• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.37-37
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• 2022

유효우량 산정을 위하여 국내에서 주로 사용되는 모형은 NRCS-CN(Natural Resources Conservation Service - curve number) 모형으로, 유역의 유출 능력을 나타내는 유출곡선지수(runoff curve number, CN)와 같은 NRCS-CN 모형의 매개변수들은 관측 강우-유출자료 또는 토양도, 토지피복지도 등을 이용하여 유역마다 결정된 값이 사용되고 있다. 그러나 유역의 CN값은 유역의 토양 상태와 같은 환경적 조건에 따라 달라질 수 있으며, 이를 반영하기 위하여 선행토양함수조건(antecedent moisture condition, AMC)을 이용하여 CN값을 조정하는 방법이 사용되고 있으나, AMC 조건에 따른 CN 값의 갑작스런 변화는 유출량의 극단적인 변화를 가져올 수 있다. NRCS-CN 모형과 더불어 강우 손실량 산정에 많이 사용되는 모형으로 Green-Ampt 모형이 있다. Green-Ampt 모형은 유역에서 발생하는 침투현상의 물리적 과정을 고려하는 모형이라는 장점이 있으나, 모형에 활용되는 다양한 물리적인 매개변수들을 산정하기 위해서는 유역에 대한 많은 조사가 선행되어야 한다. 또한 이렇게 산정된 매개변수들은 유역 내 토양이나 식생 조건 등에 따른 여러 불확실성을 내포하고 있어 실무적용에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는, 현재 사용되고 있는 강우손실 모형들의 매개변수를 추정하기 위한 방법을 제시하고자 하였다. 본 연구에서 제시하는 방법은 인공지능(AI) 기술 중 하나인 딥러닝(deep-learning) 기법을 기반으로 하고 있으며, 딥러닝 모형으로는 장단기 메모리(Long Short-Term Memory, LSTM) 모형이 활용되었다. 딥러닝 모형의 입력 데이터는 유역에서의 강우특성이나 토양수분, 증발산, 식생 특성들을 나타내는 인자이며, 모의 결과는 유역에서 발생한 총 유출량으로 강우손실 모형들의 매개변수 값들은 이들을 활용하여 도출될 수 있다. 산정된 매개변수 값들을 강우손실 모형에 적용하여 실제 유역들에서의 유효우량 산정에 활용해보았으며, 동역학파 기반의 강우-유출 모형을 사용하여 유출을 예측해보았다. 예측된 유출수문곡선을 관측 자료와 비교 시 NSE=0.5 이상으로 산정되어 유출이 적절히 예측되었음을 확인했다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.125-135
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• 2005

비점오염 발생은 강우에 의한 지표면 유출과 밀접한 관련이 있는 관계로 모형을 이용한 비점오염 해석은 먼저 유역의 강우-유출의 명확한 관계해석을 필수조건으로 한다. 본 연구는 비점오염 모의에 많이 사용되고 있는 AnnAGNPS 모형의 다양한 유역특성별 강우-유출해석능력을 평가해 보았다. 결과를 통해 AnnAGNPS 모형은 대유역 모의에 적합하며 소유역 및 강우에 대한 유역의 반응시간이 짧은 불투수층이 많은 유역에 적용하는 것은 적합하지 않은 것으로 드러났다. 특히, AnnAGNPS 모형은 모의에 사용하는 시간간격 이 일단위(daily basis)이므로 하루보다 짧은 지속시간의 복합첨두치(mutiple peak flow)를 가지는 강우사상을 표현하는 기능이 없으며 따라서 첨두유량 예측에 상당한 오차 발생의 원인으로 드러났다. 또한 유출해석에 사용되는 CN방법은 지역적인 특성에 맞게 구축된 CN정보가 없는 관계로 초기치 선택에 신중함이 요구되며, 강우의 분포형과 더불어 반드시 주요 검정대상으로 다루어져야 할 매개변수였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1261-1271
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• 2018

본 연구에서는 Lee et al.(2018)의 연구에서 제시한 새로운 수문학적 토양군 분류 방법을 제주도의 3개의 하천유역(중문천, 천미천, 한천)에 적용하고 그 적용성을 평가하였다. 적용의 결과로서 이들 세 유역의 CN 값이 산정되었으며, 이 값은 기존의 세 가지 방법론을 적용한 결과와 비교하였다. 또한 제주도에서의 침투, 강우-유출 해석 등에 사용되는 수문학적 토양군 분류와 관련된 선행 연구들을 검토하여 선택된 방법론에 따라 수문학적 토양군 분류 결과가 어떻게 다른지를 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 수문학적 토양군 분류 방법에 따른 제주도 대표 유역의 수문학적 토양군 분류 결과를 비교한 결과, Lee et al.(2018)의 토양군 분류 방법을 적용하는 경우에는 B군이 크게 나타났다. 이는 Hu and Jung(1987)의 분류 방법을 적용하는 경우에서는 C군과 D군이, Jung et al.(1995)의 분류 방법을 적용하는 경우에서 A군과 C군, 마지막으로 RDA(2007)의 분류 방법을 적용하는 경우에서는 D군이 상대적으로 크게 나타나는 결과와 비교된다. (2) Lee et al.(2018)의 수문학적 토양군 분류 방법을 제주도의 3개 대표 유역에 적용한 결과, 3개 유역 모두 기존 방법에 비해 가장 작은 CN 값이 추정되었다. 마지막으로 (3) 제주도에서의 강우-유출과 관련된 연구를 검토한 결과, 제주도 유역의 CN 값은 기존 방법에 의해 추정된 것에 비해 작을 가능성이 크고, 또한 초기 손실은 0.2S 이상의 큰 값을 가질 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1909-1913
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• 2008

수자원의 공급적인 측면에서 내륙지역에 비하여 불리한 도서지역은 단기간의 가뭄에도 생활용수가 고갈되어 매년 상습적인 식수난을 겪고 있는 상태이다. 전국 3,170개 섬 중 491개 유인도에 831,295명(2003년)이 거주하고 있으나 상수도 보급률은 28.7%에 불과하다(환경부, 2005). 나머지 71.3%의 도서지역 주민들은 간이 급수시설, 우물, 지붕수 등을 생활용수로 이용하고 있다. 이와같이 도서지역은 상수도 보급율이 열악하여 지하수자원에 대한 의존도가 내륙지역에 비하여 높아 지하수자원을 통해 부족한 용수를 공급받아야 할 실정이다. 용수공급을 위한 지하수의 개발을 위해서 무엇보다 선행되어야 할 것은 도서지역의 지하수개발가능량 평가이며 이의 평가를 위해서는 지하수함양량의 파악이 이루어져야 한다. 지하수함양량 산정 기법 중 하나인 NRCS-CN방법은 선행강우조건, 토지피복상태, 수문학적 토양군 등의 인자들에 의해 산정되어진다. 수문학적 토양군의 경우 대부분의 연구에서 정정화 등 (1995)에 의해 분류된 자료가 이용되고 있었으나 최근 정광호 등(2007)에 의하여 수문학적 토양군이 재분류 되었다. 본 연구에서는 NRCS-CN방법을 이용하여 식수난에 어려움을 겪고 있는 우리나라 서남해안의 14개 도서지역에 대하여 수문학적 토양군의 1995년 분류와 2007년 분류를 적용하여 지하수함양량을 산정하고 비교하였다. 1995년 분류와 2007년 분류에서 지하수함양량과 함양률은 개도, 생일도, 보길도를 제외한 도서지역은 1%미만의 차이로 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 개도, 생일도, 보길도는 1995년 분류에 비하여 2007년 분류에서 $2.2%{\sim}2.8%$ 감소하였다. 따라서 대상지역의 수문학적토양군의 재분류에 의한 지하수함양량 및 함양률의 차이가 미미함을 알 수 있었다. 연평균 함양량은 1995년 분류와 2007년 분류에서 수도가 590.8mm, 583.5mm로 최대값을 가지며 가파도가 270.2mm, 270.5mm로 최소값을 가지는 것으로 나타났다. 함양률의 경우 1995년 분류에서는 개도가 29.8%의 최대값을 나타내었고 가파도가 23.3%의 최소값을 가지는 것으로 나타났으며 2007년 분류에서는 사량도 상도가 28.5%의 최대값을 나타내었고 가파도가 23.3%의 최소값으로나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권2호
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• pp.1-15
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• 2004

유역의 유출량을 계산하는 유출모의를 위해서는 직접유출에 기여하는 강우량인 유효강우량을 산정해야한다. 본 연구에서는 SCS CN방법을 이용하여 유효강우량을 산청하기 위해 필요한 유역의 지형자료와 토지피복도 및 토양도 중 정밀토양도의 이용에 관한 내용을 기술하고 있다. 우리나라의 정밀토양도를 SCS CN방법에 적용하기 위해서는 SCS 수문학적 토양군으로의 재분류가 필요하다. 본 연구에서는 정밀토양도를 SCS의 수문학적 토양군으로 분류할 때 허기술과 정정화(1987)의 분류기준과 정정화 등(1995)의 분류기준을 적용하여 유출모의를 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다. 대상유역은 IHP 시범유역인 위천 유역과 평창강 유역을 선정하였다. 유출모의는 HEC-1을 이용하였으며 지형인자의 계산은 WMS v6.1을 사용하였다. 대상유역에 대하여 유출모의를 수행한 결과 정밀토양도의 분류방법에 따른 유출모의 결과의 차이는 유역에 따라서 달리 나타날 수 있으나, 정정화 등(1995)이 제시한 기준에 의해서 분류된 정밀토양도를 이용할 경우 대상유역으로 선정한 두 지역에서 모두 실측치에 좀더 근접한 결과를 도출할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권3호
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• pp.253-260
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• 2006

Groundwater recharge from precipitation is affected by the infiltration from ground surface and the movement of soil water. Groundwater recharge is directly related to the groundwater amount and flow in aquifers, and baseflow to rivers. Determining groundwater recharge rate for a given watershed is a prerequisite to estimate sustainable groundwater resources. The estimation of groundwater recharge rate were carried out for three subwatersheds in the Wicheon watershed and two subwatersheds in the Pyungchang River basin and for the period 1990-2000, using the NRCS-CN method and the baseflow separation method. The recharge rate estimates were compared to each other. The result of estimation by the NRCS-CN method shows the average annual recharge rate 15.4-17.0% in the Wicheon watershed and 26.4-26.8% in the Pyungchang River basin. The average annual recharge rates calculated by the baseflow separation method ranged 15.1-21.1% in the W icheon watershed, and 25.2-33.4% in the Pyungchang River basin. The average annual recharge rates calculated by the NRCS-CN method is less variable than the baseflow separation method. However, the average annual recharge rates obtained from the two methods are not very different, except NO. 6 subwatershed in Pyungchang River basin.

• 한국환경과학회지
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• 제13권12호
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• pp.1033-1039
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• 2004

The methodology developed by Soil Conservation Service for determination of runoff value from precipitation is applied to estimate the precipitation recharge in the Pyungchang river basin. Two small areas of the basin are selected for this study. The CN values are determined by considering the type of soil, soil cover and land use with the digital map of 1:25,000. Forest covers more than $94{\%}$ of the study area.. The CN values for the study area vary between 47 in the forest area and 94 in the bare soil under AMC 2 condition. The precipitation recharge rate is calculated for the year when the precipitation data is available since 1990. To obtain the infiltration rate, the index of CN and five day antecedent moisture conditions are applied to each precipitation event during the study period. As a result of estimation, the value of precipitation recharge ratio in the study area vary between $15.2{\%}\;and\;35.7{\%}$ for the total precipitation of the year. The average annual precipitation recharge rate is $26.4{\%}\;and\;26.8{\%}$, meaning 377.9mm/year and 397.5mm/year in each basin.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권10호
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• pp.653-660
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• 2017

설계홍수량 산정을 위한 유효우량은 대부분 미국에서 개발된 SCS-CN 방법으로 계산된다. 이때 사용되는 토지이용상태에 따른 유출곡선지수 또한 미국의 기준을 토대로 결정된 것이다. 그러나 미국과 우리나라의 토지이용상태는 많은 차이가 있다. 특히 미국의 기준에는 우리나라의 면적의 70%를 차지하고 있는 산림(forest)과 담수재배하는 논에 대한 명확한 기준이 없다. 논의 경우, 이전의 연구결과를 바탕으로 논이 홍수기에 담수상태인 것을 고려하여 토양형에 관계없이 CN값을 79로 사용하고 있다. 산림의 경우 미국 SCS의 목적이 농작물 증산에 있었기 때문에 SCS의 분류 기준은 조성림에 해당하는 수림(woods)에 대한 기준만 제시하였다. 따라서 수자원 실무에서 산림에 대한 유출곡선지수를 결정하기 위해서 미국 산림청에서 개발한 방법을 이용하고 있다. 이것은 수문학적 조건 등급을 고려하여 결정하는 대안적인 방법이다. 본 연구에서는 굴운, 방림, 왕성동 지역의 실측된 강우-유출 자료를 이용하여 산림의 유출곡선 변화를 살펴보았다. 연구결과, 산림의 CN값은 HC=1의 등급이 적당하며, 그때의 유출곡선지수는 AMC-II 기준으로 수문학적 토양군 A는 54와 55가 적당한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권5호
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• pp.373-380
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• 2016

우리나라에서 유효우량을 구하는 방법은 미국의 NRCS-CN 방법을 채택하여 사용하고 있으나, 70%가 산악지역인 우리나라의 지형적인 특성과 담수재배를 하는 논의 유출특성이 반영되지 않고 있다. 이러한 문제점으로 인해 NRCS-CN 방법으로 유효우량을 산정하는 경우 실제의 강우-유출 특성을 정확히 반영하지 못하고 있다. 정확한 실험과 연구를 통하여 우리나라의 토지이용 분류기준에 따른 유출곡선지수를 산정해야 하지만 현실적으로 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 대상지역을 선정하고 유출분석을 실시하여 대상지역의 유출곡선지수를 재산정하였다. 이를 위하여 먼저 유전자 알고리즘을 적용하여 토양형 A에 대한 유출곡선지수를 산정하고, 토양형 A의 유출곡선지수를 CN aligner 공식에 적용하여 나머지 토양형 B, C, D에 대한 유출곡선지수를 추정하였다. 초기 유출곡선지수와 계산된 유출곡선지수를 비교한 결과, 천왕은 0, 춘양은 -1, 장기는 -3의 차이를 보였다. 위와 같은 과정을 통하여 실제 강우-유출을 반영할 수 있는 토지이용 분류기준에 따른 유출곡선지수를 제시하였다.