• Journal of Environmental Science International
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• v.23 no.4
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• pp.605-613
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• 2014

In this work, the delay time for groundwater recharge was estimated by comparing simulated recharges by means of SWAT(Soil and Water Assessment Tool) model and WTF(Water Table Fluctuation) method. The delay time for groundwater recharge means that the time when the water from rainfall travelled through vadose zone just after getting out of soil zone bottom. As measuring this delay time is almost impossible, we used to compare the estimated values from modeling(SWAT) and analytic method(WTF). The test site is Hancheon watershed which has 8 groundwater measurement stations. The results show that the altitude has a linear relationship with the estimated delay time values. To validate these results, we conducted corelation analysis between transformed groundwater levels and observed ones. The results showed that computed groundwater levels have good corelation($R^2$=0.97, 0.87, respectively). The estimated delay time would be used for the groundwater behaviour characteristics in vadose zone. As recharge rates vary according to the height, the delay time is thought to be an import variable for the proper groundwater recharge estimation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.945-945
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• 2012

본 연구에서는 낙동강 수계의 안동댐 유역을 대상지역으로 선정하여 미래 기후변화 시나리오에 따른 댐 유역의 수환경 영향을 예측해 보고자 하였다. 특히 미래기후에 대한 수환경 평가는 기후자료를 입력 값으로 요구하는 강우-유출모형을 이용하거나 유량 이외에 유사, 영양물질과 같은 수질인자를 동시에 모의할 수 있는 유역모형을 이용하여 평가하는 것이 일반적이다. 이를 위해 선행연구로 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 AR4 시나리오의 RCM 자료를 ANN(Artificial Neural Network)기법을 이용하여 안동댐 유역의 총 4개 기상관측소에 대한 과거 20년(1991~2010) 실측자료를 바탕으로 미래 강수 및 습도 그리고 온도에 대해 상세화 하여 미래 기후 시나리오를 생산하였다. 또한 안동댐 유역 단위의 수질을 예측하기 위해 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 수문-수질 모의가 가능한 유역모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하였다. 과거의 기상자료와 수질자료를 이용하여 유역모델의 검 보정을 실시하였으며 모형의 보정 및 검증결과에 따른 적합성과 상관성을 판단하기 위해 결정계수($R^2$)와 평균제곱근오차(Root Mean Square Error, RMSE)를 사용하였으며, 모형의 효율성 검증으로는 Nash and Sutcliffe(1970)가 제안한 모형효율성계수(NSE)를 사용하였다. 최종적으로 기후 시나리오에 대해서 전망된 지역상세기후를 유역모형의 입력자료로 이용하여 안동댐 유역의 미래수문 및 수질을 예측하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.146-146
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• 2019

The aridity index, which is determined as the ratio of potential evapotranspiration to precipitation, is one of key parameters in drought characterization. Whereas the evaporative index, which is defined as the ratio of actual evapotranspiration to precipitation, represents the fraction of available water consumed by the evapotranspiration process. This study investigates variation of the aridity and evaporative indexes due to climate change during the 21st century in South Korea. Estimations of the aridity and evaporative indexes are obtained using SWAT mode based on ensemble of 13 different GCMs over 5 large basins of South Korea for 2 RCP scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5). The results shows the opposite trends of the two indexes, where the aridity index is projected as always increase, while the evaporative index is expected to decrease in all of 3 future period (2011-1940, 1941-1970, 1971-2099). The estimated results also suggest that land cover influenced significantly evapotranspiration along with the change of climate. The study indicates that South Korea will be facing with a high risk of water scarcity in future due to climate change, which is seriously challenging for water planing and management in the country.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.65 no.6
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• pp.37-49
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• 2023

Rainfall data is one of the most important data in hydrologic modeling. In this study, the impacts of spatial resolution of precipitation data on hydrological responses were assessed using SWAT in the Santa Fe River Basin, Florida. High correlations were found between the FAWN and NLDAS rainfall data, which are observed weather data and simulated weather data based on observed data, respectively. FAWN-based scenarios had higher maximum rainfall and more rainfall days and events compared to NLDAS-based scenarios. Downstream areas showed lower correlations between rainfall and peak discharge than upstream areas due to the characteristics of study site. All scenarios did not show significant differences in base flow, and showed less than 5% of differences in high flows among NLDAS-based scenarios. The impact of resolution will appear differently depending on the characteristics of the watershed and topography and the applied model, and thus, is a process that must be considered in advance in runoff simulation research. The study suggests that applying the research method to watersheds in Korea may yield more pronounced results, and highlights the importance of considering data resolution in hydrologic modeling.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.66 no.2
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• pp.53-62
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• 2024

This study assessed the efficiency of reducing soil erosion and suspended sediment through the restoration of alpine unauthorized and illegally cultivated fields, using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model in the Mandae District. The results showed that in Scenario 5, which involved restoring unauthorized and illegal fields within forests, along rivers (banks), and in ditch areas were restored to their original land categories, achieved the highest efficiency in reducing average annual soil erosion and suspended sediment, with reductions of 8.1% and 4.5%, respectively. In particular, it was confirmed that the restoration of unauthorized and illegal fields within forested areas has a significant impact. This demonstrated that the restoration of unauthorized and illegal agricultural fields can substantially reduce the soil erosion and suspended sediment attributable to non-point source pollution. Our findings highlight the importance of managing these unauthorized and illegal agricultural activities in developing sustainable strategies within non-point source pollution management areas. This study is expected to provide important basic data to effectively establish water quality improvement strategies in the region of non-point source pollution management.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.11
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• pp.1095-1106
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• 2008

Climate change and global warming are prevalent all over the world in this century and many researchers including hydrologists have studied on the climate change. This study also studied the impact of climate change on streamflows of a basin in Korea. The SWAT model was used to assess the impacts of potential future climate change on the streamflows of the Daecheong Dam Basin. Calibration and validation of SWAT were performed on a monthly basis for the year of 1982-1995 and 1996-2005, respectively. The impact of seven 15-year(1988-2002) scenarios were then analyzed for comparing it to the baseline scenario. Among them, scenario 1 was set to show the result of doubling $CO_2$, scenario 2-6 were set to show the results of temperature and precipitation change, and scenario 7 was set to show the result of the combination of climatologic components. A doubling of atmospheric $CO_2$ concentration is predicted to result in an maximum monthly flow increase of 11 percent. Non-linear impacts were predicted among precipitation change scenarios of -42, -17, 17, and 42 percent, which resulted in average annual flow changes in Daecheong Dam Basin of -55, -24, 25, and 64 percent. The changes in streamflow indicate that the Daecheong Dam Basin is very sensitive to potential future climate changes and that these changes could stimulate the increased period or severity of flood or drought events.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1074-1078
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• 2010

도시화, 산업화의 진전으로 토지개발이 가속화되고 대지, 도로, 주차장 등 불투수층 면적이 늘어남에 따라 비점오염원에 의한 하천, 호소의 수질영향도가 커지고 있다. 특히 낙동강유역에서의 오염원관리, 특히 비점오염원의 정량화는 삭감시설의 삭감량 평가 및 배출오염원 평가에 더욱 절실한 문제로 부각되고 있다. 삭감시설의 삭감량 평가 시에는 실험실 규모로 이상적인 유량 상태를 가정하여 삭감효율을 산정하고 있으나 자연강우에 의하여 나타나는 삭감효율 평가는 이상적인 유량 평가 해석시 와는 사뭇 다른 경향을 나타낸다. 또한 유역 말단 지점에서의 3년 평균 수질이 목표수질을 상회하였을 경우 오염총량 기본계획 지역에서 오염총량 이행평가 지역으로 포함시켜 오염부하량 관리를 실시하고 있다. 그러나 배출부하량과 수질의 연계가 쉽지 않고, 그 원인이 되는 지역 및 시기를 찾아 특별 관리하는 것이 난해하여 하천 수질 관리가 어려운 실정이다. 이러한 이유들로 인하여 최근 비점오염원 영향의 심각성에 대한 인식이 커지고 있으며, 점오염원의 관리뿐만 아니라 비점오염원 관리의 필요성이 대두됨에 따라 두 오염원 형태를 통합적으로 관리하고 각각의 오염원에 의한 수질 영향에 관심과 필요성이 강조되고 있다. 또한, 최근까지 유역 모델과 수질 모형을 이용해 각각의 유역이나 하천에 적용하고, 수행한 예는 국내와 국외에 많이 있다. 하지만 수량과 수질을 함께 통합적으로 연계하고, 그 적용성을 평가한 연구는 그 수가 상대적으로 적다. 하지만, 최근 들어 수질의 통합하천관리의 중요성을 인식하고 각각의 모형의 장단점을 고려하여 다양한 모형들을 연계하는 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 통합적 수질관리의 필요성 증대에 따라, 유역 내 수문 순환 및 비점오염원의 발생 거동을 정량적으로 분석할 수 있는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 통해 비점오염원으로 인한 유역 내 수질 영향을 파악하고, 이를 바탕으로 QUALKO 모형과 연계하여 하천 수질 모델링을 수행할 것이다. 또한, 이를 바탕으로 비점오염원에 의한 유역 내 하천 수질 영향도를 파악함으로써, 추후 비점오염원에 대한 인식 제고에 활용될 것이며, 모니터링 기법 및 GIS기반 유역관리모델 개발, 4대강 비점오염원 최적관리기법 연구 등에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.462-462
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• 2017

유량은 기후적 요인과 인간활동 요인에 의하여 변동된다. 특히 우리나라는 지난 30년 동안 전지구적인 기후변화와 특정지역에서의 인간활동의 변화가 급격하게 진행된 바 있으므로, 합리적인 수자원 계획을 수립하기 위해서는 두 가지 요소들로 인한 유량의 변동량을 정량적으로 분리하여 분석할 필요가 있다. 또한 우리나라와 같이 연강수량의 대부분이 특정 계절에 집중되는 국가나 유역에서는 월별, 계절별 및 년별로 구분된 수문분석을 시행하여야 보다 실질적인 수자원 관리계획을 수립할 수 있다. 그러나 유량의 변동량을 특정 원인별로 구분하여 분석하고자 하는 연구는 기존의 홍수나 가뭄 자체에 관한 연구에 비해 미미한 형편이며, 다양한 시간단위를 이용한 원인별 유량 변동량의 산정에 관한 연구는 더욱 찾아보기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 및 인간활동으로 인한 유량 변동량을 정량적으로 분리하기 위하여 수문모형(hydrological model)을 이용한 방법과 수문학적 민감도 (hydrological sensitivity) 분석 방법을 소양강 상류유역 및 섬강 유역에 대해 적용하고 유량 변동량의 결과를 월별, 분기별 및 년별로 구분하여 제시하였다. 먼저 두 유역에 대한 기후변화 및 인간활동의 양상을 강수, 온도, 유량, 인구변화, 불투수층 변화의 추세를 통해 파악하였으며, 인간활동으로 인해 발생되는 급진적인 변동점을 탐색하기 위해 이중누가곡선, Pettitt 검정 및 베이지안 변동점 (Bayesian change point) 분석을 시행하였다. 탐색된 변동점을 활용하여 수문모형에 의한 유량 변동량을 정량화하기 위하여 변동점 이전 구간에 대해 보정 및 검증된 SWAT모형을 사용하였으며, 6가지의 Budyko 곡선 함수들로부터 각각 유량 변동량을 산정하여 수문모형에 의한 유량 변동량을 검증하였다. 최종적으로 수문모형을 이용한 방법을 통해 두 유역에 대한 기후변화 및 인간활동으로 인한 유량 변동량을 정량화하였다. 소양강 상류유역은 기후변화로 인한 유량 변동량이 인간활동으로 인한 유량변동량보다 상대적으로 크게 산정되었으며, 섬강 유역은 소양강 유역과 반대의 결과를 보이는 것으로 분석되었다. 특히 본 연구에서는 해당 분석결과를 월별 및 분기별로 구분하여 제시함으로써, 향후 특정 지역 및 시기에서의 합리적인 수자원 관리계획의 수립에 활용될 수 있는 기초적인 자료를 제공하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.44 no.4
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• pp.483-493
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• 2024

This study analyzed changes in groundwater recharge due to urbanization and future climate change using the SWAT hydrological model in the Anseong river basin (1,647 km²) adjacent to the west sea of Korea. The urbanization scenario was constructed based on increasing urban density and expansion, resulting in a decrease in groundwater recharge and recharge rate by 19.9 mm and 1.77 %, respectively. Future climate change scenarios were simulated using two models representing extreme rainfall and drought, with the drought model indicating that maintaining an average recharge rate of 21.6 % would be challenging. Results from the combined scenario of urbanization and extreme drought suggest that groundwater recharge during the spring season in urban areas would be most significantly affected.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.12
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• pp.1069-1077
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• 2009

Lately, it is an important concern in water resources research to maintain a stable water supply according to a future climate change and an increase in water use. In Han-River basin, approximately 10 % of water resources that is provided the capital region (Gyeonggi, Seoul etc.) has been reduced as a consequence of the construction of Imnam Dam (storage volume: 27 billion $m^3$) located in the upper Hwacheon Dam upstream area. Therefore, streamflows have decreased in Bukhangang basin, but it could not be evaluated quantitatively. In this study, SWAT-K which is the physically based long-term runoff simulation model, was used in order to evaluate the effect of Imnam Dam on the reduced inflow to Hwacheon Dam according to the change of hydrological condition in the upstream area of Hwacheon Dam. For the model input data of North Korea area, meteorological data of GTS (Global Telecommunication System) were used, and soil maps by FAO/UNESCO (2003) were applied. Temporal variations of water resources is investigated with comparison of observed and simulated inflows at Hawcheon Dam site. Also, annual, monthly, seasonal decreases in water resources were evaluated using the flow duration analysis of simulated streamflows with or without Imnam dam.