법을 통해 유속으로 환산하고, 미속계로 측정한 표면 유속과 비교하였다. 비교 결과 원적외선 카메라 영상은 주야간에 상관없이 적절한 유속을 분석해 낼 수 있음을 보였다. 다만, 공간 해상도가 높지 않아 영상 분석의 정확도는 최적의 조건에서 다른 카메라로 촬영된 영상에 비해 떨어진다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.197-197
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• 2021

최근 기후변화와 하천 제방의 노후화로 인해 수재해 위험이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 기존의 재래적인 하천 제방의 점검은 많은 인력과 예산 소모로 비효율적이며 제방 전구간 점검의 한계, 객관성의 한계 등 많은 한계점들이 존재하여 효과적인 홍수 대응을 위해 새로운 모니터링과 예/경보 시스템의 구축이 반드시 필요한 상황이다. 따라서 본 연구는 인공위성을 이용한 하천 제방 변위 산출과 수문학적 요인과의 관계 분석을 통해 하천 제방 건강상태 모니터링 시스템 방안을 제안하고자 한다. Sentinel-1 SAR 영상과 유럽 우주국(ESA)의 위성 영상 전처리 도구인 SNAP을 이용하여 2020년 여름 붕괴된 남원시의 금곡교 제방의 봄(4~5월), 여름(7~8월)의 변위를 산출하였고, 제방의 위험도 산정을 위해 토양수분관계를 분석하였다. 선행 연구(김상우,2019)에서는 농촌진흥청에서 제공하는 TDR(Time Domain Reflectrometry) 관측값과 Sentinel-1 SAR의 후방 산란계수의 토양수분관계가 일치하는 경향을 제시하여, 본 연구에서는 이를 이용하여 제방 후 방산란계수를 산출하고 변위와 토양수분도의 상관관계를 분석하여 변위 추세와 토양수분도의 추세가 일치하는 경향을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 향후에는 위성을 이용하여 산출한 제방의 변위와 토양수분도의 불확실성을 보완하고 기온, 수위, 토양도, 지하수위와 같은 수문기상학적 데이터의 분석을 통해 초정밀, 자동화 하천 제방 건강상태 모니터링 시스템이 구현 가능할 것으로 기대한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.12
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• pp.1285-1294
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• 2021

In recent years, as rainfall is concentrated and rainfall intensity increases worldwide due to climate change, the scale of flood damage is increasing. Rainfall of a previously unobserved magnitude falls, and the rainy season lasts for a long time on record. In particular, these damages are concentrated in ASEAN countries, and at least 20 million people among ASEAN countries are affected by frequent flooding due to recent sea level rise, typhoons and torrential rain. Korea supports the domestic flood warning system to ASEAN countries through various ODA projects, but the communication network is unstable, so there is a limit to the central control method alone. Therefore, in this study, an artificial intelligence-based flood prediction model was developed to develop an observation station that can observe water level and rainfall, and even predict and warn floods at once at one observation station. Training, validation and testing were carried out for 0.5, 1, 2, 3, and 6 hours of lead time using the rainfall and water level observation data in 10-minute units from 2009 to 2020 at Junjukbi-bridge station of Seolma stream. LSTM was applied to artificial intelligence algorithm. As a result of the study, it showed excellent results in model fit and error for all lead time. In the case of a short arrival time due to a small watershed and a large watershed slope such as Seolma stream, a lead time of 1 hour will show very good prediction results. In addition, it is expected that a longer lead time is possible depending on the size and slope of the watershed.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.05a
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• pp.283-284
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• 2001

은어(Plecoglossus altivelis)는 우리나라 담수어 중 양식어로서 널리 알려져 있다. 은어는 은빛나는 고기로서 수박향내가 난다하여 아주 맛이 뛰어난 어종으로 알려져 하천어종으로서 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나, 최근 강의 오염이나 강바닥의 변화 등으로 차츰 분포가 축소되고 자원이 줄어들어 연구기관 및 도립 종묘 배양장을 중심으로 인공적으로 대량 종묘생산을 실시하고 있다. (중략)

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.7
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• pp.657-670
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• 2014

We researched the vegetation restoration of 5 urban streams Mugeo-choen, Yaksa-choen, Yeocheon-choen, Myeongjeong-choen and Cheokgwa-choen in Ulsan established as nature-friendly streams by improving water quality and river environment. Ecological restoration effects have resulted from the establishment of streams, which involved supplying sufficient maintenance water for each streams, eliminating the covered sections, preventing the inflow of wastewater, doing vegetation composition, since 5 to 10 years ago. The vegetation inhabitations were compared according to the conditions of physical characteristics and water quality, inland and foreland. In the Cheokgwa-cheon, which is almost a natural river, the ecological integrity of the vegetation population has been maintained quite well. The Mugeo-cheon and the Meongjeong-cheon have cleanly shown the vegetation restoration effects resulting from supplying sustainable maintenance water and wastewater treatments. In the Yaksa-cheon and the Yeocheon-cheon, on the other hand, the vegetation restoration effects and inhabitations were low due to the inflow of wastewater and sledges in some part of stream though the improvement of water quality.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.322-326
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• 2006

There are the road of the artificial government property and rivers of the natural government property in representative Public Facilities applied National Reimbursement Law. Art.5. Doctrine on Responsibility of Public Facilities. Recently damage of a people has frequently been occurring caused by the flood of rivers and the flood disaster, and a people tends to request national reimbursement regarded it not as a natural disaster but as a man-made disaster. Especially the flood repeatedly occurred by the flood of rivers and destructive of the embankment of rivers, and it is also occurring in repairing rivers. Therefore a nation have to take responsibility of compensation for damage because of defect of conservation of rivers, and pay attention to improving the facilities of conservation and at the same time expand the range of responsibility. Thus the range of this study limits the national reimbursement of conservation of rivers among National Reimbursement Law. Art.5. Compensation for Damages on Defect about an Establishment and Management of public Facilities. Within this range, the objection of this study is to seek controversial issues and solutions, which belong with national reimbursement responsibility about conservation of rivers, as every principle of law and precedent coming under natural government property about compensation for damages caused by defect of conservation of rivers is analyzed and examined.