• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.2107-2111
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• 2009

인근의 저수지의 높이를 높여 도심구간의 하천 유량이 얼마나 증가되는지 확인하기 위해 지천 상류에 위치한 유역면적 65.8 $km^2$인 청양의 도심하천 위치에서 1966년부터 2007년까지 유량을 모의하고, 목표유량을 0.31 $m^3/s$로 설정하여 상류에 위치한 유역면적 17.5 $km^2$, 저수량 512만 $m^3$인 칠갑지의 숭상으로 방류량 증가에 따른 하천유량의 증가효과를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 칠갑지 없는 경우 청양 도심하천 유황은 연평균하여 풍수량 1.49 $m^3/s$, 평수량 0.44 $m^3/s$, 저수량 0.20 $m^3/s$, 갈수량 0.16 $m^3/s$로 분석되었으며, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.15 $m^3/s$ 적게 나타났다. 둘째, 칠갑지로부터 682 ha의 논에 관개용수를 공급하는 경우 용수공급량/유역면적은 453.9 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 39.1 %, 용수공급량/유입량 비율은 96.5 %, 용수공급량/저수량 비율은 163.7 %, 유입량/저수량 비율은 226.5 %였으며, 이수안전도는 일단위 52.4 %, 일단위 96.9 %였다. 셋째, 현재 규모의 칠갑지 운영을 고려한 청양 도심하천의 유황은 연평균하여 풍수량 1.40 $m^3/s$, 평수량 0.42 $m^3/s$, 저수량 0.19 $m^3/s$, 갈수량 0.16 $m^3/s$로 분석되어 갈수량은 칠갑지가 없는 경우와 같게 나타났다. 넷째, 칠갑지 규모를 5 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.40 $m^3/s$, 평수량 0.43 $m^3/s$, 저수량 0.24 $m^3/s$, 갈수량 0.20 $m^3/s$로 분석되어, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.11 $m^3/s$ 적게 나타났다. 다섯째, 칠갑지 규모를 10 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.42 $m^3/s$, 평수량 0.47 $m^3/s$, 저수량 0.27 $m^3/s$, 갈수량 0.23 $m^3/s$로 분석되어, 목표유량 0.31 $m^3/s$보다 0.08 $m^3/s$ 적게 나타났다. 여섯째, 칠갑지 규모를 15 m 더 높인 경우 청양 도심하천의 유황은 풍수량 1.43 $m^3/s$, 평수량 0.47 $m^3/s$, 저수량 0.27 $m^3/s$, 갈수량 0.23 $m^3/s$로 분석되어, 10 m 높인 경우와 같게 나타났다. 결과적으로 칠갑지 규모를 높여 하천유량의 증가효과는 한계가 있는 것으로 밝혀졌으며 최적규모 결정을 위해서는 추가 연구가 필요하며, 부족유량을 충족하기 위해서는 다른 방법이 추가로 필요한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.368-368
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• 2012

부사호는 당초 유역면적이 $288km^2$로 이 중에서 상류 유역에 건설된 보령댐 유역면적 $163.6km^2$(57%)가 제외됨에 따라 부사호로 유입량이 급격히 줄어들어 약간의 가뭄에도 수질악화가 반복되고 있다. 부사호의 합리적인 용수 수급 관리를 위해 정확한 부사호 유입량의 추정은 절실하다. 부사호 유입량은 보령호 방류량과 부사호 지류 유역 유입량으로 구성되며, 보령호 방류량은 소수력 발전용수, 관개용수, 하천유지용수, 홍수조절 방류량, 월류량으로 구성된다. 부사호 지류 유역으로부터 자연유량에서 하천에서 취수한 공업용수를 공급하고, 웅천읍의 생활용수 $1,164m^3$/일로부터 회귀수가 유입되고, 보령댐 수혜답 1039.5 ha에 관개용수를 공급하고 회귀수가 유입되고, 부사호에서 양수하여 공급한 부사 유역 수혜답 1,141 ha의 회귀수가 유입되고, 6개 저수지 수혜답 396.5 ha의 회귀수가 유입되는 등 지류 유입량의 구성은 매우 복잡하다. 하천에서 취수하여 공급하는 공업용수는 서해화력 5천 $m^3$/일, 보령화력 15천 $m^3$/일로 구성된다. ONE (One parameter New Exponential) 모형을 근간으로 유입량 모형을 구성하였고, 보령댐 자료로 매개변수를 결정하여, 1966~2011년의 부사호 일 유입량을 모의한 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 유역면적 $124.4km^2$인 부사호의 지류 유입량과 보령댐 방류량을 고려한 부사호 유입량 자료로부터 유황을 분석한 결과는 연평균하여 풍수량은 2.1 mm/d, $3.083m^3/s$, 평수량은 0.89mm/d, $1.280m^3/s$, 저수량은 0.48 mm/d, $0.695m^3/s$, 갈수량은 0.30 mm/d, $0.428m^3/s$였으며, 연 유입량은 127.23백만 $m^3$에 이르렀다. 둘째, 유역면적 $288km^2$인 보령호 유역의 포함한 부사호의 자연 유입량 자료로부터 즉 보령댐이 없는 경우 유황을 분석한 결과는 연평균하여 풍수량은 1.4 mm/d, $4.599m^3/s$, 평수량은 0.51 mm/d, $1.689m^3/s$, 저수량은 0.20 mm/d, $0.664m^3/s$, 갈수량은 0.06 mm/d, $0.204m^3/s$, 연 유입량은 197.00백만 $m^3$에 이르렀다. 셋째, 보령호가 있는 경우와 없는 경우 유황을 비교하면 있는 경우에서 부사호의 유입량은 고수위의 유량은 감소하고, 저수위의 유량은 증가하는 전형적 상류에 위치한 댐의 저류효과 영향을 여실히 나타내고 있었다. 넷째, 한국하천 유황곡선식에 의한 유역면적 $288km^2$인 부사호 유입량의 풍수량은 1.29 mm/d, $4.292m^3/s$, 평수량은 0.59 mm/d, $1.964m^3/s$, 저수량은 0.33 mm/d, $1.093m^3/s$, 갈수량은 0.13mm/d, $0.424m^3$이르렀다. 결론하면, 보령댐이 있는 경우 연 유입량은 70백만 $m^3$ 감소하였으나, 평갈수기 유입량은 증가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.374-374
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• 2019

지구온난화의 영향으로 기상이변으로 인한 피해가 증가하여 이를 예방하기 위해 풍수해 피해 예측의 필요성이 증가하였다. 이에 따라 관련 기관 및 지자체별로 각자 다른 필요성과 목적에 ?라 다양한 형태의 풍수해 관련 피해예상도가 작성되어 왔다. 풍수해 피해예상도 작성을 위해서는 시간적, 경제적 비용이 많이 소모되며, 일반적으로 정해진 빈도에 의해서만 작성되기 때문에 다양한 빈도의 작성은 불가능하다. 본 연구에서는 빈도별 홍수량과 빈도별 피해예상도를 활용하여 피해예상도를 작성하기 위해 보간기법을 마련하여 적용하고자 한다. 풍수해 피해예상도는 과거의 침수흔적과 홍수범람해석을 통하여 침수가 예상되는 지역을 미리예측한 지도로 방재대책 수립 및 재해정보지도 작성을 위한 기본 자료로 활용하는데 목적이 있다. 데이터의 보간은 불연속적으로 주어진 데이터 점들을 이용하여 그 점들 사이의 값을 추정하는 방법의 한 종류로 활용하는 데이터에 따라 보간기법이 달라진다. 보간법은 선형보간, 라그랑제 다항식 보간, 네빌레의 반복 보간, 뉴튼 다항식에 의한 보간법 등이 존재한다. 각 보간법의 내용과 특성, 활용법을 분석 비교하여 피해예상도 보간기법 모듈에 적용할 수 있는 방법을 제시하였다. 빈도별 홍수량과 빈도별 피해예상도를 활용하여 보간 기법을 적용하기 매우 제한적이며 여러 보법 중 특성을 파악했을 때 선형보간법이 가장 적합한 방법이라 판단된다. 또한, 선형보간을 위한 변수로 확률빈도보다는 홍수량 자료를 사용하는 것이 정확도를 더 향상시킬 수 있으며 침수흔적도와 DEM을 사용하여 침수용량을 파악하고 피해예상도를 선형보간하여 작성한다. 침수용량을 파악하여 선형보간하여 침수용량에 대한 임의의 홍수량을 산정하고 이를 바탕으로 피해예상도를 홍수량과 침수용량에 대한 관계를 정리하였으며 피해예상도를 선형보간하여 작성할 수 있다. 선형보간하여 작성된 피해예상도는 빈도별 강우와 실시간 지속 강우를 기반으로 해당 지역에 대한 침수 피해 예상에 활용 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.295-295
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• 2017

본 연구에서는 2차원 수리모형을 이용하여 자연하천에 보가 없는 경우, 직선 보, 경사 보 3가지 경우로 적용하여 2차원 수리분석을 실시하여 상 하류 수리특성을 검토하여 향후 하천개설 및 하도 설계의 기초자료를 제공하고자 한다. 보의 배치가 하천에 미치는 영향으로 수리특성의 변화와 유속의 변화, 토사의 이동 등 하도 내 흐름 특성의 2차원 해석결과를 도출함으로써 하도 내 횡단구조물 설치에 따른 기초적인 자료를 제공하고자 한다. 보 설치로 인한 하천 주변 친수 공간 발달로 인한 여가시설, 이동편의를 위한 도로설치 등 공간조성 설계 시 기초자료로 활용가능 할 것이다. 연구대상 하도구간은 경주 시내를 통과하는 형산강의 남천합류부 2.7km 지점부터 경주시 천북면 모아리에 위치한 모아수위관측소까지 약 8.7km 구간이다. 연구대상 유역인근에 위치한 수위관측소는 경주, 모아 관측소가 있으며 수리해석을 위한 경계조건으로 활용하였다. 연구대상 구간의 상류 부근에 경주 북천이 합류하고 있으며 현재 월령보가 경사 방향으로 설치되어져 있다. 본 연구에서는 상류경계 입력자료 계획홍수량은 형산강하천기본계획보고서(2011)을 참고하였으며, 경주 금장대 부근 합류하는 북천의 계획홍수량은 북천하천기본계획보고서(2011)를 참고하였다. 하류 경계입력자료 계획홍수위도 형산강하천기본계획보고서(2011) 참고하여 2차원 수리특성을 분석하였다. 수문량에 따른 홍수위 변화특성을 분석한 결과 풍수량과 100년 빈도 홍수량에 대해서 직각보 최대수위가 높게 분석되었으며, 유속에 대해 분석한 결과 풍수량과 100년 빈도 홍수량에 대해서 직각보가 경사보보다 물넘이 부분에서 최대유속이 빠르게 분석되었다. 또한 보가 없을 경우와 풍수 시 흐름특성을 분석한 결과 유선방향이 현재의 경사보 방향과 일치하는 것으로 분석된다. 이상의 연구결과를 검토할 때, 직각보 상류에 자전거 교량을 건설할 때 최대 유속이 발생하는 위치에는 교량기초공이나 교각 부분의 보강이 필요할 것으로 판단된다. 둔치 주변 유속변화가 발생할 수 있으므로 수위와 유속을 동시에 고려한 친수시설을 설치할 필요가 있는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.344-344
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• 2022

최근 기후변화에 따른 집중호우, 태풍의 규모 및 빈도가 증가하고 있다. 도시지역은 전통적인 배수체계가 한계에 도달함에 따라 기후변화에 대한 취약성이 다른 지역에 비하여 더욱 크게 나타나 기후변화에 효과적으로 적응하기 위한 방안으로 도심녹지, 빗물정원, 투수포장 등 그린인프라 확충의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 도시하천 유역 내 그린인프라 확충에 따른 강우유출특성의 변화를 살펴보고자 하였다. 그린인프라의 확충은 불투수층을 투수층으로 변화시켜 물순환 건전화에 기여한다. 본 연구에서는 부산의 대표적인 도시하천 유역인 온천천유역을 대상으로 강우유출모형인 HSPF를 적용하여 유역 내 투수층 증가에 따른 유출특성의 변화를 살펴보았다. 온천천 유역을 세 개의 소유역(온천천 상류, 세병교, 온천천 하류)으로 구분하고 현재 상황(불투수면적비 각각 90.98, 92.96, 94.25%)에서 불투수면적을 10%씩 감소시켜가며 유역 내 지표유출량, 침투량의 변화를 살펴보았으며, 온천천 유량(갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량, 홍수량)의 변화를 분석하였다. 분석 결과 유역 내 불투수면적 감소에 따라 강수의 침투가 증가하고 이에 따른 지표유출이 감소함을 확인할 수 있었다. 유역 내 불투수층이 감소함에 따라 지표유출량은 최대 32%까지 감소하고 침투량은 최대 71%까지 증가하는 것으로 나타났다. 또한 온천천의 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량은 증가하는 반면, 홍수 시의 유량을 의미하는 홍수량은 최대 15% 이상 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 유역 내 불투수층의 감소를 통해 평상시에는 추가적인 하천유량 확보가 가능하며, 홍수 시에는 반대로 홍수량을 저감시킴으로써 이에 따른 피해를 줄일 수 있음을 의미한다. 본 연구를 통해 그린인프라가 하천유량 확보 및 홍수량 저감을 통해 유역의 물순환 건전화에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 기후변화 적응을 위해 도시하천 유역의 그린인프라 확충을 위한 노력을 기울일 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.148-148
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• 2017

본 연구에서는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 인공위성 영상을 활용한 풍수해 피해지역 감지 기법을 제안하고자 한다. SAR 인공위성 자료를 분석하여 풍수해 피해 중 지반의 변화량 및 변화양상 감지를 분석하였다. 연구지역은 울릉도 전역이며, 2016년 8월 30일 제 10호 태풍 라이언록에 의한 피해를 분석하였다. SAR Interferometry(InSAR) 기법을 적용하여 홍수 전, 후의 지반 변화량을 분석하였다. 분석결과의 정확도를 파악하기 위해 분석결과를 실제 피해사례 및 피해 사진 등과 비교, 분석하여 검증을 실시하였다. 검증결과, 정성적인 지반변화 및 변화양상은 판별되었으나, 정량적인 지반변화량 파악은 어려운 것으로 나타났다. 현재 국내지역에 대해 InSAR 기법을 적용하여 홍수 전, 후의 지반변화 감지를 적용해본 사례가 많지 않은 실정이며, 본 연구는 국내지역에 대해 InSAR 기법을 적용하여 풍수해 피해감지를 하였다는 의미가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.534-534
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• 2012

최근 집중호우 등으로 인하여 유역에 생산된 토사가 하도에 유입되면서 하상 및 지형변동을 일으키고 있으며, 보 및 댐 상류에서 유사의 퇴적으로 인하여 홍수위 변화와 저수지 기능감소 등 많은 변화를 가져오고 있다. 이로 인하여 댐 및 보의 지속적인 유지관리를 위하여 유사관리 방안이 절실하게 요구되고 있다. 본 연구에서는 낙동강에 건설된 상주보와 구미보를 대상으로 CCHE2D모형을 이용하여 보의 상류에 퇴적된 토사의 토출(배출(排出), SPT)효과를 분석하였다. 토사 토출 효과를 예측하기 위하여 2차원 하상변동 수치모형인 CCHE2D를 이용한 하상변동 과정을 모의한 결과, 보 상류에서는 수문을 통과하여 흐르는 유속으로 인하여 하상이 저하 되었으며, 보 하류에서는 상류에서 유입되는 유사량과 지형적인 영향을 받아 세굴과 퇴적이 반복되는 경향을 보였다. 상류에서 2년빈도 유량, $1,500m^3/s$, $1,000m^3/s$, 풍수량으로 48시간 동안 상주보와 구미보로 유입될 때, 수문이 완전히 열린 상태로 있을 경우에, 상주보와 구미보에서 배사효과를 예측하기 위하여 유사 전달(Sediment delivery)을 분석하였다. 상주보와 구미보에서 배사효과를 예측하기 위하여 유사 전달을 분석한 결과, 상주보는 2년빈도 유량인 $3,857m^3/s$로 48시간 동안 상주보로 유입될 때, 보에서 하류로 전달되는 유사량은 약 4,400 tons 정도로 산정되었다. 유량인 $1,500m^3/s$일 때, 약 2,700 tons이 하류로 전달되지만, 최대 유사전달이 발생되는 지점은 보 하류에서 발생하였다. 풍수량 인 $207.4m^3/s$ 일 때, 1,357 tons이 하류로 전달되며, 최대 유사전달이 발생되는 지점은 상주보에서 발생하였다. 구미보는 2년빈도 유량인 $5,400m^3/s$로 48시간 동안 상주보로 유입될 때, 보에서 하류로 전달되는 유사량은 약 3,216 tons 정도로 산정되었다. 유량이 $1,500m^3/s$일 때, 약 73 tons이 하류로 전달되지만, 최대 유사전달이 발생되는 지점은 보에서 발생하였다. 유량인 $1,000m^3/s$일 때, 약 16 tons이 하류로 전달되며, 풍수량 인 $129.7m^3/s$일 때, 28 tons이 하류로 전달되었다. 상주보와 구미보 상류에서는 유사 전달이 감소하여, 유사가 약간 퇴적되는 경향을 보이지만, 전 구간에 걸쳐서 대체적으로 유사 전달이 크게 변하지 않고 있다. 보 상류를 제외하고는 전제적으로 하상고의 변화가 거의 없이 평형 상태를 유지하고 있는 것을 의미한다. 따라서, 상류에서 2년빈도의 홍수량이 유입될 때, 수문을 완전히 개방할 경우에 배사 효과가 크게 있는 것을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.349-349
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• 2022

기후변화가 고착화되면서 강우와 기온 변동으로 인한 가뭄 및 홍수 발생이 점차 증가하고 있다. 유역 단위의 유출량 예측은 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위한 수자원 관리의 시작이라 할 수 있다. 하지만, 기후변화와 유출모형의 불확실성은 정확한 유출 분석을 어렵게 한다. 본 연구에서는 위에 제시된 불확실성을 완화하기 위하여 기후 스트레스 시나리오에 따른 두 개의 집중형 수문모형, 즉 airGR과 IHACRES를 이용하여 강우 및 온도 변화에 따른 유출량 변화를 비교, 분석하였다. 연구 대상 지역은 합천댐과 섬진강댐 유역이며, 각 모형을 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 및 KGE(Kling Gupta Effieicncy)를 목적함수로 하여 매개변수를 최적화를 하였다. 모형의 보정과 검정은 20년(1995년~2014년)의 유출 자료를 활용하였으며, 보정 및 검정 기간은 각각 6:4 비율로 설정하였다. 두 모형 모두 보정과 검정 기간에 비교적 높은 신뢰도(NSE>0.7, KGE>0.8)를 보여, 모형이 과거 사상을 재현하기에 적합하고, 모의 결과가 비교적 유사함을 확인하였다. 다음으로, 기후 스트레스 시나리오를 구축하기 위해 위 20년 입력 자료를 바탕으로, 강우는 -50%에서 +50%의 범위를 1%씩 구분하였으며, 기온은 0℃에서 8℃까지 0.1℃ 범위로 하여 총 8,181개의 시나리오를 구축하였다. 이후, 기후 스트레스 시나리오에 따른 두 모형의 풍수량, 최대 유량, 평수량을 비교, 분석하였다. 기후 스트레스 영향을 반영한 풍수량과 연최대유량의 경우, 강우 증가에 따른 유출 증가 등의 패턴은 두 모형에서 비슷하였으나, 강우와 기온의 변화가 커질수록 더욱 상이한 결과를 얻었다. 이와 반대로, 평수량의 경우 강우와 온도의 변화가 증가함에 따라 더욱 유사한 결과를 얻었다. 즉, 유역의 탄력적 기후변화 대응을 위해서는 모형의 불확실성에 대한 정량적 평가가 필요하다는 것을 시사한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1116-1120
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• 2008

댐은 사회경제적으로 다양한 편익을 제공하고 있지만, 댐을 철거하자는 많은 NGO와 다른 환경단체들이 주장하는 생태비용의 이유로 최근에 재평가를 시행하고 있다. 댐 건설로 인한 유사의 차단과 첨두 홍수량의 감소는 하천의 장갑화와 유사의 하구이송을 감소시켜 댐 직하류 하천에 영향을 미치고 있다. 이러한 직 간접적인 영향들은 하도 내에 물리적 서식처 형상, 생태학적 연관성, 이로 인해 하천지형학에서의 변화를 초래하게 된다. 댐 운영이 하류의 하도 및 생태계에 미치는 영향 정도를 정량화하는데 있어 기존의 단순한 유황 분석을 통한 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량은 댐으로 인한 하류 하천의 영향을 정량적으로 분석하는 데는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 수문변화를 정량적으로 계산할 수 있는 IHA(Indicators of Hydrologic Alteration) 모형을 이용하여 합천댐 직하류 하천의 수문변화 특성을 분석하였다. 댐의 유입량과 방류량을 비교한 결과, 대체적으로 홍수기(6월$\sim$9월)에는 댐에 의한 유량 조절효과로 첨두량이 감소하였으며, 그 이외의 월 평균유량은 증가하여 유황이 개선되는 경향을 나타났으며, 수문변화율은 댐의 방류량이 유입량보다 작게 나타났다. 본 연구에서 산정된 수문특성 변화 지표는 댐 유역의 치수, 이수, 환경생태적인 변화를 종합적으로 이해하고 적응하는데 있어, 댐 운영을 최적화하거난 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.33 no.5
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• pp.537-550
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• 2000

In this study, Neural Networks models were used to forecast daily streamflow at Jindong station of the Nakdong River basin. Neural Networks models consist of CASE 1(5-5-1) and CASE 2(5-5-5-1). The criteria which separates two models is the number of hidden layers. Each model has Fletcher-Reeves Conjugate Gradient BackPropagation(FR-CGBP) and Scaled Conjugate Gradient BackPropagation(SCGBP) algorithms, which are better than original BackPropagation(BP) in convergence of global error and training tolerance. The data which are available for model training and validation were composed of wet, average, dry, wet+average, wet+dry, average+dry and wet+average+dry year respectively. During model training, the optimal connection weights and biases were determined using each data set and the daily streamflow was calculated at the same time. Except for wet+dry year, the results of training were good conditions by statistical analysis of forecast errors. And, model validation was carried out using the connection weights and biases which were calculated from model training. The results of validation were satisfactory like those of training. Daily streamflow forecasting using Neural Networks models were compared with those forecasted by Multiple Regression Analysis Mode(MRAM). Neural Networks models were displayed slightly better results than MRAM in this study. Thus, Neural Networks models have much advantage to provide a more sysmatic approach, reduce model parameters, and shorten the time spent in the model development.