• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.76-76
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• 2020

국가 물관리일원화 이후, 지방하천 관리에 대한 지자체 역할과 권한이 커지고 있으며, 중앙정부의 물관리 수준에 부합하는 데이터관리 체계구축 및 지속적인 품질관리(Quality Control, QC)와 표준화(Standardization) 기술개발이 요구되고 있다. 지자체의 경우 기존의 행정구역별로 분산 관리해오던 물관리 시스템을 유역단위로 전환할 필요가 있으며, 국가하천 구간과 연계한 종합적인 관리가 필요한 실정이다. 서울시의 물관리 시스템은 자치구별로 산재해 있으며, 관리 주체 및 해당 변수에 따라 제공되는 정보가 다르고 하천유역 단위로 분류되어 있지 않다. 따라서, 서울시와 자치구, 중앙정부 및 관련 기관과의 연계성 있는 정보제공을 위한 데이터 플랫폼 구축 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는, 빅데이터, AI 기술을 활용한 물정보의 품질관리 자동화 기술개발과 지속적인 유지관리 및 표준화 정보제공 시스템 구축 기능을 포함하는 서울시 통합물관리 데이터 플랫폼 구축 목표 모델을 제시하였으며, 서울시 물관리 체계와 관련하여 SWAT 분석을 통한 단계별 사업추진 로드맵을 도출하였다. 분석결과, 서울시 통합물관리 플랫폼 구축을 위해서는 유역별 수량-수질 통합 모니터링 및 모델링 기술개발, 빅데이터 기반 물 정보화 플랫폼 구축 기술개발, 지방하천 유역 거버넌스 구축 및 법제도 정비 방안 마련이 요구되며, 관련하여 주요 이슈(3대 핵심전략, 10개 단위과제)를 도출하여 관련 연구과제를 제안하였다. 마지막으로, 서울시 통합물관리 정책 실현을 위해서는 법제도 마련이 시급하며, 서울시 '통합물관리 기본조례' 제정을 통한 기반을 조성할 필요가 있음을 시사하였다. 또한, 다양한 분야 이해관계자 협의체인 '서울시 통합물관리위원회(가칭)'의 거버넌스를 구성하여 운영하는 것이 현실적이며, 한강유역관리 및 지방하천 관리와 관련한 중추적인 역할 수행과 쟁점 논의 등 합리적 합의가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2020

기후변화로 인한 강수량 감소 및 하천 인근에서의 무분별한 취수로 인하여 하천의 유량 감소와 그로 인한 수질 악화 문제가 심각해지는 실정이다. 우리나라의 전체용수사용량 중 농업용수가 차지하는 비중은 약 41%에 달하며, 이중 약 90%가 논에서 사용되고 있다. 특히 우리나라의 경우 논벼는 담수 상태에서 재배되기 때문에 관개용수가 농업 활동에 많이 사용되고 있다. 이러한 과다한 농업용수 사용은 하천유량 감소에 큰 영향을 미치며 이에 따라 농업용수 절약을 위한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 국내에서는 필지 단위 기반 SRI(System of Rice Intensification) 재배기법 모니터링을 통한 논에서의 관개용수 절약 및 온실가스 저감 효과와 관련된 연구가 진행되었다. SRI 재배기법은 논 토양을 호기상태로 유지하여 관개 시 관행대비 약 40~67%의 용수 저감 효과가 나타나는 것으로 조사되었다. 하지만 필지 단위에서 제한적으로 모니터링 결과 기반의 연구가 이루어졌으며 아직까지 유역 모델을 이용하여 SRI 재배기법 적용에 따른 유량확보 및 수질 개선 효과를 정량적으로 분석한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 달천 유역을 대상으로 유역 모델 중 하나인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형에 SRI 재배기법을 적용하여 하천의 유량확보 및 수질 개선 효과에 대한 분석을 수행하는 것이다. 향후 본 연구의 기 수행된 SRI 재배기법의 모델링 적용 결과는 유역 단위의 실질적인 유량확보 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1235-1247
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• 2013

본 연구에서는 충주댐($2750{\times}10^6m^3$) 및 조정지댐($30{\times}10^6m^3$)을 포함한 유역을 대상으로 미래 기후변화가 댐 저수량에 미치는 영향을 분석하기 위해 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하였다. 3지점의 9개년(2002~2010)동안의 자료를 이용하여 검보정을 실시한 결과 유출량에 대해서는 Nash-Sutcliffe 모델 효율(NSE)이 0.73으로, 두 댐의 저수위에 대해서는 0.86으로 나타났다. 미래 기후변화 시나리오자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 GCMs (General Circulation Models) 중 HadCM3 모델의 SRES(Special Report on Emission Scenarios)에 의한 B1과 A2 시나리오를 구축하였다. 미래 월별 기온과 강수자료는 과거 30개년(1977~2006, baseline period) 자료는 편의보정(bias-correction) 기법을 이용하여 오차보정 후, Change Factor (CF) method를 이용하여 상세화 하였다. 미래 연평균 기온은 2040s (2031~2050)에 $0.9^{\circ}C$, 2080s (2071~2099)에는 $4.0^{\circ}C$까지 증가할 것으로 예측되었고, 연평균 강수량은 2040s에 9.6%, 2080s에 20.7% 증가하는 것으로 나타났다. 과거 대비 미래 증발산량은 15.3%까지 증가하고, 토양수분은 최대 2.8% 감소하였다. 과거 9개년 평균 댐 방류스케줄에 따른 미래 댐 연평균 유입량은 가을철을 제외한 대부분 기간에 최대 21.1%까지 증가하는 경향을 보였다. 미래 가을철 댐 유입의 감소로 인해 현재 방류 패턴으로는 연말까지 결국 저수량을 회복하지 못하는 것으로 나타났다. 미래 풍수년과 갈수년에는 댐 저수량의 시간적 변동이 더욱 불안정해지므로 각각 저수량의 상향 및 하향 조정에 주의를 기울여야 한다. 따라서 기후변화 적응을 위한 댐 방류 패턴 조절이 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.152-156
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• 2007

에너지 해외 의존도의 경감, 그리고 국제적인 환경규제에 대처하기 위하여 신재생에너지 가운데 하나인 소수력의 개발이 에너지문제의 대안으로서 부각되고 있다. 일반하천에서 소수력의 성공적인 개발을 위해서는 기존의 수자원 개발 계획과 마찬가지로 경제성을 기초로 한 자원의 효율적인 이용 및 개발에 따른 인문 사회 환경적 영향 등과 같은 체계적인 적지분석이 선행되어야 한다. 그리하여 본 연구에서는 소수력 개발 대상 지점에 대한 유황 및 지형분석을 위해 SWAT 모형과 GIS TOOL을 이용하였고, 소수력 모의발전 및 경제성분석에 의해 최적규모를 결정하였다. 그리고 AHP 방법에 의한 평가항목의 가중치 결정 및 대안 별 평가에 의해, 보다 합리적인 의사결정을 하고자 하였다. 이러한 일련의 과정을 금강 보청천 유역에 적용하였고, 총 7개의 지점에 대한 개발 우선순위를 도출하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.337-346
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• 2010

기후변화는 전 세계적으로 다양한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 준분포형 연속 모형인 SWAT을 이용하여 소양강 유역(2,694.4 $km^2$)의 기후, 식생활력도, 토지이용 변화에 따른 수문요소 변화 값을 정량화하여 기후변화에 따른 수문요소의 영향을 분석하였다. 1997-2006년의 일 댐유입량을 이용하여 모형을 보정한 결과 Nash-Sutcliffe 모형 효율이 0.45-0.91로 나타났다. 기후변화 자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 GCM 모형 중 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM, HadCM3의 결과 값을 입력하였으며, 이때 배출 시나리오는 A2, A1B와 B1을 사용하였다. 각 모형에 20C3M(20th Century Climate Coupled Model) 값과 과거 30년(1977-2006)의 값을 비교하여 오차 수정을 한 후 2000년(base line)을 기준으로 각 기간별 Change Factor Method로 다운스케일링을 실시하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 기간으로 나누어 분석하였다. 미래 온도의 경우 연도별로는 $2.0{\sim}6.3^{\circ}C$ 증가하였으며, 계절적으로도 HadCM3를 제외한 전 기간에 증가하였다. 연강수량은 $-20.4{\sim}32.3%$ 변화하였으며, 가을의 강수량 감소와 겨울과 봄 강수량 증가가 모든 모형에서 나타났다. 미래 토지이용과 식생 활력도 예측에는 CA-Markov 방법과 MODIS LAI와 온도와의 회귀식을 사용하였다. 이에 따른 연중 수문요소 예측 결과, 증발산량은 최대 30.1% 증가하였으며, 토양수분과 지하수 함양량은 최대 32.4%, 55.4% 감소하는 것으로 예측되었다. 댐 유입량의 경우는 모형별 차이가 크며, $-38.6{\sim}29.5%$의 변화 범위를 보였다. 계절적으로는 모든 시나리오에서 가을의 댐 유입량, 토양수분, 지하수 함양량 감소를 보였으며, 온도와 강수량이 감소하는 일부기간을 제외하고는 증발산량은 모두 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.521-527
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• 2014

본 연구의 목적은 필지 단위 최적관리기법 적용 효과를 분석할 수 있는 HRSM4BMP 모형을 유역단위로 모의할 수 있도록 모형을 개선하는 것이며 이를 실제 유역에 적용하여 평가하는 것이다. 따라서 HRSM4BMP 모형을 유역단위로 모의할 수 있도록 하기 위해 전처리 프로세서와 후처리 프로세서 모듈을 개발하였고 유역단위 유출량 및 유사량 모의에 많이 사용되고 있는 SWAT모형의 하천 하도추적과정과 HRSM4BMP 모형을 연계하였다. 이렇게 개선된 HRSM4BMP 모형을 강원도 양구군 해안면 유역 내 14번 소유역에 2 m의 초생대 최적관리기법 적용에 따른 유역단위 저감효과를 모의하였다. 그 결과, 14번 소유역에서는 약 280 ton (5%)의 유사가 저감되었으며 유역 말단인 43번 소유역에서 초생대 적용 후 약 223 ton (4%)의 저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 우리나라 유역단위 BMPs 설치 장기 계획에 있어 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1069-1077
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• 2009

최근 수자원 분야에서는 미래의 기후변화 및 용수이용 증대에 따른 안정적인 물공급이 중요한 관심사이다. 특히 한강수계의 경우, 수도권의 취수원인 팔당호 상류유역의 약 10 %에 해당하는 유역의 수자원량이 북한의 임남댐(저수용량 27억$m^3$) 건설로 인하여 동해안으로 유역변경되고 있는 실정이다. 따라서, 북한강 수계의 하천유량이 감소되었으나, 그에 대한 정량적인 평가는 구체적으로 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 물리적 기반의 장기유출해석모형인 SWAT-K를 활용하여, 화천댐 상류유역의 인위적인 수문학적 조건의 변화로 인하여 실제 화천댐 지점으로 유입되는 수자원 감소량을 규명하고자 하였다. 북한지역의 모형입력자료는 전세계 기상통신망(Global Telecommunication System)에서 수집된 수문기상자료와 FAO/UNESCO (2003)의 토양도를 활용하였다. 화천댐 지점 유입량의 관측값과 모의값을 비교분석하여 수자원의 변화시점을 검토하였으며, 임남댐 유무에 따른 두 계열의 모의유량에 대한 유황분석을 통하여 연별, 월별, 계절별 수자원 감소상황을 검토하였다.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.217-225
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• 2014

대규모 수막재배 시설은 동절기 수막재배 기간 동안 군집 취수정의 영향으로 지하수위가 하강하고 이로 인해 지하수 취수량 확보에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 동절기 수막재배지역에서의 집중취수에 따른 정밀한 지하수위 변화 분석을 수행하고자 한다. 대상지역인 청원군의 수막재배지역을 포함한 소유역의 지하수 유동을 모의하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였으며, 중요한 입력자료인 지하수 함양량 시계열 자료는 유역수문모형 SWAT모형을 이용하여 구하였다. 여기에 수막재배지의 일최저기온과 취수가동시간과의 관계를 통해 지하수 이용량을 추정한 선행 연구(Moon et al., 2012)를 참고하여 취수계획을 수립, 지하수 모델링에 반영하였다. 부정류 모델링의 적합도를 평가하기 위해 동절기의 모의된 지하수위 강하 패턴을 관측지하수위 자료와 비교하였다. 모델링 기간은 수막재배가 본격적으로 이루어지는 2012년 11월부터 2013년 3월까지의 107일간으로 정하였다. 모의결과 동절기 지하수위 관측값과 비교적 유사한 지하수 하강을 재현할 수 있었고, 일최저기온을 이용한 취수계획방식이 다른 수막재배지역의 지하수 유동해석에도 적용가능할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.117-127
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• 2016

새만금유역을 대상으로 수질개선을 위한 다양한 방법을 검토하고 환경유지용수 확보에 따른 수질개선 효과를 평가하였다. 만경강과 동진강의 환경유지용수 확보를 위해 강변저류지설치, 저수지증고, 신규댐 건설, 용수 취배수체계 조정, 용담댐, 섬진강댐 물 이용체계를 조정하는 방안을 선정하였다. 환경유지용수 확보 가능한 방안에 따른 시나리오 구성을 통해 수질개선효과를 예측하기 위하여 유역모형 SWAT과 수질모델 QUAL2K를 연계하여 BOD와 T-P항목에 대해 수질변화를 모의하였다. 시나리오 적용을 통한 모의 결과 총량관리단위유역말단인 만경B 지점의 경우 관개기 BOD 수질개선율은 28.70%, T-P의 수질개선율은 17.09%로 나타났고, 비관개기BOD 수질개선율은 28.51%, T-P의 수질개선율은 28.68%로 나타났다. 동진 A 지점의 경우 관개기 BOD 수질개선율은 14.39%, T-P 수질개선율은 14.59%, 비관개기 BOD 수질개선율은 15.54%, T-P 수질 개선율은 19.46 %로 나타나 환경유지용수가 수질개선에 효과가 있는 것으로 분석되었고 특히, 비관개기 수질개선에 효과가 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.471-479
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• 2018

본 연구는 기상학적 및 수문학적 가뭄지수를 이용하여 가뭄사상의 첨두 심도 발생시점과 가뭄발생 기간에 대한 연구를 수행하였다. 연구를 수행하기 위해 사용한 가뭄지수로 기상학적 가뭄지수는 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 사용하였으며, 수문학적 가뭄지수로는 하천가뭄지수(Streamflow Drought Index, SDI)와 표준하천유량지수(Standardized Streamflow Index, SSI)를 이용하였다. 연구 대상지역은 농촌과 도시가 공존하는 청미천 유역을 선택하였으며, 평가기간은 1985년 1월부터 2017년 6월까지 32.5년을 평가하였다 하천유량은 SWAT 모형을 이용하여 산정하였다. 수집한 데이터를 이용하여 가뭄지수를 산정한 후에 시계열을 토대로 가뭄의 특성을 분석하였다. 그 결과 수문학적 가뭄은 기상학적 가뭄이 발생한 후에 발생하는 것을 확인할 수 있다. SDI가 SSI보다 SPI와의 첨두 발생시점, 가뭄 시작일의 차이와 평균 가뭄기간이 더 크게 나지만, 가뭄지수의 심도를 비교해보면 일반적으로 SSI가 SDI 보다 심각한 심도를 나타내고 있다. 그러므로 가뭄의 특성을 확인하기 위해서는 기상학적, 수문학적 가뭄지수 등 다양한 가뭄지수를 검토해야 한다.