• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.377-377
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• 2019

본 연구에서는 LSTM 모형을 이용하여 갈수예보를 위한 월 단위 전망모형개발의 대상지점으로 이수 및 치수의 측면에서 아주 중요한 한강대교 지점을 선정하였으며 유량예보를 위하여 한강수계 19개 기상관측소의 월평균강수량, 월평균기온 및 3개 댐(소양,횡성,충주)의 월방류량을 사용하여 한강대교의 월 유량을 예측하였다. 1996년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습, 2017년 자료는 모형의 검증에 활용하였으며 가장 최근 건설된 횡성댐 방류량의 경우 1996년~2000년의 자료가 없으므로 2001년~2005년의 자료를 반복하여 학습에 활용하였다. 모형의 예측결과는 신경망 학습 시 한강대교 월유량자료를 포함한 결과와 미포함 결과를 도출하였으며, 모의결과의 재현성 분석을 위하여 월별 예측값과 실측값의 비율을 산정하였으며 1월부터 12월까지 12개 값을 평균하여 평균예측률을 산정하고 이를 홍수기(6월~10월) 및 비홍수기(1월~5월, 11월~12월)를 구분하였다. 딥러닝 학습 시 월유량을 포함한 경우의 예측결과가 학습 시 월유량을 포함하지 않았을 경우보다 상대적으로 좋은 정확도를 보이는 것으로 분석되었다. 다만, 신경망을 실제 갈수예보에 활용하기 위해서는 예측 기상정보인 월강우량, 월평균기온, 댐방류량만을 활용하여야 하는데 학습 시월유량 미포함 결과는 예측률이 매우 낮았으며, 신경망의 학습횟수가 늘어날 경우 학습자료 과적합(over-fitting)되어 정확도가 보다 저하되는 것으로 나타났다. 그래서 기존의 현재시간 t까지의 입력자료로 학습 후 익월(t+1)의 월유량을 예측하는 (t $\rightarrow$ t+1) 방법에서 현재시점 (t-n ~ t)까지의 입력자료를 이용하여 당월(t)의 월유량을 산정하는 (t$\rightarrow$t) 방법으로 재학습 후 모형검증을 수행한 결과 전술한 익월(t+1) 유량을 예측한 결과보다 재현성이 훨씬 향상된 것으로 분석되며평균예측률이 0.99로 홍수기 및 비홍수기에서도 뛰어난 정확성을 보이고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.1-9
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• 2023

현재까지는 연중 하천유량의 관리기간은 홍수기와 비홍수기로 구분하고, 관리해야 할 유량의 범위는 갈수량에서 홍수량까지로 폭넓게 규정하고 있다. 본 연구에서는 4대강 8개 지점의 장기간 일평균유량 자료를 이용하여1년을 유량의 분산과 평균이 동질한 기간들로 구분하고, 기간별 유량의 평균과 표준편차를 이용하여 유량의 관리범위를 설정하는 방안을 제시한다. 연구결과, 연중 관리기간은 지점에 따라 차이는 있으나 홍수기 이전, 홍수기, 홍수기 이후로 구분할 수 있었으며, 기간을 세분화하면 최소유량에 대한 최대유량의 비도 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한, 연중 일평균유량이 갈수량 이상 홍수량 이하가 되도록 기간별 일평균유량의 관리범위를 기간별 일평균유량의 평균 ±표준편차로 설정하는 방안도 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.356-356
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• 2017

최근 국토교통부 홍수통제소에서는 가뭄대응을 위해 1, 3개월 갈수예보를 시범적으로 운영하고 있다. 국가재난 위기경보단계(관심, 주의, 경계, 심각)에 따라 분류된 기준유량과 예측유량의 비교를 통해 갈수상황을 판단하며, 그 중 기준유량은 일본의 정상유량 산정 기법에 의해 계산된다. 그러나 우기 건기에 따라 상이한 유입량 및 물 사용량이 정상유량 산정에 고려되지 않았고, 각 위기단계별 물 부족상황이 재현되지 못하였다. 또한, 하천유량 부족은 가뭄과 관계가 밀접함에도 불구하고, 가뭄상황과의 연계분석이 이뤄지지 않았다. 본 연구에서는 갈수빈도와 정상유량산정 모델을 이용하여 기준유량을 재설정하고 가뭄상황을 분석하였다. 대상유역은 영산강유역으로 선정하였고, 보고된 하천수사용허가량, 댐 용수 공급량 및 10년 이상 장기간 관측된 관측소별 일 유량자료를 활용하였다. 일 관측유량을 7일 이동평균으로 변환한 후, 유황분석을 통해 $Q_{90}$을 산정하였으며, 빈도별 $Q_{90}$을 계산하였다. 정상유량 산정 모델에서 입력 자료(자연유량, 댐 공급량 및 하천수 허가량)에 가중치를 두어 양을 조절하고 각 빈도에 맞는 관개기 및 비관개기 기준유량을 산정 하였다. 가뭄지수로는 국내 활용성이 높은 Standardized Precipitaion Index (SPI) 및 Standardized Runoff Index (SRI)를 선정하였고, 이를 지속기간 1, 3, 6, 12개월에 따라 일별로 계산하였다. 7일 평균 관측유량이 기준유량 이하일 때, 이시점을 전 후로 가뭄지수의 시공간적 특성과 가뭄의 지속기간 및 심도를 분석하여 가뭄상황을 제시하였다. 본 연구의 결과는 갈수예보 시 하천유량 부족에 따른 물수지 및 가뭄상황에 대한 직관적인 판단과 갈수기 효율적인 하천수 조정 협의에 기여할 것으로 본다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.502-505
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• 2016

섬진강 유역에서 하천유지유량에 영향을 미치는 주요댐은 다목적댐 2개소, 발전용댐 1개소, 생공용수전용댐 1개소, 농업용댐 2개소로 총 6개소가 있고, 섬진강남해수계의 수어댐은 섬진강 하구 일부구간을 제외하면 하천유지유량 변화에는 영향을 미치지 않는다. 섬진강 유역에서 2005년까지 고시된 하천유지유량은 1979년 섬진강 송정지점 염해방지 필요수량 5.5cms만 있었고, 1990년 공고에서는 섬진강 2개 지점에 대한 평균 및 기준 갈수량을 제시하고 별도의 하천유지유량을 고시하지는 않았다. 익산지방국토관리청(1999)에서 하천유지유량이 하천법 제20조의 법적근거를 가지고 영산강 섬진강 수계 전반에 걸쳐 총 23개 지점에서 산정하였다. 동일한 하천유지유량이 2006년에 고시되어 2016년 현재까지 법적 효력을 가지고 있다. 국토해양부(2011)에서 하천수질과 생태계를 고려한 하천유지유량을 다시 산정하였는데, 이는 1979년과 2006년 고시유량보다 더 큰 값이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1125-1138
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• 2014

본 연구는 광동댐 유역을 대상으로 RCPs (Representative Concentration Pathways) 기후변화 시나리오의 Arc-SWAT 적용으로 평균유출량과 저유량 계열을 구축하고 경계핵함수(Boundary Kernel)를 이용하여 비매개변수적 갈수빈도 해석을 수행하였다. 분석결과, RCPs 시나리오 하에서 가까운 미래의 유출량 감소로 인한 가뭄발생빈도가 증가하였으며, RCP8.5에서 저유량 계열의 변동폭이 크게 나타났다. Median flow의 갈수량 빈도해석결과 가까운 미래(2030s)의 30년 빈도 갈수량의 경우 Historic 기간에 비하여 증가(RCP4.5: +22.4%, RCP8.5: +40.4%)하였으나, 먼 미래(2080s)에는 갈수량 감소(RCP4.5: -4.7%, RCP8.5: -52.9%)로 인한 가뭄발생빈도가 커지는 것으로 분석되었다. 또한 Quantile 25% flow 저유량 계열의 경우 먼 미래에 빈도별 갈수량이 감소(RCP4.5: -20.8% ~ -60.0%, RCP8.5: -30.4% ~ -96.0%)하여 극심한 가뭄의 발생빈도가 커질 것으로 분석되었다. RCPs 시나리오 적용에 따른 비매개변수적 갈수빈도 해석 결과는 한반도 중권역별 수자원개발계획 수립과 기후변화 대응책 마련을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1233-1237
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• 2010

강변여과는 지표수와 지하수가 각기 갖는 장점과 제약점을 상호 보완하여 수질이 양호한 상수원수를 대량 확보하기 위한 실제적 대안이다. 자연적인 여과작용에 의해 수질이 개선되는 효과가 있어 경제적이고 안정적으로 확보할 수 있지만, 장기간 취수는 지하수위의 저하를 가져 올 수 있으므로 유역의 수문분석을 통한 기저유출량 산정에 관한 연구가 필요하다. 대상지역으로는 현재 강변여과를 개발중인 창원시 대산정수장 취수장 지역이며, 대상지역의 기저유출량을 산정하기 위해 대상지역 상류에 위치한 낙동강 본포교의 낙동강 유량을 기초로 기저유출량을 산정하여 지하수 함양율을 평가하였다. 수문곡선 분리는 여러 방법 중 다른 방법보다 상대적으로 간편하고 실무에서 많이 사용되는 방법인 수평직선분리법을 사용하여 적정 취수 가능량을 산정하기 위한 최소 기저유출량을 산정하고자 한다. 이에 따라, 보유 자료 중 연 평균 최저 유출량을 보인 2008년 가을 갈수기의 시작(2008년 10월)부터 2009년 가을 갈수기의 시작(2009년 10월)까지의 자료를 분석했다. 본포교 유량 자료는 8일부터 10일 간격으로 측정되고 있기 때문에 결측치는 최인접 두 지점 사이의 선형보간법으로 보완했다. 다소 많은 양의 결측치에 대한 보정과 해당 유역의 연간 유출 특성을 파악하기 위해서 이동평균(moving average)을 적용했으며, 적용 결과 관측 주기에 해당하는 10일 이동평균 유출수문곡선이 가장 적합한 것으로 나타났다. 10일 이동평균에 의한 유출수문곡선에 의하면 상승부의 기점은 2009년 6월 12일로 나타났으며 유출량은 47.87cms로 나타났다. 따라서 총 기저유출량은 상승부 기점의 유출량으로 111일 동안 발생하는 것을 알 수 있었으며 그 총량은 약 45,900만$m^3$으로 나타났다. 본 연구에서의 결과 본포교를 유역출구로 하는 이 유역에는 임의 유출이 생기는 호우사상 시, 기저유출량은 총 유출량의 6.38%를 최소한 기대할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.140-151
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• 2007

본 연구에서는 금강수계를 대상으로 주요지점별 유역유출지표를 개발하기 위해 금강수계를 14개의 소유역으로 분할하였다. 금강수계의 주요지점은 용담댐, 대청댐 및 공주수위표 지점으로 선정하였으며 각 지점에서의 관측유출량은 수위-유량 곡선식에 의해 산정하였고 모의유출량은 미국 공병단에서 개발한 SSARR (Streamflow flow Synthesis and Reservoir Regulation) 모형을 기반으로 하고 사용자 중심의 소프트웨어로 한국수자원공사에서 개발한 RRFS (Rainfall-Runoff Forecasting System)에 의해 산정하였다. 일단위 관측유출량과 모의유출량을 일, 반순, 순, 월, 계절, 연별 누가이동평균 유출량 및 정상월/년 유출량으로 구성하였다. 구성된 단위 기간별 누가이동평균 유출량과 정상월/년 유출량을 사용하여 각각에 대한 유황분석을 실시하였다. 각각의 유황분석에 의해 산정된 4개의 값인 풍수량 평수량 저수량 갈수량을 주요 지점별 유역유출지표로 활용하였다. 또한 구성된 각각의 유출량을 대상으로 갈수 및 홍수빈도부석을 통해 현재의 단위기간별 유출량과 정상월/년 유출량이 갈수량 또는 흥수량인지를 파악함으로써 해당 지점에서의 유량이 적고 많음을 판정할 수 있는 체계로 유역유출지표를 개발하였다.

• 물과 미래
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• 제24권1호
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• pp.119-128
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• 1991

본 연구는 하천유지유량의 개념을 정립하여 기존의 하천유지유량 개념의 모호성 및 산정방법의 차이에서 오는 문제점을 방지하기 위한 것이다. 평균갈수량은 하천의 건천화 방지 등의 기능을 유지하기 위하여 하류에 흐르도록 보장해 주어야 할 유량으로 규정하였으며 환경보존유량은 하천환경의 적절한 보존을 위하여 주운, 염해 방지, 하천관리시설의 보호, 수질보전, 어업, 하구폐쇄의 방지, 지하수위의 유지, 동식물의 보호, 경관등에 필요한 유량으로 규정하였다. 이를 위하여 한강의 인도교 지점을 선정하여 유황분석을 실시하였으며 각 지점에 대하여 자연상태하의 평균갈수량을 산정하였다. 위에서 언급한 하천환경보존에 관련된 9가지 기능을 종합적으로 고려한 결과, 현재로서는 수질보전이 환경보존유량의 가장 중요한 기능으로 파악되었으며 유역에서 발생되는 오염부하량과 하천에 유입되는 오염부하량을 산정하고 이에 따른 주요 지점의 장래수질을 예측하였다. 또한 예측된 장래수질과 환경기준을 비교하여 인도교 지점의 적정회석유량을 산정하였다. 산정된 평균갈수량과 환경보존유량은 비소비성 유량이므로, 이 두 유량에서 큰 것을 택한 유량, 즉 Max. (평균갈수량, 환경보존 유량)을 하천유지유량으로 산정 제시하였다. 이 유량에 하류의 유수점용을 위하여 필요한 양, 즉 소비성 유량인이 수유량을 더하면 하천관리의 기준이 되는 하천관리유량을 설정할 수 있다. 본 연구결과는 한강뿐만 아니라 그 외의 주요 하천에 대해 체계적인 하천 관리를 수행하는데 기본 자료로서 크게 이바지 할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.966-970
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• 2004

전북권에 일정량의 생${\cdot}$공용수를 제공한다는 배경아래 금강수계 최상류에 건설된 용담 다목적댐으로 인해 금강 상류로의 자연 유입량이 인위적으로 감소되었고, 이에 따른 하천수변환경의 변화가 발생하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 댐 건설전 자연유출로 인한 금강 상류구간의 수문변화와 댐 건설로 인한 인위적인 유입유량 감소로 인해 발생되는 수문변화를 비교 분석함으로써 용담댐 건설 및 부족한 용수 공급량으로 인한 수질 및 수변${\cdot}$수중생태계 분야의 문제점 제시를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 이를 위해 1차원 수문 모의를 수행하였으며 이에 금강 상류의 하천횡단자료 445개를 직접 구축하였다. 또한 과거 12년간의 강우 자료를 바탕으로 강우량 편중정도에 따라 평균 강우량을 갈수기, 평수기, 홍수기로 구분하여 산정하였다. 이를 바탕으로 각 지류유입량을 산정하기 위하여 소유역별 평균 유출량을 산정하였다. 이러한 과정을 통해 댐건설전 자연유출량과 댐 건설 후 하천유지목적으로 방류되는 용담댐 방류량 $5.4m^3/s$, 그리고 추가적으로 금강수환경 조사연구용역과 관련하여 용수배분팀(전병호, 2002)에서 제시한 적정 용담댐 방류량 $9.1m^3/s$이 금강수계에 미치는 수문학적 영향을 분석하였다. 용담댐 건설전${\cdot}$ 후의 대청호 유입량을 비교한 결과 갈수기때는 $9.46\%$, 평수기때는 $3.32\%$, 홍수기때는 $33.73\%$의 감소율을 보이고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.397-406
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• 2004

어떤 특정 지역의 지하수 개발량을 적적히 파악하기 위해서는 지하수함양량의 산정이 필요하다. 경상북도에 위치한 위천 유역내의 소유역에 대하여 지하수 함양량을 산정하였다. 기저유출분리법과 SCS-CN방법을 이용하여 갈수년과 풍수년이 존재하는 1992년∼1997년간의 년 평균 지하수 함양량을 추정하였다. 기저유출분리법을 이용하여 추정한 결과, 연평균 지하수 함양률이 11.9%∼18.7%로 변화하였으며 계산기간 중의 년 평균 강수에 의한 지하수 함양량은 141.6mm로 지하수함양률은 14.5%이었다. SCS-CN방법을 이용하여 추정한 결과, 연평균 지하수 함양균이 7.9%∼20.9%로 변화하였으며 계산기간 중의 년 평균 강수에 의한 피하수 함양량은 147.4mm 로 지하수 함양률은 15.1%이었다. 두 방법으로 산정한 갈수년과 풍수년이 존재하는 장기간 동안의 년 평균 강수에 의한 지하수 함양량은 지하수 개발에 유용하게 사용할 수 있음을 나타낸다.