• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.601-610
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• 2020

최근, 세계적인 기후변화로 인하여 여름철마다 가뭄으로 인한 피해는 점점 심각해지는 상태이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 산간오지에는 고정(콘크리트)보가 아닌 수위조절이 가능한 가동보가 설치되고 있다. 기존의 가동보 구동방식은 시설관리 및 인력소모로 인해 고가의 운용비용이 발생하여 운용상 어려움을 겪고 있다. 또한, 가동보는 대부분 전력계통과 연계하여 사용하고 있으므로 오지에 설치되는 경우, 전력계통 연계비용에 대한 부담이 증가하고 운용비용도 상승하는 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 가동보(공압식)에 공급되는 기존의 전원을 태양광모듈과 리튬이온전지를 이용한 자연에너지 전원공급시스템으로 대체하는 최적 운용알고리즘과 리튬이온전지의 SOC(state of charge) 평가 알고리즘을 제시한다. 또한, 전력계통의 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 50kW 전원공급시스템의 모델링을 수행하여, 독립운전모드와 계통연계운전모드에서 안정적으로 운용되고 있음을 확인하고, 투자비용에 대한 편익을 분석하여 상용화 가능성을 제시한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.295-308
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• 2010

본 논문에서는 기후변화가 수자원의 이수측면에서 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 검토하고자 한강유역에 대한 물수지 변화를 분석하였다. 이를 위하여, 우선 RegCM3 RCM ($27{\times}27\;km$)의 A2 기후변화 시나리오를 이용하여 모의된 70년의 일강우량을 강우유출모형인 SLURP 모형의 입력자료로 활용하여 70년의 일유출량을 모의하였다. 다음으로 수자원평가계획모형인 K-WEAP 모형을 이용하여 한강유역의 월별 물수지 분석을 실시하였다. 하지만, 미래의 물수요와 기후변화에 의한 유출량을 예측하는 데는 많은 불확실성을 내포하기 때문에 3개의 물수요와 50개의 유출 시나리오를 가정하여 검토하였다. 여기에서, 3개의 물수요 시나리오는 예상되는 물수요에 따라 저수요, 기준수요, 고수요로 구분되며, 50개의 유출 시나리오는 70년 기간 동안 50 set씩 모의된 유출량계열을 의미한다. 따라서 3개의 기후변화 시나리오와 50개의 유출량 시나리오를 조합하여 150 Set의 입력자료를 구성하고 K-WEAP 모형을 이용하여 분석하였다. 검토 결과 미래에 한강유역의 물부족량은 장기적으로 증가하는 것으로 예상되었다. 그리고 한강유역의 소유역별 물부족량을 검토한 결과 특정 소유역에서 물부족이 가중되고 장기적으로 한강유역 전체로 물부족이 예상되는 소유역이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국어류학회지
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• 제34권4호
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• pp.262-269
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• 2022

잔가시고기 Pungitius kaibarae의 분포양상 및 서식지 특징, 멸종위협등급을 평가하기 위해 2018년부터 2020년까지 분포 조사를 실시하였다. 과거 출현지점 수는 1980~1996년, 1997~2005, 2007~2017년으로 구분하여 정리한 결과, 각각 32개, 43개, 64개 지점이었다. 분포 조사는 75개 하천, 193개 지점을 조사하여 26개 하천, 39개 지점에서 1,400개체를 채집하였다. 잔가시고기는 주로 고도가 낮고 유속이 느리며 수초가 많은 하천 하류 또는 기수역에 서식하였다. 위협요인으로 가뭄 및 홍수, 홍수복구와 하천정비 공사, 교량 건설, 외래종 배스의 포식 등이었다. IUCN 평가기준에 따른 멸종위협등급을 평가한 결과, 10년 동안 서식지 감소율 42.6%, 서식지의 질적 하락, 외래종 배스의 확산 및 영향 등을 근거로 취약(Vulnerable, VU A2ace)으로 평가되었다. 따라서 잔가시고기는 환경부 멸종위기종으로 재지정하고 체계적으로 관리해야 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제28권3호
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• pp.357-364
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• 2014

본 연구는 저관리형 옥상녹화에서 보수성을 높일 수 있는 식재지반을 조성하기 위해 친수성 중합체인 hydrophilic polymer의 효용성을 평가하고자 현장실험을 수행하였다. Hydrophilic polymer의 농도는 각각 인공배합토 100kg을 기준으로 0%(대조구), 1.0%, 2.5%, 5.0%, 10% 등 총 5가지로 구성하였다. 가로 1.0m, 세로 1.0m, 높이 0.3m로 자체 제작한 실험구에 2013년 5월 20일에 각각 10반복의 식물을 정식하였으며 식재기반 내 토양용적수분함량을 모니터링하였다. 또한 현재 이용되는 수종인 눈향나무, 황금줄사철나무 등의 목본류와 잠재종으로 가능성이 높은 통보리사초, 좀보리사초 등의 사초류를 중심으로 식물생육을 측정하였다. 토양의 hydrophilic polymer의 농도에 따른 토양용적수분 함량은 강수량과 상관없이 2.5%이상의 hydrophilic polymer 처리구에서 97%~98%로, 100%에 가까운 토양용적수분 함량을 보였다. 강우 후 27일 동안 토양용적수분함량이 대조구에서 50%~60%를 보인 반면, 1.0%의 hydrophilic polymer 처리구에서는 70%~80%로 약 20%가 증가되었다. 식물생육을 조사한 결과, 황금줄사철나무와 통보리사초는 2.5% 처리구에서 가장 생육이 좋았고, 눈향나무는 1.0% 처리구, 좀보리사초는 0%(대조구)에서 생육상태가 가장 양호하였다. hydrophilic polymer 1.0% 처리구와 2.5% 처리구에서는 모든 식물이 생존하였으나 5.0%와 10.0%의 처리구에서는 식재 후 3개월 이내에 모두 고사하였다. 이는 hydrophilic polymer 배합비는 수종별 특성에 따라 다르게 적용되어야 함을 보여준 결과라 할 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-69
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• 2020

산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R²)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.8-9
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• 2017

Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

• 한국초지조사료학회지
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• 제39권2호
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• pp.105-113
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• 2019

본 연구는 중부지역 사료용 옥수수 생산성 조사를 위해 충청북도 충주시 대소원면과 충청남도 청양군 운곡면에 각각 시험포장지를 조성하여 2017년부터 2018년까지 2년간 실시하였다. 사료용 옥수수의 공시품종은 국내 육성품종인 광평옥을 사용하였고 초고, 엽수, 병충해, 생물수량, 건물수량 등을 조사하였다. 기후자료는 기상청의 기상관측소의 일평균기온, 일최고기온, 일최저기온, 월평균기온, 일강수량, 일일 일조시간 등의 관측자료를 참고하였다. 과거 연구자료를 바탕으로 옥수수 생산성에 악영향을 미치는 기후인자를 선정하여 1999년부터 2018년까지 두 지역에 대한 기후영향취약성 시범평가를 진행하였다. 시험포를 조성한 2년간 옥수수 건물수량은 최근 20년 평균 수량인 21,193 kg/ha보다 낮았다. 특히 2018년의 충주시와 청양군의 옥수수 건물수량은 각각 6,475 kg/ha과 7,511 kg/ha으로 나타나 2017년에 비해 절반수준으로 감소하였으며, 20년간의 전국 평균과 비교해도 절반 이하의 수준을 나타냈다. 2018년 충주와 청양의 평균기온 및 최고기온은 두 지역 모두 평년에 비해 높은 경향을 나타냈다. 2018년 생육기간동안 일조시간은 충주지역 873.7시간, 청양지역 942.1시간으로 나타나 과거 30년 동안 생산량 상위그룹의 생육기간 동안의 평균 일조시간 689.8시간을 크게 상회했다. 2018년 옥수수 건물수량의 급격한 감소는 당해 여름철 고온현상, 장기간의 가뭄 및 강수량 부족 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 산정한 조건으로 기후영향취약성평가를 실시한 결과, 충주와 청양지역 모두 과거에 비해 최근에 취약성이 높아진 경향을 나타냈다. 옥수수의 생산성에 있어서 보다 정확한 기후영향취약성 평가를 위해서는 토양수분, 습도 등의 다양한 기후요인을 산정한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.923-929
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• 2022

춘천 물로리 지역은 지방상수도가 보급되지 않은 물복지 소외지역으로 복류수 및 지하수를 수원으로 하는 소규모 급수시설로 마을에 물을 공급하고 있다. 최근 극심한 가뭄 발생시 물부족으로 인해 급수차에 의존하는 등 물공급 여건이 열악한 지역이다. 따라서 가뭄시 물부족 문제를 해결하고 증가하는 물수요에 대비하기 위해 계곡에 연하여 샌드댐을 설치하였으며, 2022년 5월부터 이 시설을 운영하고 있다. 본 연구에서는 2020년 3월 중순부터 2022년 3월 중순까지 약 2년 동안의 유입량 조건에 대해 채움재의 수리전도도와 저류계수 값 조건에 따라 반복 모의를 수행하였고, 각각의 경우에 대해 유공배수관을 통한 방류량을 산정하였다. 전반적으로 수리전도도가 증가할수록 방류량과 그 비율이 증가하나, 2층의 수리전도도가 상대적으로 가장 낮은 경우에는 3층의 수리전도도가 증가할수록 방류량이 증가하다가 작아지는 특이한 양상을 보였다. 이는 3층의 투수성과 배수관의 배수계수 값이 커서 3층으로의 순유입보다 빠른 배수로 인해 수위가 낮게 유지된데서 기인한 것으로 판단된다. 샌드댐 상부 개수로 흐름을 수리전도도가 매우 큰 가상의 지하수층으로 모사한 결과 가상층 수리전도도 증가율에 비해 방류량 감소는 둔화되지만, 가상층 수리전도도가 커짐에 따라 상대적으로 방류량이 줄어드는 양상은 명확하게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권12호
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• pp.1027-1034
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• 2016

다목적댐을 건설하는 중요한 기능 중 하나는 대량의 수자원을 저수하여 건기에 적절하게 활용하는 것이다. 그러나 건설 당시 제한된 수문정보를 이용하여 건설된 다목적댐은 기후변화로 인한 유입량 감소와 같은 문제에 직면할 수 있어 물 부족이 발생할 경우 대처하는데 어려움이 있다. 국토교통부에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 2015년 댐 용수부족 대비 용수공급 조정기준을 제시하였으나 아직 충분한 검토가 진행되지 않아 이에 대한 결과를 논하기엔 어려움이 있다. 또한 국내의 다목적댐은 비상용량을 확보하고 있으나 이를 활용할 수 있는 기준이 없다. 하지만 이를 효과적으로 사용한다면 가뭄에 대비할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 댐 용수부족 대비 용수공급 조정기준과 다목적댐의 비상용량을 활용하는 방안을 검토하였다. 이수안전도 지표를 이용하여 대안들을 평가한 결과 대안별 용수공급능력이 다소 증가하지만 한계가 나타났다. 그러나 두 가지 대안을 복합적으로 활용할 경우 기존에 나타나던 문제를 보완하여 더욱 효과적인 용수공급을 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.489-502
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• 2017

본 연구에서는 충주댐 유역에 대해 다목적 댐 예측유입량 산정기법 BAYES-ESP를 개발하고 평가하였다. BAYES-ESP 기법은 기존 ESP (Ensemble Streamflow Prediction) 기법에 베이지안 이론을 적용하여 개발하였으며, 수문모델은 ABCD를 활용하였다. 입력자료는 기온, 강수량 자료와 댐 관측유입량 자료를 활용하였으며, 기온 및 강수량은 기상청, 국토교통부, 한국수자원공사의 지점관측자료, 댐 관측유입량은 한국수자원공사의 자료를 이용하였다. 적용성 평가방법은 시계열 분석과 Skill Score를 활용하였으며, 평가기간은 1986~2015년이다. 시계열 분석 결과 ESP 댐 예측유입량(ESP)는 매년 전망값의 큰 차이가 없었으며, 다우년 및 과우년의 예측성이 떨어지는 것으로 나타났다. BAYES-ESP 댐 예측유입량(BAYES-ESP)는 ESP가 관측유입량에 비해 과소모의하는 경향을 보정하였으며, 특히 다우년에 개선효과가 있는 것으로 나타났다. 월별 평균 댐 관측유입량과의 Skill Score 비교분석결과 ESP는 1~3월에 SS가 비교적 높은 값을 보였으며, 나머지 월에는 음의 값을 나타내었다. BAYES-ESP는 ESP와 관측 값 간의 선형적 관계를 갖는 1~3월에 ESP의 정확도를 향상시키는 것으로 나타났다. ESP 기법은 국내 강수특성상 우리나라에 적용하기에는 한계가 있었으며, 이를 개선한 BAYES-ESP 기법은 댐 유입량 예측연구에 가치가 있다고 판단된다.