• 한국수자원학회논문집
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• 제53권11호
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• pp.985-997
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• 2020

SWAT (Soil Water Assessment Tool)-MODFLOW은 준분포형 연속강우유출모형과 분포형 지하수 모형을 결합한 모델이다. 본 연구는 남한강에 위치한 복하천 유역의 지하수에 대해 SWAT과 SWAT-MODFLOW의 모의결과를 비교평가 하였다. 두 모델간의 비교에 앞서 각 모델은 유역 내 흥천 수위 관측소의 일별 유출량 자료와 율현 지하수위 관측데이터의 9년(2009 ~ 2017년)의 자료로 보정 및 검증되었다. SWAT의 경우 기저유량과 감수위에 영향을 주는 GW_DELAY, GWQMN과 ALPHA_BF를 이용하여 보정하였고 그 결과 결정계수(R²)는 0.70, Nash-sutcliffe 모델효율(NSE_Q, NSE_inQ)은 각각 0.73, -0.1을 나타냈다. SWAT-MODFLOW의 경우는 토양속성별 대수층 수리전도도(K, m/day), 비저류량(S_s, 1/m), 비산출량(S_y) 및 유효토심(m) 자료가 추가로 적용되었다. 동일 기간의 모의 결과 R², NSE_Q, NSE_inQ는 각각 0.69, 0.74, 0.51을 나타냈다. 특히, SWAT-MODFLOW 적용결과 대수층의 수리지질학적 자료 입력을 통해 저유량 모의가 상당히 개선되었다. SWAT과 SWAT-MODFLOW의 총 유출량은 각각 718.6 mm, 854.9 mm이며 기저유량은 각각 342.9 mm, 423.5 mm로 산정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권4호
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• pp.433-442
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• 2017

4대강 사업 공사로 인해 한강수계에서 자생하던 멸종위기 야생생물 II급인 단양쑥부쟁이와 층층둥굴레의 서식지가 소실되어 이에 대한 대안으로 대체서식지가 조성되었다. 본 연구에서는 조성된 대체서식지가 각 종의 서식에 적합한지를 파악하기 위하여 서식지 적합 지수(Habitat Suitability Index; HSI)를 이용하였다. 2015년 10월부터 2016년 7월까지 경기도 여주 강천섬과 섬강 일대에 위치한 단양쑥부쟁이 대체서식지와 강천섬과 충북 충주 영죽지구에 위치한 층층둥굴레 대체서식지를 대상으로 HSI를 평가하였다. 단양쑥부쟁이의 평가 변수로는 서식 기질(매몰되지 않은 자갈의 비율), 고도 범위, 토양 양분, 광 조건 4가지를 선정하였고, 층층둥굴레는 토성, 광 조건, 동반 위해종의 피도 3가지를 선정하여 HSI를 이용한 대체서식지 적합성 평가를 수행하였다. 평가 결과, 강천섬의 단양쑥부쟁이(HSI = 0.839)와 층층둥굴레(HSI = 0.846)의 대체서식지 모두 비교적 높은 적합지수를 나타내었으나, 섬강 일대의 단양쑥부쟁이 대체서식지와 영죽지구의 층층둥굴레 대체서식지는 대체서식지로서 적합하지 않음으로 판단되었다(HSI = 0). 또한 이들 부적합한 대체서식지의 경우, 자생지 인근에서 서식에 적합한 장소를 새로이 선정하는 것이 더 바람직할 것으로 판단된다. 본 연구는 식물종에 대해 HSI를 적용한 국내 최초의 시도로, 식물 서식처에 대한 HSI의 효용성을 증명하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.407-415
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• 2018

본 연구는 댐의 시간당 홍수유출자료와 강우-유출모형의 모의를 통해 댐의 홍수조절에 대한 역할과 댐 상류 및 하류의 공간적인 영향에 대해 분석하였다. 이를 위한 연구지역으로 안동댐과 임하댐의 영향을 받는 낙동강 상류유역을 선정하였으며 1997년부터 2010년까지의 홍수사상 31개를 분석하였다. 댐의 홍수저감율(Flood Reduction Rate: FRR) 분석은 홍수규모가 커질수록 댐의 방류가 커져 댐의 홍수저감율이 작아질 것으로 예상하였으나 몇몇 사상을 제외하고 예상과 다른 결과를 보였다. 홍수크기와 홍수저감율의 관계성은 유출총량(Volume)이 첨두 유출량(Peak discharge)보다 잘 나타내었다. 선정 유역에서 가장 거리가 있는 성주수위관측소에서의 두 댐 영향은 댐상류 유역면적이 크고 홍수저감율이 큰 안동댐이 평균적으로 7% 크게 영향을 미쳤다. 성주수위관측소가 포함하는 유역을 기준으로 유역면적의 비와 홍수저감율의 비를 비교하면 댐의 홍수저감율은 면적의 비보다 대부분 작게 나타나는 것을 보였다. 댐의 홍수저감율의 영향은 댐이 포함하는 유역면적의 8.5배에 해당하는 유역면적에서 홍수저감율이 10% 이하로 떨어지는 것으로 분석되었으며 이는 남한강유역의 결과(7배)보다 크게 나타난 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2020

강원도는 산림 비중이 크고 급경사지가 많은 지형적 특성과 여름철 비교적 선선하고 강우량이 많은 기후적 특성 때문에 고랭지 농업이 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 많은 부분을 차지하는 고랭지밭 면적 탓에 강우시에 토양침식과 비점오염물이 하천으로 유입되고 있다. 강원도 송천 상류에 위치한 도암호는 장기간 탁수를 저류하고 방류로 인한 해체 논란까지 일으키기도 했다. 이에 정부는 흙탕물 저감과 비점오염원 관리를 위한 국고보조사업과 다양한 환경 정책들을 시행중이다. 효율적이고 효과적인 수질 정책을 시행하고 분석하기 위해서는 장기간의 모니터링 자료를 이용한 통계적 분석을 활용하는 것이 중요하다. 수질 자료는 변동이 심하고, 비정규분포를 이루며 결측치와 검출한계 이하의 값들이 많아 비모수 통계 방법을 널리 사용되어 왔다. 그중에서도 계절적 특성을 갖는 수질자료의 장기경향분석에 적합한 Seasonal Mann-Kendall Test을 사용하여 남한강상류 유역의 수질 경향성을 분석하였으며, Sen's Slope를 구하여 수질 자료의 경향 크기를 구하였다. 하지만, Seasonal Mann-Kendall Test는 연구 기간동안의 경향성을 반영할 수 없다는 단점이 있기 때문에 LOWESS Test를 통해 장기간 수질 자료 사이의 경향성을 분석하였다. 이러한 수질자료의 경향 분석 결과는 유역 내 취약 지점을 확인할 수 있으며, 환경 정책의 효과를 평가하고 보완할 수 있는 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.21-35
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• 2016

This study is to evaluate the applicability of SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model for multi-purpose dams and multi-function weirs operation in Namhan river basin ($12,577km^2$) of South Korea. The SWAT was calibrated (2005 ~ 2009) and validated (2010 ~ 2014) considering of 4 multi-purpose dams and 3 multi-function weirs using daily observed dam inflow and storage, evapotranspiration, soil moisture, and groundwater level data. Firstly, the dam inflow was calibrated by the five steps; (step 1) the physical rate between total runoff and evapotranspiration was controlled by ESCO, (step 2) the peak runoff was calibrated by CN, OV_N, and CH_N, (step 3) the baseflow was calibrated by GW_DELAY, (step 4) the recession curve of baseflow was calibrated by ALPHA_BF, (step 5) the flux between lateral flow and return flow was controlled by SOL_AWC and SOL_K, and (step 6) the flux between reevaporation and return flow was controlled by REVAPMN and GW_REVAP. Secondly, for the storage water level calibration, the SWAT emergency and principle spillway were applied for water level from design flood level to restricted water level for dam and from maximum to management water level for weir respectively. Finally, the parameters for evapotranspiration (ESCO), soil water (SOL_AWC) and groundwater level fluctuation (GWQMN, ALPHA_BF) were repeatedly adjusted by trial error method. For the dam inflow, the determination coefficient $R^2$ was above 0.80. The average Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) was from 0.59 to 0.88 and the RMSE was from 3.3 mm/day to 8.6 mm/day respectively. For the water balance performance, the PBIAS was between 9.4 and 21.4 %. For the dam storage volume, the $R^2$ was above 0.63 and the PBIAS was between 6.3 and 13.5 % respectively. The average $R^2$ for evapotranspiration and soil moisture at CM (Cheongmicheon) site was 0.72 and 0.78, and the average $R^2$ for groundwater level was 0.59 and 0.60 at 2 YP (Yangpyeong) sites.

• 환경영향평가
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 2008

Non-point pollution is caused by many diffusive sources, unlike a point pollution derived from industrial wastewater treatment plants or sewage treatment plants. Runoff of non-point pollutants is originated from rainfall or thawing in short period of time moving over and through the a ground surface. They cause ill effect on the quality of neighboring aquatic environment. To prevent effectively the wash off from non-point pollutant, it should be immediately reduced at the source or be treated after gathering of runoff water. This study has been carried out for the best width of riparian buffer zone. So we implemented the experiment in terms of its depth, width and kind of vegetations and calculated the reduction of pollutants loading. The experimental zone encompasses the watershed of Namhan River (Kyunggido Yangpyunggun Byungsanri). The region was divided into 5 land cover sectors : grass, reed, pussy willow, mixed(grass+pussy willow) and natural zone to compare effectiveness of vegetation. Water samples from four points have been collected in different depths. And the pollutant removal efficiency by sectors with different plant species was yielded through influent with one of each sample. And we obtained the correlation between the width of riparian buffer zone and the removal efficiency of pollutants. Using correlation result, the width of riparian buffer zones which needs to improve the water quality of river could be derived.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.87-97
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• 2024

본 연구에서는 국가물관리기본계획의 2030년 물부족량 전망자료를 이용하여 공간군집특성을 고려한 우리나라 물부족 핫스팟 지역을 분석하였다. 물부족 최심 군집지역 도출을 위하여 표준유역 기준의 과거 최대 가뭄(약 50년 빈도)에 대한 물부족량 자료를 이용하여, Local Moran's I와 Getis-Ord Gi* 통계량으로 공간군집분석을 수행하였다. 클러스터맵(Cluster Map)을 통해 물부족 공간군집 대상지역을 선정하고, 공간적 군집 특성은 p-값 및 모란 산점도를 통해 적정성을 검증하였다. 분석 결과, 한강권역 내 1개 군집[임진강하류(#1023) 및 주변]과 낙동강권역 내 2개 군집 [대종천(#2403) 및 주변, 가화천(#2501) 및 주변] 지역이 물부족이 심각한 핫스팟 지역으로 나타났으며, 한강권역 내 1개 군집[남한강하류 (#1007) 및 주변]과 낙동강권역 내 1개 군집[병성천(#2006) 및 주변] 지역이 물부족 HL (해당지역은 물부족량이 많고 주변지역은 물부족량이 적은) 지역으로 나타났다. 표준유역단위 공간군집분석을 수행할 경우 물부족 공간군집지역 전체가 통계량 기준을 100% 만족하여 통계적으로 유의미한 결과가 도출되었다. 이는 표준유역 단위로 공간군집분석을 할 경우 가변적 공간단위 문제를 일정 부분 해결한 것으로 공간군집분석의 정확성이 상대적으로 높아졌다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.828-836
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• 2010

본 연구에서는 1:25,000 정밀토양도 등 가용한 공간자료를 이용하여 작성된 토양유실도를 이용하여 한강 상류지역 10개 중권역 108 소유역에 대하여 토양유실량 평가하고 토지이용별 토양유실 위험지역을 분석하였다. 대상유역 총 토양유실량은 895만 Mg $yr^{-1}$으로 예측되었으며, 면적당 평균 토양유실량은 6.1 Mg $ha^{-1}yr^{-1}$ 이었다. 중소유역 단위로 살펴보면 남한강지역이 북한강 지역의 유실량 뿐만 아니라 면적당 유실량이 더 많았다. 이는 북한강 권역의 경우 화강암 및 화강편마암이 주요모재인 반면에 남한강 권역의 경우 토양모재가 퇴적암지대를 많이 포함있어 토양침식성 인자 (K factor)와 경사인자 (LS factor)가 상대적으로 높고, 남한강 지역의 경우 농경지 토양이 상대적으로 많이 분포하고 있기 때문으로 판단된다. 대상유역의 토지이용별 연평균 토양유실량을 분석한 결과 산림/초지 > 밭 ${\gg}$ 도심/대지 ${\gg}$ 논 > 과수의 순로분석 대상유역 중 10.7%를 차지하고 있는 농경지에서 유실되는 토양의 추정량은 41.3%이였으며, 이중 6.2% 면적을 차지하는 밭이 40.6%으로 44.2%의 산림/초지와 비슷한 수준이었다. 한강상류지역 토양유실 위험성 평가시 분포형 토양침식지도와 항공사진을 비교한 결과 토양유실에 대한 공간인 정보를 확실하게 보여주고 있으며, 토양침식위험성은 남한강권역의 남한강 상류 (1001), 평창강 (1002), 충주댐 (1003) 권역에서 각각 토양침식위험성이 "보통" 이상으로 높은 지역이 각각 8.7%, 7.9%, 7.8%로 평균인 5.9%보다 높았으며, 이에 대한 보전방안이 강구될 필요가 있고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.925-932
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• 2021

가뭄-홍수 급변사상은 가뭄과 홍수가 중첩된 사상으로, 생태계뿐만 아니라 산업과 농업 그리고 사회경제까지 큰 영향을 미치기 때문에 가뭄이나 홍수의 개별 사상보다 대처하기 어렵다. 하지만 국내의 가뭄-홍수 급변사상에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 표준가중평균강수(SWAP) 지수를 사용하여 가뭄-홍수 급변사상의 특성들을 분석하였다. SWAP 지수는 일강수량에 시간 가중치를 적용한 가중평균강수(WAP) 지수를 표준화 것으로, 한강유역의 중권역별 면적평균강수량(1966-2018년)을 사용해 산정하였다. SWAP 지수는 가뭄·홍수의 단일사상 분석 뿐 아니라 가뭄-홍수 급변사상을 분석하는데 용이하고, 시간의 척도 측면에서도 유연하게 사용할 수 있다. 또한, 심각도 K를 사용해 가뭄-홍수 급변사상의 상대적인 심각도를 지역별로 분석할 수 있다. 연구 결과, 한강유역 30개의 중권역 중 20개의 중권역이 시간이 지남에 따라 가뭄-홍수 급변사상의 심각도가 상승하는 추세가 확인되었고, 중권역별 가뭄-홍수 급변사상의 발생 빈도와 심각도 등을 고려하여 위험지역을 확인할 수 있었다. 예를 들어, 한강유역 내 가뭄-홍수 급변사상으로 인한 위험지역은 남한강상류(#1001) 유역으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제51권4호
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• pp.287-298
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• 2018

강우부족현상이 지속되었던 2015년 팔당호에서의 이화학적 요인과 동물플랑크톤 군집 특성은 선행연구에서의 몬순기후에 의한 강우와 수리 수문학적 요인의 영향을 받아 변화하던 동물플랑크톤 군집과 다른 양상을 나타냈다. 조사기간 동안 팔당호의 수리학적 체류시간은 2014년부터 지속된 강우부족현상에 영향을 받아 2013년대비 크게 증가하였다. 이에 따라 유입 방류량이 감소하여 팔당댐앞(St.1)의 이화학적 수질은 호소형 특성의 남한강수역(St.2) 수질보다 하천형 특성의 북한강수역(St.3) 수질과 비슷한 특성이 나타났다. 동물플랑크톤의 군집변화는 봄(3~5월)에는 주로 소형 윤충류(Syncheata, Keratella)가 우점하였으며, 여름(7~9월)에는 집중호우가 적어 연중 가장 높은 현존량을 기록했으며 우점종은 윤충류인 Keratella cochlearis와 원생동물인 Difflugia corona로 나타났다. 가을(9~11월)에는 수온이 감소함에 따라 윤충류와 원생동물의 현존량이 감소하고 요각류 유생(Nauplius)이 우점하는 천이를 보였다. 통계분석결과 복합적 수계의 특성을 보여주는 팔당호에서 북한강수역은 하천형, 남한강수역과 경안천수역은 호소형 특성으로 지점별 상이하게 구분되며, 이에 따라 동물플랑크톤 군집 또한 영향을 받을 수 있음을 나타냈다.