• 한국수자원학회논문집
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• 제55권7호
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• pp.515-529
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• 2022

이용 가능한 수자원의 규모를 파악하는 것은 지속가능한 이수계획 수립에 필수적인 과정이다. 특히 댐 시설은 용수를 저류하여 갈수기에 공급하기 위한 주요 수공 시설물로써 댐 유입량 및 댐 운영 방안에 따라 댐의 용수공급능력은 크게 달라질 수 있다. 국내에서는 과거 유입량 관측자료를 바탕으로 저수지 운영모의 방법을 통해 댐 용수공급능력을 산정하고 있으며, 이때 관측기간 내 가뭄발생 여부에 따라 용수공급능력이 과소 혹은 과다 추정되는 불확실성을 내포하며, 이는 수자원 계획 수립의 신뢰도를 저해하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 발전용댐의 용수공급능력 적정 범위를 산정하기 위해 확률론적 유입량 자료를 활용하였다. 즉, 다양한 기후 및 사회경제 변화를 반영한 확률론적 댐 유입량 및 이를 활용한 발전용댐 용수공급능력의 범위를 산정하는 방법을 제시하였으며, 국내 한강수계에 위치한 발전용댐을 대상으로 분석을 수행하였다. 향후 기후변화에 대응하기 위한 발전용댐의 용수공급능력 파악은 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 다양한 기후 시나리오에서의 댐 용수공급능력 범위를 정량적으로 파악함으로써 국내 수자원 계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.941-953
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• 2022

본 연구에서는 한강 권역의 포함된 65개 지자체를 대상으로 5년간 월별 물이용량 자료를 수집, 분석하여 월 단위의 대표적인 생공용수 물이용 패턴을 도출하고, 물수급 네트워크 모델(MODSIM)과 기초자료를 이용하여 물이용 패턴을 반영함에 따른 유역 내 발생 가능한 물부족량의 차이를 비교하였다. 분석 결과, 특정 시기별 물이용 주기성을 파악하고, 월별 일정 비율 대비-3.120%~+4.322%의 증감 폭이 나타남을 확인하였다. 이를 물수급 모델에 적용할 경우, 28개 중권역 중 17개 유역에서 물부족량의 변화가 나타났고, 연간 동일한 수요량임에도 불구하고, 시기별 수요량의 비율을 적용함에 따라 최대 생공용수 부족량은 기존대비 약 8.0% 수준으로 감소할 것으로 분석되었다. 장래 기후변화, 사회적, 지역적 특성이 반영된 물이용 패턴에 대한 예측 연구와 연계한다면, 더욱 현실감 있는 물수급 전망과 신뢰도 높은 국가수자원계획 수립이 가능할 것이라고 판단된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.69-69
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• 2020

식물체가 건조 스트레스를 받으면 각 기관 물질 생산의 변이, 분화 및 발달 억제를 통해서 식물의 생산활동을 현저히 저하시켜, 식물의 생장, 형태, 개체발생 및 대사생리에 영향을 미치는 것으로 연구되어 왔다. 최근 기후 온난화로 인해 온도가 점진적으로 상승하고 가뭄과 같은 이상기상이 빈번하게 발생함에 따라 많은 노지 작물의 농업 생산성이 약화되고 있다. 배추는 우리나라의 대표적인 식품 중 하나인 김치의 주재료로 연중 안정적인 생산과 공급이 필요시 되지만, 배추의 경우 건조 조건에서 엽육조직의 붕괴와 같은 생리장해가 발생되기 때문에 최근 발생되고 있는 이상 기후의 영향으로 안정적인 생산이 어려워지고 있는 실정이다. 하지만, 배추에서는 이상 기후에 대응이 가능한 내건성 품종의 육성을 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 내건성이 높은 배추 개발을 위한 기초소재를 찾는 것을 목적으로 농촌진흥청 유전자원센터에서 보존하고 있는 재래종 배추 30계통을 분양받아 강릉원주대학교 생명과학대학 내의 조직배양실을 이용하여 연구를 수행하였다. 배지는 Tissue Culture Square Dish(125×125×20mm)에 Agar를 녹여 40ml씩 분주하여 고체배지를 조성한 후, 건조 처리구 Polyrthylene glycol 6000(PEG) 0%(Control), 20%(Mild Stress), 30%(Severe Stress)를 설정하여 60ml씩 추가 분주하여 배양기 28℃에서 15시간 처리를 하였다. 분양받은 각 계통의 종자는 1% 차아염소산 나트륨으로 10분간 종자표면을 살균한 후, 5번 정도 멸균수로 헹군 후, 표면 살균한 재래종 종자를 고체배지 시험관에 6립씩 치상하였다. 식물체 생육은 각 처리구별 3반복으로 하였으며 주간 12시간 주기, 광도 2,400Lux, 온도 20℃의 조직배양실에서 치상 후 7일간 생육하였다. 치상 후 7일간 생육시킨 식물체를 채취하여 지상부생체중, 지하부 생체중, 뿌리 길이를 측정하였으며, 지상부와 지하부로 나누어 50℃에서 72시간 건조시킨 후, 건물 생산량을 조사하였다. 본 실험 결과 건조 처리(PEG-6000)는 배추의 생장을 저해하였지만, 생육 저해 정도는 계통간의 차이가 있는 것을 관찰할 수 있었으며 무처리구와 스트레스 처리구간의 생장량 변화 정도를 기반으로 군집분석을 수행한 결과 'IT110483'과 'IT104903' 계통이 실험에 공시된 계통들 중 상대적으로 강한 건조 내성을 가진 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 재래종 배추 계통 중 일부는 건조내성이 강한 새로운 배추 품종을 육성하는데 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권7호
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• pp.835-840
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• 2018

본 연구는 시토크롬 P450 단백질을 암호화하는 애기장대 유래의 AtCYP78A7을 과발현하는 형질전환 식물체로부터 AtCYP78A7 단백질을 특이적으로 인식하는 단일큰론 항체의 제조와 그 항체를 AtCYP78A7 단백질과 접촉시켜 항원-항체 복합체 형성을 검출함으로써 AtCYP78A7 단백질을 효소면역학적(ELISA) 방법으로 검출하는 진단 키트를 개발하기 위하여 수행하였다. 재조합한 GST-AtCYP78A7 단백질을 항원으로 사용하여 단일클론 항체를 분비하는 융합세포주를 제조한 후 비오틴화 및 페어링 테스트를 통해 포획항체와 검출항체를 선정하였으며, GST-AtCYP78A7 정제 단백질을 기준으로 일품벼, 화영벼, AtCYP78A7 과발현 벼(10B-5, 18A-4)의 용해물을 검출항원으로 사용하여 product test를 진행하였다. 그 결과 AtCYP78A7 단백질에 특이적으로 결합하는 4개의 단클론 항체(mAb 6A7, mAb 4C2, mAb 11H6, mAb 7E8)를 생산하였고, 포획항체 mAb 4C2와 검출항체 mAb 7E8-biotin의 조합으로 ELISA 키트를 개발하였다. 개발된 ELISA 키트를 이용한 벼 시료의 분석 결과 AtCYP78A7 과발현 벼는 전체 단백질 대비 AtCYP78A7 단백질의 비율이 0.1% 이상인 양성으로, 일품벼와 화영벼는 0.1% 미만인 음성으로 나타나 키트를 이용한 AtCYP78A7 단백질의 검출이 가능하였으며, 따라서 본 키트는 향후 AtCYP78A7를 과발현하는 형질전환 작물을 대상으로 하는 환경 모니터링 또는 인체 위해성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제49권1호
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• pp.42-50
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• 2016

본 연구는 기후변화에 대응하기 위해서 국립공원의 관리방향을 설정하고, 이에 따른 정책을 수립하기 위한 기초 자료를 제공하는 데 목적이 있다. 이를 위해서 국립환경과학원에서 개발한 기후변화 취약성 평가 도구인 LCCGIS 프로그램의 취약성 대용변수 24개를 이용하여 현재와 미래의 국립공원의 기후변화 취약성을 분석하였다. 국립공원의 기후변화 취약성에 대한 현황과 미래전망을 분석하고 평가하기 위하여 기후노출의 대용변수는 기후변화 시나리오 (RCP 8.5)를 적용하여 $1km{\times}1km$ 격자 단위의 GIS 공간주제도를 제작하여 값을 추출하고, 민감도 및 적응 능력의 대용변수의 값은 국립공원 기본 통계값을 이용하여 추출하였다. 3개의 취약성 평가항목의 값은 현재 (2010년대)와 미래 (2050년대)에 대해서 추출하였으며, 미래 예측 시나리오가 없는 민감도 및 적응 능력과 관련된 대용변수는 현재 상태가 지속된다는 가정 아래 현재의 값을 미래에도 동일하게 적용하였다. 현재 (2010년대) 기후노출은 설악산, 오대산, 지리산, 치악산국립공원이 상대적으로 크고, 미래 (2050년대)에는 지리산, 오대산, 설악산, 한려해상이 클 것으로 예상되었다. 특히, 폭염의 변화가 가장 큰 공원은 월출산국립공원이고 가뭄이 크게 변하는 공원은 계룡산국립공원이며, 월악산국립공원이 폭우의 변화가 가장 클 것으로 나타났다. 국립공원 기후변화 민감도는 지리산국립공원이 가장 민감하고 적응 능력도 가장 높게 평가되었다. 민감도가 가장 낮은 곳은 가야산국립공원이고, 적응 능력은 치악산국립공원이 가장 낮았다. 기후변화 취약성은 설악산, 오대산, 치악산, 덕유산, 한려해상국립공원이 현재시기에 높게 평가되었고, 미래 취약성의 변화가 큰 공원은 지리산, 월악산, 치악산, 소백산국립공원 순으로 전망되었다. 전반적으로, 국립공원의 기후변화 취약성을 평가하는 항목인 기후노출, 민감도, 그리고 적응 능력은 국립공원의 지역적인 기후환경에 따라서 상대적으로 차이가 나타나기 때문에 전 공원을 대상으로 획일적인 적응대책을 수립하기보다는 국립공원의 지역적인 기후환경 특성을 반영한 적응대책 마련이 필요할 것이다. 국립공원을 대상으로 기후노출, 민감도 및 적응 능력의 대용변수를 이용하여 기후변화 취약성을 평가한 본 연구의 결과는 국립공원의 지역적인 기후환경 특성을 고려한 기후변화 적응대책을 수립하는 데 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다. 하지만 국립공원의 기후변화 취약성 평가와 관련된 연구가 거의 없는 실정에서 LCCGIS프로그램 상에서 제시되는 대용변수만을 사용하여 분석하였기 때문에, 국립공원의 전반적인 환경을 제대로 반영하지 못할 수 있다. 향후 연구에서는 국립공원의 기후변화 취약성을 평가하기 위하여 보다 적합한 대용변수의 객관적인 검토와 함께 가중치 설정에 대한 연구가 진행될 필요가 있다.

• 원예과학기술지
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• 제33권6호
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• pp.911-922
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• 2015

본 연구는 고랭지배추의 생산성에 관여하는 주요 요인을 분석하고, 실시간 계측한 생육 및 기상자료를 기반으로 고랭지배추의 수량을 예측하기 위한 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 먼저 수확 시의 전생육량변수에 의한 구중 추정식과 비파괴 측정 생육량 변수에 의한 추정식에 의한 설명력의 차이를 비교한 다음, 이를 보완하기 위하여 비파괴측정 생육량 변수에 생육도일(growing degree days, GDD)을 포함한 구중추정 회귀모형을 작성하고, 이 구중추정식을 GDD에 의한 엽생장량과 실측 생장량의 비, 토양수분에 따른 생육속도, 그리고 생장단계 및 기간에 따른 상대생장률을 적용하여 보정하였다. 비파괴 생육량과 GDD에 의한 구중 추정식은 y = 6897.5 - 3.57 ${\times}$ GDD - 136 ${\times}$ 엽폭 + 116 ${\times}$ 초고 + 155 ${\times}$ 구고 - 423 ${\times}$ 구폭 + 0.28 ${\times}$ 구고 ${\times}$ 구폭${\times}$ 구폭($r^2=0.989$)로 나타났다. 수량 산정을 위한 엑셀스프레드시트모형을 작성하였으며, 이 모형은 고랭지배추 실시간 생육data 시트, GDD 계산을 위한 일별 온도data 시트, 재배지 토양수분data 시트, 그리고 도출된 모형방정식에 병해충 및 재배관리에 의한 수시변동 변량과 보정값을 입력하여 단수를 산정하는 시트로 구성되어 있다. 작성된 엑셀스프레드시트 모형을 이용하여 재배면적 ${\times}$ 단위당 재식주수 ${\times}$ GDD와 비파괴 생육량에 근거한 예측구중 ${\times}$ GDD도입 보정값 ${\times}$ 토양수분 및 건조기간에 따른 보정값 ${\times}$ 상품률을 적용하여 권역별 수량을 산정하고 이들을 합산하여 고랭지배추의 총 생산량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.503-511
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• 2017

수자원 계획 및 운영을 위한 수요량을 추정하는데 있어, 실제 이용 추세를 반영한 생활용수나 공업용수와 달리 농업용수는 용수공급시설의 규모를 결정하기 위한 방법론이 주로 적용되어 왔다. 이는 불가피하게 농업용수의 과다추정으로 이어질 수 있으며, 전체 수자원 계획의 관점에서 각 용도별 용수 수급계획의 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법론과 비교하여 순물소모량 개념의 접근방법의 차이에 대해 고찰하였으며, 이를 제주도 전역에 적용하여 농업용수 수요량 특성을 분석하였다. 수요량 산정에 핵심적인 인자인 증발산량의 정확한 추정을 위하여 SWAT 모형을 적용하고, 제주도 지역의 지형 및 기상, 유출, 물이용 특성을 반영한 유역 모델링을 수행하였으며, 기존 물수지 결과와 비교하여 모델링 자료의 신뢰성을 평가하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 제주도 전체의 수요량은 연간 427 mm로 분석되었으며, 동부와 서부 해안지역을 중심으로 상대적으로 높은 수요량을 나타내었다. 유역면적 $30km^2$ 이상인 10개 하천유역에 대해서도 연평균 수요량 및 계절별 변화 특성을 분석하였다. 또한, 장래 2020년 지역별 작물재배면적을 적용하여 10년 빈도 가뭄에 대응한 수요량을 산정한 결과 기존 제시된 수요량 대비 54% 수준으로 나타났다. 이는 수요량 산정목적에 따른 접근방법의 차이로 인해서 나타난 결과로서, 수자원 관리 및 운영의 관점에서 보면 순물소모량만큼의 추가적인 수요가 예상되지만, 실제 공급의 관점에서는 기존 수요량만큼의 시설계획이 필요하다고 판단할 수 있다. 본 연구에서 적용된 방법론 및 결과의 실무 활용을 위해서는 공학적인 검증은 물론이고 정책적 제도적인 측면에서의 합리적인 논의가 필요할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.20-27
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• 2020

본 연구는 적외선 열 영상 장치를 이용하여 2년생 '유미' 복숭아나무의 토양수분 수준에 따른 엽온 및 CWSI를 분석하여 수분스트레스 측정 가능성을 검토하였다. 엽온은 대기온도와 유사한 일변화를 보이며 낮 시간대에는 대기온도보다 높은 양상을 보였다. 엽온은 전일(24시간) 기준으로 대기온도(r² =0.95), 일사량(r² =0.74), 상대습도(r² =-0.88)와 모두 높은 상관계수를 나타났다. 또한 토양수분장력은 낮 시간대(11~16시)에 엽온(r² =-0.57), 엽-대기온도차(r² =-0.71), CWSI(r² =-0.72)와 높은 부의상관을 나타냈다. CWSI와 엽온, 엽-대기온도차의 상관계수는 24시간 기준으로 매우 높았고(r² =0.90, r² =0.92), CWSI와 토양수분장력의 상관분석에서 24시간 기준으로는 상관관계가 낮았으나(r² =-0.27), 낮 시간대(11~16시)에는 상관관계가 매우 높았다(r² =-0.72). CWSI (y)와 토양수분장력(x)의 상관관계 결정계수(r² )는 11~12시간대에 가장 높았으며(r² =0.68), 이때 회귀식은 y = -0.0087x + 0.14로 조사되었다. 일반적인 토양수분스트레스 시점인 -50 kPa에 해당되는 CWSI는 0.575로 계산된다. 따라서 적외선 열 영상 장치를 이용한 엽온 및 CWSI는 토양수분장력에 대해 높은 상관계수를 나타낸 것으로 보아 복숭아나무의 수분스트레스 진단에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.255-264
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• 2017

본 연구는 수상 태양광 발전시설의 설치로 인한 농업용 저수지의 수질변화를 평가하기 위해 경기도 안성시 금광저수지에 위치한 수상 회전식 태양광 발전시설에서 발전시설 설치에 따른 차광구역 6지점과 비차광구역 4지점을 선정하여 1년 동안 총 16회에 걸쳐 차광으로 인한 수질변화를 시간과 수심 별로 분석하였다. 이를 위해 수온, pH, DO, Chl-a, BGA 항목을 0.3 m, 1 m, 3 m, 5 m의 수심별로 측정하고, 표층의 시료를 채수하여 COD, TN, TP 항목을 분석하였다. 연구결과, 금광저수지 내 10곳의 측정지점 간의 관측된 전 수질항목에서 차이는 유의확률(p - value) 0.05 이상으로 유의수준(${\alpha}=0.05$)에서 서로 다르지 않다고 통계학적으로 분석되었다. 이러한 결과를 토대로 측정지점을 차광구역(site 1~6)과 비차광구역(site 7~10)으로 그룹화 후 시간 및 수심에 따른 변화를 확인하였다. 차광구역과 비차광구역 간의 수온, pH, DO, COD, TN, TP, Chl-a, BGA의 계절 및 수심에 따른 차이는 유의한 수준에서 통계학적으로 다르지 않았다(p > 0.05). Chl-a와 BGA의 경우, 7월에 비차광구역보다 차광구역에서 일부 높은 농도가 관측되었으나 이는 기록적인 가뭄과 낮은 저수량, 발전시설 구조물에 부착된 부착조류의 과다성장으로 인한 일시적 현상으로 전체 수질은 통계학적으로 유의할 만한 차이가 없는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 수상 회전식 태양광 발전시설의 설치로 인한 저수지 수면의 차광이 전체 수면적 대비 0.5% 미만으로 일사량 유입 감소효과는 취송 및 방류를 통한 저수지 수체의 혼합 효과 대비 미미했기 때문인 것으로 판단된다. 향후, 수상 태양광 발전시설 설치로 인한 수질변화를 면밀히 연구하기 위해서는 보다 넓은 면적의 태양광 발전시설의 설치로 인한 차광과 함께 장기적인 수질 및 수생태계 관측이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1235-1247
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• 2013

본 연구에서는 충주댐($2750{\times}10^6m^3$) 및 조정지댐($30{\times}10^6m^3$)을 포함한 유역을 대상으로 미래 기후변화가 댐 저수량에 미치는 영향을 분석하기 위해 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하였다. 3지점의 9개년(2002~2010)동안의 자료를 이용하여 검보정을 실시한 결과 유출량에 대해서는 Nash-Sutcliffe 모델 효율(NSE)이 0.73으로, 두 댐의 저수위에 대해서는 0.86으로 나타났다. 미래 기후변화 시나리오자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 GCMs (General Circulation Models) 중 HadCM3 모델의 SRES(Special Report on Emission Scenarios)에 의한 B1과 A2 시나리오를 구축하였다. 미래 월별 기온과 강수자료는 과거 30개년(1977~2006, baseline period) 자료는 편의보정(bias-correction) 기법을 이용하여 오차보정 후, Change Factor (CF) method를 이용하여 상세화 하였다. 미래 연평균 기온은 2040s (2031~2050)에 $0.9^{\circ}C$, 2080s (2071~2099)에는 $4.0^{\circ}C$까지 증가할 것으로 예측되었고, 연평균 강수량은 2040s에 9.6%, 2080s에 20.7% 증가하는 것으로 나타났다. 과거 대비 미래 증발산량은 15.3%까지 증가하고, 토양수분은 최대 2.8% 감소하였다. 과거 9개년 평균 댐 방류스케줄에 따른 미래 댐 연평균 유입량은 가을철을 제외한 대부분 기간에 최대 21.1%까지 증가하는 경향을 보였다. 미래 가을철 댐 유입의 감소로 인해 현재 방류 패턴으로는 연말까지 결국 저수량을 회복하지 못하는 것으로 나타났다. 미래 풍수년과 갈수년에는 댐 저수량의 시간적 변동이 더욱 불안정해지므로 각각 저수량의 상향 및 하향 조정에 주의를 기울여야 한다. 따라서 기후변화 적응을 위한 댐 방류 패턴 조절이 필요하다고 판단된다.