• 한국물환경학회지
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• 제38권1호
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• pp.19-30
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• 2022

Climate change has increased the average air temperature. Rising air temperature are absorbed by water bodies, leading to increasing water temperature. Increased water temperature will cause eutrophication and excess algal growth, which will reduce water quality. In this study, long-term trends of air and water temperatures in the Han-river basin over the period of 1997-2020 were discussed to assess the impacts of climate change. Future (~2100s) levels of air temperature were predicted based on the climate change scenarios (Representative concentration pathway (RCP) 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5). The results showed that air and water temperatures rose at an average rate of 0.027℃ year^-1 and 0.038℃ year^-1 respectively, over the past 24 years (1997 to 2020). Future air temperatures under RCP 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5 increased up to 0.32℃ 1.18℃, 2.14℃, and 3.51℃, respectively. An increasing water temperature could dissolve more minerals from the surrounding rock and will therefore have a higher electrical conductivity. It is the opposite when considering a gas, such as oxygen, dissolved in the water. Water temperature also governs the kinds of organisms that can live in rivers and lakes. Fish, insects, zooplankton, phytoplankton, and other aquatic species all have a preferred temperature range. As temperatures get too far above or below this preferred range, the number of individuals of the species decreases until finally there are none. Therefore, changes of water temperature that are induced by climate change have important implications on water supplies, water quality, and aquatic ecosystems of a watershed.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권11호
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• pp.1123-1133
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• 2008

유역의 강우-유출 현상을 분포형으로 모의하기 위해서는 삼각형 혹은 사각형 요소로 유역을 모형화하고 각 요소에서의 수문성분의 변화를 해석하여야 한다. 본 연구는 사각형 요소인 격자로 모형화된 유역에서의 강우-유출 현상을 1차원 운동파 방정식을 이용하여 모의할 때 각 격자에서 발생된 흐름의 추적을 위한 격자 네트워크 해석에 대해 수행하였다. 격자의 흐름방향은 D8-method(deterministic eight-neighbors method)에 의해 결정된 단방향 흐름정보를 이용하였고, 각 격자별 흐름방향과 흐름누적수 정보를 이용하여 해당 격자의 계산 순서를 결정하게 된다. 또한 1차원 운동파 방정식을 유한체적법으로 해석할 때 격자간의 흐름방향 형태에 따른 해석방법을 제시하고, 이를 격자별 유출량 계산에 적용하였다. 본 연구에서 제시된 격자 네트워크 해석법은 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)에 적용하였으며, 단순화된 가상의 유역에 대한 모의결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 한강 수계의 중랑천 유역의 적용을 통해 실유역에 대한 적용성을 검토하였다. 중랑천 유역의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이에 따라 격자 네트워크 해석 과정의 실유역 적용이 타당한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.383-392
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• 2017

하천 인근에서 농경지 경작 및 생공용수 등의 이용을 위한 과도한 지하수의 취수는 하천수량 감소의 주요 원인으로 인식되고 있다. 따라서 수자원 관리에 있어서 하천 인근 지하수 관리는 매우 중요하며, 이를 위해서는 하천 인근 지하수 정보 파악이 우선되어야 한다. 본 연구에서는 하천으로부터의 이격거리에 따른 지하수 관정의 비율과 하천 인근에 포함된 관정의 분포 특성을 파악하기 위해 안성천 유역을 대상으로 지하수 취수계획량 현황을 조사하였다. 안성천 수계 전체 관정 중 하천 인근에 포함된 허가관정의 취수계획량 비율은 20.6%, 하천 인근에 포함된 신고관정의 경우는 31.3%로 나타났다. 하지만 하천 인근 관정의 전체 취수계획량 중 허가관정은 11.4%, 신고관정은 88.6%에 해당하는 것으로 나타나 하천인근에서 신고관정의 취수비율이 월등히 높은 것으로 분석되었다. 현재까지는 지하수법에 의해 하천 인근 지하수 개발시 단지 허가관정에 대해서만 의무적으로 지하수영향조사서를 작성하도록 되어있으나 하천 인근의 이용관정 중 신고관정의 양이 훨씬 많은 것을 감안하면 신고관정에 대한 적극적이면서도 신중한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권3호
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• pp.13-22
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• 2008

본 연구의 목적은 용담댐 유역을 대상으로 유역특성자료 분석시스템 (KGIS-Hydrology)을 이용하여 PRMS 모형의 입력매개변수를 추출하고 유출모의를 수행함으로서 개발된 유역특성자료 분석시스템 및 추출된 매개변수를 이용한 PRMS 모형의 국내 유역에 대한 적용성을 검토하는데 있다. 용담댐 유역을 대상으로 DEM, 토양도, 임상도 등을 구축하여 유역특성자료 분석시스템에 적용하여 PRMS 모형의 입력 매개변수를 추출하였다. 강수자료 및 기상자료는 기상청의 장수기상관측소의 시계열 자료를 사용하였으며 모의 결과를 검증할 수 있는 하천유출량 자료로서 용담댐 지점(용담댐 유역)과 동향수위관측소(구량천 유역)의 자료를 사용하였다. 장기유출모의 목적에 맞는 PRMS 모형을 구성하고 유역특성자료 분석시스템을 이용하여 추출된 매개변수로서 1966년부터 2001년까지 용담댐 유역에 적용하여 매개변수를 최적화하였다. 최적화된 매개변수를 이용하여 용담댐 유역(2002-2006)에 대하여 검토한 결과 0.49~0.83, 구량천 유역(2001-2004)은 0.57~0.75의 모형효율을 나타내어 모의결과가 실측치에 대하여 높은 모형효율을 나타내었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.104-118
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• 2018

본 연구에서는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형과 다지점 수문관측 자료를 이용하여 모형의 정확도 향상성을 평가하고자 한다. 대상유역은 한국수자원공사 용담시험유역의 수위자료를 측정하고 있는 용담댐($930.4km^2$), 동향($165.5km^2$), 천천($290.9km^2$), 주천($57.8km^2$), 석정($80.5km^2$) 유역으로 70%이상이 산림유역이다. 모형의 정확도를 향상시키기 위해 강수자료는 기상관측소 2개(장수, 금산)관측소와 기상청, 국토부, 수자원공사에서 관리하는 AWS 16개의 2003~2011년 일 강수량 자료를 이용하였다. 2003~2011년의 용담시험유역의 신뢰할만한 실측자료를 바탕으로 5지점의 일 유출량을 이용하여 단일지점(용담댐)과 다지점(동향, 천천, 주천, 석정)의 유출량을 검 보정하여 비교하였다. 모의 결과 단일지점의 소유역(동향, 천천, 주천, 석정)의 $R^2$는 0.84, 다지점은 0.88, 단일지점의 Nash-Sutcliffe의 모형효율계수 0.45, 다지점은 0.70으로 보다 향상된 모의 결과로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.459-468
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• 2007

본 연구에서는 대상유역인 경안천 유역 (유역면적 $260km^2$)에 대한 지하수 함양량 추정을 위해, 완전 분포형 모형인 MIKE SHE를 적용하였다. 모형 입력자료로서 DEM 토지이용도, 정밀토양도 등과 같은 GIS 자료를 구축하고, 기상자료를 이용하여 증발산 입력자료를 생성하였다. 유역 최종 출구점인 경안 수위표 지점에서의 유출자료를 활용하여 모형 보정과 검증을 수행한 결과, 관측치의 경향을 잘 모의하는 것으로 나타났으며, 유역내 운영되고 있는 마평 지하수위 관측소의 관측지하수위와 모의치를 비교한 결과도 매우 양호하게 나타났다. 모형을 이용하여 대상유역에 대한 연간 지하수 함양량을 산정하고, 기존의 감수곡선법에 의해 계산된 값과 비교한 결과 비슷한 모의값을 보였다. 결론적으로 모형을 통한 지하수위 모의 및 함양량 모의에 신뢰성이 높게 나타났으며, 함양량의 시공간적인 분포 특성 파악에 유의하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권7호
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• pp.719-733
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• 2013

본 연구에서는 죽산천 유역에 대해 지표수와 지하수의 통합거동을 유역 스케일로 장기간 모의할 수 있고 양수정의 공간분포 및 저수지 운영을 복합적으로 고려할 수 있는 유역단위 통합수문해석모형 SWAT-MODFLOW를 적용하여 지하수 양수 및 농업용 저수지가 하천유량에 미치는 영향을 평가하였다. 지하수 양수 및 농업용저수지 고려 유무에 따라 4가지 시나리오(1) 현 지하수 이용량 고려, 저수지 고려, (2) 현 지하수 이용량 고려, 저수지 미고려, (3) 지하수 이용량 미고려, 저수지 고려), (4) 지하수 이용량 미고려, 저수지 미고려(자연상태)를 구성하고 각 시나리오별로 하천유량의 변화를 모의한 결과, 죽산천 유역 출구부를 기준으로 지하수 양수로 인한 영향이 농업용 저수지에 의한 영향보다 상대적으로 크게 발생하였으며, 갈수량은 용수이용이 없는 자연 상태(natural flow)에 비해서 지하수 양수만의 영향으로 약 17%, 저수지만의 영향으로 약 11%, 양수 및 저수지의 복합영향으로 인해 약 23% 만큼 감소하는 것으로 분석되었다. 농업용 저수지로부터 떨어진 거리에 따른 하천유량의 변화를 평가하기 위해서 죽산천 본류를 따라 비갈수량을 산정한 결과, 저수지 관개용수의 회귀수 영향으로 하류로 내려갈수록 비갈수량이 증가하였으며, 죽산천 상류에 위치한 덕산 저수지로부터 약 6.5 km까지는 저수지의 영향이 상당히 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권9호
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• pp.769-782
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• 2018

설계홍수량 산정은 일반적으로 수자원설계 목적을 위해 요구되며 수자원 관련 계획, 안정성 그리고 수공구조물의 위험도를 평가하기 위해 추정된다. 그러나 설계목적을 위한 국내의 유량자료는 매우 제한적이며, 강우자료와 비교해 봤을 때 상대적으로 관측년수가 상당히 적은 실정이다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기 수립된 하천의 재현기간에 따른 설계홍수량 및 유역특성인자(면적, 유역경사)로부터, 설계홍수량을 멱함수 형태로 지역화하여 미계측 유역에서 설계홍수량 산정이 가능한 모형을 개발하였다. 제안된 설계홍수량 지역화 모형의 매개변수 산정과 불확실성을 정량적으로 평가하기 위해 계층적 Bayesian 모형을 활용하였으며, 최종적으로 교차검증 관점에서 모형의 적합성을 검정하였다. 모형 적용 결과, 기존 면적기반의 홍수량 산정식에 비해 약 0.3 이상 높은 상관성을 가지며 홍수량을 추정하는 결과를 확인하였다. 본 연구를 통해 제안된 모형은 검증과정과 도출된 결과를 통해 유역특성에 따른 재현기간별 설계홍수량을 효과적으로 재현하는데 유리할 뿐만 아니라, 동시에 모형의 매개변수 및 결과에 대한 불확실성 정보를 제공함으로써 미계측 유역의 홍수량을 평가하는 기초자료로써 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.370-382
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• 2018

본 연구는 유역별로 홍수 피해에 영향을 미치는 항목을 정량적이고 효과적으로 평가하는데 목표를 두었다. 수자원장기종합계획(MOCT, 2001)에서는 홍수 취약성을 나타내는 홍수피해잠재능(Potential Flood Damage, PFD)을 개발하였지만 단순한 그룹화에 그치고 있으며 각 항목에 대한 세밀한 평가를 바탕으로 치수 계획에 대한 지침을 제시하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 한강 유역에 대상으로 수자원장기종합계획에서 적용한 방법(기존 방법)과 실제 홍수위험지역 및 자료에 기반한 개선(안)에 따른 홍수피해잠재능을 이용하여 다년도(2009~2014년) 분석을 수행한 후, 현재 방식의 그룹화가 아닌 잠재성 및 위험성을 구성하는 세부 항목의 경향성(변화 추이)에 주목하여 비교 분석하였다. 그 결과, 기존 및 개선(안)에 대한 정확한 평가를 할 수 있었으며, 그에 따라 취약 순위를 도출할 수 있었지만 기존 방법은 실제 유역 경향과는 상이한 결과가 도출되었다. 따라서, 유역내의 홍수취약성 세부 항목 평가를 위해서는 과거 이력과 유역 특성을 제대로 반영한 개선(안)의 홍수피해잠재능이 보다 더 타당한 것으로 판단되며, 이를 참고한 치수 계획을 수립하여 홍수 피해를 사전에 방지하는 것이 합리적이라 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권9호
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• pp.703-713
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• 2009

유역에서의 댐은 이수와 치수 측면에서 매우 큰 역할을 담당하고 있으며, 특히 집중호우 기간 동안의 댐 방류는 강우에 의해서 발생되는 유출과 더불어 댐 하류의 홍수조절에 직접적인 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 댐 방류와 강우에 의한 유출의 영향을 동시에 받는 댐 하류 지점에 대한 유출모의를 위해서 HyGIS (Hydro Geographic Information System) 환경에서 운영되는 분포형 강우-유출 모형인 GRM (Grid based Rainfall-runoff Model)을 적용하고 이에 대한 적용성을 평가하고자 한다. 대상 유역은 한강 수계의 여주 수위관측소 상류로 선정하였으며, 충주 조정지댐과 횡성댐의 방류량 및 강우의 영향을 반영하여 유출모의를 수행하고, 이를 여주 수위관측소에 대해서 검증 하였다. 모형의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이를 통해서 GRM 모형은 댐방류와 강우가 유역유출에 미치는 영향을 적절히 모의할 수 있는 것으로 나타났다.