• 환경영향평가
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• 제17권4호
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• pp.243-253
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• 2008

The purpose of this study was to simulate the reduction effect of soil loss in the Yongdam reservoir watershed using SWAT model. To evaluate accuracy for flow and sediment yield of SWAT model, calibration was performed for the period from Jan. 2002 to Dec. 2003, and the verification for Jan. 2005 to Dec. 2005. The calibration and the verification were carried out using data observed at the Cheoncheon gaging station. The $R^2$ and EI values in terms of a flow were 0.8 and 0.78 respectively for calibration, whereas they for verification were 0.88 and 0.86 respectively. In terms of a sediment yield, they were 0.7 and 0.48 respectively for calibration, whereas for verification were 0.64 and 0.54 respectively. As a results from model simulation, annual mean soil loss rates in terms of forest, paddy and upland were 0.02 ton/ha/yr, 0.15 ton/ha/yr and 7.58 ton/ha/yr, respectively. The results show that the land use type of a upland has more significant impact on a total soil loss as well as a sediment yield than other types of land use. The sediment delivery ratio was determined to be about 0.35. In this study 2 land cover change scenarios for upland area were considered. These scenarios were used an input to SWAT model in order to evaluate their impact on soil loss and sediment delivery. The results show that a reduction of the upland area would reduce the soil loss and sediment yield.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.41-50
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• 2017

The purpose of this study were to evaluate the effect of best management practices (BMPs) of Haean highland agricultural catchment ($62.8km^2$) under future climate change using SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Before future evaluation, the SWAT was setup using 3 years (2009~2011) of observed daily streamflow, suspended solid (SS), total nitrogen (T-N), and total phosphorus (T-P) data at three locations of the catchment. The SWAT was calibrated with average 0.74 Nash and Sutcliffe model efficiency for streamflow, and 0.78, 0.63, and 0.79 determination coefficient ($R^2$) for SS, T-N, and T-P respectively. Under the HadGEM-RA RCP (Representative Concentration Pathway) 4.5 and 8.5 scenarios, the future precipitation and maximum temperature showed maximum increases of 8.3 % and $4.2^{\circ}C$ respectively based on the baseline (1981~2005). The future 2040s and 2080s hydrological components of evapotranspiration, soil moisture, and streamflow showed changes of +3.2~+17.2 %, -0.1~-0.7 %, and -9.1~+8.1 % respectively. The future stream water quality of suspended solid (SS), total nitrogen (T-N), and total phosphorus (T-P) showed changes of -5.8~+29.0 %, -4.5~+2.3 %, and +3.7~+17.4 % respectively. The future SS showed wide range according to streamflow from minus to plus range. We can infer that this was from the increase of long-term rainfall variability in 2040s less rainfalls and 2080s much rainfalls. However, the results showed that the T-P was the future target to manage stream water quality even in 2040s period.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권6호
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• pp.9-18
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• 2017

The objective of this study was to estimate the climate change impact on inflow to Namgang Dam using SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model. The SWAT model was calibrated and validated using observed flow data from 2003 to 2014 for the study watershed. The $R^2$ (Determination Coefficient), RMSE (Root Mean Square Error), NSE (Nash-Sutcliffe efficiency coefficient), and RMAE (Relative Mean Absolute Error) were used to evaluate the model performance. Calibration results showed that the annual mean inflow were within ${\pm}5%$ error compared to the observed. $R^2$ were ranged 0.61~0.87, RMSE were 1.37~7.00 mm/day, NSE were 0.47~0.83, and RMAE were 0.25~0.73 mm/day for daily runoff, respectively. Climate change scenarios were obtained from the HadGEM3-RA. The quantile mapping method was adopted to correct bias that is inherent in the climate change scenarios. Based on the climate change scenarios, calibrated SWAT model simulates the future inflow and evapotranspiration for the study watershed. The expected future inflow to Namgang dam using RCP 4.5 is increasing by 4.8 % and RCP 8.5 is increasing by 19.0 %, respectively. The expected future evapotranspiration for Namgang dam watershed using RCP 4.5 is decreasing by 6.7 % and RCP 8.5 is decreasing by 0.7 %, respectively.

• 농업과학연구
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• 제38권4호
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• pp.731-737
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• 2011

In the modern society, GIS-based decision support system has been used in evaluating environmental issues and changes due to spatial and temporal analysis capabilities of the GIS. However without proper manual of these systems, its desired goals could not be achieved. In this study, audio-visual SWAT tutorial system was developed to evaluate its effectives in learning the SWAT model. Learning effects was analyzed after in-class demonstration and survey. The survey was conducted for $3^{rd}$ grade students with/without audio-visual materials using 30 questionnaires, composed of 3 items for trend of respondent, 5 items for effects of audio-visual materials, and 12 items for effects of with/without manual in learning the model. For group without audio-visual manual, 2.98 out of 5 was obtained and 4.05 out of 5 was obtained for group with audio-visual manual, indicating higher content delivery with audio-visual learning effects. As shown in this study, the audio-visual learning material should be developed and used in various computer-based modeling system.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권12호
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• pp.929-940
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• 2011

본 연구에서는 금강유역 내 대청댐 및 용담댐유역을 대상으로 기상청에서 제공하는 공간해상도 27 km 지역규모의 A1B시나리오 기반의 RCM모형과 SWAT모형을 이용하여 미래 유출량 전망을 분석하였다. 기본적으로 GCM 및 RCM은 시공간적 스케일의 상이성으로 인해 수자원 영향 평가를 위한 자료로서 직접적인 이용은 현실적으로 곤란하다는 점에서 본 연구에서는 RCM 격자자료를 유역단위에서 강우관측소지점 단위로 공간적 다운스케일링을 실시하였으며 RCM 월자료에 대해서 일단위 자료로 시간적 다운스케일링을 수행하여 기후모델로부터발생하는 시공간적 스케일의 문제점을 극복하였다. 또한 유역단위의 상세수문시나리오를 생산하기 위해서 다지점 비정상성 다운스케일링 기법을 활용하여 기존 일강수량 모의기법에서 간과되었던 비정상성을 고려하여 미래 기후변화에 따른 강수사상의 변동성을 다양한 방법으로 검토하였다. 2001~2006년 기간 동안 SWAT모형을 이용하여 용담댐 및 대청댐 지점의 유입량과 SWAT의 최종방류부의 유출량 분석값을 비교한 결과 모의치와 실측치가 각각 90.1%, 84.3% 일치하는 것으로 나타나 적용성이 있음을 확인하였다. 기후변화 분석기간은 2011년부터 2090년까지 80년을 대상기간으로 선정하였으며, 분석결과 2011~2030년 사이 유출량이 6% 증가하는 것으로 전망되었고, 유출량의 계절적 변화는 여름철의 유출량이 감소하고, 가을과 겨울철의 유출량이 증가하는 것으로 나타나 지금과는 강우의 패턴이 변화될 것으로 예상된다.

• 지질공학
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• 제21권2호
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• pp.179-186
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• 2011

지표수와 지하수의 연계 해석은 지하수 이용에 의한 문제들을 최소화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 지하댐 건설 예정지인 경상북도 영덕군 오십천 유역의 현장조사 및 지하수위 분석을 실시하였으며 지표수 및 지하수 연계해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 이용하여 지하댐의 지하수위 변화에 대해 해석하였다. 또한 지하댐 건설을 위한 현황분석을 실시하였으며 지하댐 상부에서 양수를 하였을 경우 지하수위 변화를 분석하여 연구지역의 한국형 지하댐 건설에 대한 타당성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.384-384
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• 2011

전 세계적으로 유역단위 수문해석 모형으로 많이 사용되는 SWAT모형은 유역 내 수문 모의시, DEM을 기반으로 유역 평균경사도를 이용하여 경사도-경사장 관계식 산정 경사장을 유역 내모든 수문학적 반응단위(HRU:Hydrologic Response Unit)에 동일하게 적용하는 문제점이 있다. 특히 SWAT모형은 미국지형 기반으로 개발되었기 때문에 유역 평균 경사도가 25% 미만일 경우 유역 평균 경사장 인자가 매우 작은 값으로 산정되어 모두 동일하게 적용된다. 이는 SWAT모형의 수문 및 지하수 함양량 산정 시 우리나라 유역 특성이 제대로 반영되지 않는 채 모의가 이루어질 수 있는 문제를 초래할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 강원 발전연구원에서 전수 조사한 실측 경사장 자료가 있는 강원도 양구군 해안면 만대천 유역을 연구 대상지역으로 선정하였고 지하수 함양량을 시공간적으로 분석 할 수 있게 개발 된 SWAT HRU Mapping module에 실측 경사장 자료를 이용하여 2009년 실측 경사장(274m) 적용과 임의의 경사장(5m) 적용에 따른 유출량 및 지하수 함양량을 비교 분석 하였다. 임의의 경사장을 5m로 선정한 이유는 SWAT모형에서 소유역의 경사도가 25%이상일 경우 소유역의 경사장을 모두 0.05m로 산정하여 모두 동일하게 적용하기 때문에 실측 경사장(평균 274m)과 대조군으로 비교하기 위하여 임의의 경사장을 5m로 선정하였다. 2009년 해안면 만대천 유역의 총 강우량은 1341mm이며 실측경사장 및 임의 경사장 적용에 따른 유출특성별 유출량을 비교해보면 직접유출 결과는 두 가지 경사장 모두 큰 차이를 나타내지 않았지만 평균 경사장이 증가 할수록 중간유출은 줄어들고 기저유출이 급격하게 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 2009년 만대천 유역의 월별지하수 함양량은 실측경사장과 임의의 경사장 적용에 따라 각각 591mm/yr(함양율 44%) 와 293mm/yr(함양율 22%) 로 나타났으며, 중간유출이 줄고 기저유출이 증가 할수록 지하수함양량 역시 증가 하는 것으로 나타났다. 따라서 SWAT모형에서 기저유출을 정확히 해석하고 지하수함양량을 제대로 산정하기 위해서는 실측 경사장에 적용에 따른 모형의 검 보정이 반드시 이루어져야 한다고 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.7-17
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• 2009

Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used to assess the impact of potential future climate change on the water cycle and soil loss of the Daecheong reservoir watershed. A sensitivity analysis using influence coefficient method was conducted for two selected hydrological input parameters and three selected sediment input parameters to identify the most to the least sensitive parameters. A further detailed sensitivity analysis was performed for the parameters: Manning coefficient for channel (Cn), evaporation (ESCO), and sediment concentration in lateral (LAT_SED), support practice factor (USLA_P). Calibration and verification of SWAT were performed on monthly basis for 1993~2006 and 1977~1991, respectively. The model efficiency index (EI) and coefficient of determination ($R^2$) computed for the monthly comparisons of runoffs were 0.78 and 0.76 for the calibration period, and 0.58 and 0.65 for the verification period. The results showed that the hydrological cycle in the watershed is very sensitive to climate factors. A doubling of atmospheric $CO_2$ concentrations was predicted to result in an average annual flow increase of 27.9% and annual sediment yield increase of 23.3%. Essentially linear impacts were predicted between two precipitation change scenarios of -20, and 20%, which resulted in average annual flow and sediment yield changes at Okcheon of -53.8%, 63.0% and -55.3%, 65.8%, respectively. An average annual flow increase of 46.3% and annual sediment yield increase of 36.4% was estimated for a constant humidity increase 5%. An average annual flow decrease of 9.6% and annual sediment yield increase of 216.4% was estimated for a constant temperature increase $4^{\circ}C$.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권5호
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• pp.9-19
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• 2006

지하수 함양량을 정확하게 산정하는 것은 지하수계의 적절한 관리를 위해서 매우 중요하다. 국내에서 주로 사용되는 지하수 함양량 추정방법은 지하수위 변동법, 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법 등이 있다. 그러나, 이들 방법은 집중형 개념을 기반으로 하거나 국지적인 규모로 다뤄지기 때문에 기후조건, 토지이용, 토양조건, 수리지질학적 비균질성에 의한 함양량의 시공간적 변동성을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 유역내의 토양 및 토지이용에 따른 비균질성을 반영할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 지하수 함양량을 산정하는 방법을 제시하였다. SWAT 모형은 유역내 일단위 지표면 유출량, 증발산량, 토양저류량, 함양량, 지하수유출량 등의 수문성분을 계산할 수 있는 모형이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 미호천 유역의 최상류인 무심천 유역에 적용하였다. 2001년-2004년까지의 기간동안 지하수 함양량을 포함한 유역의 일단위 수문성분들을 모의하였으며, 유역출구점에서의 실측 일유춘자료와 모의 일유출자료의 비교를 통해서 모의결과의 유효성을 검토하였다. 지하수 함양량의 시공간적 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량의 변동성은 토지이용도 뿐만 아니라, 유역경사와 같은 지형인자에도 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권5호
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• pp.533-542
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• 2013

In this study, estimation methods for actual evapotranspiration have been studied using the concept of potential and actual evapotranspiration. Among the diverse estimation methods, SWAT-K application is chosen for hydrological modeling. For Jeju island we have characterized annual and monthly evapotranspiration using SWAT-K. In the results, simulated potential evapotranspiration reached to the 91% of small pan evaporation. With respect to the temperature lapse rate($-6^{\circ}C/km$) depending on the altitude of Halla mountain, evapotranspiration rate decreased by 7.5% compared to the status when the temperature data from the Jeju weather station were applied to the watershed. As the average of annual rainfall increased, potential evapotranspiration was increased, actual evapotranspiration was, however, decreased.