• Spatial Information Research
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• v.17 no.2
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• pp.223-239
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• 2009

The low fow analysis for small-mid sized river basins is very difficult because of insufficient flow data or ungauged basins. The objective of this study is to suggest effective method of low flow using area function method for calculating Total Maximum Daily Loads (TMDL) by considering environmental carrying capacity. Two watersheds which are Juchon watershed having $606km^2$ areas and ungauged watershed having $4,551km^2$ areas were selected for this study. As a result of application, the low flow in the downstream of Juchon River and the Han River after confluence of Okdong River were $1.9m^3/s$ and $20.7m^3/s$, respectively. Then we consider the target BOD of 1.0-1.2mg/l in Youngwol prefecture, the TDML was estimated 164-197kg/day and 1,788-2,146kg/day, respectively. This approach will useful for estimating TDML to insufficient watershed of flow data and ungauged watershed of flow data.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.1
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• pp.33-44
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• 2003

Flow duration curves provide a compact summary of streamflow variability. In this study, characteristics of the dimensionless flow duration curve in natural rivers with the unregulated discharge were investigated. An analysis of flow duration characteristics was conducted with discharge data at stage-gauging stations of IHP representative basins and of the major rivers in Korea. Discharge characteristics are dependent on area of watershed. However, flow duration coefficients except drought duration coefficient are independent on that. Abundant flow duration coefficient was constant value. The coefficient of flow duration variability defined in this study as the ratio of the normal stream flow over the drought one is decreased with increasing of the watershed area, which implies that the watershed area affects the drought flow duration variability more than the low flow one. And the coefficient of flow duration variability is increased with the river gradient.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.372-372
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• 2012

해외 사업에서 지구에 따라 기상 자료가 부족한 지역이 많다. 여기서는 에티오피아의 밭 관개 용수 공급을 위해 일 강우 자료와 월평균 기상자료를 이용하여 일 증발 자료를 생산하여 적정 저수지 위치와 규모를 정한 결과 다음과 결과를 얻었다. 첫째, 구글지도와 DEM을 이용하여 6개의 댐 후보지를 선정하였고, 표고별 저수면적, 저수량 관계식을 도출하였다. 둘째, 기상자료 수집의 어려움으로 한국 자료를 분석하여 현지의 장기간 기상 자료를 가공, 모의하여 적용하였다. 셋째, 현지 유량측정 자료와 한국 관측자료를 이용하여 현지의 합리적인 일 유입량 자료를 생산하였다. 넷째, 현지의 토양조건을 고려하고, 토양수분 물수지 모형을 개발하여 토양수분 부족량 공급 기준의 합리적 관개용수 필요수량을 산정하였다. 다섯째, 저수지 일 물수지 모형을 구축하여, 저수량 일별 모의에 의해 적정 댐 저수지 규모를 결정하였다. 여섯째, 국내 농업용 저수지의 실적 공사비 내역 자료를 참고하여 합리적 수준의 개략 공사비와 총 사업비를 산출하였다. 일곱째, 최적 저수지 위치와 규모로 유역면적 $739.57km^2$인 위치와 만수위 EL. 1,660 m, 총 저수량 3,529만 $m^3$인 규모를 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.52-52
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• 2023

저수지는 기존의 육상 수지에 직접적인 영향 뿐 만 아니라 수체가 육상에 머무르는 시간을 늘려 수온 및 수질에는 영향을 미친다. 이들이 환경 및 지역 기후 변화에 직접적인 영향을 미치는 주요인자로 기후 변화에 미치는 긍정적, 부정적 효과와 함께 중요성이 더 증대되고 있다. 위성 원격탐사는 북한 지역 등과 같은 현장 관측 자료의 수집이 어려운 지역을 포함한 전 지구 규모에서 저수량 변화를 추정하는데 유용한 자료를 제공한다. 우리는 광학 위성 (Landsat-8/9)과 능동형 마이크로파 위성 (Sentinel-1)를 활용해 한반도 지역에 분포하고 있는 저수지의 수체 면적을 산출하기 위해 2020년부터 2022년까지 자료를 수집했다. 저수지 표면적 산출은 전통적인 NDWI (Normalized Difference Water Index) 및 후방산란계수 (𝜎₀)에 multi-Otsu 방법을 적용하여 이진화 영상을 얻는 방식을 이용했다. 여전히 남아있는 과탐지 영역은 최대 표면적 영상과 상대 비교를 통해 제거했다. Landsat과 Sentinel-1 위성 원격 탐사 자료 기반 저수지 표면적은 높은 유사성이 있었고, 현장 및 위성 고도계 자료 기반 수면 고도 변화와 높은 관계성를 보여주었다. 실험을 통해 위성 원격탐사 자료를 활용한 한반도 지역 저수지의 저수량 변화을 추정했으며, 현장 관측자료와 비교했다. 이 추정 기술은 전 지구 저수지 및 호수로 확장할 수 있으며, 수문 모델의 검증자료 등으로 활용될 수 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.7
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• pp.535-544
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• 2021

Agricultural water occupies 48% of water demand, and management of agricultural reservoirs is essential for water resources management within agricultural basins. For more efficient use of agricultural water, monitoring the distribution of water resources in agricultural reservoirs and agricultural basins is required. Therefore, in this study, three threshold determination methods (i.e., fixed threshold, Otsu threshold, Kittler-Illingworth (KI) threshold) were compared to detect terrestrial water bodies using Sentinel-1 images for 3 years from 2018 to 2020. The purpose of this study was to evaluate methods for determining threshold values to more accurately estimate the reservoir area. In addition, by analyzing the relationship between the water surface and water storage at the Edong, Gosam, and Giheung reservoirs, water storage based on the SAR image was estimated and validated with observations. The thresholding method for detecting a waterbody was found to be the most accurate in the case of the KI threshold, and the water storage estimated by the KI threshold indicated a very high agreement (r = 0.9235, KGE' = 0.8691). Although the seasonal error characteristics were not observed, the problem of underestimation at high water levels may occur; the relationship between the water surface and the water storage could change rapidly. Therefore, it is necessary to understand the relationship between the water surface area and water storage through ground observation data for a more accurate estimation of water storage. If the use of SAR data through water resources satellites becomes possible in the future, based on the results of this study, it is judged that it will be beneficial for monitoring water storage and managing drought.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.32-32
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• 2018

최근 여러 가지 요인으로 가뭄이 빈발하고 있으며, 가뭄을 대비한 과학적 저수지 운영이 절실하다. 유입량, 관개용수량, 저수량, 하천유지유량 등 저수지 물수지를 반영하여 실제 가뭄 상황에 적용할 수 있는 시스템으로 개발하였다. 여기서, 하류 하천의 수량을 양수하여 저수량을 확보하는 양수저류를 고려하였고, 시기별 관개용수량을 간단관개, 절수관개 등의 실제 상황을 반영하도록 하였다. 또한 저수량의 장기간 변화를 관찰하여 저수지 운영의 가이드라인을 설정할 수 있도록 하였고, 하류 하천의 유량 변화도 평가할 수 있도록 하였다. 최근 수차례 가뭄을 겪은 충남 홍성에 위치한 대사저수지에 개발된 시스템을 적용하였다. 대사 저수지는 유역면적 $2.9km^2$, 유효저수량 137만$m^3$, 수혜면적 163ha에 이르며, 유역면적 $72.2km^2$인 하류하천의 와룡천으로부터 $0.057m^3/s$씩 양수하여 저수량을 확보하고 있다. 일별 저수율 자료가 있는 1991년부터 2016년까지 분석한 결과는 다음과 같다. 양수는 1월 15일부터 5월 31일까지 실시하는 것으로 하고 결과를 정리하였다. 첫째, 일 저수위를 모의하여 검증한 결과 일평균하여 관측 저수위는 EL.84.58m, 모의 저수위는 EL.85.87m이었다. 이 때 강우량은 연평균 1,275.2mm, 유입량은 718.0mm, 유출률 56.3%, 수면증발량 11.5만$m^3$, 관개용수 공급량 117.5만$m^3$, 월류량 148.9만$m^3$이었다. 둘째, 양수로 인한 유입량의 변화는 양수 전에는 연평균 209만$m^3$(유출률 56.3%)에서 양수 후 276만$m^3$(74.7%)로 증가하였고, 양수량은 67.5만$m^3$(연유입량의 32.3%)이었다. 셋째, 하류 와룡천의 유량은 양수 전에는 연평균 연유출량 5,200만$m^3$(유출률 56.5%)에서 양수 후 5,120만$m^3$(55.6%)으로 나타났다. 넷째, 양수 전에는 일평균 저수량이 47만$m^3$에서 양수 후 76만㎥으로 증가하였고, 양수저류로 인해 이수안전도는 15.4%에서 92.3%로 개선되었다. 또한 양수로 인해 저수지 유입량은 연평균 32.3% 증가하였고, 하류하천의 유량은 1.55% 감소하였다. 이상의 분석 결과로 양수저류는 가뭄대응에 상당한 효과가 있다고 평가할 수 있다. 또한 다양한 여건을 고려한 저수지 운영 가이드라인의 합리적 설정으로 보다 적극적인 가뭄대응이 필요하다고 본다. 물관리 현황은 지구별, 저수지별로 다양하다. 향후 현장 상황에 적합한 물관리 방법을 적극 모색해야 하며, 자연과 인간의 평등한 물 이용 환경조성에, 여기 개발한 도구가 일정 부분 유용할 것이라 판단한다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• v.21 no.1
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• pp.153-171
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• 1996

저수준레이저를 이용하여 창상이나 병소의 치유과정에 대한 효과를 조사하기 위하여 많은 연구가 시행되었다. 연구에 의하면 갈륨비소 레이저광이 생체자극효과를 가진다고 하며, 저수준레이저를 조사하면 단백질과 핵산 (DNA) 합성을 자극하여 치은섬유아세포의 증식을 촉진한다고 보고하였다. 외상병소나 근육병소의 치료에 사용된 레이저치료법에 관한 관심이 점증함에 따라 저수준레이저요법 (LLLI)의 치유효과를 설명하기 위하여 분자생물학적 수준의 연구를 시행하기에 이르렀다. 보고에 의하면 Mutans Streptococcide 는 LLLI를 사용시 증식이 촉진되며, 다른 세균에서도 유사한 증식효과가 나타날 것이라고 주장하였다. 그러므로 LLLI가 피부감염을 야기하는 가장 흔한 원인인 Staphylococcus aureus 도 마찬가지로 증식이 촉진되는 지를 조사해볼 필요가 있으며, 또한 감염과 같이 특정 병적 상태에서의 저수준레이저광의 효과는 아직까지 명확하게 밝혀져 있지 않았다. 그러므로 본 연구의 목적은 첫째, Staphyloc occus aureus 의 증식에 대한 저수준레이저광의 효과를 조사하는 실험이며, 둘째 Staphylococcus aureus 로 가염된 피부창상에 대한 저수준레이저광의 효과를 판정하는데 있다. 34개의 Staphylococcus aureus 배양표본을 사용하여 48시간의 세포주기동안 조사기간과 조사시간, 그리고 레이저 펄스(laser pulse)형에 따라 3가지 실험을 시행하여 증식에 가장 효과적인 상태와 가장 비효과적인 상태의 갈륨비소 반도체 레이저펄스를 결정하였다. 이후 지름 약 6 mm의 개방창상을 44마리 백서의 양측 대퇴부에 형성하여 모든 창상에 S. aureus를 감염시켰다. 모든 표본은 펄스형과 조사방법 (중앙조사법과 주변조사법)에 따르는 실험을 하기 위하여 4가지로 분류하였다. 각 백서의 양측 창상중 하나는 1,3,5,7일 마다 각 실험의 방법에 따라 레이저를 조사하고 실험동물의 다른 창상은 대조군으로서 사용하였다. 모든 창상의 면적은 실험 1,3,5,7 일째에 일정한 거리에서 사진촬영하여 면적계를 이용, 측정한 후 통계적인 의의를 조사하였다. 본 연구의 결과는 저수준레이저는 특정 조건하에서 S. aureus의 증식을 촉진하였다. 그러나 S. aureus에 감염된 창상을 저수준레이저로 조사시 치유가 촉진되었다. 중앙 조사법고 주변조사법에 의한 창상치유효과는 통계적인 의의가 보이지 않았다. 따라서 결론적으로 S. aureus 에 감염된 창상에 직접 또는 간접적이든 pulse의 종류에 관계없이 조사하는 경우 치유효과가 나타나는 것은 정사주위 조직의 LLLI 자극효과가 염증의 확산을 억제한다고 말할수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.106-106
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• 2023

저수지 수문자료는 강우량, 유입량, 저수량, 방류량이다. 이 중에서 관측되고 있는 것은 저수량과 일부 수로방류량에 불과하다. 그럼에도 모의에 의해 유입량을 고정시키면, 물수지에 의해 방류량을 계산할 수 있다. 그러나 저수량 오차로 모의 유입량과 계산 방류량의 신뢰도는 반드시 확인돼야 한다. 신뢰도가 낮으면 모의 유출량과 계산 방류량을 조정하며 신뢰도를 높여야 한다. 신뢰도는 평가주기가 짧을수록 보장된다. 여기서는 유역면적 218.80km², 유효저수량 3,494만m³, 수혜면적 5,117ha인 탑정지에 대해 2020년 1월1일부터 12월31일까지 1시간 단위로 1달, 10일, 3일, 2일 간격의 주기로 저수지 운영자료를 생산하고, 그 신뢰도를 평가하여 평가주기가 짧을수록 오차가 감소되는 것을 관찰코자 했다. 1시간 간격의 유입량은 ONE 모형으로 모의했고, 저수지 물수지 모형을 구축하여 모의 유입량에 저수량 변화를 더해 방류량을 계산했다. 또한 저수지 물수지에 의해 저수위를 모의했으며, 관측 저수위와의 오차제곱근(RMSE)으로 신뢰도를 평가한 결과는 다음과 같다. 1달 간격으로 신뢰도를 평가한 경우 RMSE는 132.466m, 10일 간격은 46.922m, 3일 간격은 0.520m, 2일 간격은 0.349m로 나타났다. 위의 결과로부터 저수지 수문자료의 평가주기를 짧게 할수록 신뢰도는 개선된다고 말할 수 있다. 이상의 결과는 과거 자료에 대해 1년 동안 1시간 간격으로 유입량을 모의하고 방류량을 계산한 결과를 고정시키고, 평가주기를 달리하며 수위오차를 분석한 결과이다. 만약 평가주기별로 유입량과 방류량을 실제 상황에 적합하게 조정하면, 그 신뢰도는 훨씬 더 개선될 것이다. 현재 저수지 수위만을 관리하고 있는 현장의 상황에서 이 연구결과가 시사하는 바는 매우 크다. 첨언하면 AI 시대의 핵심은 자료다. AI의 먹이는 자료다. 다시 말해 자료 없는 AI는 시체와 같다. 자료는 기본이고 진실이다. 자료 없는 결과는 가짜다. 또한 위의 결과는 자료는 상시 관찰돼야 한다는 것을 말한다. 1년에 한 번 수문자료를 평가하는 제도로는 고품질의 자료를 생산할 수 없다. 무엇보다 자료는 상시 관찰하는 제도가 정착돼야 하며, 그 때 비로소 AI와 공존과 협력으로 물관리 기술의 혁신을 이룰 것이라 확신한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.396-396
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• 2020

기후변화는 여러 수자원 문제를 야기하며, 특히 가뭄으로 인해 농업용 저수지의 물관리는 점점 중요해지고 있다. 여러 둑높이기 농업용 저수지 중 나주호는 수혜면적에 비해 유역면적이 작아 저수율관리에 어려움을 겪고 있다. 실제로 2017년과 2018년 가뭄이 발생함에 따라 저수율이 20 %까지 저하되었으며, 수혜구역내 간이 양수장, 양수 저류 등 가뭄대책이 시행되었다. 그럼에도 불구하고 나주호의 저수율이 회복되지 않아 단수를 실시하는 등 물관리에 어려움을 겪었다. 이 연구에서는 저수지인 나주호를 대상으로 기상자료, 나주호의 저수율, 공급량 자료를 바탕으로 CAT 모형을 적용 가뭄년도의 유입량 변화를 추정하였다. 검보정의 경우 CAT 3.0 버전에 포함된 SCE-UA 최적화기법을 이용하였다. 그 결과, 2008년부터 2019년까지의 평균 연간 유입량은 6,549 만㎥으로 분석되었으며, 평균 연간 유출율은 48 %로 조사되었다. 하지만, 가뭄이 발생하였던 2017년도의 경우 평균 연간 유입량이 2,070 만㎥, 유출율은 27 %로 조사되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.2107-2111
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• 2009

인근의 저수지의 높이를 높여 도심구간의 하천 유량이 얼마나 증가되는지 확인하기 위해 지천 상류에 위치한 유역면적 65.8 $km^2$인 청양의 도심하천 위치에서 1966년부터 2007년까지 유량을 모의하고, 목표유량을 0.31 $m^3/s$로 설정하여 상류에 위치한 유역면적 17.5 $km^2$, 저수량 512만 $m^3$인 칠갑지의 숭상으로 방류량 증가에 따른 하천유량의 증가효과를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 칠갑지 없는 경우 청양 도심하천 유황은 연평균하여 풍수량 1.49 $m^3/s$, 평수량 0.44 $m^3/s$, 저수량 0.20 $m^3/s$, 갈수량 0.16 $m^3/s$로 분석되었으며, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.15 $m^3/s$ 적게 나타났다. 둘째, 칠갑지로부터 682 ha의 논에 관개용수를 공급하는 경우 용수공급량/유역면적은 453.9 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 39.1 %, 용수공급량/유입량 비율은 96.5 %, 용수공급량/저수량 비율은 163.7 %, 유입량/저수량 비율은 226.5 %였으며, 이수안전도는 일단위 52.4 %, 일단위 96.9 %였다. 셋째, 현재 규모의 칠갑지 운영을 고려한 청양 도심하천의 유황은 연평균하여 풍수량 1.40 $m^3/s$, 평수량 0.42 $m^3/s$, 저수량 0.19 $m^3/s$, 갈수량 0.16 $m^3/s$로 분석되어 갈수량은 칠갑지가 없는 경우와 같게 나타났다. 넷째, 칠갑지 규모를 5 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.40 $m^3/s$, 평수량 0.43 $m^3/s$, 저수량 0.24 $m^3/s$, 갈수량 0.20 $m^3/s$로 분석되어, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.11 $m^3/s$ 적게 나타났다. 다섯째, 칠갑지 규모를 10 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.42 $m^3/s$, 평수량 0.47 $m^3/s$, 저수량 0.27 $m^3/s$, 갈수량 0.23 $m^3/s$로 분석되어, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.08 $m^3/s$ 적게 나타났다. 여섯째, 칠갑지 규모를 15 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.43 $m^3/s$, 평수량 0.47 $m^3/s$, 저수량 0.27 $m^3/s$, 갈수량 0.23 $m^3/s$로 분석되어, 10 m 높인 경우와 같게 나타났다. 결과적으로 칠갑지 규모를 높여 하천유량의 증가효과는 한계가 있는 것으로 밝혀졌으며 최적규모 결정을 위해서는 추가 연구가 필요하며, 부족유량을 충족하기 위해서는 다른 방법이 추가로 필요한 것으로 나타났다.