• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권5호
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• pp.1940-1949
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• 2015

This paper presents an Enhanced Particle Swarm Optimization (EPSO) to solve short-term hydrothermal scheduling (STHS) problem with non-convex fuel cost function and a variety of operational constraints related to hydro and thermal units. The operators of the conventional PSO are dynamically controlled using exponential functions for better exploration and exploitation of the search space. The overall methodology efficiently regulates the velocity of particles during their flight and results in substantial improvement in the conventional PSO. The effectiveness of the proposed method has been tested for STHS of two standard test generating systems while considering several operational constraints like system power balance constraints, power generation limit constraints, reservoir storage volume limit constraints, water discharge rate limit constraints, water dynamic balance constraints, initial and end reservoir storage volume limit constraints, valve-point loading effect, etc. The application results show that the proposed EPSO method is capable to solve the hard combinatorial constraint optimization problems very efficiently.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.34-45
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• 2011

For the Hancheon drainage area in Jeju island, a groundwater flow model using Visual MODFLOW was developed to simulate artificial recharge through injection wells installed in the Hancheon reservoir. The model was used to analyze changes of the groundwater level and the water budget due to the artificial recharge. The model assumed that $2{\times}10^6m^3$ of storm water would recharge annually through the injection wells during the rainy season. The transient simulation results showed that the water level rose by 39.6 m at the nearest monitoring well and by 0.26 m at the well located 7 km downstream from the injection wells demonstrating a large extent of the affected area by the artificial recharge. It also shown that, at the time when the recharge ended in the 5th year, the water level increased by 81 m at the artificial reservoir and the radius of influence was about 2.1 km downstream toward the coast. The residence time of recharged groundwater was estimated to be no less than 5 years. The model also illustrated that 15 years of artificial recharge could increase the average linear velocity of groundwater up to 1540 m/yr, which showed 100 m/yr higher than before. Increase of groundwater storage due to artificial recharge was calculated to be $2.4{\times}10^6$ and $4.3{\times}10^6m^3$ at the end of the 5th and 10th years of artificial recharge, respectively. The rate of storage increase was gradually diminished afterwards, and storage increase of $5.0{\times}10^6m^3$ was retained after 15 years of artificial recharge. Conclusively, the artificial recharge system could augment $5.0{\times}10^6m^3$ of additional groundwater resources in the Hancheon area.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권7호
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• pp.555-564
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• 2018

홍수조절지는 하천 제내지 측에 제방을 축조하고 제방 일부 구간에 횡월류위어를 설치해 일정규모 이상의 홍수사상 발생 시 홍수량 일부를 월류시켜 저류하는 홍수저감시설이다. 다양한 하천시설물이 존재하는 하천 내에서 홍수조절지의 운영 최적화를 위해서는 기존 시설과의 연계 운영을 함께 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 하도 내 수문 시설의 영향을 고려해 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 및 유량 분담 효과를 분석하였다. 수문 시설의 영향을 고려하기 위해 수로 내 2문의 방사형 수문을 설치하였으며, 수문으로부터 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 이동시키며 수로 내 수위 변화와 횡월류위어의 월류량을 측정하였다. 실험 결과 횡월류위어의 위치가 수문에 가까울수록 수위 저감 효과가 크게 나타났으며, 유량 분담 효과는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 2개소 이상의 횡월류위어 운영 시에는 충분한 저류공간이 확보되어 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감 효과의 변화가 크지 않은 것으로 확인되었다. 또한, 수문 운영 시 1개소 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감율을 경험식으로 산정해 향후 홍수조절지 계획 시 활용 가능한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권7호
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• pp.675-684
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• 2012

최근 기상변화에 의한 집중호우는 하천의 통수능력을 초과하는 홍수를 발생시키고 있다. 하천의 폭이 제한된 상태에서 이러한 초과 홍수에 대비할 수 있는 관리방법은 제방증고, 저류지 및 방수로 건설, 하상 준설 등을 생각할 수 있다. 천변저류지인 화순홍수조절지는 저류지와 수위조절을 위한 제수문이 설계되어 있다. 본 연구는 저류지 운영시간동안 일정 홍수량만을 배제해야 할 상황에 대해 설계의 적정성을 수리모형실험을 통해 검토하였다. 검토결과 저류지 유입부의 횡월류위어 월류량은 설계상의 월류량을 초과하였고, 제수문 1.1m 개방시 설계유량($326m^3/s$)을 방류할 수 있는 것으로 나타났다. 설계유량 방류시 제수문 직하류에 7.19m/s의 고유속은 baffle block을 설치할 경우 3.3m/s까지 저감시킬 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.381-395
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• 2019

본 연구의 목적은 농업용 저수지 저수율 예측을 위해 개발된 회귀식에 미래 기후변화 시나리오 및 3개월 기반의 농업용 저수지 저수율 자료 및 기상자료를 이용하여 미래 저수율을 예측하는 것이다. 예측된 저수율을 3개월 자료기반의 저수지 가뭄지수로 지수화하여 가뭄 지속기간, 심도 및 규모를 산정하고 미래 가뭄을 평가하였다. 극한사상의 추정을 위해 6개의 RCP 8.5 기후변화 시나리오(HadGEM2-ES, CESM1-BGC, MPI-ESM-MR, INM-CM4, FGOALS-s2, and HadGEM3-RA)를 3개의 미래 평가기간(S1: 2011~2040, S2: 2041~2070, S3: 2071~2099)으로 구분하여 미래 저수율을 산정하였다. 산정 결과, 강수량 및 기온의 상승이 가장 큰 HadGEM2-ES 시나리오에서의 미래 저수율이 6개의 시나리오 중 S3 기간에 평년 저수율(1976~2005 기간, 77.3%)보다 가장 큰 폭으로 감소한 60.2%로 나타났다. 강수량 및 기온의 상승이 가장 적은 INM-CM4 시나리오의 저수율은 S3에서 72.8%로 가장 적게 감소했으며, CESM1-BGC, MPI-ESM-MR, FGOALS-s2, 및 HadGEM3-RA 시나리오에서 S3 구간 미래저수율은 각각 72.6%, 72.6%, 67.4%, 64.5%로 감소하였다. 미래 저수율을 이용해 RDI를 산정하고 절단수준 -0.25 이하의 심한 가뭄 경향성이 S3 기간으로 갈수록 빈번하게 나타나며 심도가 -2.0까지 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.287-295
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• 2021

댐 저수지(dam reservoir wetland)나 농업용 저수지 습지(irrigation reservoir wetland) 같은 시설물은 준공되고 시간이 지남에 따라 침식(erosion), 유사이송(sediment transport), 그리고 유사가 침전(sediment deposition)되어 퇴적이 발생하게 된다. 장기간 유사가 퇴적되면 홍수 및 가뭄 조절 기능에 영향을 주기 때문에 퇴적 문제는 저수지 습지의 유지 관리를 위해 매우 중요하다. 그러나 퇴사에 관한 연구는 가용 자료의 부족으로 인해 주로 경험공식에 의해 추정되어 왔다. 본 연구의 목적은 실측자료 및 경험공식과 더불어 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량(sediment deposition rate)을 산정하고 비교하고자 하였다. 또한, 저수지 습지의 퇴사(reservoir wetland sedimentation) 및 노후화로 인해 2020년 긴 장마에 따른 홍수피해가 발생한 64개소의 저수지 습지에 적용하여 잠재적인 붕괴 원인을 파악하고자 하였다. 대상 저수지는 실측 정보가 있는 한국의 경상남도 밀양시(Miryang city, Gyeongsangnam province)에 위치한 가곡(GaGog) 저수지 등 10개소를 선정하였다. 저수지 유효저수용량 실측자료를 이용하여 비퇴사량을 산정하였고 기존에 개발된 총 4가지 경험공식과 물리적/기후적 특성 등을 고려한 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량을 산정하였다. 비퇴사량 산정 결과, 본 연구에서 개발한 다중회귀모형의 오차가 0.21(m³km²/yr)부터 2.13(m³km²/yr)으로 가장 낮았다. 따라서 다중회귀모형에 의해 추정한 비퇴사량을 토대로 저수지 습지의 유효저수용량에 대한 변화를 분석하였는데 유효저수용량이 0.21(%)부터 16.56(%)까지 감소한 것으로 파악되었다. 또한, 월류 피해가 발생한 저수지 습지의 비퇴사량은 파이핑 피해 등이 발생한 저수지의 비퇴사량 보다 상대적으로 높았다. 즉, 저수지 바닥에 비퇴사량이 축적되면 허용할 수 있는 유효저수용량이 부족해지고, 저수지의 홍수 및 가뭄 조절 능력이 감소되어 호우로 인한 저수지 붕괴 피해가 발생할 수 있다는 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제19권2호
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• pp.223-229
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• 2017

본 연구는 동림저수지에서 지난 18년(1999~2016)동안 1월에 조사한 조류자료를 대상으로 시계열적 변화와 환경 요인과의 관계에 대해 분석하였다. 조사 자료는 '겨울철 조류 동시센서스'를 활용하였고, 연도별 개체군의 변화를 파악하기 위해 주성분 분석과 군집분석을 사용하였다. 환경 요인은 1월 평균 기온과 평균 저수율을 이용하였다. 연구 결과, 조류의 개체군 변화는 2개의 물새 그룹과 산새 그룹 1개의 증감으로 설명될 수 있다. 물새 그룹의 개체수가 증가하는 시기는 산새 그룹의 개체수가 증가하는 시기에 비해 월평균기온이 $1.4^{\circ}C$ 이상 높았다. 이에 비해 저수율의 영향은 분명하지 않았다. 기온의 영향을 받는 가창오리의 도래 여부는 나머지 하나의 물새 그룹과 산새 그룹에 모두 영향을 주는 요인이었다. 이 연구 결과는 기온 변화가 조류의 광역적인 공간 분포에 영향을 미치고, 가창오리와 같이 개체군이 큰 종 또는 무리의 이동은 조류의 지역적인 종구성과 개체수에 영향을 미친다는 것을 시사한다. 따라서 광역적인 규모에서의 환경 변화와 그에 따른 종 분포의 변화에 대한 이해는 지역적인 규모에서 조류 개체군의 시계열적 흐름을 이해하는데 도움을 준다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.1-13
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• 2018

Recently, the frequency and intensity of drought have been increasing due to the sudden abnormal climate in Korea. The occurrence of agricultural drought has been steadily increasing from 5 times in the 1980s to 2000s in 20 years, 6 times in the 10 years from 2000 to 2010, and 4 times in the recent period from 2011 to 2015. Therefore, this study analyzed the effect of water shortage caused by drought by improving the function of agricultural reservoir. The target area analyzed the data such as "Comprehensive Information System for Rural Water" operated by Korea Rural Community Corporation. As a result, we selected the target area as Wanju - gun, Jeollabuk - do in consideration of the rate of water storage compared with the normal 25 years, the completion year of the facility, the area of coverage per reservoir site and the low capacity. As a result of evaluating the improvement effect of agricultural facilities, it was analyzed that the irrigation area increased by about 25.7% when the water level was increased by 1m and the irrigation area increased by about 51.3% when the water level was increased by 2m. The results of the drought impact assessment after improving the function of the agricultural facilities were analyzed that it was effective to improve the function after more than 4m depth.

• 한국환경과학회지
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• 제1권2호
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• pp.49-57
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• 1992

First, We classified man-made lakes in Korea as 4-type lakes, that is, there were River-run lakes, Dendritic lakes, Reservoir-lakes, River-mouth lakes, We studied on the environmental factors of 3-type lakes except River-mouth lakes, compared these lakes with natural lakes in foreign country. Environmental factors were watershed area, lake storage, mean depth, hydraulic retention time. As a results, 3-type lakes in Korea had remarkable differences one another according to above-mentioned environmental factors. First, We recognized that River-run lakes had higher nutrient loading according to having wider watershed area than natural lakes, and had lower algal growth rate according to shorter hydraulic retention time than natural lakes. Dendritic lake had higher nutrient loading than natural lakes, longer retention time than River-run lake. Reservoir-lakes had environmental factors between Dentritic lakes and River-run lakes. Therefore, If this studies had no quantitative results about various factors, We recognized that man-made lakes in korea had different environmental factors as compared with natural lakes, and had clear classification among 3-type lakes.

• 한국농공학회지
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• 제43권2호
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• pp.59-68
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• 2001

A water balance analysis was performed for a paddy field neighboring the Dongchang stream, downstream of the Unmun reservoir, which is constructed for the urban water supply. Daily rainfall data were collected and irrigation water flow rate, drainage flow rate, evaportranspiration, infiltration, and piezometeric head were measured in the field. The flow rates were continuously observed by water level logger during the growing season. The evaportranspiration and the infiltration were measured by N-type depletion meter and cylindrical infiltrometer, respectively. PVC pipes with 12mm diameter were used for piezometric head measurement. Total Irrigation and drainage flows were 3,608mm and 1,170mm in 1999, and 3,971mm and 1,548mm in 2000, respectively. The mean and range of the daily infiltration rate were 4.4mm/d and 3.4mm/d to 5.5mm/d in 1999 and 5.1mm/d and 4.1mm/d to 6.5mm/d in 2000, respectively. The net ground water flow including the change of soil water storage was 2,855mm in 1999 and 2,540mm in 2000. The evapotranspiration was 458.3mm in 1999 and 553.5mm in 2000. The range of daily evapotranspiration rate was from 1.6 to 8.7mm/d. The return flow ratio was about 32% in 1999 and 39% in 2000 and three year average was 35% including previous study in 1997. The amount of irrigation water was much higher than design standards or references in this study, This was caused by the inadequate water management practice in the area where water was oversupplied on farmers’ request rather than following sound water management principles.