• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구에서는 2차원 흐름 해석 모형인 Hydro_AS-2D 모형을 이용하여 해수면 상승과 극한 홍수 발생 시 창원시 성산구 및 의창구 일대의 침수피해 상황을 모의하고, 그 결과를 3차원 지형 상에 표출한 후 BIM 기술을 이용하여 최적 대피경로를 도출하였다. 기후변화는 홍수재해 측면에서 크게 두 가지 요소에 영향을 미치는데 해수면 상승과 극한 강우사상의 증가이다. 해수면 상승은 그 자체만으로 연안지역에 해수가 범람하여 침수현상을 유발하는 영향을 미칠 수 있을 뿐 아니라 하천의 기점 홍수위를 상승시켜 하천 전체에 걸쳐 홍수위 상승을 유발한다. 본 연구에서는 기후변화에 의한 해수위 상승과 태풍에 의한 폭풍해일에 의한 해수위 상승, 그리고 태풍에 의한 극한 강우사상을 모의조건으로 설정하였다. 창원시의 지형공간정보와 하천정비기본계획의 하천횡단 정보를 이용하여 유역전체의 3차원 공간정보로 구성하고 이를 수치모형화 하였다. 연구대상지역은 BIM 기술을 이용하여 3차원 지형정보 상에 건물의 층고, 대피소 위치 등의 정보를 가지고 있는 3차원 도시정보모델로 구축하였으며, 수치모의 결과를 이 모델 상에 표출하고 대피계획을 위한 분석에 사용하였다. 침수발생 시 대피경로는 시간에 따른 침수 범위의 변화에 따라 대피소로의 경로를 설정하는 알고리즘에 의해 결정되며, 설정된 경로는 직관적인 3차원 공간정보 상에 표출되어 사용자에게 제공된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.714-722
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• 2017

수질오염총량관리제도(이하 총량제)는 하천의 목표수질을 달성하기 위해 유역에서 배출되는 오염물질의 총량을 관리하는 제도이다. 유역에서 배출되는 오염물질의 허용총량은 수질모델을 활용하여 산정하며, 이과정에서 오염부하량은 발생, 배출, 유달부하량으로 구분할 수 있다. 유달부하량은 배출부하량과 유달율의 곱으로 계산되며 유달율은 유역에서 배출된 오염물질이 하천의 특정지점에 도달하는 비율로 정의된다. 본 연구에서는 Hwang(2016) 등이 제시한 기준유량 조건의 유달율 추정방법을 영강유역에 적용하고 QUALKO2 수질모델의 수질 입력자료를 생성하여 기준유량 조건의 유달율 산정방법(식 (3))과 평균 개념의 유달율 산정 방법(식 (2))의 비교분석을 통해 유달율 추정방법에 대한 검증 연구를 수행하였다. 연구결과, 유달율 함수식은 식 (2)와 식 (3) 모두 사용 가능하나, 배출계수 적용에 따라 방법론을 달리할 필요가 있다. 식 (2)를 사용할 경우는 배출계수를 저수량, 평수량 구분없이 1로 동일하게 사용해야 하며, 식 (3)을 사용할 경우는 기술지침에서 정한 배출계수(저수량 0.15, 평수량 0.5)를 적용해야 할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권8호
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• pp.775-784
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• 2006

In this study, CN value was estimated by using detailed soil map and land cover characteristic against upper basin of Kumho watermark located on the upper basin of Kumho river and the hydrologic morphological characteristic factors were extracted from the basin by using the DEM document. Also the runoff analysis was conducted by the WMS model in order to study how the assumed CN value affects the runoff characteristic. First of all, as a result of studying the soil type in this study area, mostly D type soil was Identified by the application of the 1987 classification criteria. However, by that in 1995, B type soil and C type soil were distributed more widely in that area. When CN value was classified by the 1995 classification criteria, it was estimated lower than in 1987, as a result of comparing the estimated CNs by those standars. Also it was assumed that CN value was underestimated when the plan for Geum-ho river maintenance was drawn up. As a result of the analysis of runoff characteristic, the pattern of generation of the classification criteria of soil groups appeared to be similar, but in the case of the application of the classification criteria in 1995, the peak rate of runoff was found to be smaller on the whole than in the case of the application of the classification criteria in 1987. Also when the statistical data such as the prediction errors, the mean squared errors, the coefficient of determination and other data emerging from the analysis, was looked over in total, it seemed appropriate to apply the 1995 classification criteria when hydrological soil classification group was applied. As the result of this study, however, the difference of the result of the statistical dat was somewhat small. In future study, it is necessary to follow up evidence about soil application On many more watersheds and in heavy rain.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.112-121
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• 2007

유역에서 발생하는 토양침식의 경우 하천과 가까운 거리에 있는 토사는 하천으로 유입될 가능성이 크지만 하천으로부터 멀리 떨어진 토사는 강우에 의해 하천으로 이송되는 양이 줄어든다. 하천의 유사유출량을 예측하는 것은 유역과 하천의 관리측면에서 기본적인 사항이다. 따라서 유역에서 발생되는 토사량 중 하천으로의 유사유출량을 계산해 낼 필요가 있다. 본 연구의 목적은 유역에서의 토양유실량을 계산하고 강우 시 유출되어 하천으로 유입되는 유사유출량을 예측하여 하천의 유사유출량을 분석하는 것이다. 하천의 유사유출량을 분석하는 방법은 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 RUSLE와 GRID를 이용하여 토양유실량을 계산하고, 유사전달비 방법과 경험적 방법을 이용하여 유사유출량을 산정하였다. GIS를 이용하여 유역의 DEM자료와 경사도, 토양도, 토지이용도를 구축하여 RUSLE의 입력자료로 사용하였다. 연구대상지역은 광주광역시에 있는 영산강상류 유역을 선정하였다. 토양유실량은 LS인자를 계산하는 방법에 따라 3가지 방법을 적용하였고 각 방법별로 2가지의 유사전달비 추정방법을 적용하여 6가지 경우에 대해 유사유출량을 산정하였다. 그리고 건교부의 경험적 방법에 의한 유사유출량과 상대적 크기를 비교하였다. 본 연구에서 산정된 유사유출량은 댐이나 하도의 계획, 설계, 관리, 재해영향평가에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.488-496
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• 2018

본 연구는 강원도 생태계 교란식물 관리 제거사업 추진 현황을 종합적으로 평가하여, 교란식물의 효율적인 관리방안을 모색하는 것이다. 또한 근본적인 해결방안을 도출하여 예산투입의 효율성 제고, 생태계 기능 향상, 일자리 창출 및 소득화와 연계하여 지역경제 활성화 등을 제안하고자 한다. 생태계 교란식물 분포지역은 하천변이 39.6%로 가장 많았으며, 도로변 23.3%, 도로변-하천변 12.4%, 경작지 주변 및 제방 4.6% 등의 순으로 나타났다. 생태계 교란식물 관리방안으로는 i) 생태계 교란식물 모니터링 및 관리체계 구축, ii) 도민, 민간단체, 군(軍)부대 참여 활성화, iii) 대체식물 식재, iv) 생태계 교란식물 활용 산업 육성 등을 제안하였다. 본 연구 결과를 기초로 향후 추진되어야할 정책으로 i) 생태계 교란식물 관련 법률 제도 개선, ii) 생태계 교란식물 관리 협력체계 구축, iii) 민간 전문가 양성교육 사업 추진, iv) 생태계 교란식물 제거사업 방식의 병행 추진, v) 시 군별 대체식물 식재 모델 개발, vi) 생태계 교란식물을 활용한 산업 육성, vii) 재원확보 및 효율화를 위한 한강 수계관리기금 활용 등을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.321-331
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• 2022

본 연구에서는 유역단위의 물수지 분석과 농업용수의 수문학적 매커니즘을 모의 할 수 있는 유역 모델링 방법을 이용하여 회귀수량 산정기법을 제시하고자 하였다. SWAT 모델을 이용하여 영산강수계 대표적인 농업지역인 만봉천 표준유역 (97.34 km²)에 대해 담수 논 모의가 고려된 유역물수지 분석을 실시하였다. 회귀수량 산정에 앞서, 나주 유량관측소의 일 유량 자료를 이용하여 SWAT을 검·보정하였다. R², Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE), Root-Mean-Square Error (RMSE)는 각각 0.73, 0.70, 0.64 mm/day으로 분석되었다. 3년 동안(2015~2017) 모의 결과를 토대로 관개기간(4/1~9/30)에 대한 신속 회귀수량과 공급량 대비 회귀율을 산정하였고, 평균 53.4%로 분석되었다. 본 연구에서 제시한 유역 회귀수량 모델링 기법은 향후 합리적인 유역물관리를 위한 최적 농업용수 공급방안에 대한 기초자료 구축에 활용될 수 있다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권4호
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• pp.277-286
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• 2021

Background: As trade increases, the influx of various alien species and their spread to new regions are prevalent and no longer a special problem. Anthropogenic activities and climate changes have made the distribution of alien species out of their native range common. As a result, alien species can be easily found anywhere, and they have nothing but only a few differences in intensity. The prevalent distribution of alien species adversely affects the ecosystem, and a strategic management plan must be established to control them effectively. To this end, hot spots and cold spots were analyzed according to the degree of distribution of invasive alien plants, and major environmental factors related to hot spots were found. We analyzed the 10,287 distribution points of 126 species of alien plants collected through the national survey of alien species by the hierarchical model of species communities (HMSC) framework. Results: The explanatory and fourfold cross-validation predictive power of the model were 0.91 and 0.75 as AUC values, respectively. The hot spots of invasive plants were found in the Seoul metropolitan area, Daegu metropolitan city, Chungcheongbuk-do Province, southwest shore, and Jeju island. Generally, the hot spots were found where the higher maximum temperature of summer, precipitation of winter, and road density are observed, but temperature seasonality, annual temperature range, precipitation of the summer, and distance to river and sea were negatively related to the hot spots. According to the model, the functional traits accounted for 55% of the variance explained by the environmental factors. The species with higher specific leaf areas were more found where temperature seasonality was low. Taller species preferred the bigger annual temperature range. The heavier seed mass was only preferred when the max temperature of summer exceeded 29 ℃. Conclusions: In this study, hot spots were places where 2.1 times more alien plants were distributed on average than non-hot spots (33.5 vs 15.7 species). The hot spots of invasive plants were expected to appear in less stressful climate conditions, such as low fluctuation of temperature and precipitation. Also, the disturbance by anthropogenic factors or water flow had positive influences on the hot spots. These results were consistent with the previous reports about the ruderal or competitive strategies of invasive plants instead of the stress-tolerant strategy. The functional traits are closely related to the ecological strategies of plants by shaping the response of species to various environmental filters, and our result confirmed this. Therefore, in order to effectively control alien plants, it is judged that the occurrence of disturbed sites in which alien plants can grow in large quantities is minimized, and the river management of waterfronts is required.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.514-514
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• 2023

댐 건설은 하천의 유황, 유사량을 변화시켜 이·치수 및 생태계에 영향을 미치고 있다. 그러나 현재 댐 운영에 사용하고 있는 하천 기본계획은 10년마다 수립하고 있어 하천 지형 측량자료, 식생 및 수생태를 고려한 하천 관리 계획은 대부분 과거자료이다. 또한 홍수소통에 영향을 미치는 하도식생에 대한 연구가 거의 없어 최근 기후변화로 인해 빈번하게 발생하는 홍수 등 물재해에 적극적 대응이 어려운 실정이다. 따라서 최신의 하천 기초조사 자료 기반, '20년 댐 하류하천에 홍수가 발생한 4개 댐(대청, 합천, 용담, 섬진강댐)을 대상으로 하상변동, 식생 영향 등을 고려한 댐 직하류 하천관리방안을 마련하는 연구를 진행하였다. 최신 하천 기초조사 자료 확보를 위해 하천기본계획 등 문헌정보를 수집하고 댐 직하류의 수중부·육상부 측량, 유사량·하상재료 조사, 식생조사, 홍수흔적조사 등을 실시하였다. 확보한 기초자료를 바탕으로 하상변동 분석 모델 및 물리적 서식처 모의 모델을 통해 이수, 치수, 생태 측면으로 분석을 진행하였다. 이수 분석으로 HEC-RAS의 유사이송 분석을 통해 현재부터 20년 뒤의 하상변동을 분석하였다. 치수 분석으로 HEC-RAS 2D 등의 유사이송 분석을 사용하여 한 개의 홍수기 사상 발생 시 하상변동을 분석하였으며, 식생의 유무가 하상변동에 미치는 영향을 함께 분석하였다. 생태 분석으로는 PHABSIM을 사용하여 대상어종에 대한 하상변동 및 식생 유무에 따른 환경생태영향의 영향을 분석하였다. 분석을 바탕으로 각 대상 댐 직하류에 이수, 치수, 생태 측면의 하천관리방안을 수립하였다. 이수 분석을 통해 20년 뒤의 취양수장의 제약수위를 예측, 검토하고 취약구간 모니터링 구간을 산정하였다. 또한 침식과 퇴적이 크게 일어나는 구간을 산정하여 장·단기 하상변동 모니터링 구간을 제시하였다. 치수 분석을 통해 식생이 댐 하류에 미치는 영향을 분석하여 식생 저감 구간을 선정하는 등 적정 식생 밀도 조절 방안을 제시하였다. 또한 하상변동량이 큰 구간은 하상 안정 유지를 위한 수제 설치를 모델 결과를 통해 검토하였으며 제방 정비가 필요한 구간은 드론을 활용한 모니터링을 제안하였다. 생태 분석을 통해 대상 어종이 서식하기 가장 적합한 환경생태유량을 산정하고 댐 하류 하천의 자연성 회복을 위한 증가방류, 유사환원 등의 방안을 검토하였다.

• 생태와환경
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• 제56권3호
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• pp.229-241
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• 2023

멸종위기 야생생물 I급 종인 여울마자는 분포 및 개체수가 지속적으로 감소하여 현재는 낙동강수계 남강 및 일부 지류 하천에만 제한적으로 출현하고 있다. 절멸이 임박한 여울마자의 복원을 위해서는 감소원인 파악을 통한 적절한 계획 수립이 중요하지만 자료 및 연구 부족으로 인해 진행이 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 여울마자에 분포지역을 대상으로 현장조사와 문헌조사를 통해 현재출현지역과 과거출현지역의 이화학적, 생물학적, 사회학적 서식환경에 대한 차이를 분석하였다. 현장조사 결과 현재출현지점과 과거출현지점에 전기전도도에 차이가 있었으며, 동서종 군집 또한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 문헌 연구자료를 활용한 분석에서도 전반적으로 과거 출현지점들의 이화학적 환경이 양호하지 않은 것으로 나타났으며, 이로 인해 영향을 받은 생물학적 요인의 부정적 결과가 유발되었다. 특히, 도시화로 인한 영향이 여울마자 서식환경에 주요한 영향을 주고 있는 것으로 파악되었다. 멸종위기종인 여울마자의 복원을 위해서는 서식지의 안정화가 중요하다. 과거 서식하던 지역들에서는 하천 공사, 보 건설과 같은 교란이 하천을 물리적, 이화학적으로 변화시키면서 여울마자에 영향을 주었기 때문에 향후 여울마자의 서식지 관리 및 복원을 위해서는 하천의 연결성 회복 및 이화학적 환경을 함께 고려한 종합적인 계획인 필요한 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권6호
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• pp.67-84
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• 2023

In some areas of the Republic of Korea, the designation and management of conservation areas do not adequately reflect regional characteristics and often impose behavioral regulations without considering the local context. One prominent example is the Busan EDC area. As a result, conflicts may arise, including large-scale civil complaints, regarding the conservation and utilization of these areas. Therefore, for the efficient designation and management of protected areas, it is necessary to consider various ecosystem factors, changes in land use, and regional characteristics. In this study, we specifically focused on the Busan EDC area and applied machine learning techniques to analyze the habitat of regional species. Additionally, we employed Explainable Artificial Intelligence techniques to interpret the results of our analysis. To analyze the regional characteristics of the waterfront area in the Busan EDC district and the habitat of migratory birds, we used bird observations as dependent variables, distinguishing between presence and absence. The independent variables were constructed using land cover, elevation, slope, bridges, and river depth data. We utilized the XGBoost (eXtreme Gradient Boosting) model, known for its excellent performance in various fields, to predict the habitat probabilities of 11 bird species. Furthermore, we employed the SHapley Additive exPlanations technique, one of the representative methodologies of XAI, to analyze the relative importance and impact of the variables used in the model. The analysis results showed that in the EDC business district, as one moves closer to the river from the waterfront, the likelihood of bird habitat increases based on the overlapping habitat probabilities of the analyzed bird species. By synthesizing the major variables influencing the habitat of each species, key variables such as rivers, rice fields, fields, pastures, inland wetlands, tidal flats, orchards, cultivated lands, cliffs & rocks, elevation, lakes, and deciduous forests were identified as areas that can serve as habitats, shelters, resting places, and feeding grounds for birds. On the other hand, artificial structures such as bridges, railways, and other public facilities were found to have a negative impact on bird habitat. The development of a management plan for conservation areas based on the objective analysis presented in this study is expected to be extensively utilized in the future. It will provide diverse evidential materials for establishing effective conservation area management strategies.