• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.589-589
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• 2015

물은 인간생활에 있어 반드시 필요한 존재이다. 용수 수요량은 도시화로 인한 인구증가와 기상 이상화 현상으로 인해 점증되고 있는 실정이다. 특히 우리나라의 연평균강우량 2/3가 6, 7, 8월에걸쳐 3개월 동안의 강우량에 따라 가뭄빈도가 잦아지고 있어 이에 대한 피해는 앞으로 증가될 것으로 예상되어지고 있다. 실제로 2012년 5 ~ 6월 충남 서부지역에서는 예년평균의 20%로 관측되어 전국최대의 가뭄피해가 발생하였다. 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방법으로 수자원의 안정적인 확보와 하천의 효율적인 이용 및 보전계획 등에 대한 관심이 증가되어지고 있다. 이러한 실정을 고려하여 한국건설기술연구원과 SEI-B(Stockholm Environment Institute-Boston Center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가계획모형인 K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System) 을 이용하여 물수지 분석하였다. 본 연구에서는 K-WEAP 모형을 이용하여 금강유역의 물수지 분석을 기존 수자원장기종합계획의 중권역 단위의 물수지 분석에서 시군 행정구역단위로 분석을 통한 구체적인 공급방안 제시하였다. 이 때 이용된 권역별 유출량 자료는 강우-유출 모형인 Tank 모형을 통해 산정하였으며, 네트워크는 시군 행정구역단위 모의 목적에 따라 구현하여 적용하였다. 물수지 계산시간 간격은 최대 갈수년 1967년을 설정하여 목표연도 2025년까지 총 45년간 반순단위로 물수지 분석을 수행하였다. 개선된 물수급 분석 방안에 의한 산정결과 생공용수의 지역적 물수급 불균형과 농업용수의 월별 물부족량이 발생하는 것으로 검토되어 가뭄에 대비한 중장기적 이수전략, 다양한 수원을 이용한 수자원 안정성을 확보하는데 필요한 참고자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.285-285
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• 2016

설계홍수량 산정 시, 지점강우량을 대상 유역 내 면적강우량으로 환산하기 위해 면적우량환산계수(ARF, Areal Reduction Factors)를 적용한다. ARF를 산정하는 방법은 크게 면적고정형법(Fixed-Area Method)과 호우중심형법(Storm-Centered Method)로 나뉜다. 면적고정형법은 현재 국내 하천설계기준에서 활용하고 있는 방법이지만, 공간적 관측밀도의 제약으로 정확한 ARF 산정에는 한계가 있다. 또한 연 최대치계열의 독립적인 빈도해석을 통해 지점강우량과 면적강우량을 산정하므로 동시간(Synchronized)에 발생하는 강우 사상이라고 볼 수 없기 때문에 산정된 ARF는 실제 강우사상으로부터 산정된 값과 편차를 보인다. 반면 호우중심형법은 각각의 강우사상을 분석 대상 유역 중심에 공간전이 시켜 최대 강우량이 발생하도록 하는 방법으로, 레이더 강우 자료를 활용하면 현실적 ARF값의 산정이 가능해진다. 레이더 강우는 기상청에서 제공하는 2007-2012년 홍수기(6-9월)의 10분 단위 단일편파 전국합성 레이더 자료를 활용하였으며, 대상지역으로는 한강 권역을 선정하였다. 그러나 기상청 레이더강우 자료의 경우 가용기간이 아직까지 충분하지 않아 다양한 빈도의 강우사상을 확보하는데 한계가 있어, 보조적으로 한강 권역의 지상강우 관측 자료를 수집하여 높은 재현기간의 강우사상이 부족한 문제점을 해결하고자 하였다. 산정된 레이더 및 지상강우 호우중심형 ARF는 통계적 분석을 통해 비초과확률 90%, 95%의 값을 추출하였으며, 지속시간 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 24시간과 재현기간 0~10년, 10~20년, 20~50년, 50~80년, 80~100년에 대한 호우중심형 ARF 회귀상수를 제시하였다. 비초과확률 95%에서 기존 국토해양부(2011)에서 제시된 ARF와 호우중심형 ARF는 대체로 유사한 경향을 보이고 있었으나, 지속시간이 비교적 긴 12시간, 24시간에서는 호우중심형이 기존 ARF보다 다소 작게 산정되는 패턴을 보이고 있어 설계적용 시 유의해야 할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.498-498
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• 2018

가뭄으로 인해 발생할 수 있는 가장 심각한 피해는 용수 부족으로 인한 수자원 시스템의 용수공급 실패이며, 따라서 가뭄 위험도는 사용 가능한 용수의 부족과 관련하여 정량화되어야 한다. 이러한 맥락에서 수자원 시스템의 가뭄 위험도를 평가하기 위해 주로 신뢰도(reliability), 회복도(resiliency) 및 취약도(vulnerability)와 같은 세 가지 이수안전도 평가지표가 사용된다. 이러한 평가지표는 각각 용수공급 실패가 평균적으로 얼마나 자주 발생하는지, 얼마나 오래 지속되는지, 또한 어느 정도의 규모로 발생하는지를 위험도를 정량화하는 것으로, 용수공급 실패사상의 빈도, 지속기간 및 심도를 나타낸다. 본 연구에서 DRI(Drought Risk Index)는 신뢰도, 평가도 및 회복도의 가중평균값으로 정의되며, 이는 지속기간과 심도를 변수로 하는 이변량 가뭄빈도해석과 같은 변수를 공유한다. 본 연구에서는 두 가지 형태의 DRI 를 이용하여 지역 가뭄 위험도 평가 기준 산정 방안을 제시하였다. DRI_O(observed DRI)는 용수부족 시계열을 통해 산정된 공급실패 사상으로부터 산정되며, DRI_D(designed DRI)는 이변량 빈도해석을 통해 산정된 특정 지속기간을 갖는 확률가뭄심도로부터 계산된다. 기후변화 시나리오를 이용해 DRI_O 를 산정함으로써 미래의 이수안전도를 예측할 수 있으며, 이를 DRI_D 와 비교하여 지역의 용수부족으로 인한 가뭄 위험도를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한 기존에는 주로 과거 최대 가뭄사상을 목표안전도로 설정하였으나 DRI_D 를 이용하여 보다 현실적인 목표안전도를 설정할 수 있다. 낙동강 권역의 10 개 중권역의 10 개 기후변화 시나리오를 대상으로 분석을 수행한 결과 병성천 유역과 형산강 유역이 각각 최저 및 최고 위험도를 갖는 것으로 분석되었으며, 지역 안전도 기준은 평균적으로 재현기간 5-20 년 사이의 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.364-364
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• 2023

최근 환경부에서 발표한 「제3차(2021~2025) 강우유출 비점오염관리 종합대책(2020)」에 의하면, 우리나라는 지난 50년간 급격한 도시화, 산업화 과정을 거치면서 불투수면적이 전 국토의 약 22.4%에 달한다고 보고되고 있다. 특히 전체 소권역의 6%에 해당하는 51개 소권역의 경우 불투수 면적률 25%를 넘어서고 있는 것으로 조사되었다. 이러한 불투수면의 증가는 기후변화에 의한 영향으로 토양 침투량과 기저유출량을 감소, 갈수기 하천건천화 심화, 우기 표면유출수 증가를 가중시키며 이로인한 비점오염물질 유입 증가, 수질 악화의 원인으로 작용 될 수 있다. 이에 정부에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 사업 및 친환경그린인프라(Green Infrastructure, GI) 기술요소를 적용하여 도시지역 기후위기 대응 수단의 일원으로 우수유출 저감, 물순환 구조 개선, 비점오염원을 관리하고자 '그린빗물인프라(Green Stormwater Infrastructure, GSI) 조성 사업'을 추진하여 공공청사를 중심으로 학교, 도서관, 체육시설, 공원 등 적용 범위를 확대하고 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화에 가장 취약한 해안도시지역인 경상남도에 위치하고 있으며, 불투수면적이 높고 노후화된 소규모 청사 2곳을 시범 구역으로 선정하였다. 각 시범 구역별 GSI 시설 적용이 가능한 주차장, 화단, 옥상 등의 개선방안을 제시하였으며, 적용 규모를 달리하여 물순환·물 환경 개선 효과를 검증하였다. 검증에는 국내에서 개발된 K-LIDM 모형을 활용한 우수유출저감 및 직접유출체적 산정결과를 통해 물순환 효과를, 국립환경과학원에서 제시되고 있는 '토지계 지목별 발생부하원단위', 수질환경개선 보고서에서 제시된 침투형, 식생형 비점오염저감시설의 저감효율을 활용하여 물순환 저감효과를 분석하여 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.41-41
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• 2020

국토해양부의 수자원장기종합계획보고서(2011)에 따르면 영산강 유역(3,371.4 ㎢)의 경우, 연평균 이용 가능한 수자원 총량이 우리나라의 3.9%으로 약 30억㎥이 나타나고 있다. 이는 우리나라 내륙 5대 권역별 중 가장 적은 수자원을 보유하고 있으며, 섬진강 유역(4,896.5 ㎢)으로부터 용수를 공급받고 있다. 이러한 물 부족은 이상가뭄의 발생 시 제한급수와 수질오염의 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 유역 수문 모형인 SWAT과 유역간 물공급 및 분배 모형인 MODSIM을 이용하여 섬진강 유역(4,896.5 ㎢)의 도수에 따른 영산강 유역(3,371.4 ㎢)의 물 공급 능력 평가를 수행하였다. 먼저 하천유역 네트워크 물수지 모형인 MODSIM 모형은 농업용 수리시설을 고려하여 영산강 유역 8개의 중권역으로 구분하였으며, 모형의 유역별 유입량(공급량) 자료는 SWAT 모형의 소유역별 유출 결과를 사용하였다. SWAT 모형의 검·보정은 13년(2005~2017) 동안의 유역 내 1개 수위관측소(마륵 관측소)와 5년 5개월(2012년 8월~2017년 12월) 동안의 2개 보지점(승촌보, 죽산보)의 일별 유입량 및 저수량 자료를 이용하였다. 마륵 수위관측소 유출량 검·보정 결과 Nash-Sutcliffe의 모형효율계수(NSE)와 결정계수(Coefficient of determination, R²)는 0.69, 0.79이며, 2개의 보에서는 NSE 및 R²는 0.68~0.70, 0.75~0.83으로 검·보정되었다. 이후 MODSIM 모형을 이용하여 37개년(1981~2017) 동안의 물수지 분석을 수행하였으며, 최종적으로 가뭄에 취약한 지역을 파악하고 용수별(생·공·농업용수) 공급량 및 부족량을 정량적으로 검토하는 연구가 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.119-119
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• 2022

인위적, 자연적 요인에 의한 물순환 왜곡과 물순환 건전성 저하는 이수, 치수, 환경 등 다양한 물 관리 분야의 문제를 일으키고 있다. 이에 건전한 유역 물순환 관리에 관한 사회적 요구가 증대되고 있다. 유역의 물순환 관리를 위해서는 유역 전반의 물 이동과 물 이용에 관한 정량적인 평가가 선행되어야 하고, 유역의 물순환 건전성을 평가할 수 있는 체계가 필요하다. 이 연구에서 물순환 정량화를 위해 자연계 및 인공계 물순환 요소를 반영한 유역 유출 모형을 구축하였고, 관측 자료와 모형을 통해 분석된 결과를 이용하여 물순환을 정량화하였다. 한편, 물순환 건전성 평가를 위해 물환경, 물이용, 물안전의 3가지 범주 내에 수질 관리, 비점오염 관리, 수생태 관리, 하천유지기능, 지하수 보전, 치수 관리, 이수 관리의 7가지 항목에 대한 건전성을 평가할 수 있는 평가지표와 기준을 제시하였다. 그리고 계층 분석적 의사결정 기법에 따른 가중치를 이용하여 7개의 평가항목을 종합한 물순환 건전성 지수(hydrologic soundness index; HSI)를 도입하였다. 구성된 물순환 정량화 및 건전성 평가체계를 경안천과 남강, 미호천, 황룡강 중권역에 적용하여 중권역별로 필요한 물순환 개선 사업과 투자 우선순위가 높은 표준유역을 식별하였다. 이 연구에서 제시한 물순환 정량화 및 건전성 평가체계는 유역의 다양한 물 문제를 객관적으로 진단하는 한 가지 방편으로서, 유역의 물 문제 해결을 위한 기술적 정보 제공에 이바지할 수 있다.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.27 no.2
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• pp.105-110
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• 2008

The main purpose of this work is the development of water quality level model using the data such as DO, EC, BOD, $COD_{Cr},\;NH_3-N,\;NO_3-N,\;PO_4-P$, T-N, T-P, and SS in 88 agricultural streams of the Han river watersheds. To grant water quality level for each parameters, it divided into 20% respectively in the order of water quality level. On the basis of the lowest water quality level, water quality of streams was assigned. As the result, number of stream corresponding to Level Ⅰ was 0, Level II was 1 stream, Level III was 3 streams, Level IV was 22 streams, and Level V was 62 streams. By standardized canonical discriminant function coefficient, $NO_3-N$ was the highest in 0.427 at the discriminant power. According to discriminant function for water quality level, it was equal to $-4.648+3.246{\times}[NO_3-N],\;-5.084+3.456{\times}[NO_3-N],\;-4.298+3.067{\times}[NO_3-N],\;and\;-7.369+4.396{\times}[NO_3-N]$ from Level II to Level V, respectively. As a result of test at real data of the Han river watersheds in 2007, the suitability of water quality level model was high to 88.4%.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.456-456
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• 2011

국내에서는 1999년부터 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS) 구축 및 운영을 통해 물관리정보화사업을 추진하고 있으며 기초정보분석 중심에서 수자원 계획 수립과 정책 결정을 지원할 수 있는 시스템으로 확대하여 대국민 수자원 정보 제공과 홍보를 활성화하려고 노력하고 있다. 하지만 지금까지 국내에서는 수자원 현황을 평가하기 위해 상수도보급율, 하천개수율 등을 이용하여 수자원의 단편적인 분야만을 평가하여 왔으며 이들 개별지표들만으로 국내 수자원 상황에 대해 국민들이 체감하는데 한계가 있어 이들 사업의 성과를 지수화하여 수자원 정책과 사업의 효과를 국민들에게 적극적으로 홍보할 필요가 있다. 이를 지원하기 위해 2007년부터 2009년까지 수자원 각 분야별 수자원계획수립 업무지원체계를 구축하였으며 수자원 현황 평가를 위해 분야별 평가지수를 개발하고 수자원 통합지수를 선정하여 중권역별로 산정한 바 있다(건설교통부, 2007; 국토해양부, 2008, 2009). 보다 합리적인 수자원 평가를 위해서는 분야별(물이용, 치수, 하천환경) 평가 지수의 공간적 범위 확대 및 세부지표를 추가 고려함으로써 과거에서부터 현재까지의 분야별 변화 패턴을 파악해야 한다. 이를 통해 수자원 관련 정책 및 사업의 성과를 평가하고 구축된 기초자료 및 분석정보를 제공해 줄 수 있는 도구의 개발이 무엇보다 중요하다고 하겠다. 따라서 본 연구에서는 기 개발된 분야별 평가지수 산정 결과와 분야별 현황과의 비교 분석을 통해 지수의 현장 적용성을 검토함으로써 기 개발된 지표의 취약점 및 한계점을 제시하였다. 보다 합리적이고 타당한 분야별 평가를 위해 세부지표를 추가로 선정하였으며 선정된 분야별 세부지표를 PSR 구성체계에 맞추어 구성하였다. 또한 분야별 현황 및 특성을 평가할 수 있는 분야별 평가지수를 개발하였으며 물이용 특성을 평가할 수 있는 지수를 '물이용안전성지수', 치수 특성을 평가할 수 있는 지수를 '홍수안전성지수', 하천환경 특성을 평가할 수 있는 지수를 '하천환경건강성지수'라 명명하였다. 또한 분야별 평가지수를 통합하여 수자원 현황을 평가하고 관리할 수 있는 수자원 통합지수인 '물만족지수'를 개발하여 제시하였다. 분야별 평가지수를 구성하는 각 세부지표의 특성을 파악하여 지표 산정 범위를 점, 선, 면으로 확대하여 제시하였으며 세분화된 공간단위별로 기초자료를 조사, 수집하여 시계열 DB를 구축하였다. 개발된 분야별 평가지수 및 물만족지수를 연도별 표준유역별로 구축된 DB를 이용하여 산정하고 비교 분석하였으며 상대적인 분야별 안전성 및 건강성을 평가하여 지수의 적용성을 검토하였다. 지표 관련 기초자료 및 분석을 통해 생성된 정보자료는 수자원정책 수립과정에서 매우 유용한 정보를 제공해 줌으로써 정책결정을 지원할 수 있고, 일반인과 관련 전문가들에게 수자원 관련 다양한 정보를 제공할 수 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.9
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• pp.731-745
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• 2021

In this study, the monthly temperature of the Han River basin was predicted by statistical multiple regression models that use global climate indices and weather data of the target region as predictors. The optimal predictors were selected through teleconnection analysis between the monthly temperature and the preceding patterns of each climate index, and forecast models capable of predicting up to 12 months in advance were constructed by combining the selected predictors and cross-validating the past period. Fore each target month, 1000 optimized models were derived and forecast ranges were presented. As a result of analyzing the predictability of monthly temperature from January 1992 to December 2020, PBIAS was -1.4 to -0.7%, RSR was 0.15 to 0.16, NSE was 0.98, and r was 0.99, indicating a high goodness-of-fit. The probability of each monthly observation being included in the forecast range was about 64.4% on average, and by month, the predictability was relatively high in September, December, February, and January, and low in April, August, and March. The predicted range and median were in good agreement with the observations, except for some periods when temperature was dramatically lower or higher than in normal years. The quantitative temperature forecast information derived from this study will be useful not only for forecasting changes in temperature in the future period (1 to 12 months in advance), but also in predicting changes in the hydro-ecological environment, including evapotranspiration highly correlated with temperature.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.26 no.4
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• pp.253-266
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• 2014

The ECOM3D is used to study the circulation characteristics and density current from the Sumjin River runoff in the Kwangyang Estuarine System, South Sea, Korea. Annual mean value of $120m^3/s$ was imposed from the Sumjin River. The numerical model results in terms of tidal height, current and salinity field show satisfactory with skill scores over 90%. The current velocity showed the range of 1~2.5 m/s during flood and ebb phases. In particular, very strong flow occur in the narrow Channels of Noryang, Daebang and Changson exceeding over 2.0 m/s. The tidal residual currents in the various locations in the Kwangyang Estuary showed the range of 1~21 cm/s, The density-driven current through the Yeosu and Noryang Channels are about 12 cm/s and 4 cm/s, respectively. The current path through the Yeosu Channel is deflected toward west Bank. Based on budget analysis of the volume flux, the volume flux through the Yeosu Channel and the Noryang Channel were estimated to be 97.4 and $22.1m^3/s$ accounting for the 81.5% and 18.5% of total flux, respectively.