• 한국방재학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.41-50
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• 2004

본 연구에서는 퍼지제어기법을 이용한 홍수조절 모형의 적용성을 파악하기 위해 한강수계 단일댐에 적용하였다. 개발된 모형들의 홍수조절능력을 비교하기 위해 1984, 1990, 1995년 대홍수 발생시 실제 운영실적과 본 연구에서 개발된 모형들의 가상운영결과를 비교하였다. 본 연구에서 개발한 3개 모형은 모두 실제 적용성을 고려하여 댐의 수위와 유입량이라는 2가지 정보량으로부터 방류량을 결정토록 하였으며, 최대방류량 역시 댐 설계시 기준인 허용최대방류량을 초과하지 않도록 하였다. 각 홍수사상에 대해 적용한 결과 기존의 댐 운영결과에 비해 홍수위를 낮출 수 있으면서도 하류부의 피해 최소화에도 적절한 것으로 나타나 퍼지제어모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.575-582
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• 2008

다목적댐의 레크레이션 편익은 수자원 관리 측면에서 매우 중요한 요소이다. 그러나, 레크레이션 편익의 중요성에도 불구하고 이에 대한 충분한 고려없이 댐의 관리와 다목적댐에 대한 평가가 이루어진 결과 경쟁적인 물의 용도간 부적정한 유량배분의 결과를 초래하고 있었다. 최근 비록 시범적이지만 하천의 환경개선을 위해 다목적댐의 flusing 방류가 이루어지고 잇는 점도 댐의 기능이 점차 확장되어 가고 있음을 보여주고 있다. 다목적댐의 레크레이션 편익에 대한 인식은 효율적인 수자원 관리뿐만 아니라 레크레이션 이외의 다목적댐의 다른 용도의 진실된 가치 및 효율성을 확보하기 위해 어떻게 효율적으로 시간의 흐름에 따라 다목적댐의 저수(貯水)가 방류되어야 하는지에 대한 이해로 연결된다. 다목적댐의 레크레이션 편익 측정은 댐의 역할에 대한 진정한 평가가 될 수 있으며 그동안 간과되어 왔던 댐 건설로 인해 가능하게 된 레크레이션 기회를 가치화하는 시도가 될 수 있다. 본 연구는 조건부가치측정법(Contingent Valuation Method, CVM)을 이용하여 서울과 춘천지역을 대상으로 표본에 대한 설문조사와 함께 집중그룹인터뷰(Focus Group Interview, FGI)를 통해 소양강댐의 레크레이션 편익을 측정하였다. 서울은 소양강댐의 하류지역에 위치하면서 일반적으로 소양강댐의 건설로 인해 가장 큰 혜택을 누리는 지역이며 춘천지역은 소양강댐의 주변지역으로 소양강댐의 건설로 인해 가장 많은 피해를 입는 지역으로 여겨지고 있어 양 지역에서 느끼는 소양강댐에 대한 인식은 매우 독특할 것이라는 기대와 함께 댐으로 인한 레크레이션은 댐 저수지뿐만 아니라 댐 하류 하천 전체에 걸쳐 이루어지기 때문에 댐 저수지 지역인 춘천과 댐 하류지역인 서울을 대상지역으로 삼았다. 4개의 시나리오를 적용한 결과 소양강댐의 연간 레크레이션 편익은 235억원$\sim$913억원으로 추정되어 소양강댐의 주요 기능인 용수공급이나 발전에 따른 편익과 비교할 때도 결코 작지 않은 편익을 보여주고 있다. 아울러, 일반적으로 댐 건설로 인한 피해자로 인식되고 있는 하천의 상류지역인 댐 주변지역에 거주하는 사람들의 지불의사액(Willingness to Pay, WTP)이 댐의 수혜자로 인식되는 하류지역에 거주하는 사람들의 WTP보다 크다는 것과 댐 주변지역에 거주하는 사람들은 댐에 대하여 양 극단적인 태도, 즉 강한 애착과 강한 반감을 함께 보이는 것으로 나타났다. 본 연구는 레크레이션 기능이 댐의 주요 기능으로 고려되어야 하는 가에 대한 해답을 줄 수 있는데, 그동안 댐의 레크레이션 편익 측정을 어렵게 하였던 댐의 레크레이션 편익의 개념화를 통해 편익이 측정 가능하며 소양강댐의 경우 다른 목적의 물 사용 용도보다 편익이 클 수 있기 때문에 향후 다목적댐의 주요 기능을 확장할 필요성을 보여준다. 또한, 레크레이션 편익을 어떻게 내재화(內在化)하여야 하는지에 대한 향후 연구의 필요성도 제기한다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1253-1267
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• 2016

After large-scale flooding damage occurred along the Imjin river in 1996, 1998, and 1999, the Hantan river flood control dam was planned, and it has since been under construction. Unlike existing dams in Korea, the Hantan river flood control dam will remain fully open except during high floods, when the dam will store flood water temporarily to reduce flood peaks and flood water volume downstream. During past flooding seasons, floating debris has caused difficulties in the management of large-scale dams. Most of the existing multipurpose dams in Korea have installed nets to collect floating debris based on many years of experience with and data about inflow and distribution of floating debris in the dams. For the Hantan river flood control dam, however, collection of data about inflow and distribution of floating debris is not possible as the dam is located near the border area between North and South Korea. In order to devise a preliminary plan to collect floating debris in the Hantan river flood control dam, an EFDC hydrodynamic model was used to analyze the behavior of floating debris during high floods. The Lagrangian particle tracking method was utilized to simulate the behavior of floating debris in the dam. Based on the analysis of paths and final destinations of the particles, seven collection points were selected where it seemed to be effective to collect floating debris, as debris is likely to accumulate there in high density.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.45-57
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• 1998

본 논문의 목적은 다목적 저수지의 홍수유입량 예측을 위한 방법으로 병렬다중결선의 계층구조를 가진 신경망이론에 의하여 홍수시 불확실한 비선형시스템의 특성을 같는 저수지 유입량 예측모형을 개발하는 것이다. 신경망이론을 이용한 예측모형의 개발을 위하여 역전파 학습알고리즘을 사용하였으며 역전파 학습알고리즘 사용시 흔히 대두되는 지역최소값 문제와 수렴속도의 향상을 위해서 최적화기법인 경사하강법을 이용한 모멘트법과 경사하강법과 Gauss-Newton 방법을 이용한 Leverberg-Marquardt 법을 사용하였다. 모형개발에 사용된 자료는 연속적인 값으로 입력자료와 출력자료를 강우와 댐유입량을 학습시킨 후, 저수지의 홍수유입량 예측을 위한 다층신경망 모형을 구성하였다. 학습시 사용한 자료를 토대로 개발된 모형을 검정한 결과 매우 만족스런 결과를 얻을 수 있었고 실제 충주댐 유역을 대상으로 저수지 홍수유입량 예측결과 모형의 타당성을 입증할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.412-427
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• 2016

댐의 건설은 자연하천에서 퇴적과 침식의 유사 순환과정에 영향을 주고 저수지 퇴사(reservoir sedimentation)를 야기한다. 이러한 현상은 댐의 건설 이후 장기간 축적되면서 이수와 취수에 대한 영향을 가져오기 때문에 댐 관리와 설계를 위해 정확한 추정이 필요하다. 퇴사량을 산정하는 방법에는 실측자료를 방법과 실제 유사량 자료를 이용하는 방법 그리고 경험공식을 이용하는 방법 등이 있으나, 가용한 자료의 부족으로 주로 경험 공식에 의존하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 대규모 다목적댐에 적합한 비퇴사량 산정 경험 공식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 먼저 기존의 공식을 조사 및 검토하여 비퇴사량에 영향을 미칠 만한 여러 인자들을 선정하였다. 총 8개 국내 대규모 다목적댐의 비퇴사량 자료와 제원을 이용하여 다중 회귀분석을 실시하여 최종적인 식을 제안하였다. 그 결과, 대규모 다목적댐의 비퇴사량에 영향을 미치는 인자로 연평균 강우량(P, mm),연평균 유입량(I, cms), 유역 평균경사(S, %),저수지 길이(L, km),저수용량/유역면적(C/A, $m^3/km^2$)을 채택하였으며, 제안된 식을 이용하여 산정한 비퇴사량과 실측 비퇴사량의 상관계수와 결정계수는 각각 0.985, 0.970으로 확인되었다. 아울러, 다중 공선성 분석에서도 모두 일반적인 기준치를 범위 안에 존재함을 확인하면서, 선정된 독립변수들이 통계적으로 유의함을 확인하였다. 허나, 가용 자료의 부족과 불확실성으로 인해 여전히 한계점이 존재한다. 충분한 비퇴사량 실측 자료가 구축된다면, 보다 신뢰도 높고 발전된 형태의 경험 공식의 제안이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.263-263
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• 2016

기후변화 등에 따른 가뭄위험을 평가하기 위한 다양한 방법이 연구되어 왔으며, 기상학적인 가뭄이나 생물학적인 가뭄 등으로 정의되는 가뭄지수들이 개발되어졌다. 그러나 궁극적으로 가뭄의 판정은 수원으로부터 더 이상의 용수를 공급할 수 없는 상황에 처해졌을 때 비로소 결정되는 것이므로, 수원공의 가뭄위험에 대한 평가가 우선적일 것으로 판단된다. 본 연구에서는 수도권의 생공용수 공급을 책임지고 있다고 해도 과언이 아닌 다목적댐인 소양강댐과 충주댐의 가뭄위험을 평가하기 위하여 월강우량 자료로부터 특정시기의 저수율을 예측할 수 있는 방법을 개발하도록 하였다. 월강우량 변화에 따른 저수율의 변화양상을 예측하기 위하여 저수지 유입량과 방류량에 따른 물수지 분석이 정교하게 이루어져야 하지만, 실질적으로 상류에 또 다른 댐이 존재하는 상황에서 유입량을 정확하게 예측하는 것도 어렵지만 수시로 상황에 따라 이루어지는 방류량을 적절히 예측하는 것은 거의 불가능하므로, 물수지 분석에 의한 저수율 예측은 어느 정도의 불확실성을 가질수밖에 없을 것으로 판단되어 댐 관리관행에 따라 나타나는 월강우량과 저수율 사이의 회귀분석을 통하여 일정한 법칙을 만들 수 있는지 시도하였다. 다목적 댐인 소양강댐과 충주댐의 1984-2013년의 일별 저수율 자료로부터 저수율 관리관행을 파악할 수 있었는데, 다목적 댐인 관계로 호우시의 홍수피해 예방을 위하여 6월말에는 25-35% 정도의 저수율을 유지하도록 관리가 이루어지고 있었으며 호우가 발생된 이후에는 일정량을 수시로 방류하여 다음 호우를 준비하고 있는 것으로 나타났다. 또한 각 댐의 최저 저수율은 3월말 - 4월에 발생하는 것으로 나타났으며, 4월과 5월에 일정 정도의 강우량만 존재한다면 가뭄피해는 발생하지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 저수율 관리 관행을 적용하여 예측되는 강우량 패턴에 따른 저수율 변화를 예측하기 위하여 월강우량 자료와 4월 1일 기준의 저수율 자료 사이의 회귀분석을 실시하여 전년의 7월부터 당해 3월까지의 월강우량으로부터 4월 1일의 저수율을 예측할 수 있는 의미 있는 결과를 도출하였다. 이러한 결과는 기후변화 등에 따른 미래에 예측되는 월강우량 자료로부터 각 댐의 4월 1일 기준 저수율 자료를 예측할 수 있으며, 4월 및 5월의 월강우량과 함께 분석함으로써 가뭄위험을 평가할 수 있는 한 방법으로 적절한 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.358-358
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• 2023

본 연구에서는 그동안 수자원분야 강우유출 해석분야에 활용되었던 대표적인 머신러닝&딥러닝(ML&DL) 모델을 활용하여 모델의 하이퍼파라미터 튜닝뿐만 아니라 모델의 특성을 고려한 기상 및 수문데이터의 조합과 전처리(lag-time, 이동평균 등)를 통하여 데이터 특성과 ML&DL모델의 조합시나리오에 따른 일 유입량 예측성능을 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 소양강댐 유역을 대상으로 1974년에서 2021년까지 축적된 기상 및 수문데이터를 활용하여 1) 강우, 2) 유입량, 3) 기상자료를 주요 영향변수(독립변수)로 고려하고, 이에 a) 지체시간(lag-time), b) 이동평균, c) 유입량의 성분분리조건을 적용하여 총 36가지 시나리오 조합을 ML&DL의 입력자료로 활용하였다. ML&DL 모델은 1) Linear Regression(LR), 2) Lasso, 3) Ridge, 4) SVR(Support Vector Regression), 5) Random Forest(RF), 6) LGBM(Light Gradient Boosting Model), 7) XGBoost의 7가지 ML방법과 8) LSTM(Long Short-Term Memory models), 9) TCN(Temporal Convolutional Network), 10) LSTM-TCN의 3가지 DL 방법, 총 10가지 ML&DL모델을 비교 검토하여 일유입량 예측을 위한 가장 적합한 데이터 조합 특성과 ML&DL모델을 성능평가와 함께 제시하였다. 학습된 모형의 유입량 예측 결과를 비교·분석한 결과, 소양강댐 유역에서는 딥러닝 중에서는 TCN모형이 가장 우수한 성능을 보였고(TCN>TCN-LSTM>LSTM), 트리기반 머신러닝중에서는 Random Forest와 LGBM이 우수한 성능을 보였으며(RF, LGBM>XGB), SVR도 LGBM수준의 우수한 성능을 나타내었다. LR, Lasso, Ridge 세가지 Regression모형은 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 또한 소양강댐 댐유입량 예측에 대하여 강우, 유입량, 기상계열을 36가지로 조합한 결과, 입력자료에 lag-time이 적용된 강우계열의 조합 분석에서 세가지 Regression모델을 제외한 모든 모형에서 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 0.8이상(최대 0.867)의 성능을 보였으며, lag-time이 적용된 강우와 유입량계열을 조합했을 경우 NSE 0.85이상(최대 0.901)의 더 우수한 성능을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.779-793
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• 1998

본 연구에서는 용수공급을 위한 이수관점에서 수력발전의 경제적 운영과 더불어 용수수요에 효과적으로 대처할 수 있는 댐군의 경제적 연계운영 최적화 모형을 제안한다. 제안된 모형은 댐군의 연계운영을 통한 발전방류의 최대화, 용수 수요량에 대한 물부족량(shortfall)의 최소화, 불필요한 여수로 방류량의 최소화, 홍수기를 대비한 저수지의 여유공간 확보, 그리고 발전효율을 높일 수 있는 저수위의 확보 등을 고려하였다. 제안된 최적화 모형은 구조적으로는 최적화 모형이지만, 실질적으로는 댐군의 연계운영의 행태를 표현한 시뮬레이션 모형이라 할 수 있으며, 용수공급계획 수립시 최대 용수공급 가용량 산정에 활용하기 위해서 개발된 모형이다. 최적화모형은 약 3,920개의 혼합정수변수와 약 7만$\times$13만 Node-Arc Incidence Matrix로 표현되는 네트워크 모형을 포함하는 여러 기간에 걸친 혼합정수계획 문제 (multi-period mixed integer programming)로 설계되었으며, 대형문제로부터 야기되는 수많은 자료를 효과적으로 처리하기 위하여 DBMS를 활용하였다. 본 모형의 효과를 검토하기 위하여 한강수계에 위치한 댐들 중에서 2개의 다목적 댐과 3개의 발전용 댐들의 연계운영에 실험하여 보았다. 실험결과, 본 연구에서 수립된 모형의 현실적인 이용을 위한 수정 보완과, 효과적인 댐 유역별 중장기 유입량 예측시스템이 개발되어 실시간으로 운영될 수 있도록 수정, 보완된다면 현재의 운영방법보다 더 좋은 운영방안을 제시하므로써, 환경보존에 따른 이득은 물론 용수공급 능력을 증대시킬 수 있는 대안이 될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.335-343
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• 2013

우리 정부는 법률로써 댐 주변지역 지원을 규정 1990년부터 지원사업을 추진하고 있다. 하지만 댐 주변지역 지역주민의 상대적 박탈감은 여전하며, 때로는 댐을 둘러싼 지역적 갈등이 법정 투쟁으로까지 확대되는 경우도 발생한다. 이와 같이 댐과 관련된 지역적 갈등이 끊이지 않는 것에는 다양한 이유가 존재하나, 댐주변지역지원사업이 만족할 만한 역할을 수행하지 못하고 있는 것 또한 주요한 이유 중 하나로 간주되고 있다. 이에 본 연구는 댐주변지역지원사업과 관련한 고객만족 영향요인 및 요인별 영향 정도를 규명하였다. 그 결과 '댐의 사회적 필요성', '지원절차의 합리성', '지원사업의 합목적성'등의 요인이 댐주변지역 고객만족에 유의적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 그리고 고객만족에 미치는 요인별 영향의 정도에 있어서는 '지원절차의 합리성' 요인이 가장 큰 것으로 나타났으며, 그 다음으로는 '지원사업의 합목적성', '댐의 사회적 필요성' 순으로 분석되었다. 그러나 댐주변지역지원사업을 지역주민이 직접적으로 수혜를 받았는가의 경험 유무는 고객만족과 통계적으로 유의미한 관련이 있다고는 말할 수 없는 것으로 나타났다. 또한 고객만족에 미치는 영향요인의 구성 항목과 고객만족과의 관계분석에 있어서는 '지역간 형평성'이 가장 큰 영향관계를 보였으며, 다음은 '프로젝트 선정', '주민의견 반영', '지역발전', '투명성' 순으로 나타났다. 하지만 '프로젝트 추진 단계의 적절성'의 통계적 유의성은 없는 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제21권spc호
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• pp.16-27
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• 2019

자연적 기후변화와 댐 건설로 인한 인위적 수문환경의 변화로 인하여 하천의 유황(flow regime) 변화가 발생하며, 이러한 유황의 변화는 하천의 생태계뿐만 아니라 하천의 물리적 구조와 어류서식처 등에도 심각한 변화를 야기한다. 본 연구에서는 감천유역의 부항댐 건설로 인하여 나타난 수문특성변화와 동시에 하천의 생태건강성 및 수질, 하천단면 변화를 분석하였다. 감천의 유황 변화를 정량적으로 파악하기 위해 수문변화지표(Indicators of Hydrologic Alteration, IHA)에 의한 분석 결과, HA(Hydrologic Alteration)가 대부분 ±1 이상으로 댐 건설 후 하천생태계에 다양한 변화가 발생한 것으로 판단된다. 또한, 생태건강성등급 및 수질은 각 요소마다 상이한 반응이 나타났으며, 하천의 하상 및 단면의 경우에는, 댐 건설 후에 하상 단면의 저하가 뚜렷하게 나타났다. 본 연구의 성과는 하천의 유황 변화에 의한 하천생태계의 변화를 평가하기 위한 효율적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.