• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.538-538
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• 2015

농업가뭄에 대한 연구는 주로 가뭄지표의 개선과 제안 등에 초점이 맞추어져 있으며 관개기의 강수량에 중점을 둔 사례가 대부분이다. 그러나 대부분의 논 관개용수는 저수지를 통하여 공급되기 때문에 관개가 시작되는 4월 초순의 저수량은 상당히 중요한 가뭄 대응 요소이다. 이에 따라 가뭄에 대비하기 위해서는 관개가 종료되는 10월부터 이듬해 3월까지 충분한 저수량이 확보될 필요가 있다. 그러나 기후변화에 의해 대부분의 강우가 관개기에 집중될 수 있으며 이에 따라 미래에는 비관개기 동안 충분한 저수량을 확보하는데 어려움이 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화에 따른 비관개기의 강수량을 확률기반으로 분석하고, 이를 관개기 필요저수량과 비교하여 저수지의 미래 가뭄 대응 능력을 분석하고자 하였다. 기후변화에 따른 비관개기의 강수량 변화를 분석하기 위하여 RCP(Representative Concentration Pathways) 시나리오를 적용하여 미래 비관개기 동안의 연도별 비관개기 누적강수량을 분석하였다. 과거와 미래시기를 30년 단위로 구분하여 1995s, 2025s, 2055s, 2085s의 비관개기 동안의 비초과확률 10%, 50%, 90%의 강수량을 분석하였다. RCP 4.5 시나리오를 기반으로 모의한 미래강우의 비초과확률 10% 누적강수량 산정 결과에 따르면 주요 곡창지대인 전라남북도는 1995s에는 10월부터 이듬해 3월까지의 누적강수량이 약 215mm 정도로 나타났으나 2025s에는 약 150mm로 줄어드는 것으로 나타났다. 즉, 비초과확률 10%의 강우가 내릴 경우 비관개기 동안에 충분한 저수량의 확보가 어렵게 되고 관개기의 심각한 가뭄을 초래할 수 있었다. 비관개기 누적강수량과 저수량변화의 관개를 모의한 개운저수지와 계룡저수지의 경우 그 관계식은 y=1.442x-198.81, y=5.8105x-752.92와 같이 나타났다. y는 비관개기의 저수량변화를 나타낸 것이고 x는 비관개기의 누적강우량을 나타낸 것이다. 식을 통해 향후 100년 중 비초과확률 10%의 강수를 가정한다면 개운저수지는 관개종료시점의 저수율이 최소 96.93% 이상이여야 다음해 관개시작시점의 저수위가 만수위가 될 수 있었고, 계룡 저수지는 최소 86.84%의 저수위를 만족해야 다음해 관개시작시점의 저수위가 만수위가 될 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.381-395
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• 2019

본 연구의 목적은 농업용 저수지 저수율 예측을 위해 개발된 회귀식에 미래 기후변화 시나리오 및 3개월 기반의 농업용 저수지 저수율 자료 및 기상자료를 이용하여 미래 저수율을 예측하는 것이다. 예측된 저수율을 3개월 자료기반의 저수지 가뭄지수로 지수화하여 가뭄 지속기간, 심도 및 규모를 산정하고 미래 가뭄을 평가하였다. 극한사상의 추정을 위해 6개의 RCP 8.5 기후변화 시나리오(HadGEM2-ES, CESM1-BGC, MPI-ESM-MR, INM-CM4, FGOALS-s2, and HadGEM3-RA)를 3개의 미래 평가기간(S1: 2011~2040, S2: 2041~2070, S3: 2071~2099)으로 구분하여 미래 저수율을 산정하였다. 산정 결과, 강수량 및 기온의 상승이 가장 큰 HadGEM2-ES 시나리오에서의 미래 저수율이 6개의 시나리오 중 S3 기간에 평년 저수율(1976~2005 기간, 77.3%)보다 가장 큰 폭으로 감소한 60.2%로 나타났다. 강수량 및 기온의 상승이 가장 적은 INM-CM4 시나리오의 저수율은 S3에서 72.8%로 가장 적게 감소했으며, CESM1-BGC, MPI-ESM-MR, FGOALS-s2, 및 HadGEM3-RA 시나리오에서 S3 구간 미래저수율은 각각 72.6%, 72.6%, 67.4%, 64.5%로 감소하였다. 미래 저수율을 이용해 RDI를 산정하고 절단수준 -0.25 이하의 심한 가뭄 경향성이 S3 기간으로 갈수록 빈번하게 나타나며 심도가 -2.0까지 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_4호
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• pp.1125-1134
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• 2023

우리나라의 17,000여개의 저수지 중 13,600개소의 소규모 농업용 저수지에는 수문 계측 시설이 설치되지 않아서, 저수율 예측과 합리적인 저수지 운영이 쉽지 않다. 본 연구는 인공지능 기술을 이용하여 농업용 저수지의 저수율을 예측하는 것을 목적으로 하며, 단변량 long short-term memory (LSTM)에서 저수율 그 자체를 사용하는 것뿐만 아니라, 다변량 LSTM에서 강수 등의 기상변수와 시기 등의 계절변수를 추가하여 예측에 활용하였다. 이동저수지의 2013년부터 2020년까지 8년간 데이터로 모델을 학습시키고, 모델의 예측 결과를 2021년의 일일 저수율 데이터로 검증하였다. 단변량 LSTM은 1일 후 저수율을 root-mean square error (RMSE) 1.04%, 3일 후 2.52% 이내, 5일 후 4.18%의 오차로 예측하였으며, 다변량 LSTM은 1일 후 저수율을 RMSE 0.98%, 3일 후 1.95%, 5일 후 2.76%의 오차로 예측하여 더 좋은 성능을 보였다. 1일 후 저수율을 예측하는 다변량 모델의 경우, 시계열 저수율 이외에도 date of year (DOY)와 1일 및 5일 누적 강수량이 중요한 변수인 것으로 나타났는데, 이를 통해 볼 때 당일 저수율에 영향을 미치는 강수의 시간적 범위는 5일 정도인 것으로 사료된다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제21권1호
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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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권7호
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• pp.607-614
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• 2016

가뭄의 피해를 줄이기 위해서는 시기적절한 용수관리와 지역주민의 절수 유도가 필요하며, 이를 위해서는 가뭄의 현황 및 전망에 대한 정보가 무엇보다 중요하다. 특히 생 공용수를 공급하는 다목적댐의 경우 저수량에 대한 향후 전망은 용수관리를 위한 가장 중요한 정보이다. 이에 본 연구에서는 핵밀도함수를 활용하여 유입량의 불확실성을 고려한 확률론적 저수량 예측 모형을 구축하고, 그 적용성과 활용성을 분석하였다. 확률론적 저수량 예측 모형은 현재의 저수량을 기준으로 시간의 변화에 따른 저수량을 확률적으로 예측할 수 있다. 이를 통해 현재의 가뭄상황에서 향후 저수량의 변화 양상을 파악하여 중장기적인 대응이 가능하고 특정시점의 목표 저수량을 달성하기 위한 용수 비축량을 산정할 수 있어 용수관리에 관한 의사결정을 위한 도구로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.517-521
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• 2007

최근 위성영상의 해상도가 증가함에 따라, 하천을 대상으로 한 연구 사례가 많이 보고되고 있다. 하지만 대부분이 환경 생태학적 분야에서 이루어진 연구 결과들이고, 수자원 관리 분야에서의 위성영상 활용 사례는 아직 그 예를 찾아보기가 어렵다. 갑천은 1988년 이후 급속도로 도시화가 진행되어 현재는 잘 정비되어 있는 전형적인 도시하천의 모습을 갖추고 있다. 그러나 아직까지 하천 내에는 많은 양의 초지나 사주가 분포하고 있으며, 이러한 초지나 사주의 존재는 자연형 하천으로서의 역할을 담당하지만 이수 및 치수차원에서는 많은 양의 저수량 손실을 야기하는 문제도 함께 공존해 있다. 본 연구에서는 도시하천을 효율적으로 관리하기 위한 방안으로서 영상을 이용한 수자원 관리 기법을 제안하였다. 다시 말해 본 연구에서 수행한 "도시하천에서의 저수량 평가"는 보와 보사이의 흐름에 의한 유량변화가 전체 저수량에 크게 영향을 미치지 않는다는 가정 하에 다음의 세 단계로 이루어진다. 첫째, 현하천을 사주구역, 초지구역 및 그 외 구역으로 구분한다. 둘째, 현장조사를 실시하여 사주나 초지가 수면과 이루는 경사각을 조사하고, 적절한 통계적 기법을 이용하여 대상 하천의 대표 경사 값을 구한다. 또한 현장조사 시 사주나 초지로부터 충분히 떨어진 지점들의 수심을 측량하여 그 외 지역의 평균 수심을 구한다. 셋째, 영상을 해석할 수 있는 도구를 이용하여 구분된 각 구역의 면적을 계산한 후, 두 번째 단계에서 구한 경사각과 수심을 이용하여 저수량을 산정한다. 본 연구에서는 도시하천을 효율적으로 관리하기 위한 방안으로서 영상을 이용한 수자원 관리 기법을 제안하였다. 특히 도시하천에서의 저수량 산정을 위한 기초연구로서 사주 및 초지가 수면과 이루는 방위별 경사각을 조사하였으며, 그 결과를 분석하여 사주와 초지 각각의 경우에 대한 거리와 수심 간의 회귀곡선식을 구하였다. 하지만 세 번째 단계인 "저수량 산정"은 영상의 확보가 어려워, 본 연구에서는 수행되지 못하였다. 향후, 대상지역 뿐만 아니라 전국 어느 곳이라도, 하루빨리 고해상도의 위성영상이 저가에 보급되어 지기를 기대한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.9-16
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• 2009

수자원 관리 서비스를 위한 인프라스트럭처가 구축되면서, 환경 친화적인 저수조 관리의 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 수질 향상을 하고 저수조를 온라인 관리하기 위하여 예측을 이용한 환경 친화적인 저수조 관리를 제안하였다. 제안된 방법에서는 저수조의 상황과 환경을 정의하였고 협력적 필터링을 이용하여 펌프동작, 태양전지, 약품, 저수위, 전화회선, 모뎀에 따른 적합한 서비스를 예측하였다. 예측을 이용한 환경 친화적인 저수조 관리 시스템의 성능 평가를 하기 위해 대응표본 T-검정을 실시하여 유용성을 검증하였다. 평가 결과, 서비스에 대한 만족도의 차이가 통계적으로 의미가 있음을 증명하였고 높은 만족도를 보임을 확인하였다. 따라서 상황 정보 및 환경정보를 제공하여 효율적인 예측에 대한 만족도와서비스의 질을 향상시켰다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2019

하천은 과거부터 현재까지 인간의 삶에 있어서 중요한 공간이며 환경적, 생태적으로도 중요한 가치를 지니고 있다. 특히, 하천은 물과 흙으로 이루어져 있기 때문에 수생물이 살아갈 수 있는 독특한 생태 서식처 공간을 제공한다. 국내에서는 1980년대 말부터 하천환경의 개선 및 복원에 대해 관심과 인식을 높이고 공감대를 형성하여 훼손된 하천을 원래 모습으로 되돌리는 사업을 수행하였다. 이러한 하천복원사업이 하천에 서식하는 수생물의 어떠한 영향을 주는지 분석하기 위해 최근에는 다양한 물리서식처 분석이 수행되고 이를 통해 각종 복원계획을 수립하고 있다. 하천복원사업을 통한 생태유량 재산정, 보 철거의 영향, 다양한 복원기법을 통한 수생물에 미치는 영향 파악 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 기존 연구들은 하천복원사업으로 인한 수리특성과 수생 서식처의 변화를 살펴보는 간접적인 영향에 대한 내용이었다. 그러나 직접적으로 영향을 미치는 하도의 단면을 재설계하고 다양한 복원기법을 적용하여 그 영향을 파악하는 연구도 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 수리학적으로 유리한 저수로 물길 조성 및 다양한 저수로 조성기법의 적용을 통해 우점종의 서식처에 미치는 영향에 대해 원주천을 대상으로 물리서식처 분석을 수행하였다. 대상구간은 원주천 중 상류에 위치한 900 m 구간으로, 대상 어종은 원주천의 중 상류에 서식하는 우점종인 참갈겨니를 목표로 하였다. 수리분석과 서식처분석은 각각 River2D 모형과 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 서식처 적합도 모형에 사용된 서식처 적합도 곡선은 Gosse (1982)의 방법을 이용하여 구축하였으며, 수심, 유속, 기층을 모두 고려하여 물리 서식처 분석을 수행하였다. 저수로 물길 복원 조성을 위하여 수리학적으로 유리한 저수로 단면으로의 복원 및 거석, 여울/소 구조, 단면의 확폭을 통해 기존 자연형 하천과는 다른 복원을 조성하였다. 수리학적으로 유리한 저수로 물길 복원을 조성한 결과를 이용하여 물리서식처 분석을 수행하였을 때, 기존 자연하천인 현상태 대비 약 37% 가중가용면적이 악화되는 것으로 나타났다. 그러나 수리학적으로 유리한 저수로 단면의 설계 조건에서 거석, 여울/소 구조 및 단면의 확폭의 복원을 수행하였을 때 서식처가 최소 약 3%에서 최대 21%까지 가중가용면적이 향상되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권1호
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• pp.58-68
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• 2019

본 연구는 저수로 물길 복원 조성을 통한 복원이 어류 서식처에 미치는 영향을 파악하기 위하여 원주천을 대상으로 물리서식처 분석을 수행하였다. 대상 어종은 원주천 중 상류에 서식하는 우점종인 참갈겨니를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 2차원 모형인 River2D 모형을 사용하였으며, 서식처 분석은 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처의 양과 질을 산정하는 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 먼저 저수로 복원을 위하여 대상 구간의 강턱유량을 통하여 저수로 물길을 확인하고, 이를 통해 수리학적으로 유리한 저수로 단면을 설계하였다. 또한, 저수로 구간에 거석, 여울/소 구조, 그리고 단면 확폭을 통하여 다양한 복원기법을 적용하였다. 그 결과 수리학적으로 유리한 저수로 물길 복원 조성의 경우 현상태의 하폭보다 감소하였기 때문에 서식처가 악화되는 것으로 나타났다. 그러나 다양한 복원 기법을 적용하였을 때 서식처는 약 11% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.267-267
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• 2022

댐 운영에 있어서 필요한 수문자료는 강수량, 수위, 유량, 저수량 자료 등이 있다. 이중 저수량은 주로 댐수위-저수용량 곡선식을 이용하여 계산한다. 댐수위-저수용량 곡선식은 댐 부근에서 계측 되는 한 개의 수위자료를 이용하여 저수용량을 산정하며, 이는 큰 저수지 면적과 저수지 수면이 일정하지 않다는 것을 고려할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 음향 도플러 유속계 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 이용하여 보성강댐 저수지 수면경사를 실측하고, 동시에 실시간 이동측위시스템인 RTK-GPS(Real Time Kinematic)를 이용하여 이를 검증하였다. ADCP는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 수중에 발사된 음파의 도플러 효과를 이용하여 유속, 유량 및 측량이 가능한 장비이며, RTK-GPS의 경우 정밀한 위치정보를 가지고 있는 기준국의 위상에 대한 보정치를 실시간으로 이용하여 오차가 ±0.03m 이하인 것으로 알려졌다. 보성강댐의 하류에서 ADCP와 RTK-GPS를 장착한 보트를 저수지 종방향으로 처음부터 끝까지 이동하여 약 7.5km 종단측량을 실시하였고 저수지 지형적 특성을 고려하여 약 700m마다 횡단측량을 실시하여 종방향뿐만 아니라 횡방향 수면차도 조사하였다. 그 결과 보성강댐의 상류로 갈수록 수면경사가 전체적으로 상승하는 경향을 보였지만 일부구간에서 수위가 하강하는 경우도 발생하였다. 이는 미약하지만 저수지 내에 흐름이 발생하고 이 흐름에 따른 통제가 변화되는 것과 중간에 유입되는 지류의 영향 등으로 구간별로 수면경사 차이가 발생하는 것으로 추정된다. 횡방향 수면차는 지류가 유입되는 일부구간에서 다소 차이를 보였지만 큰 영향을 없는 것으로 판단된다. 보성강댐 저수지 수면을 종방향 및 횡방향으로 실측한 결과 구간별로 차이를 보였으며 최대 EL. 126.60m, 최소 EL. 126.33m 나타났다. 댐 상류 부근의 수면높이 EL. 126.50m와 비교하면 +0.10m, -0.17m 차이를 보였으며 이는 저수량 산정에 큰 오차를 발생시킨다. 효과적인 댐 운영을 위해서는 유입량 및 유출량을 정확하게 산정하는 것도 필요하지만 저수량을 정확하게 파악하는 것 역시 필요하다. 저수량을 정확하게 산정하려면 수킬로미터가 넘는 저수지 크기를 고려하여 수면경사를 실시간으로 계측하는 등의 노력이 필요한 것으로 판단된다.