• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.118-118
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• 2023

물순환 과정의 구성요소 중 하나인 증발산(증발과 증산)은 각종 수자원시설물의 운영관리, 수자원계획 수립, 농업용 시설의 개발 및 운영관리 등에 필요한 매우 중요한 요소이다. 한편, 기후변화 등으로 '14~'19년 장기간 가뭄, '17년 가뭄상황에서도 태풍 '차바'에 의한 국지적 홍수, '20년 역대 최장기간 장마에 의한 대규모 홍수, '22년 태풍 '힌남노' 이후 남부지역 극심한 가뭄 등 가뭄과 홍수가 반복되어 물관리 여건이 매우 어려운 상황이다. 이러한 홍수/가뭄에 효과적으로 대응하기 위해 강우-유출 모형을 사용한다. 신뢰적인 예측결과를 얻기 위해서는 상세하고 정밀한 증발산량 추정이 필요하다. Penman-Monteith(PM) 기법으로 기준 증발산량을 산정하기 위해서는 최고·최저기온, 이슬점온도, 풍속, 일조시간 등의 기상자료가 필요하다. 이러한 자료는 전국 95개 ASOS 지점에만 얻을 수 있다. 계산된 95개 지점의 기준 증발산량은 티센망 등 방법으로 공간평균하여 활용한다. 95개 지점 자료만으로는 지역적 기상 특성을 반영하여 기준 증발산량을 산정하는데 한계가 있으며, 결국 강우-유출분석의 신뢰도 저하로 귀결된다. 본 연구는 기상청 ASOS 지점 외 AWS 590개 지점을 추가하여 기준 증발산량을 산정하여 공간적으로 상세화하였다. ASOS 지점들에 대해 PM 기법과 Hargreaves(HS) 기법으로 22년간의 일단위 기준 증발산량을 각각 계산하였다. 이들의 상관계수는 평균 0.85로 매우 높아, HS 기법으로 산정된 AWS 지점 결과의 추가사용이 적정하였다. 기온만을 사용하는 HS 기법, PM과 HS의 상관성 및 풍속을 반영한 2가지 보정 HS 기법으로 기준 증발산량을 계산하여 비교·분석하였다. 보정된 HS의 결과가 기존 HS 기법에 비해 오차가 적고, 자료의 편향성이 줄어드는 등 더 좋은 결과를 나타내었다. 따라서, 각종 수문분석에 보정 HS 기법을 AWS 지점에 확대·적용하고, ASOS 관측소의 PM 기법과 병행해 상세화하여 활용하면 수문분석의 신뢰성을 더욱 높일 수 있을 것이다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.28 no.5
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• pp.521-529
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• 2012

The evapotranspiration (ET) is one of the most important factor in the hydrological cycle. In this study, remote sensing based ET algorithm using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) was considered. Then, Priestley-Taylor algorithm was used for estimation of potential evapotranspiration in South Korea, and its spatial distribution was analyzed. Overall applicability between estimated potential evapotranspiration and weather station pan evaporation in Nakdong river basin was represented. The results using small pan showed that correlation coefficient in Pohang and Moonkyung Station was 0.70 and 0.55, respectively. However, the results using large pan showed correlation coefficient in Pohang and Moonkyung Station was 0.62 and 0.52, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.119-119
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• 2023

본 연구에서는 Terra MODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상과 토양수분 부족지수(Soil Water Deficit Index, SWDI)를 이용하여 2012년부터 2022년까지 한반도 전국의 1km 공간 증발산량을 산정하였다. 공간 증발산량을 산정하기 위한 과정은 크게 두 가지로 구분된다. 첫 번째로 MODIS의 LST(Land Surface Temperature), NDVI(Normalized Difference Vegetation Index), 선행강우 및 무강우 누적일수를 이용해 1 km 공간 토양수분을 산정하였다. 농촌진흥청 토양수분관측망 자료 중 토지피복, 토양 속성을 고려하여 선정된 70개소 토양수분 실측데이터와 비교한 결과 지점별 평균 R² 0.63~0.90으로 유의미한 상관성을 나타내었다. 산정된 공간 토양수분은 생장저해수분점과 초기위조점의 관계를 이용한 SWDI로 변환하였다. 두 번째로 순 복사량, 기온 및 NDVI의 적은 수문인자를 통해 증발산량 산정이 가능한 MS-PT(Modified Satellite-based Priestley-Taylor) 모형을 기반으로 계절별 식생과 토양수분 상태를 고려하여 1 km 공간 증발산량을 산정하였다. MS-PT 모형에서 가정한 대기 증발 변수 Diurnal temperature (DT)와 지표 수분의 상관성 문제를 해결하기 위해 DT를 SWDI로 적용하였다. 모형 결과의 검증을 위해 국내 플럭스 타워 (설마천, 청미천, 덕유산) 증발산량 관측자료와의 결정계수(Coefficient of determination, R²), RMSE(Root Mean Square Error) 및 IOA(Index of Agreement)를 산정하였다. 본 연구의 결과로 생산되는 국내 증발산량의 시, 공간적 변동성은 증발산량을 통한 수문학적 가뭄지수 및 급성 가뭄을 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.322-322
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• 2020

토양수분량과 증발산량은 물의 순환과정에서 중요한 비중을 차지하고 있지만, 현재 우리나라에서는 토양수분량과 증발산량 관측소가 많이 설치되어 있지 않아 자료를 활용하는데 있어 어려움이 있으며, 유출특성 분석시에도 토양수분량과 증발산량 자료를 분석에 활용하지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 청미천 유역에 위치한 여주시(원부교) 수위관측소와 청미천 토양수분-증발산 관측소 자료를 활용하여 최근 3개년 유출특성에 대하여 분석하였다. 여주시(원부교) 수위관측소는 청미천 유역의 대표 지점으로 2010년 이후 매년 수위-유량관계곡선식이 개발 되었고 청미천에 위치한 토양수분-증발산 관측소는 2007년 관측이 개시되어 현재까지 자료가 확보되어 있다. 유출특성 분석시에는 상류에 위치한 장호원환경사업소의 방류량 자료를 확보하여 유출률을 산정하였다. 또한, 강수량 자료는 자료의 정확성을 높이기 위해 면적평균강수량 자료를 산정하여 분석 활용하였다. 2017년은 강수량 1,183.3mm에 유출고는 495.4mm이며 손실고는 692.9mm로 산정되었고, 2018년은 강수량 1,433.8mm에 유출고는 647.5mm이며 손실고는 786.3mm로 산정되었다. 2019년은 강수량 962.3mm에 유출고는 265.2mm에 손실고는 697.1mm로 산정되었고 토양수분량과 증발산량에서 연평균 관측값으로는 토양수분량 2017년 23.0%, 2018년 24.5%, 2019년 23.8%이며 증발산량은 2017년 591.5mm, 2018년 415.8mm, 2019년 500.6mm로 관측되었다. 결과적으로 본 연구에서는 해당지점에 대한 장기간 모니터링과 흐름 특성의 변화를 분석하고 토양수분량 및 증발산량을 활용하여 수위-유량관계곡선의 적절성 검토를 하였으며, 이에 따른 유출특성을 검토하여 수위-유량관계곡선식과 유출특성 자료는 정확도가 매우 높은 것으로 분석되었다.

• Water for future
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• v.29 no.2
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• pp.235-247
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• 1996

Meteorological and soil water content data measured from semiarid watersheds of Lucky Hills and Kendall during the summer rainy and winter periods were used to study the interrelationships between the controlling variables of the evapotranspiration, and to evaluate the effects of variables on daily actual evapotranspiration (ET) estimation. Simple and multiple linear regression (MLR) analyses were employed to evaluate the order of importance of the meteorological and soil water factors involved. The information gained was used for MLR model development. Theavailable energy and vapor pressure deficit were found to be the important variables to estimate actual ET (AET) for both periods and at both watersheds. Therefore, the important variables of evapotranspiration process in these semiarid watersheds appear to be simply the components of energy term in available energy and aerodynamic term in vapor pressure deficit of Penman potential evapotranspiration (PET) equation.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.13 no.2
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• pp.52-56
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• 1988

An ion-exchange method for the detection of radioactivity in water using ion-exchange resin in concentrating radioactive nuclides was compared with an evaporation method. The loss of the radioactive materials in the sample treated by the ion-exchange method was less by about 20% than that by the evaporation method. In addition, the evaporation method needed about 20 hours for evaporating one liter of the sample at $70^{\circ}C$, while the ion-exchange method spent 6 hours to adsorb and adsorb the same amount of the sample on the resin. Consequently, the ion-exchange method is more effective than the evaporation method for the treatment of the radioactively contaminated water and is especially suitable for detecting the low-level radioactivity in water.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.15 no.4
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• pp.282-290
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• 2013

Biophysical and biochemical processes through which crops interact with the atmosphere have been simulated using land surface models and crop growth models. The Noah Multi Physics (MP) model and the CERES-Rice model, which are a land surface model, and a crop growth model, respectively, were used to simulate and compare rice growth and evapotranspiration (ET) in the areas near Haenam flux tower in Korea. Simulations using these models were performed from 2003 to 2012 during which flux measurements were obtained at the Haenam site. The Noah MP model failed to simulate the pattern of temporal change in leaf area index (LAI) after heading. The simulated aboveground biomass with the Noah MP model was underestimated by about 10% of the actual biomass. The ET simulated with the Noah MP model was as low as 21% of those with the CERES-Rice model. In comparison with actual ET measured at Haenam flux site, the root mean square error (RMSE) of the Noah MP model was 1.8 times larger than that of the CERES-Rice model. The Noah MP model seems to show less reliable simulation of crop growth and ET due to simplified phenology processes and assimilates partitioning compared with the CERES-Rice model. When ET was adjusted by the ratio between leaf biomass simulated using CERES-Rice model and Noah MP model, however, the RMSE of ET was reduced by 30%. This suggests that an improvement of the Noah MP model in representing rice growth in paddy fields would allow more reliable simulation of matter and energy fluxes.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.1 s.174
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• pp.73-88
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• 2007

The goal of this research is to develop and apply the generalized regression neural networks model(GRNNM) embedding genetic algorithm(GA) for the estimation and calculation of the pan evaporation(PE), which is missed or ungaged and of the alfalfa reference evapotranspiration ($ET_r$), which is not measured in South Korea. Since the observed data of the alfalfa 37. using Iysimeter have not been measured for a long time in South Korea, the Penman-Monteith(PM) method is used to estimate the observed alfalfa $ET_r$. In this research, we develop the COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model for the calculation of the optimal PE and the alfalfa $ET_r$. The suggested COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model is evaluated through training, testing, and reproduction processes. The COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model can evaluate the suggested climatic variables and also construct the reliable data for the PE and the alfalfa $ET_r$. We think that the constructive data could be used as the reference data for irrigation and drainage networks system in South Korea.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.7
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• pp.571-583
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• 2007

The effects of climatic changes owing to urbanization, geographical and topographical conditions on Penman-Monteith reference evapotranspiration, and energy and aerodynamic terms of Penman-Monteith reference evapotranspiration have been studied. In this study, 56 climatological stations including the Seoul metropolis in South Korea have been selected, and the area of study site was set at $314\;km^2$. The climatological station is centrally located In the study area with a 10 km radius. The geographical and topographical characteristics of these sites were examined using GIS analysis. Land use status of the study area was also examined to estimate the extent of urbanization. The study results indicated that the variation of reference evapotranspiration rate is closely related to urbanization in most climatological stations. The level of change in reference evapotranspiration was higher in areas with higher urbanization rates. The change in reference evapotranspiration appears to be caused by temperature rises following heat island phenomena due to urbanization, and by the decrease in humidity, wind speed and sunshine duration due to the Increase in residential areas in urban districts. Especially, the humidity decrease causes a significant decrease in evapotranspiration rate. The study results showed that climatic change due to urbanization and proximity to the coast had the greatest effect on reference evapotranspiration.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.2
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• pp.165-175
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• 2016

In order to examine the applicability, the evaporation estimation approaches based on solar radiation are classified into 3 different model groups (Model groups A, B, and C) in this study. Each group is tested in the 6 study stations (Seoul, Daejeon, Jeonju, Busan, Mokpo, and Jeju). The model parameters of each model group are estimated and verified with measured pan evaporation data. The applicability of verified model groups are compared with results of Penman (1948) combination approach. Nash-Sutcliffe (N-S) efficiency coefficients greater than 0.663 in all study stations indicate satisfactory estimates of evaporation. On the other hand, in the model verification process, N-S efficiency coefficients greater than 0.526 in all study stations indicate also satisfactory estimates of evaporation. However, N-S efficiency coefficients in all study cases except Model groups B and C in Busan are less than those of Penman (1948) combination approach. Therefore, it is concluded in this study that the evaporation estimation approaches based on solar radiation have capability to replace Penman (1948) combination approach for the estimation of evaporation in case that some meteorological data (wind speed, relative humidity) are missing or not measured.