• 한국수자원학회논문집
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• 제43권7호
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• pp.597-608
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• 2010

본 연구에서는 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도 작성을 위하여 지상관측 토양수분, 강수량, 지면온도, NDVI, 토지피복, 유효토심 등과 같은 보조자료와 CART기법을 이용한 새로운 추정기법을 제시하였다. 먼저 신뢰성 높은 토양 수분 관측자료를 가진 용담댐 유역(4개 지점)에 대하여 토양수분을 추정하여 적용 가능성을 분석하였다. 3개 지점(부귀, 상전, 천천2)의 토양수분 관측치는 토양수분 추정 모형 수립에 사용하였으며, 검증에 1개 지점(계북2)이 사용되었다. 관측지점들의 토양수분의 관측치와 추정치 사이의 상관계수가 약 0.737로 나타났으며, 전체적인 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있어 토양수분 추정 모형의 적용가능성을 확인하였다. 이를 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 분포와 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도를 추정하였다. 다양한 지상조건에 대하여 신뢰할 수 있는 지상관측 토양수분 관측치가 존재하지 않는 한계가 있음에도 불구하고 제시된 토양수분추정방법은 제한된 가용자료를 사용한 우리나라 전역의 토양수분 추정에 있어 합리적인 접근법이라 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권4호
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• pp.488-498
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• 2008

Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model have been widely used in simulating hydrology and water quality analysis at watershed scale. The SWAT model extracts topographic feature using the Digital Elevation Model (DEM) for hydrology and pollutant generation and transportation within watershed. Use of various DEM cell size in the SWAT leads to different results in extracting topographic feature for each subwatershed. So, it is recommended that model users use very detailed spatial resolution DEM for accurate hydrology analysis and water quality simulation. However, use of high resolution DEM is sometimes difficult to obtain and not efficient because of computer processing capacity and model execution time. Thus, the SWAT Topographic Feature Extraction Error (STOPFEE) Fix module, which can extract topographic feature of high resolution DEM from low resolution and updates SWAT topographic feature automatically, was developed and evaluated in this study. The analysis of average slope vs. DEM cell size revealed that average slope of watershed increases with decrease in DEM cell size, finer resolution of DEM. This falsification of topographic feature with low resolution DEM affects soil erosion and sediment behaviors in the watershed. The annual average sediment for Soyanggang-dam watershed with DEM cell size of 20 m was compared with DEM cell size of 100 m. There was 83.8% difference in simulated sediment without STOPFEE module and 4.4% difference with STOPFEE module applied although the same model input data were used in SWAT run. For Imha-dam watershed, there was 43.4% differences without STOPFEE module and 0.3% difference with STOPFEE module. Thus, the STOPFEE topographic database for Soyanggang-dam watershed was applied for Chungju-dam watershed because its topographic features are similar to Soyanggang-dam watershed. Without the STOPFEE module, there was 98.7% difference in simulated sediment for Chungju-dam watershed for DEM cell size of both 20 m and 100 m. However there was 20.7% difference in simulated sediment with STOPFEE topographic database for Soyanggang-dam watershed. The application results of STOPFEE for three watersheds showed that the STOPFEE module developed in this study is an effective tool to extract topographic feature of high resolution DEM from low resolution DEM. With the STOPFEE module, low-capacity computer can be also used for accurate hydrology and sediment modeling for bigger size watershed with the SWAT. It is deemed that the STOPFEE module database needs to be extended for various watersheds in Korea for wide application and accurate SWAT runs with lower resolution DEM.

• 한국환경과학회지
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• 제31권6호
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• pp.461-470
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• 2022

When an agricultural soil dam collapses, the extent of inundation and the rate of diffusion vary depending on where the collapse occurs in the dam body. In this study, a dam collapse scenario was established and a two-dimensional numerical model FLO-2D was used to closely examine the inundation pattern of the downstream residential area according to the dam collapse point. The results were presented as a flood risk map showing the changes and patterns of the extent of inundation spread. The flood level and the time to reach the maximum water level vary depending on the point of collapse, and the inundation of the downstream area proceeds rapidly in the order of the midpoint, left point, and right point collapse. In the left collapse point, the submergence appeared about 0.5 hour slower than the middle point, and the right collapse point appeared about 1 hour slower than the middle point. Since the relative damage pattern is different depending on the dam collapse point, insurance and disaster countermeasures will have to be established differently.

• 한국산림과학회지
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• 제102권2호
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• pp.161-169
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• 2013

본 연구에서는 남강댐 저수지 일원의 버드나무류 군락의 현황 및 문제점을 조사 분석하고, 버드나무류의 생장 특성분석 결과를 기초로 남강댐 저수지 일원의 버드나무류 군락의 특성과 토양의 이화학성을 파악하기 위하여 수행하였다. 조사대상 4개 지역 전체의 평균본수는 5,284본/ha로 조사대상지역 모두 밀도관리가 시급한 것으로 분석되었다. 4개 조사대상지역의 평균수관면적은 9,786.4 $m^2/ha$로 진양호 수변구역에서 버드나무류의 수관이 차지하는 면적은 단위면적을 거의 차지하는 것으로 나타났다. 대조구인 산림지역의 평균토심 12.5 cm와 비교할 때 조사대상 4개 지역의 평균토심은 78 cm로 대조구인 산림지역과의 평균토심은 약 65.5 cm의 차이가 나타났는데, 이는 퇴적토사의 깊이로 추정할 수 있다. 또한 진양호수변구역의 버드나무류가 생장하고 있는 토양은 일반적인 산림토양보다 토양용적밀도가 높게 나타났는데, 이는 그만큼 토사퇴적으로 인한 사질토 함량의 증가 등 토양의 경화가 이루어진 결과라 사료된다. 조사지역의 pH는 산림지역의 경우 A층이 5.3, B층이 5.2로 약산성에 해당하나, 조사대상지역의 A층과 B층토양의 pH는 평균 모두 6.7로 주변 산림토양보다 중성에 가까운 값을 나타내었는데 이는 퇴적토사 즉, 진양호에 유입되는 생활하수에 사용되는 세제 성분 및 인근 지역으로부터 유입된 비점오염원이 퇴적된 데 따른 영향에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.194-198
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• 2008

Significant soil erosion and water quality degradation issues are occurring at highland agricultural areas of Kangwon province because of agronomic and topographical specialities of the region. Thus spatial and temporal modeling techniques are often utilized to analyze soil erosion and sediment behaviors at watershed scale. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model is one of the watershed scale models that have been widely used for these ends in Korea. In most cases, the SWAT users tend to use the readily available input dataset, such as the Ministry of Environment (MOE) land cover data ignoring temporal and spatial changes in land cover. Spatial and temporal resolutions of the MOE land cover data are not good enough to reflect field condition for accurate assesment of soil erosion and sediment behaviors. Especially accelerated soil erosion is occurring from agricultural fields, which is sometimes not possible to identify with low-resolution MOD land cover data. Thus new land cover data is prepared with cadastral map and high spatial resolution images of the Doam-dam watershed. The SWAT model was calibrated and validated with this land cover data. The EI values were 0.79 and 0.85 for streamflow calibration and validation, respectively. The EI were 0.79 and 0.86 for sediment calibration and validation, respectively. These EI values were greater than those with MOE land cover data. With newly prepared land cover dataset for the Doam-dam watershed, the SWAT model better predicts hydrologic and sediment behaviors. The number of HRUs with new land cover data increased by 70.2% compared with that with the MOE land cover, indicating better representation of small-sized agricultural field boundaries. The SWAT estimated annual average sediment yield with the MOE land cover data was 61.8 ton/ha/year for the Doam-dam watershed, while 36.2 ton/ha/year (70.7% difference) of annual sediment yield with new land cover data. Especially the most significant difference in estimated sediment yield was 548.0% for the subwatershed #2 (165.9 ton/ha/year with the MOE land cover data and 25.6 ton/ha/year with new land cover data developed in this study). The results obtained in this study implies that the use of MOE land cover data in SWAT sediment simulation for the Doam-dam watershed could results in 70.7% differences in overall sediment estimation and incorrect identification of sediment hot spot areas (such as subwatershed #2) for effective sediment management. Therefore it is recommended that one needs to carefully validate land cover for the study watershed for accurate hydrologic and sediment simulation with the SWAT model.

• 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.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.25-34
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• 2009

The objective of this study is to evaluate the future potential climate and vegetation canopy change impact on a dam watershed hydrology. A $6,661.5\;km^2$ dam watershed, the part of Han-river basin which has the watershed outlet at Chungju dam was selected. The SWAT model was calibrated and verified using 9 year and another 7 year daily dam inflow data. The Nash-Sutcliffe model efficiency ranged from 0.43 to 0.91. The Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (CCCma) Coupled Global Climate Model3 (CGCM3) data based on Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) SRES (Special Report Emission Scenarios) B1 scenario was adopted for future climate condition and the data were downscaled by artificial neural network method. The future vegetation canopy condition was predicted by using nonlinear regression between monthly LAI (Leaf Area Index) of each land cover from MODIS satellite image and monthly mean temperature was accomplished. The future watershed mean temperatures of 2100 increased by $2.0^{\circ}C$, and the precipitation increased by 20.4 % based on 2001 data. The vegetation canopy prediction results showed that the 2100 year LAI of deciduous, evergreen and mixed on April increased 57.1 %, 15.5 %, and 62.5% respectively. The 2100 evapotranspiration, dam inflow, soil moisture content and groundwater recharge increased 10.2 %, 38.1 %, 16.6 %, and 118.9 % respectively. The consideration of future vegetation canopy affected up to 3.0%, 1.3%, 4.2%, and 3.6% respectively for each component.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권4호
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• pp.36-44
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• 2003

전 세계적으로 물부족 사태는 매우 심각한 상황에 이르렀다. 우리나라도 예외는 아니어서 2011년에는 약 18억 $\textrm{m}^3$, 2020년에는 약 26억 $\textrm{m}^3$의 용수부족이 예상된다 지하수는 이러한 문제를 일부 지역에서 해결해 주는 역할을 할 수 있으며, 특히 지하댐은 위치와 규모의 제약에도 불구하고 지상댐이 지니고 있는 문제점들을 극복할 수 있다고 알려져 있다. 지하댐 적지분석을 위해 댐건설 지연과 물부족을 겪고 있는 네 지역을 선정하여, 갈등을 해결하고 대안의 우선순위를 결정하는 분석도구인 계층분석과정(AHP)을 작용하였다. 또한 AHP를 이용한 분석결과를 기존 연구와 비교하였다. 개발된 지하댐 적지분석 방법론은 중앙정부나 지방자치단체에게 합리적 의사결정을 위한 판단근거를 제공할 것으로 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.211-224
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• 2018

In this paper, a predictive method accounting for the scaling effects of rockfill materials in the numerical deformation analysis of rockfill dams is developed. It aims to take into consideration the differences of engineering properties of rockfill materials between in situ and laboratory conditions in the deformation analysis. The developed method is based on the modification of model parameters used in the chosen material model, which is, in this study, an elasto-plastic model with double yield surfaces, i.e., the modified Hardening Soil model. Datasets of experimental tests are collected from previous studies, and a new dataset of the Nam Ngum 2 dam project for investigating the scaling effects of rockfill materials, including particle size, particle gradation and density, is obtained. To quantitatively consider the influence of particle gradation, the coarse-to-fine content (C/F) concept is proposed in this study. The simple relations between the model parameters and particle size, C/F and density are formulated, which enable us to predict the mechanical properties of prototype materials from laboratory tests. Subsequently, a 3D finite element analysis of the Nam Ngum 2 concrete face slab rockfill dam at the end of the construction stage is carried out using two sets of model parameters (1) based on the laboratory tests and (2) in accordance with the proposed method. Comparisons of the computed results with dam monitoring data indicate that the proposed method can provide a simple but effective framework to take account of the scaling effect in dam deformation analysis.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.217-229
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• 2001

댐에 의한 환경의 변화는 생태계의 변화나 댐 주변의 안개일수 증가와 같은 국지기상의 변화도 있으나 본 연구에서는 수문환경의 변화에 초점을 맞추어 댐 건설이후 어떤 수문환경의 변화가 발생하며, 이러한 수문환경의 변화가 유역의 유출특성에 어떤 식으로 영향을 주는지에 대해 정량적으로 살펴보았다. 수분환경의 변화를 살펴보기 위해서 대청댐 건설 전후의 댐 상류에서의 토지이용과 식생의 변화를 비교하였으며, 물수지 방정식을 이용하여 증발산량, 유출량 및 토양 함수비 등을 산정하고 댐 건설에 따른 변화 양상을 분석하였다. 댐의 건설로 인해 댐 상류에서는 삼림의 증사와 초지의 감소로 알베도가 감소하였고 잠재증발산량과 토양수분량이 증가하였으며, 이로인해 실제증발산량이 증가하였다. 또한 댐 건설 후의 유출율이 약간 증가하였다. 이상의 분석을 통해 댐 건설에 따른 수문환경의 변화를 정량적으로 파악할 수 있었다.