• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.59-59
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• 2021

최근 기후변화에 따른 가뭄의 상습화와 농촌용수 수요증가에 대비할 수 있는 가뭄대책의 수립을 통한 용수부족 문제에 대한 근본적인 해소의 필요성 증가하고 있는 가운데 기존 수자원을 효율적으로 활용하기 위한 4차 산업기술을 적용한 순환형 농업용수 관리시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 2017년 가뭄이 극심하였던 충청남도 대사저수지, 풍전저수지와 경기도 마둔저수지에 대하여 기상분석, 관개분석, 수리분석 등을 수행하여 이수관리, 관개만족도, 회귀수의 재이용 등을 예측 관리할 수 있는 순환형 농업용수 관리 시스템을 개발하여 적용하고자, 선제적으로 가뭄 발생 들녘의 용수공급을 위한 농업용 저수지 소유역 순환용수 가용수량을 추정하였다. 2010년부터 2019년까지의 강우유출 모형을 적용하기 위하여 수원, 천안, 이천관측소의 강우, 최고/최저기온, 상대습도, 풍속, 일사량자료를 일자료로 활용하였고, 10년 평균 유출량을 순별로 산정하여 기본자료로 구축하여 주요 취입보 유입수량을 산정하였다. 주요 취입보 유입수량 산정과 취입보의 용적을 산출하기 위하여 시설별 높이차와 하천의 길이 및 폭을 측정하였으며 물수지는 보유용수량과 유입량의 합에서 공급수량을 제외한 값으로 정의하였고, 내용적을 초과하는 경우에는 범람되는 것으로 구현하여 마둔, 대사, 풍전저수지의 임의 지점(하천)별로 순환용수 가용을 위한 모의를 실시하였다. 공간 범위는 평야부 말단부로 선정하였고, 가상으로 약 2m 높이의 임시보를 적용하여 관개기 강우유출수 및 퇴수에 의한 가용수량을 산정하였다. 이를 위하여 하천의 폭과 표고를 이용하여 길이를 산출하여, 내용적을 산출하였다. 소유역별로 TANK 모형적용 결과를 입력자료로 활용하여 일 공급 양수량을 내용적 최대로 하였을 때 회복 기간에 대한 모의를 수행하였다. 강우유출수에 의한 소유역별 가용수량을 4월부터 모의 분석한 결과 유역별로 차이는 발생하지만 만수위에 도달하는 기간은 특이 유역을 제외하고는 약 50일 이상 걸리는 것으로 분석되었고, 관개기가 계속되면서 회복되는 기간이 짧아지는 경향을 보였다. 이를 통해 소유역별 농업용수 부족분 투입을 위한 위치선정과 용수량 판단이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.397-397
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• 2021

본 연구의 목적은 비매개변수적 리샘플링 기법을 이용하여 농업용 저수지 유입 설계홍수량의 구간을 추정하는 기법을 제안하는 데 있다. 본 연구는 설계홍수량을 점 추정하여 안전계수(safety factor)를 적용하는 기존 방법에 대한 대안을 제시하고자 한다. 설계홍수량의 구간 추정을 수행하기 위해 부트스트랩 기법(bootstrap technique)을 사용하였다. 부트스트랩 기법을 이용하여 95% 신뢰수준에 해당하는 신뢰구간을 추정하였다. 본 연구의 공간적인 범위는 남한의 30개 농업용 저수지이며, 시간적인 범위는 과거 기간(2015s: 1986-2015)과 미래기간(2040s: 2011-2040, 2070s: 2041-2070, 2100s: 2071-2100)을 설정하였다. 본 연구에서는 200년 빈도, 24시간 지속기간을 대표적인 결과로 선정하여 분석하였다. 빈도분석은 GEV 분포를 사용하였고, L-moment 방법을 이용하여 매개변수를 추정하였다. 설계홍수량은 HEC-1 모형을 이용하여 산정하였다. 최종적으로 설계홍수량 구간 추정한 결과를 기존의 점 추정한 뒤 안전계수를 적용한 기존 방법과 비교하였다. 97.5th BCa percentile 기준으로 상대적인 변화를 비교해보면, 미래로 갈수록 구간 추정으로 산정한 설계홍수량이 점차 증가하는 것으로 도출되었다. 한강 및 금강 유역에 위치한 농업용 저수지의 설계홍수량이 낙동강 유역에 비해 상대적으로 큰 변화를 보여주었다. 몇몇 농업용 저수지에 대해서 2040s 기간에 다소 감소하기도 하였으나 2070s 기간 이후에 다시 증가하는 결과를 보여주었다. 낙동강 유역의 위치는 농업용 저수지의 설계홍수량은 미래로 갈수록 크게 증가하지 않는 경향을 보여주었다. 본 연구는 설계홍수량을 추정하는 데 있어 결정론적인 방법에서 더 나아가 자료의 통계적인 특성을 고려하여 구간 추정을 수행하는 방법론을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.508-508
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• 2022

1973년 기상관측 이후 5년에서 7년 주기로 전국적 및 국지적 가뭄이 반복되고 있으며, 2010년을 기점으로 매년 가뭄이 발생하는 등 지역적 가뭄의 발생빈도도 증가하고 있다. 이러한 가뭄은 특히 농작물 생육 및 수확과 같은 농업 부분에서 가장 큰 영향을 미치고 있으며, 가뭄의 선제적인 대응을 위해서는 시공간적인 진행 상황이나 강도를 객관적인 기준을 통해 파악해야 한다. 가뭄의 경우 2016년 범부처 가뭄예·경보제를 시범 운영하여 2017년부터 본격적으로 시행하고 있으며, 매월 시군별 지역에 대한 농업용수의 가뭄 상황을 4단계 (관심, 주의, 경계, 심각)로 구분하여 발표하고 있다. 농업가뭄의 경우 저수지, 양수장과 같은 농업수리시설의 능력에 대한 의존도가 높아 가뭄이 발생했을 경우, 용수공급시설에서 용수공급이 가능한 물의 양을 파악하여 가용용수 능력을 평가함으로써 농업가뭄에 대응할 수 있는 정도를 파악해야 한다. 현행 농업용 저수지 물 관리 운영의 경우 과거 경험에 의존하는 실정으로 용수관리 및 물 관리자의 개인 역량에 따른 편차가 발생하고 있다. 또한, 전국 모든 농업용 저수지에 평년 저수율을 적용하여 가뭄단계를 산정하기 때문에 개별저수지의 특성을 반영하지 못하는 한계를 갖고 있다. 본 연구에서는 가뭄예·경보를 위한 농업용 저수지 저수율의 가뭄단계별 기준을 개선하고자 한국농어촌공사 관할 농업용 저수지 3,400개를 대상으로 백분위수 (Percentile)를 적용한 저수지 이수관리 기준을 제시하고자 한다. 또한, 빈도분석 및 연속이론 (Run theory)을 적용하여 과거 및 현행 가뭄 판단 및 이수관리 기준들의 가뭄에 대한 선제적 대비능력 및 민감성을 비교·분석하고자 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권1호
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• pp.16-25
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• 2003

농촌지역의 도시화와 산업화에 따라 농촌 수질환경의 오염이 심화되고 있다. 경북 안동의 중산간지대에 위치한 만운저수지는 유역면적 $23.8\;km^2$, 수표면적 $0.4\;km^2$, 저수량 $2.0{\times}10^6\;m^3$의 부영양화 된 중규모 농업용저수지로서 1999년 수질환경특성조사를 실시하여 오염된 유사 농업용 저수지의 수질특성이해에 중요한 자료로 활용하고자 하였다. 만운저수지의 수질에 영향을 미치는 유역면적값(DA)/호수면적값(SA)의 비가 56.1로 국내 다른 농업용 저수지보다 높게 나타나 유역의 오염물질 부하가 높은 편이며, 평균 수심과 관련된 유효저수량(ST, $m^3$)/수표면적(SA, $m^2$)비는 4.79로서 안동호, 팔당호보다 낮고 삽교담수호 등과 비슷한 값을 보여주어 부영양화의 잠재성이 높은 것으로 나타났다. 만운저수지의 수질조사결과 COD는 11.1 mg/L, 총질소 1.426 mg/L로 환경기준 중 생활환경 IV등급인 농업용수 수질기준을 초과하였으며, 총인은 0.093 mg/L로 IV등급의 수질을 나타내고 있었다. 유입하천은 총질소($1.426{\sim}3.809\;mg/L$)가 비교적 높게 나타나고 있어 총질소에 기준한 수질개선 방안이 요구되었다. 식물성플랑크톤 조사결과 Oscillatoria와 근연종인 Lyngbya가 우점하였으며, 동물성플랑크톤은 대부분의 지역에서 적조현상을 일으키는 와편모충인 Gymnodinium spp., Peridinium spp., 암색편모충인 Cryptomonas spp.이 우점하였다. 부영양화도지수(TSI)를 이용한 1999년도의 시기별 영양상태 변화는 9월에 과부영양상태를 보였으며, 연도별 $TSI_M$지수는 '96년, '97년에 부영양, '98년의 과영양으로 영양상태가 증가하였으나, 강우가 다소 많았던 '99년에는 강우의 영향으로 다소 개선되어 나타났다. 결론적으로, 저수지의 물리구조적 유역특성 및 수리학적 특성상 만운저수지는 부영양화에 취약한 특성을 가지고 있으며, 강우량에 영향을 받고는 있으나 전반적으로 부영양화도가 증가하는 추세를 보인다. 따라서, 이와 같은 추세변화를 정확히 인식하고, 그에 적절한 대책을 마련하기 위해 농업용수 수질측정망 운영이 상당히 중요하게 인식되어지며, 수질환경 특성을 감안한 합리적 운영이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권5호
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• pp.382-393
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• 2000

The principal indicators contributing to water qualities was screened by factor analyses, based on the monitored chemical parameters of water quality for various water resources from 1995 to 1999 in the small agricultural catchments of the Han River Basin. Water samples of streams, groundwaters, and reservoirs were taken four times a year from upper (Daegwanryong), middle (Dunnae and Chunchon) and lower (Guri) reaches of Han River Basin. In these areas, the respective type of farming practiced was alpine agriculture and livestocks raising, typical upland and paddy cultivation, and intensive cropping in the plastic film house. Water quality was monitored for twenty-one water quality parameters, including pH, EC, SS, T-N, T-P, COD, cations, anions, and heavy metals. pH, EC and COD of the stream waters were suitable for the Korea irrigation water quality guidelines. However, T-N and T-P concentrations of water samples in four catchments far exceeded the irrigation water guideline. Concentrations of canons and heavy metals in Wangsuk stream in Guri area were higher than those in streams in other areas. Factor analysis revealed that significant correlation was observed for 81 pairs out of 231 water quality indicators of stream water among the $21\;{\times}\;21$ cross correlation matrix of stream water quality indicators. The first factor accounted for 27.01% of the total variation in stream water quality indicators, and high positive factor loadings were shown on EC, K, Na, $NH_4\;^+-N$, $PO_4\;^{3-}$, $SO_4\;^{2-}$, and COD. Fifty-three water quality indicator pairs were significant out of 190 ground water quality parameters. The first factor accounted for 28.54% of the total variation in ground water quality indicators, and high loadings were revealed on EC, Ca, Mg, K, Na, $NH_4\;^+-N$, and $SO_4$. Twenty-nine pairs of reservoir water quality indicators were significant out of 66 pairs. The first factor accounted for 37.06% of the total variation in reservoir water quality indicators, and high loadings were shown on EC, Mg, K, Na, SS, T-P, Cl, and COD. These results demonstrate that EC was the first factor contributing to water quality.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.668-676
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• 2018

우리나라의 저수지는 유효수심이 낮고 소규모의 인공호소가 대부분이어서 주변의 농경지로부터 유입되는 유기물질과 축산폐수 및 생활하수에 의한 수질오염에 취약한 실정이다. 이에 여러 가지 공법을 통하여 이를 개선하고자 노력하고 있으나 여전히 저수지의 오염정도가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저수지의 유입부에 설치되는 침강지를 조성하기 위한 사석 위주의 부댐을 대체하면서 수질정화 효과를 부여하기 위하여 수질정화용 부댐을 경기도내 저수지에 설치하여 36개월간 수질개선효과를 측정하였다. 연구결과에 따르면 COD 14.6%, SS 38.6%, T-N 9.5%, T-P 11.2%로 나타났으며 계절 등 시기별로 유입수의 농도 변화가 뚜렷하였고 유입수의 농도가 높을수록 수질정화효과가 높게 나타났으며 36개월의 장기간 운영에 따른 여재의 공극 막힘 현상은 발생하지 않았다. 따라서 침강지의 정화효율이 아닌 부댐의 정화효율임을 고려하여 볼 때 수질정화용 부댐을 농업용 저수지에 설치할 경우 장기간 동안 침강지로부터 호소내로 유입되는 오염물질을 효과적으로 차단하여 호내의 수질오염을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.529-540
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• 2003

최근 콘크리트 내구성설계에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 사용수명 예측이 핵심인 내구성 평가모델 개발이 그 좋은 예이다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 잔존수명예측 모델을 개발하여 적정시기의 유지보수를 통한 경제적 구조물 사용을 목적으로 하였다. 육지 콘크리트 구조물인 저수지의 콘크리트 구조물 부분을 대상으로 전국 70개 지구를 선정하고, TG/DTA 법과 페놀프탈레인 지시약법으로 중성화를, pH메타법으로 pH 값을 측정하여 탄산칼슘함량 대비 사용연수, pH값, 콘크리트 피복 두께의 관계함수를 각각 유도한 후 가능한 최소의 자료측정으로 잔존수명을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 개발된 잔존수명예측 모델은 탄산가스등의 고정변수에 의한 실내촉진실험 자료기반 모델과 달리 동결융해작용, 중성화, 철근 부식 등 복합적인 열화작용이 동시에 일어나는 현장의 환경적 영향을 받은 구조물에서 측정한 자료를 기반으로 개발되었다. 이러한 점에서 그 신뢰성을 높게 평가 받을 수 있을 것이며, 시설물 유지관리자에게 적정 보수보강 시점을 제공하여 경제적인 구조물 사용에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권5호
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• pp.105-119
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• 2020

Although there have been a lot of efforts to improve water quality in the estuarine reservoir, overall the water quality problems of the estuarine reservoirs remain. So, it is essential to establish water quality management plans under a comprehensive understanding of the environmental characteristics of the estuarine reservoir. Therefore, in this study, a resilience analysis framework for evaluating the estuarine reservoir's water quality was suggested for improving existing assessment method for water quality management plan. First, as a result of analyzing the static resilience to each scenario, it was found that from the S3 scenario in which dredging was conducted considerably, the resilience of about 30% more than the current estuarine reservoir system was restored. Second, as a result of analyzing the dynamic resilience, if cost and time are considered, there is no significant difference in robustness and resourcefulness, so it can be seen that the resilience of the estuarine reservoir can be efficiently improved by simply performing dredging up to the level of Scenario 3. Finally, as a result of comparing static and dynamic resilience, since static resilience is only presented as a single value, the differences and characteristics of the resilience capacity of the estuarine reservoir might be overlooked only by the static resilience analysis. However, in the aspect that it is possible to interpret the internal recovery capacity of the estuarine reservoir in multiple ways with various indicators (robustness, redundancy, resourcefulness, rapidity), evaluating water quality based on dynamic resilience analysis is useful.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.252-260
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• 2012

습지의 생태-사회적 가치는 인간사회에 혜택을 준다. 많은 나라들이 습지를 보전하고 보호하기 위해 노력하고 있다. 하지만 많은 습지들은 자연적 교란과 함께 인위적 교란으로 인해 소실되거나 구획화되었다. 구획화된 습지는 경관생태학적 연구의 주 대상이 되는데 이는 습지를 효율적으로 관리하고 보전하는 데 매우 중요하다. 본 연구는 행정구역상 경상남도 습지의 공간-사회적 분포양상을 파악하기 위해서 습지의 분포와 크기, 습지 간의 거리, 습지의 경관학적 형태, 토지이용현황, 공시지가 등을 연구하였다. 경상남도 내에는 146개(3,598.85 ha)의 습지가 분포해 있고 하천습지가 76개(1,955.60 ha), 범람습지가 49개(1,282.28 ha), 산지습지가 21개(1,282.28 ha)이었다. 대부분의 습지들이 크기가 작고(<2 ha) 농경지에 둘러 쌓여 있었다. 많은 습지들이 구획화되어 있고 훼손상태가 심각하지만 하천습지와 농업용 수로를 이용하여 연결할 수 있는 것으로 보인다. 습지의 연결성 확대를 통한 습지서식처의 확장은 습지에 의존하여 서식하는 생물들의 보전에 매우 유의할 것으로 생각된다. 많은 습지들이 현재 농업용수확보를 위한 유지로 이용되고 있고 국유지의 비율이 높아 추후 습지의 훼손과 소실은 국가단위의 대규모 계획공사로 인할 가능성이 높으므로 생태적으로 민감한 행정과 법률의 개발이 습지의 보전과 관리를 위해 중요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.274-286
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• 2016

전체 온실가스 배출량의 약 72%를 차지하는 이산화탄소($CO_2$)는 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스로 분류되어 있다. IPCC의 제5차 기후변화 종합평가보고서(2014)에 의하면, 지난 100년간 지구 대기의 $CO_2$는 약 35% 증가했으며 지구의 온난화는 최근 30년간 심화되는 것으로 나타났다. 이에 따라 지구 온난화에 따른 기후변화, 기상이변으로 산림식생대의 이동과 식물계절 변화가 유발되고 있다. 산림은 교토의정서에서 인정한 유일한 온실가스 흡수원으로서 보전 및 증진 필요성이 있으며 기후변화에 대한 수목 반응의 연구는 미래의 산림생태계 변화를 예측하는데 필수불가결한 요소이다. 따라서 장기 기후변화 연구시설을 이용한 수목의 생리 생태적 반응 연구와 실제 산지에서 이루어지는 장기 모니터링 연구를 결부하여 이용한다면 기후변화로 인한 미래 산림생태계의 변화를 예측하고 대응하는데 크게 기여할 것이다.