• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.1
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• pp.77-86
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• 2004

This paper presents a reservoir operation plan coupled with storage forecasting model to maintain a target storage and a critical storage. The observed storage data from 1990 to 2001 in the Geum-Gang agricultural reservoir in Korea have been applied to the low flow frequency analysis, which yields storage for each return period. Two year return period drought storage is then designated as the target storage and ten year return period drought storage as the critical storage. Storage in reservoir should be forecasted to perform reasonable reservoir operation. The predicted storage can be effectively utilized to establish a reservoir operation plan. In this study the autoregressive error (ARE) model and the ARIMA model are adopted to predict storage of reservoir. The ARIMA model poorly generated reservoir storage in series because only observed storage data were used, but the autoregressive error model made to enhance the reliability of the forecasted storage by applying the explanation variables to the model. Since storages of agricultural reservoir with respect to time have been affected by irrigation area, high or mean temperature, precipitation, previous storage and wind velocity, the autoregressive error model has been adopted to analyze the relationship between storage at a period and affecting factors for storage at the period. Since the equation for predicting storage at a period by the autoregressive error model is similar to the continuity equation, the predicting storage equation may be practical. The results from compared the actual storage in 2002 and the predicted storage in the Geum-Gang reservoir show that forecasted storage by the autoregressive error model is reasonable.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.292-292
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• 2011

전라북도 장수군 계북면 양악리 토옥동계곡의 초입에 위치한 양악호는 농업용 저수지로 관개수로를 통하여 약 $3.94\;km^2$의 몽리면적에 용수를 공급한다. 양악호는 1985년 건설공사를 시작하여 1991년에 준공되었다. 관개수로를 통해 공급된물은 다양한 경로를 통해 양악천으로 회귀되며, 회귀수량은 양악호로부터 약 8 km 하류에 위치한 양악1교에서 관측된다. 연구 대상지역은 행정구역상 전라북도 장수군, 무주군과 진안군이 경계를 이루며, 유역의 대표적인 거주지로는 당저, 파곡, 외림 그리고 주고마을이 있다. 본 논문에서는 용담댐 상류에 위치한 양악천 유역을 대상으로 관개수로를 통한 유입량, 하류하천에서의 배수량, 양악천 상류 양악호에서의 강수량, 농지에서의 경작현황 및 몽리면적 등 실측자료를 활용하여 농업용수 회귀율을 분석하였다. 농지의 면적은 현장에서의 직접조사 및 위성영상을 활용한 간접조사를 통하여 수혜지역으로부터 '인삼 재배 면적'을 제외하는 방법으로 산출하였다. 관개수로를 통한 용수공급이 없는 시기의 하천유지유량은 용수의 유입이 없는 1월부터 4월초까지의 자료를 분석하여 산정하였다. 하류하천에서의 배수량은 홍수기 전 후로 구분하여 조사하였다. 양악천 유역내 강우자료는 양악호 취수탑 입구에 설치된 우량계를 이용하여 측정하였으며, 원촌교 인근의 계북 우량관측소 자료를 검증용으로 활용하였다. 양악천 유역은 유역외 용수공급을 위하여 양수장을 운영하고 있으며, 생활용수 공급 시스템은 장수군, 무주군과 진안군 등 행정구역별로 각각 다르다. 그러므로 회귀율 산정시 양수장 운영일지 및 마을 일부의 정화조 사용량을 참고하였다. 양악천유역에서는 4월 말부터 9월 말까지 약 5개월간 용수공급이 이루어졌다. 초 여름인 6월 28일 부터 7월 03일까지의 회귀율이 43.66 %로 최저로 나타났으며, 4월 30일부터 5월 16일까지는 67.77 %로 제일 높게 분석되었다. 분석 결과 이 지역은 6월 말에서 7월 초순을 제외한 대부분의 기간에는 약 55 ~ 60 % 사이의 비교적 높은 회귀율을 보였다. 2010년 양악천 유역 전구간의 평균 회귀율은 56 %이며, 무강우시 회귀율 분석결과는 다음과 같다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.407-407
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• 2023

최근 환경부에서 발표한 국가물관리기본계획에서 수자원 총량 중 생활·공업·농업·유지용수의 이용량은 365억m³/년으로 약 29.4%로 발표되었다. 유지용수를 제외한 농업용수 이용량의 비중은 약 60.5%이며, 이 중 약 80%가 논에서 활용되고 있다. 이러한 농업용수 이용량 중 사용되지 않고 하천으로의 방류량이 존재하는데 이를 관개회귀수량이라하며, 농업용수의 약 35%가 하천으로 회귀된다 발표하나 지역에 따른 편차가 존재하기에 정확한 회귀수량을 산정하기엔 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 네트워크 모형을 통한 용배수로 구축 이후 회귀수 정량화를 하고자 하며, 정량화를 위한 네트워크 모형은 EPA-SWMM(Storm Water Management Model) 모형을 활용하였다. 해당 모형은 미국 환경 보호국(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)에서 개발한 네트워크 물리모형으로 다양한 환경적 요소에 따른 수문 영향을 확인 가능한 모형이다. 해당 모형의 다양한 네트워크 기능을 통해 논배수로 네트워크를 구축하여 회귀수 정량화를 진행하고자 한다. 논배수로 네트워크를 구축하기 이전 현장조사를 진행하였다. 현장조사를 통한 용수계통도를 작성하였으며, 모형의 입력자료로 필요한 네트워크 용배수로관 표고값을 측량하였다. 이후 현장조사 및 측량 자료를 활용하여 네트워크 물리모형의 입력자료 구축을 진행하였으며, 해당 자료 구축은 지리 정보 시스템 중 ArcGIS와의 연계를 통해 구축하였다. 모형의 수리학적 입력자료는 해당지역의 계측자료를 활용하였으며, 필지 사이의 내리흐름 및 펌프를 통한 용수 또한 네트워크 물리모형의 기능을 활용하여 구축하였다. 이후 계측자료와의 비교를 통한 매개변수 보정을 진행하였으며, 전체 논배수로에 대한 농업용수의 흐름 및 회귀수량을 분석하였다. 해당 연구를 통해 농업용수의 회귀수 산정 및 지역 편차에 따른 회귀수 정량화 등의 연구에 활용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.180-180
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• 2020

최근 인구 증가, 도시화 및 산업의 발달로 인해 생활·공업용수의 수요가 증가하면서, 상대적으로 농업용수의 비율은 감소하고 있는 추세이다. 하지만 수자원이용 현황 중 농업용수는 전체 물 사용량의 48%로 여전히 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 환경부 중심의 물관리 일원화 관련법 시행으로 국가 통합물관리 정책이 본격 추진됨에 따라 농업용수 가치의 재평가가 요구되고 있으며, 현재 수원공 확대의 경우 환경보호와 같은 이유로 농업용수 확보에 대한 많은 제약이 발생하고 있다. 공급된 농업용수 중 작물에 의해 소비되지 않고 하천으로 회귀되는 회귀수량은 하천 건천화 방지, 용수공급계획, 하천 유황예측 등 기여하는 바가 크다. 하지만 관개량과 회귀수량의 비로 나타내는 회귀율의 경우 지역에 따라 38.1%에서 70.5%로 큰 차이를 보이고 있으며, 지역별 회귀율 정량화에도 한계가 있다. 본 연구에서는 경기도 안성에 위치한 관개면적 429ha인 마둔 저수지를 대상으로 회귀율을 산정하고 농촌용수종합정보시스템 (Rural Agricultural Water Resource Information System, RAWRIS)에서 제공하는 저수지 수위 자료를 활용하여 마둔 저수지의 4월부터 9월 관개기 강수량, 저수율, 증발산량을 구축하였다. 물수지 분석 기반 회귀수량 산정모형으로부터 회귀율을 추정하였으며, 수로 네트워크 기반의 SWMM (Storm Water Management Model)과 비교를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율을 산정하고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율 자료가 구축된다면, 농업용수의 재이용, 환경용수 및 하천유지용수, 용수공급계획 등 효율적인 농업 수자원관리에 기초자로로써 활용 가능할 것이라 판단된다.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.66 no.3
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• pp.39-51
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• 2024

To effectively implement the integrated water management policy outlined in the National Water Management Act, it is essential to analyze agricultural water supply and demand at both basin and water district levels. Currently, agricultural water is primarily distributed through open canal systems and controlled by floodgates, yet the utilization-to-supply ratio remains at a mere 48%. In the case of agricultural water, when analyzing water balance through existing national basin water resource models (K-WEAP, K-MODISM), distortion of supply and regression occurs due to calculation of regression rate based on the concept of net water consumption. In addition, by simplifying the complex and diverse agricultural water supply system within the basin into a single virtual reservoir, it is difficult to analyze the surplus or shortage of agricultural water for each field within the basin. There are limitations in reflecting the characteristics and actual sites of rural water areas, such as inconsistencies with river and reservoir supply priority sites. This study focuses on the development of a model aimed at improving the deficiencies of current water balance analysis methods. The developed model aims to provide standardized water balance analysis nationwide, with initial application to the Anseo standard watershed. Utilizing data from 32 facilities within the standard watershed, the study conducted water balance analysis through watershed linkage, highlighting differences and improvements compared to existing methods.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.19 no.2
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• pp.7-15
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• 2014

This study was conducted to understand the chemical characteristics of groundwater in carbonate areas of Korea. In this study, data on pH, electric conductivity (EC), $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $HCO_3{^-}$ were collected from 97 wells which were installed in various carbonate rock regions of Korea. The pH values ranged from 5.7 to 9.9, and the average value was 7.3. The concentration range showed differences between the maximum value of $HCO_3{^-}$ and the medium to minimum values of $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $K^+$ in the study area. The average value of EC was $374{\mu}S/cm$, higher than in granite and gneiss areas, where the value is $176{\mu}S/cm$. Most of the groundwater was type $Ca-HCO_3$, and some was type $Mg-HCO_3$. The relationship between $Ca^{2+}$, $Cl^-$, and $HCO_3{^-}$, respectively, and EC showed relatively significant positive correlations compared to the other dissolved components. However, the determination coefficients for $Mg^{2+}$, $Na^+$, $SO_4{^{2-}}$, and $K^+$ were very low less than 0.2. These results indicate that the source of $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ is relatively simple (carbonate dissolution) compared to other sources. The sources of $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$, $SO_4{^{2-}}$, and $HCO_3{^-}$ might be not only water-rock interactions, but also irrigation return flow, because many groundwater wells had been developed for irrigation purposes. Subsequently, the influence of agriculture on groundwater chemistry was evaluated using a cumulative plot of $SO_4{^{2-}}$. The threshold value of $SO_4{^{2-}}$ calculated from the cumulative frequency curve was 29.2 mg/L. Therefore, 12.4% of all the groundwater wells were affected by agricultural activity.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.12
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• pp.1259-1273
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• 2012

In this study, a watershed-based surface water and groundwater integrated model, SWAT-MODFLOW was used to quantify the stream flow depletion due to groundwater pumping for the Sinduncheon watershed. Complex water use conditions such as water taken from a stream, sewage disposal release, irrigation from agricultural reservoir, groundwater pumping were considered for simulations. In particular, the model was revised to reflect the effects of reservoir operation and return flow from the used groundwater on streamflow variation. The simulated results showed that the groundwater pumping at current status has induced the decrease of more than 10% in annual average streamflow and 40% in drought flow at the outlet of the Sinduncheon watershed, The simulated results also revealed that the vast water withdrawals at green house areas during winter season have dramatically changed streamflow from April to June. The streamflow depletion was mainly attributed to pumping wells located within the distance of 300 m from the stream for Sinduncheon watershed.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.56 no.3
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• pp.187-195
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• 2023

Almost all of the water from agricultural dams located to the upper of the Yeongsan river is supplied as irrigation water for farmland and thus is not discharged to the main stream of the river. Also, most of the irrigation water does not return to the river after use, adding to the lack of flow in the main stream. As a result, the water quality and aquatic health of the river have become the poorest among the four major rivers in Korea. Therefore, in this study, several strategies for water quality improvement of the river were developed considering pollution reduction and flow rate increase, and their effect analysis was performed using a water quality model. The results of this study showed that the target water quality of the Yeongsan river could be achieved if flow increase strategies (FISs) are intensively pursued in parallel with pollution reduction. The reason is because the water quality of the river has been steadily improved through pollution reduction but this method is now nearing the limit. In addition, rainfall-related FISs such as dam construction and water distribution adjustment may be less effective or lost if a megadrought continues due to climate change and then rainfall does not occur for a long time. Therefore, in the future, if the application conditions for the FISs are similar, the seawater desalination facility, which is independent of rainfall, should be considered as the priority installation target among the FISs. The reason is that seawater desalination facilities can replace the water supply function of dams, which are difficult to newly build in Korea, and can be useful as a climate change adaptation facility by preventing water-related disasters in the event of a long-term megadrought.