• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.268-268
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• 2023

전 지구적 급격한 기후변화로 인해 수문기상인자들의 비선형적 변동성이 발생함과 동시에 가뭄, 홍수와 같은 수재해의 발생빈도 및 강도가 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 세계의 유수기관 (NASA, ESA 등)에서는 대기모형과 해양 모형의 결합 및 수치해석적 접근법을 활용하여 계절내-계절 (Subseasonal to seasonal; S2S) 예측치를 생산하여 제공하고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 European Centre for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF)에서 산정되는 수문기상인자 (강수량, 증발산량 및 유출량)에 대한 정확도를 평가하고자 한다. 연구지역으로는 다양한 기후대 및 토지 피복으로 구성되어 있으며, El-Nino-Southern Oscillation (ENSO), Indian Ocean Diapole (IOD)와 같은 기후 현상이 빈번히 발생하는 호주지역을 대상으로 연구를 수행하였다. ECMWF S2S 자료에 대한 통계적 검증은 1) 지점 기반 관측치와 더불어 2) 물수지 모델 기반 수문 추정치 (The Australian Water Resources Assessment Landscape Model; AWRA-L)와 비교하였다. 연구 결과 S2S 강우 및 증발산량 산정치의 경우 비교적 짧은 예측기간(약 2주)에서 상대적으로 높은 상관관계 (R=0.5~0.6)와 낮은 편차 (강수량 = 0.10 mm/day, 증발산량 = 0.21 mm/day)를 나타내었다. 유출량의 경우, 강우 및 증발산량에 비해 상대적으로 낮은 정확도를 나타내었으며, 예측 기간이 길어짐에 따라 불확실성이 상당히 높아지는 것으로 확인되었다. 이는, S2S 계산과정에서 강우 및 증발산량 뿐만아니라 지표 유출로 도달하기 전까지의 수문기상인자들의 불확실성이 모두 모여 유출량의 불확실성이 높아진 것으로 확인할 수 있었다. 계절적 검증에서는, 강우 및 증발산량 모두 여름철에 높은 상관관계를 나타내었지만 불확실성은 상대적으로 큰 값을 나타내었다. 자세한 분석을 위해, 공간적인 불확실성을 분석해본 결과 ECMWF S2S가 매우 습윤하거나 건조한 지역에서 수문기상인자를 예측하는데 있어 한계성이 나타난 것을 확인하였다. 본 연구를 토대로, 추후 S2S 예측치에 대한 보정과 더불어 미래의 수재해 발생 위험도에 대한 정보를 획득하는데 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권1호
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• pp.54-62
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• 2017

본 연구는 OpenFOAM의 large eddy simulation (LES)를 이용하여 복단면 흐름을 분석하였다. LES는 여과된 연속방정식과 운동량 방정식을 수치적으로 해석하였다. 일방정식 LES와 비균일 격자를 적용하여 벽 부근의 난류 비등방성과 이차류를 재현하였다. 복단면 개수로 난류의 LES 결과는 홍수터의 수심이 깊은 경우와 얕은 경우에 대해서 제시하였다. 이들 결과는 실험 결과와 비교하였으며 실험결과와 계산 결과는 부합되는 양상을 보여준다. 또한 이차류를 생성하는 난류 비등방성의 역할에 대해서 제시하고 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.212-212
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• 2011

댐 저수지와 같은 대형 저수지는 댐에 의해 만들어진 공간에 홍수를 저류하여 지체 방류함으로서 홍수저감효과를 얻는다. 이러한 홍수저감효과는 저류용량(storage capacity)에 의존적이며, 궁극적으로 저수지의 저류량-유출량 곡선으로 정량화 된다. 저수지의 저류량-유출량 관계곡선은 저수지 홍수추적에 사용되며, 이 곡선의 특성이 저수지 하류 유역에 대한 홍수추적 결과에 큰 영향을 미치게 된다. 일반적으로 저수지 홍수추적의 경우에는 선형저수지 이론이 적용되지 않는다. 일반적인 댐 저수지의 특성은 수심()의 증가에 따른 저류량()의 증가가 유출량()의 증가보다 훨씬 크게 나타난다. 따라서 저류량과 유출량간의 관계를 비선형 함수의 형태로 가정할 수 있다. 비선형저수지 모형의 경우에도 선형저수지 모형에서와 동일한 개념을 적용하여 저수지 홍수추적의 지체 및 저류특성을 유도할 수 있다. 결과적으로 지수함수 형태를 고려한 비선형 함수의 변곡점은 원점으로 나타나 선형저수지 모형에서와 동일하게 지체효과는 없는 것으로 파악되었다. 또한 저류효과는 수치적인 방법을 이용하여 해석하였으며, 변곡점의 위치를 확인하고 아울러 저류상수를 계산하였다. 결과적으로 변곡점의 위치는 고려한 모든 경우에 대해 원점으로 나타났고, 저류상수는 비선형저수지 모형의 매개변수에 관계없이 일정한 값으로 수렴함을 확인할 수 있었다. 즉, 저류상수는 비선형 함수의 매개변수인 와 비교하여 약 72% 증가된 값으로 수렴하는 형태임을 의미한다. 결과적으로, 본 연구에서는 비선형 저수지 모형을 제안하고, 이를 이용하여 저수지의 저류특성을 이론적으로 검토하였다. 먼저, 저수지의 저류량-유출량 관계를 지수함수 형태인 비선형 저수지 모형을 도입하여 정량화하였다. 또한 저수지의 저류특성은 저류상수로 정량화할 수 있으며, 저류상수는 비선형 저수지 모형의 매개변수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.253-253
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• 2019

유사의 이동은 하천, 해안 지역과 같은 수계에서 하상의 변동, 침식과 퇴적을 일으켜 지형적인 변화를 초래한다. 유사의 이동은 유사의 특성과 유체의 유수동역학적 특성에 의해 결정되며 유체특성 간의 복잡한 상호 작용에 의해 변화한다. 유사가 가지는 점착성은 유사의 특성에 큰 영향을 끼친다. 입자의 크기가 매우 작은 점착성 유사는 그 표면이 가지는 전자기적 점착력에 의해 주위의 1차 입자나 다른 작은 알갱이들이 서로 뭉치는 응집과 충돌에 의해 크기가 작아지는 파괴의 과정을 겪는다. 이 과정을 응집현상이라고 하며 응집현상을 통해 점착성 유사의 크기와 밀도, 침강속도는 계속해서 변화한다. 따라서 점착성 유사의 응집거동 고려한 유사 이동 연구는 필수적이다. 과거 연구의 많은 사례에서 유사의 크기와 농도는 비례 관계를 가지는 것이 일반적이라 알려져 있다. 그러나 실제 현장에서 측정한 결과 유사의 크기와 농도가 반비례 관계를 가지는 특이점이 발견되었다. 실측 연구에서 발견된 응집거동에 따른 유사의 특성의 특이한 변화를 설명하기 위해 1차원 연직 수치 모형(1DV)을 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 모의 수행 시, 흐름 조건을 크기와 방향이 일정한 순방향흐름(Current)에 특정 주기와 진폭을 가지는 진동 흐름(Oscillatory Flow)을 추가하여 진행하였다. 플럭의 성장과 그에 따른 입자의 크기는 많은 현상에 영향을 받는다. 그 중 응집현상의 응집 과정과 파괴 과정 중 어떤 현상이 더 우세한지 그 경쟁관계를 파악하여 플럭의 크기의 증감을 예측할 수 있게 농도(?)와 난류소산매개변수(?)를 이용하여 $c/G^{0.5}$로 매개화하였다. 실험 결과, 순방향 흐름을 제외하고 스토크스파 흐름 조건을 이용하여 진행된 모의에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 관찰할 수 없었으며 $c/G^{0.5}$ 의 변화 역시 흐름의 속도와 농도가 더 큰 지점에서 큰 값을 가지는 일반적인 결과를 나타내었다. 그러나 같은 조건에서 순방향흐름을 추가하여 모의한 결과에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 나타냈다. 연직 방향 $c/G^{0.5}$의 변화를 나타낸 그래프에서 응집과 파괴의 우세에 따라 $c/G^{0.5}$ 가 역전되는 현상을 확인하였다. 즉, 플럭의 크기는 난류의 구조와 그 영향에 의해 농도와 비례관계를 갖지 않을 수도 있다고 판단된다. 또한 본 연구에서 정상류 흐름 조건의 유무에 따라 플럭의 크기와 농도가 비례하거나 반비례하는 상반된 결과를 보였다. 정상류 흐름 조건이 난류의 강도에 큰 역할을 하며 이에 따라 비선형 관계에 영향을 끼친다는 것을 발견하였다. 그러나 흐름의 영향에 대한 더 자세한 분석은 본 연구에서 진행되지 않았으며 향후 연구 시에 분명히 고려되어야 할 사항이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권1호
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• pp.62-70
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• 2021

본 연구에서는 임신후기 암말의 영양소 급여 수준이 임신마의 생리적 변화 및 미생물 성상과 자마의 생시 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 분석하였다. 처리별 일일 사료 섭취량과 사료 효율은 100%, 120% 처리구에서 각각 9.3±0.9와 8.7±1.0 그리고 1.97±0.21과 1.68±023 유의적으로 나타나 가소화 에너지가 80%와 120% 수준에서 감소하는 양상을 보였다. 혈중 콜레스테롤과 관련된 항목인 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤은 120% 처리구에서 높은 농도로 나타났지만 건강상의 큰 문제는 나타나지 않았다. 그리고 가소화에너지 수준에 따른 자마의 생시 특성을 비교한 결과에서도 차이를 확인할 수 없었다. 장내 미생물의 문 수준에서는 Fibrobacteres가 에너지 수준에 따른 비율 차이를 보였는데, 80%가 8.53%로 100%와 120%에 비해 높은 비율을 보였다 (p<0.05). 속 수준에서는 Bacteroides와 Kineothrix은 가소화 에너지수준이 올라 갈수록 분변 내 비율이 증가하였다 (p<0.05). Fibrobacter는 가소화 에너지가 80% 수준일 때 100%와 120%에 비해 높은 조성을 보였다 (p<0.05). 결론적으로 가소화 에너지 급여수준에 따라 임신마에게 가소화 에너지 수준별 TMR을 급여한 결과, 120% 급여구에서 사료 효율 및 지방수치가 높았으나 큰 문제는 나타나지 않았고 CBC 및 화학 수치를 조사한 결과, 모든 수치가 정상 범위 안에 있었다. 임신마의 사료 급여가 임신마뿐만 아니라 생시 자마의 생산성에도 큰 영향을 미치지 않았으나 임신마의 가소화 에너지 급여 수준에 따른 자마의 성장 특성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권3호
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• pp.525-530
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• 2000

국내에서 생산된 농산물의 방사선 조사유무를 확인하기 위하여 TL을 측정하였다. 모든 시료의 first glow curve는 조사선량이 증가할수록 TL intensity도 증가하는 경향을 보여 주었다. 당근, 생강, 감자, 고구마의 상관계수는 0.8522, 0.9968, 0.9612, 0.9071의 높은 값을 나타내었으며, first glow curve의 최대발광온도점은 $176.16{\sim}190.08^{\circ}C$사이에 있었고, second glow curve는 $143.84{\sim}146.56^{\circ}C$ 사이에서 나타났다. Glow curve ratio 1은 감자와 고구마를 제외하고 모두 0.1보다 작은 수치를 보여 비조사시료로 확인되었으며, 감자(0.1840)와 고구마(0.1655)는 0.1보다 큰 수치를 보였으나 독특한 first glow curve가 나타나지 않은 점으로 보아 비조사시료로 확인되었다. 그리고 모든 시료의 glow curve ratio 2는 0.7159보다 높은 수치를 나타내어 조사시료로 확인되었다. Glow curve의 모양을 분석한 결과 second glow curve의 모양이 first glow curve의 유사하였고, 더 낮은 온도에서 나타났다. 따라서 glow curve ratio와 glow curve의 모양에 의해 정확하게 조사유무를 확인할 수 있었고 TL을 이용하여 방사선 조사된 농산물의 검지가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.2-2
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• 2021

최근들어 하천내 식생이 차지하는 비율이 크게 증가하고 있으며, 이러한 현상은 하천의 규모나 위치, 댐 유무에 관계없이 전국적으로 발생하고 있다. 식생 면적 비율의 증가는 하천의 육역화로 이어질 뿐만아니라 홍수위를 상승시켜 홍수 안전에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 8월 섬진강에서 발생한 홍수를 대상으로 식생이 홍수위에 미치는 영향을 분석하였다. 섬진강에는 초본류 뿐만아니라 버드나무류의 목본류가 상당히 분포하고 있으며 이와 같은 식생이 홍수흐름에 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 분석을 위해 홍수 이후 섬진강 현지 답사를 통해 식생분포 현황 및 홍수로 인한 영향을 조사하였다. 섬진강의 식생분포 조사를 위해서는 2020년 4월 조사된 유럽 우주국 Sentinel-2 위성영상을 사용하였으며, 정규식생지수(NDVI)와 정규수분지수(NDWI)를 이용하여 하천내 식생밀도를 단계별로 구분하였다. 군집된 식생지수에 따라 USGS의 매닝계수 산정표를 기본으로 식생분포 군집별 조도계수를 산정하여 대상 구간내에 2차원으로 분포시켰다. 수치모형은 NAYS2D 모형을 사용하였으며 대상구간은 섬진강 고달교에서 구례교까지 21.5km이다. 계산조건은 2020년 8월 홍수중 구례교 수위관측소를 기준으로 최대수위가 발생한 시점의 자료를 활용하였다. 고달교에서는 홍수통제소에서 제공하는 홍수량을 상류경계 조건으로 입력하였고 구례교에서는 해당 시각의 수위를 하류경계조건으로 입력하였다. 모형의 검증을 위해 대상구간의 중간에 있는 압록수위관측소 수위를 활용하였다. 식생 유무에 따른 홍수위변화는 조도계수 값에 의해 반영되도록 하였는데 식생이 있는 경우는 현재 상태, 식생이 없는 경우는 모든 지점에 모래와 자갈이 분포하는 것으로 가정하여 계산된 홍수위를 비교하였다. 분석 결과 대상구간에는 전체 면적중 약 56%를 식생이 차지하고 있으며 이로 인해 0.5~1.0m의 홍수위 상승이 발생하는 것으로 분석되었다. 수목으로 인해 2020년 8월과 같은 큰 홍수시에도 홍수위가 크게 상승하는 것으로 분석되었는데 이와 같은 점을 고려하면 하천내 식생이 홍수위에 미치는 영향을 감안하여 적극적인 식생관리 방안이 시행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제31권4호
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• pp.395-404
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• 2015

본 연구에서는 명월초 우육 소시지를 개발하여 품질특성 및 관능적 특성의 최적화를 통하여 생리활성을 갖는 식품 소재를 이용한 기능성 우육 소시지로서의 식품 개발 가능성을 타진해보고자 하였다. 1. 명월초 우육 소시지의 제조를 위하여 명월초 분말과 올리브유(B)의 양을 독립변수로 설정하였으며 Design-Expert version 8 프로그램(Stat-Ease, Inc.)을 이용하여 실험을 설계하고 결과를 분석한 후 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율을 도출하였다. 2. 명월초 우육 소시지의 이화학적 실험결과 염도(p<0.01)와 수분함량(p<0.001)의 항목에서 유의적 차이를 보였다. 명월초 분말의 첨가량이 증가할수록 pH와 수분함량은 감소하였으나 염도는 큰 변화가 없었다. 올리브유의 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하였고, 수분함량은 큰 변화가 없었고, 염도는 크게 감소하다가 조금 증가하였다. 3. 명월초 우육 소시지의 기계적 특성을 알아보기 위하여 가열감량, 색도(명도, 적색도, 황색도)와 조직감(경도, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성, 응집성)을 측정하였다. 가열감량(p<0.01), 색도 중 a값(p<0.01), b값(p<0.05)의 유의성이 인정되었고, 조직감에서는 씹힘성(p<0.001)과 응집성(p<0.01) 항목에서 유의성이 인정되었다. 명월초 우육 소시지의 부착성, 씹힘성, 검성, 응집성은 올리브유의 첨가량이 증가할수록 크게 감소하였고, 씹힘성과 검성은 명월초 분말에 비해 올리브유의 첨가량이 큰 영향을 받았다. 4. 명월초 우육 소시지의 관능적 최적점을 도출하기 위하여 색, 풍미, 맛, 부드러움, 조직감, 전반적인 기호도의 관능검사 분석 결과 색(p<0.05), 풍미(p<0.05), 부드러움(p<0.05), 조직감(p<0.01), 전반적인 기호도(p<0.01) 항목에서 유의적인 결과를 나타내어 모델의 적합성이 인정되었고 맛에 대한 기호도는 유의적이지 않았다. 모든 항목에서 명월초 분말과 올리브유의 첨가량이 증가할수록 점차 증가하다가 일정 시점 이후로 감소하였다. 5. 명월초 우육 소시지의 최적화는 독립변수인 명월초 분말(A)과 올리브유(B)의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적으로 나온 결과만을 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점을 예측한 결과, 명월초 분말 2.1 g, 올리브유 7.06 g으로 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율로 산출되었다.

• 환경영향평가
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• 제24권5호
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• pp.456-471
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• 2015

배출량 자료는 대기질 수치모의에 있어서 큰 영향을 주는 요소로서 정확한 대기질 수치모의를 위해서 배출량 자료의 정확성과 신뢰도 향상은 대기질 모델 연구에 있어 필수적이다. 본 연구에서는 울산지역을 대상으로 2003년과 2010년 CAPSS 배출량 자료인 CAPSS-2003과 CAPSS-2010를 입력자료로 하여 WRF-CMAQ 모델을 수행하여 울산지역 배출량 지료의 타당성을 검토하였다. 우선 오염물질의 장거리 수송 영향을 배제하기 위하여 울산지역 자체 내의 배출량 영향이 우세한 종관 기상조건을 가진 사례일을 선정하고 선정된 사례일에 대해서 WRF-CMAQ모델을 수행한 후 그 결과인 CO, $NO_2$, $SO_2$, $PM_{10}$ 농도와 관측 값을 비교하여, 과소 혹은 과대 모의되는 정도를 분석하여 모의결과를 보정 할 수 있는 'scaling factor'를 제시하였다. 그 결과 CAPSS-2003을 이용한 모의결과는 CO와 $NO_2$에 대해서는 관측과 유사한 수준으로 모의하였으나 $SO_2$는 약 12배 과대모의, $PM_{10}$은 약 27배나 과소모의하는 결과를 얻었다. 반면 CAPSS-2010을 이용한 모의결과에서는 CO와 $NO_2$의 모의결과는 유사하였으며, $SO_2$는 약 2배 과대모의, $PM_{10}$은 약 5배 과소모의 하여 $SO_2$와 $PM_{10}$ 배출량이 상당히 개선됨을 확인하였다. $SO_2$와 $PM_{10}$ 역시 이전 보다는 관측에 가깝게 모의되었으나 현실적 모델링 결과를 도출하기 위해서 배출량은 향후 개선되어야 할 부분으로 판단되었다. 따라서 보다 현실적인 모델링 결과를 도출하기 위해서는 본 연구에서 제시한 울산지역 배출량의 'scaling factor'를 이용하면 보다 안정된 모델링 결과가 도출 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.515-522
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• 2011

수리해석 모형들은 하천의 흐름에 대한 연구에 이용되거나, 수공구조물의 설계 및 하천의 설계 등 실무에 널리 사용되고 있다. 이들 수리해석 모형은 실측자료를 통한 보정이 필요하나, 홍수시 유속을 측정하는 것 자체가 위험한 작업이기 때문에 홍수시 하천의 2차원 유속분포에 대한 실측자료가 전무한 실정이다. 이러한 이유로 2차원 수치모형의 결과는 보통 몇 개 지점의 실측된 자료를 비교함으로써 보정 및 검증을 실시하고 있다. 더욱이 설계 홍수량에 대한 모형의 보정은 1차원 모형인 HEC-RAS의 모의결과를 이용하여 보정하고 있다. 본 연구에서는 일본의 토네강(Tone river)에서 홍수시 촬영한 항공사진을 분석하여 추출한 유속벡터 자료를 이용하여 하천설계 실무 및 연구 등에 널리 사용되어지고 있는 2차원 수치모형인 RAMS의 RAM2, SMS의 RMA2와 1차원 모형인 HEC-RAS 모형의 검증을 실시하였다. 또한, HEC-RAS결과를 이용한 2차원 모형의 보정에 대한 타당성을 검토하였다. 검토결과, HEC-RAS 및 RAM2, RMA2 모형의 수위모의 결과 모두 관측점의 수위와 비슷한 결과을 보이고 있었으나, 유속모의의 경우 고수부지에서의 2차원 모형에 의한 유속결과와 항공사진으로부터 추출된 유속결과가 차이를 보이고 있었다. 또한, 1차원 모형에 의한 결과와 항공사진으로부터 추출된 유속장을 단면평균한 유속과 비교한 결과 큰 오차가 발생하고 있는 것으로 나타났다.