• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1986.07a
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• pp.179-180
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• 1986

우리나라 도시권 하천의 특성은 크게 두가지 경우로 나눌 수 있다. 첫째는 대하천의 분류를 끼고 그 중·하류에 위치하여 상류에 수자원의 정량적·정성적 조절 역활을 하는 다목적 댐을 가진 경우와, 큰 하천의 지류이거나 자체 유역내에 수자원의 정량적·정성적 조절 능력을 가진 시설을 갖지 못한 경우라고 볼 수 있다. 수도권 지역의 한강 분류와 부산권의 낙동강 하류, 대청댐 하류-금강 하구언 지역 등은 모두 다 상류에 수자원의 정량적·정성적인 조절 능력을 가진 다목적 댐을 가진 도시권을 가지고 있다. 한편 대구권은 낙동강 제1 지류 금호강 하류에 위치하고 있으며 청주권은 금강의 지류인 무심천 하류에 대전권은 대전천 하류 및 갑천 유역에 위치하고 있으나 상류에 수자원 조절용 댐이나 도시하천의 수질관리를 위한 적정 시설물이 없는 형편이다. 이러한 도시하천의 수자원의 정량적인 문제점은 해당 도시로부터 많은 각종 용수 수요가 급증하고 있는 반면, 공급할 수 있는 능력의 한계성이 크다는 것이다. 직상류에 팔당댐이 운용되고 있는 한강의 경우, 팔당댐은 한전에 의하여 발전전용댐으로 건설되어 저수 및 갈수기엔 하류의 각종 요수 수요를 충족시키기 위한 하천 유지 용수의 공급을 현재로서는 제도상 보장받지 못하고 있으며, 금강 하류의 인접지역(전주, 이리, 군산 등)에 광역 금강 상수도 망으로서 용수 공급을 하고 있으나 대청댐으로서는 하류지역의 요구에 맞추어 댐 운영을 할 수 있는 여건에 있지 못한 실정이다. 대구권이 있는 금호강은 상류에 영천댐이 운영되고 있으나 이는 유역 변경하여 포항 지역에 용수 공급을 하고 있으나 막상 금호강 자체유역에는 안정된 하천 유지용수를 공급할 수 있다. 청주권의 무심천도 계획상은 대청댐의 물을 공급 받을수도 있도록 되어 있으나 현실상으로 상수도 원수로서의 공급마저도 매년 심한 원수 수질 문제(5-6월, 10월경의 취수장 부근의 부영양화 현상으로 인한 악취와 물 맛의 문제)를 1984년부터 겪고 있다. 이와 같이 도시권 하천의 수자원은 자연적, 인위적, 경제적, 법적, 제도적 여러 제한 요소로서 특성을 가지고 있으며 이는 날로 심해 가고 있는 실정이다. 그러므로 최적 물관리 시스템의 개발이 새로이 시작하는 수자원 개발 사업에서는 계획 단계에서부터 절실히 요구되는 바이며 기존 시설물의 관리 운영은 과감히 그 운영 관리 기준을 보완 재 정비하여야 할 것이다. 지금까지 대부분의 수자원 종합 개발 계획이 홍수방이나 용수 공급 및 수력 개발 등에 주력하여 왔으나 이제는 보다 더 수자원의 환경 보전적 차원과 도시의 안정적 발달을 위한 지역 및 권역 계획과 연계지워져서 양적인 안정 공급과 더불어 질적인 향상과 연계지워서 경제-사회적 요구에 부응할 수 있도록 도시권의 수자원을 최적 관리할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다. 이는 각 도시 하천의 수자원의 정량적·정성적인 특성 및 제한 요소를 충분히 감안하여 수요-공급 개념에 의하여 과감히 기존 시설(예: 팔당댐의 운영, 대청댐의 운영 등)의 관리 운영 체계를 개선하여 나가야 할 것이며, 수질 보전적-환경 보전 차원에서 저수관리 체계를 확고히 할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.398-398
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• 2023

하천시설의 관리규정(하천법 제 14조)에서는 댐, 보 등의 하천시설물은 하천시설의 관리규정을 정하고 있으며 홍수 재해 방지와 수자원의 효율적인 운영을 위하여 필요시 둘 이상의 하천시설 간 유기적인 연계운영에 관한 관리규정을 정할 수 있다고 명시하고 있다. 또한, 댐과 보등의 연계운영규정(환경부 훈령 제1348호)에서는 댐, 보, 둑높임농업용저수지 등 하천시설에 준하여 시설의 연계운영을 실시할 수 있으며, 갈수 및 홍수로 인한 재해 방지 및 수자원의 효율적인 운영을 위한 방안 마련이 시도되고 있다. 이에, 환경부와 한국수력원자력(주)에서는 한강수계 발전용댐 다목적 활용에 관한 협약을 체결하여 발전용댐의 운영계획 및 발전용댐과 다목적댐간 연계 운영계획을 수립하고 있다. 이에, 발전용댐과 다목적댐간 연계 운영을 통해 최적의 용수공급능력을 파악하고자 한다. 본 연구에서는 팔당댐 상류유역에 위치한 댐의 용수공급능력을 분석하기 위해 댐 모의운영과 물수지 모형을 구축하였다. 해당 분석체계를 활용하여 화천댐, 소양강댐, 충주댐을 연계한 운영체계를 구축하여 용수공급능력을 평가하였다. 본 연구결과를 활용하여 용수공급능력 증대를 위한 연계운영 최적화 방안을 마련하고, 가뭄 등 비상상황 발생 시 용수공급조정 및 댐간 연계운영 수립 계획에 반영될 수 있을 것으로 판단된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.41 no.1
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• pp.29-37
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• 2021

It is important to introduce a local adaptive water supply system for upper mountainous regions, which provide a margin of water supply. This can be done through the process of securing a water source, planning for optimal use, and combining it with a water source that can be linked. In particular, in a mountainous region located at the uppermost part of the watershed, an approach should be found to utilize the groundwater discharge supplied through valley water and lateral discharge. This study sought to improve the water supply system using sand dams in drought-prone areas in Chuncheon, in Gangwon Province. Our approach involved virtually installing a sand storage tank under the existing water source to perform modeling in consideration of the current water intake and calculating the amount of water that can be taken from the sand dam. When the sand dam was applied at a size four times larger than the existing water source, it was found that the groundwater drainage increased significantly with changes in water surface slope and hydraulic conductivity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.380-380
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• 2022

빗물이용시설은 2014년 「물재이용법」 개정에 따라 시설 확충에 맞춘 획일적인 운영으로 시설수는 증가하고 있으나 대상 시설의 이용량 증가에 대한 부분은 한계를 나타내고 있다. 따라서 설치 의무대상시설에 대한 적정한 시설의 이용현황을 조사 및 분석을 통해 이용시설의 효율적인 운영 및 관리 방안 마련이 필요한 실정이다. 빗물이용시설의 효율적 관리방안 설정을 위해서는 의무 대상시설별 설치 및 운영관리 실태조사, 빗물이용시설관련 기준 검토 및 분석, 빗물이용시설 개선방안 마련의 단계로 방안을 수립하여야 한다. 본 연구에서는 빗물이용시설 기준 검토 및 분석에서 지역별, 수요처별, 용도별 일정 빗물이용 활용률을 확보할 수 있는 빗물이용시설의 평가를 위해 수문학적 물수지 분석을 통한 물수요-공급시계열 분석을 수행하였다. 물수지 분석 툴이 없기 때문에 본 연구를 통해 빗물이용시설 물수지 분석 excel 도구를 개발하였으며, 이를 통해 빗물이용시설 공급충족률(필요수량 대비 빗물이용량), 빗물보장률(전체일수 대비 빗물이용일수), 빗물이용시설 이용률(빗물이용시설용량 대비 빗물이용가능량)에 대해 분석을 수행하였다. 개발한 물수지 분석 excel 도구를 이용하여 현재 설치되고 운영하고 있는 의무대상시설의 운영현황과 도구에서 계산된 활용성 평가 결과의 비교를 통해 현재 운영 현황을 개선할 수 있으며, 다양한 시나리오 적용에 따른 운영 결과를 시설 설치 이전에 확인하여 최적 운영방안 도출에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.557-561
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• 2016

인도네시아는 수자원을 관리하는 기관이 총 9개 부처이지만 지역 단위로 가면 각각의 에이전시가 존재하는 등 복잡한 이해관계가 얽혀 있어 효율적인 수자원 관리 및 운영 기술에 많은 어려움이 있다. 이에 인도네시아 국립 수자원연구소(PusAir, Puslitbang Sumber Daya Air)와 공동으로 Cisangkuy 유역 내 다양한 시설물의 연계운영 효과를 분석하여, 한정된 수자원을 다양한 수요처에 원활히 공급함으로써, 지역민과 관리기관간의 이해관계를 해소하고 최적의 수자원 활용방안들에 대한 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 Cisangkuy 유역 내 Cisangkuy 강 상류부의 기존 수력 댐 운영과 상수량 증대를 위해 계획 중인 신규댐에서의 추가용수 공급을 고려한 연계운영 효과분석을 수행하여 수자원의 효율적인 활용을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. Cisangkuy 유역에 대하여 현재 용수체계에 대한 모형의 적정성 검토를 수행하였으며, 기존 수력댐 저수지 시스템 운영효율에 대하여 물수지분석을 검토한 결과, 현 운영체계보다 최적 운영시 수력발전소 발전용량이 증가되는 것으로 검토되었다. 이와 같은 모형 구축자료는 현재 Cisangkuy 유역에 대하여 체계적인 운영방안이 없는 상태에서 대상유역 내 다양한 시설물 연계운영효과 도출을 위한 자료가 될 수 있으며, 국내 연구진들이 향후 인도네시아 수자원활용 계획 수립 시 기초자료 활용측면에서 유용할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1510-1514
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• 2008

많은 지역이 수자원 관리와 계획에 있어 많은 문제점을 가지고 있으며 우리나라의 경우 장래에 물 부족이 전망되고, 하천 수질과 생태환경의 개선은 국민이 바라는 만큼 기대 수준에 미치고 있지 못하고 있어 우리 삶의 질을 저해하고 있다. 따라서 수자원 계획이나 개발에 있어서 기존의 공급 차원만을 고려하기보다는 수질과 생태환경, 수요적 측면을 함께 고려하는 통합적인 접근 방법들이 시도되고 있다. 점점 증가하는 물수요 때문에 장래에 물 부족이 발생할 것으로 예상되며 이를 해소시킬 수 있는 대안들이 제시되어야 할 것으로 판단된다. 하지만 미래에 발생할 수 있는 다양한 상황들을 예측하고 분석하기는 쉽지 않으며, 물 부족을 해소시킬 수 있는 다양한 대안 중에 최적대안을 찾는 것 또한 쉬운 일이 아니다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-US Center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가계획모형인 K-WEAPq(Korea-Water Evaluation And Planning System Linked QUAL2K) 모형을 이용하여 미래에 발생할 수 있는 다양한 물 수급 전망을 분석하였으며, 물 부족을 해소시킬 수 있는 여러 대안에 따른 물 수급 변화를 분석하였다. 또한 수자원 계획 및 개발 분야에서 여러 상반된 기준들에 대해 최적의 대안들을 찾고 이를 결정하기 위해 다기준의사결정 분석(MCDA: Multicriteria Decision Analysis)을 이용하였다. 낙동강 권역에 대해 2011년 물 수급 전망을 분석한 후 물 부족이 예상되는 지역에 대한 물 부족 해소 정책으로 7가지 대안을 제시하였으며, 사회 경제 환경적 기준에 대해 각각의 대안을 분석하여 최적의 대안을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.11-11
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• 2023

2020년 기준 우리나라 전체 지하수 시설은 총 1,659천개소, 이용량은 2,916백만m³/년, 년간 지하수 개발가능량은 130억m³대비 22.3%이다(환경부 등, 2021). 단위면적당 지하수 시설수와 이용량은 16.8개소/km², 29,168m³/년/km²(81.1m3/일/km²)이다. 이러한 자료는 가뭄 대응시 신규 관정 개발도 필요하지만, 기존에 개발된 관정들을 최대한 효율적으로 활용하는 방안을 우선적으로 고려해야 한다는 것을 시사한다. 관정들을 상호 연계하게 되면 여러 개의 관정에서 나오는 물을 합하여 총량을 늘릴 수 있기 때문에, 가뭄 등 비상시에 일시적으로 다량의 물을 공급할 수 있다. 또한, 평상시에도 적절한 양수량 조절을 통해 지하수 자원의 손실을 막고 수위 저하에 의한 문제를 최소화할 수 있다. 관정연계시스템(well network system, WNS)은 기존 관정들을 가상의(virtually) 또는 물리적(physical) 연계를 하여, 최적의 지하수를 공급할 수 있는 시스템으로 정의할 수 있다. 가뭄 대응 및 효율적 지하수 자원 활용을 위한 관정연계시스템 개발과 실증을 위해 홍성군 서부면 양곡리 일대에 양수제어, 관로시설, 물탱크 등 물리적인 시설을 시험 설치하여 운영하고 있다. 또한, 관정연계시스템은 ICT 기술과 지하수관리 기법을 연동하여 지하수 관정들을 연계하고 최적으로 운영할 수 있는 하나의 의사결정시스템으로서 관정연계 플랫폼을 개발하였다. 관정연계 플랫폼은 웹기반으로 개발되었으며, 대수층의 수리지질 특성, 수요에 기반한 물공급량 평가, 관정 연계 시나리오 및 최적 운영 알고리즘, 지하수 모델링 등이 가능하도록 각각의 모듈들이 구성 및 통합·운영 되도록 설계되었다. 본 시스템 개발을 통해 가뭄 발생시 현장에서 신속히 지하수로 물을 공급할 수 있으며, 신규 관정 개발에 드는 비용을 절약할 수 있고, 기존 시설을 활용하기 때문에 새로운 수자원 건설 인프라 구축 비용도 절감할 수 있을 것이다. 또한, 개별관정에 대한 이용률 제고와 지하수관리도 보다 체계적, 과학적으로 할 수 있을 것으로 기대한다. 하지만, 이러한 시스템이 제대로 운영 및 보급되기 위해서는 관정연계와 관련한 법제도적 보완과 함께, 지역사회의 공적자원으로서의 지하수에 대한 인식개선과 지하수의 개발 및 보전, 적합한 합리적 배분·이용 등 적극적인 협조가 이루어져야 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.490-490
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• 2021

상수도 관망은 대표적인 사회기반시설로 수원으로부터 수용가에게 수질적으로 안전한 물을 안정하게 공급하는 것을 목표로 한다. 초기의 상수도 관망의 최적 설계는 비용만을 고려함으로써 미래의 불확실한 상황에 대한 대처가 매우 취약하고, 사용자의 다양한 요구를 충족시키지 못하였다. 또한, 유량과 안정적인 수질 공급을 고려하는 설계는 몇몇 비선형적 요소를 포함하고 있으며, 특히 사용자의 수요 패턴에 따른 잔류 염소 농도가 설계 기준에 부합하지 못하는 문제가 되는 경우 사용자의 심미적, 심리적 불편을 초래할 수 있다. 이는, 수질의 안전성과 직결되는 문제이다. 따라서 본 연구에서는 상수도 관망의 설계에 대하여 수질과 수리학적 특성을 고려한 상수도 관망 다목적 최적 설계를 수행하였다. 상수도 관망은 수질적인 측면을 고려하기 위해 수원에서 수용가까지 용수를 공급하는 과정에서 병원성 미생물을 소독하기 위하여 염소를 주입한다. 또한, 유리 잔류 염소의 평상시 기준을 (1.0-4.0mg/L) 유지하도록 규정하였다 (수도법 시행규칙 제22조의2). 하지만 사용자의 사용패턴, 체류 시간에 따라 잔류염소량이 달라진다. 따라서, 본 연구에서는 상수도 관망의 설계 비용과 염소 주입량을 동시에 설계 인자로서 고려하기 위해 Multi-objective Harmony Search를 적용하고, 그 결과를 분석하였다. 이러한 상수도 관망의 수질 인자와 설계 비용을 고려한 최적 설계안은 경제적 측면 뿐만 아니라 사용자의 수질 측면의 안전성을 충족하는 방안을 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.174-174
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• 2020

현재 4차 산업혁명은 산업 전 분야에 걸쳐 일어나고 있다. 농업용수 분야에서도 데이터를 활용한 수요자 중심의 지능형 물 관리사업 뿐만 아니라 일정규모 이상의 저수지 및 양수장에 대하여 농업용수 공급량 측정을 위한 계측기 설치사업이 추진 중에 있다. 그러나 현재까지 설치된 계측장치들의 활용방안에 대해서는 뚜렷한 성과가 도출된 바 없기에 농업용수 계측장치들의 활용방안에 대한 깊이 있는 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 충북 진천군 소재 무수저수지 유역을 대상으로 농업용수 계측정보를 활용하여 관개용수의 최적 관리방안을 모색하고자 하였다. 농업용 저수지의 공급량, 용수간선의 수문개도율에 따른 각각의 시나리오를 설정하고 시나리오별 목적함수를 계산하여 농업용수의 최적 관리를 위한 시설물조작 알고리즘을 도출하였다. 뿐만 아니라 관개구역 내 수리시설물, 영농방식, 용수공급현황 등의 조사를 통해 농업용수 관개수로망을 구성하고 수리해석을 실시하여 농업용수 최적관리 알고리즘의 적용성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.418-418
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• 2022

본 연구에서는 수문학적 물수지 분석을 통한 물수요-공급 시계열 분석을 수행하여 빗물이용률을 산정하였다. 물수지 분석 도구를 개발하였으며, 이를 통해 빗물이용시설 공급충족률(필요수량 대비 빗물이용량), 빗물보장률(전체일수 대비 빗물이용일수), 빗물이용률(빗물이용시서용량 대비 빗물이용가능량)에 대해 분석을 수행하였다. 업무시설, 학교, 체육시설(공원), 공동주택에 대해 수요처별 수요 시나리오를 작성하였으며, 고수요 75%, 중수요 50%, 저수요 25%를 적용하였다. 시나리오별 실제 용량과 기준용량에 따른 빗물이용률을 비교함으로써 현재 설치된 빗물이용시설이 잘 계획되었는지, 과소 계획되었는지 파악할 수 있다. 빗물이용률 분석을 위해 빗물이용시설 유형별 2개소씩 선정하였으며, 빗물이용시설 실제용량 및 기준용량(집수면적(m²)×0.05 적용)에 따른 수요 시나리오별 빗물이용률을 비교하였다. 이와 같이 물수지 분석 도구를 이용하면 다양한 시나리오 적용에 따른 운영 결과를 향후 설치될 빗물이용시설의 설치 이전에 확인하여 최적 운영방안 도출 및 저류조 용량 계획에 참고할 수 있을 것으로 판단된다.