• 한국수자원학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.105-119
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• 2021

최근 우리나라의 계절적 강우변동폭이 점점 커져 홍수 및 가뭄의 발생빈도와 심도가 증가하고 있다. 특히, 도시화에 따른 토지이용변화, 산업구조변화 등은 수자원의 수요량 및 공급량 불균형으로 이어져 수자원 관리에서 제약조건으로 작용하고 있다. 유역 내의 물순환 평가에 있어서 물수지 모델 구축과 함께 정확한 강우-유출 분석은 매우 중요한 분석단계라 할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 국내외 주요 연속강우-유출모형의 특성을 파악하고 소양강댐 유역에 대해서 적합성을 평가하였다. 미계측유역의 불확실성을 고려한 유량 시나리오를 제시하기 위하여 다수의 모형을 활용하는 앙상블 개념을 도입하였으며, 향후 미계측유역에 대한 적용을 위한 모형의 확장성을 고려하여 매개변수 개수 및 관측 유량에 대한 재현능력 특성 등을 종합적으로 평가하였다. 본 연구에서는 40개 이상의 국내외 연속강우-유출모형을 소양강댐에 적용하였으며, 통계적 지표를 이용하여 9개의 모형을 1차적으로 선정하였다. 선정된 모형을 대상으로 매개변수의 개수 및 저유량, 중간유량, 고유량으로 분리하여 재현성을 평가하고 최종적으로 앙상블모형을 제시하였으며, 단일 모형에 비해 개선된 관측유량 재현효과를 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.643-651
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• 2004

본 연구에서는 미국 환경청에서 개발하여 유역 오염총량관리를 위한 수질모형으로 이용되고 있는 HSPF 모형을 선정하여 발안 HP#6 시험유역을 대상으로 모형의 적용성을 분석하였다. HSPF모형을 이용하여 HP#6 시험유역에서 모형의 보정기간인 1996년부터 1997년까지 유출량을 모의한 결과, RMSE는 2.1mm, RMAE는 0.4mm, $R^2$는 0.92로 모의되었으며, 모형의 검정기간인 1999년부터 2000년의 모의 결과 RMSE는 6.03mm, RMAE는 0.49mm, $R^2$는 0.84로 모의되었다. 총질소에 대한 모형의 보정결과 RMSE는 0.086kg/ha/day, RMAE는 0.534kg/ha/day, $R^2$는 0.81로 나타났으며, 모형의 검정결과 RMSE는 0.326kg/ha/day, RMAE는 0.708kg/ha/day, $R^2$는 0.43으로 분석되었다. 총인에 대한 모형의 보정 결과 RMSE는 0.012 kg/ha/day, RMAE는 0.622kg/ha/day, $R^2$는 0.70으로 모의되었으며, 모형의 검정결과 RMSE는 0.063kg/ha/day, RMAE는 2.269kg/ha/day, $R^2$는 0.76으로 분석되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권2호
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• pp.255-268
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• 2012

Nonpoint source pollution has become a concern for water quality in the Han River system, especially during the high runoff events during the monsoon season. The patterns in nonpoint source runoff the relationships with land use, rainfall intensity, and stream nutrients concentrations were surveyed in 19 streams in the Han River watershed. The results show that the magnitude of NPS inputs of nutrients and sediment in the Han River watershed are of a serious concern. In the South Han River watershed, event mean concentrations (EMC) for biochemical oxygen demand (BOD), suspended sediment (SS), dissolved organic carbon (DOC), dissolved total phosphorus (DTP), total nitrogen (TN) Nitrate ($NO_3$-N) and total phosphorus (TP) were $1.94mg{\cdot}L^{-1},\;251mg{\cdot}L^{-1},\;2.75mg{\cdot}L^{-1},\;0.076mg{\cdot}L^{-1},\;2.82mg{\cdot}L^{-1},\;2.40mg{\cdot}L^{-1}$ and $0.232mg{\cdot}L^{-1}$, respectively. In the North Han River watershed, EMCs for BOD, SS, DOC, DTP, TN, $NO_3$-N and TP were $1.34mg{\cdot}L^{-1},\;172mg{\cdot}L^{-1},\;2.63mg{\cdot}L^{-1},\;0.032mg{\cdot}L^{-1},\;1.97mg{\cdot}L^{-1},\;1.55mg{\cdot}L^{-1}$ and $0.148mg{\cdot}L^{-1}$, respectively. The specific export coefficients of nutrient and sediments were much higher than those of other reports. Our study also found that the proportion of agricultural field area was significantly correlated with the EMCs for nutrients. Therefore, efforts to reduce NPS loading must focus on agricultural practices in the watershed. The relationships between land use and nutrient and sediment export found in this study can be used to derive estimates of runoff coefficients for agricultural field and as input data for modeling works and to develop total maximum daily load and best management practices in the Han River watershed.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.367-381
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• 2010

최근 들어 도시화와 이상기후의 영향으로 유역에서의 유출특성과 오염물질 발생특성도 변화하고 있고 이에 따라 정교한 유역 수질분석이 요구되고 있다. 유역의 비점오염원 관리를 위하여 충분조건을 갖추어야 할 정량분석이 선행되어야 하나 점오염원 관리와 달리 자연 내의 복잡한 현상을 반영하여야 하기 때문에 비점오염원의 정량화 해석에 어려움을 겪어왔다. 강우 및 유출량 관계와 덧붙여 오염물질이 하천수질에 영향을 미치기까지 도달시간 해석 및 점오염원과 비점 오염원의 분리가 용이하지 않기 때문이다. 본 연구의 목적은 토양도, 토지이용도 자료 등을 이용하여 유역의 비점오염원을 정량화하고, 비점오염원 관리를 위한 기반자료로 활용하기 위함에 있다. 이를 위하여 유역모형 SWAT (Soil and Water Assessment Tools) 모형을 이용하여 비점오염원 정량화를 수행하였다. 유역의 비점오염원 비율은 국립환경과학원에서 조사된 비점오염원 비율인 22~37%정도와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타나고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.925-936
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• 2015

본 연구의 목적은 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 유출해석을 수행하고, 침수실적자료와의 비교를 통해 레이더 강우자료의 효용성을 검토하는데 있다. 남강댐유역($2,293km^2$)을 대상으로, 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 비슬산 레이더 강우자료를 사용하였다. 분포형 모형은 28개 지점 강우와 레이더 강우를 이용하여 보정되었으며, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI(volume conservation index)를 이용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정결과, $R^2$, ME, VCI의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96의 결과를 보였다. 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 두 침수지역(신연지구와 문대/신기지구)과 레이더와 지상강우에 의한 유출분석 결과를 비교하였다. 신연지구와 문대/신기지구 두 침수지역에서 레이더강우가 지상강우보다 더 많은 지역강우를 발생시켜 지표유출량을 더 크게 모의하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 수위관측소가 존재하는 문대/신기지구의 경우, 지점강우보다 레이더 강우가 침수지역내 수위관측소의 실제 첨두유량에 가깝게 모의하였으며, 하천수위도 0.72m 높게 모의하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.61-72
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• 2000

지하수 함양량을 추정하기 위한 방법으로 격자기반의 일변 토양수분 추적기법을 모델링하였다. 본 모델은 GRASS-GIS를 이용하여 모델에 필요한 자료들을 준비하고, 모델은 이들을 ASCII 형태로 받아들여 일별 수행결과(유역출구에서의 유출량, 지표유출 분포도, 토양수분 분포도 등)들을 GRASS상에서 도시하여 주는 형태로 구성하였다. 보청천유역의 일부인 이평교 유역($75.6\;\textrm{km}^2$)을 대상으로 모델의 적용성을 검토하였다. '95년 및 '96년도의 IHP유역 연구보고서 자료를 이용하여 실측 일유출자료와 모의 일유출자료를 비교하였다. 일단위 및 월단위의 유역 토양수분의 변화양상을 공간적으로 확인할 수 있었으며 본 기법을 이용하여 1995년도 보청천의 이평교유역에 대한 지하수 함양량을 계산하였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권3호
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• pp.385-397
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• 2012

격자 기반의 물리적 분포형 모형은 유역의 물리적 매개변수와 격자 형식의 공간 및 수문자료를 이용해서 유출해석을 수행한다. 본 연구에서는 격자 기반의 물리적 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)의 실시간 유출해석 모듈인 GRM RT(Real Time)를 이용해서 실시간 유출해석 시스템을 개발하였다. 실시간으로 수신되는 기상레이더 자료를 기상청의 실시간 AWS 자료를 이용하여 보정한 후 유출해석에 적용하며, 수위관측소 자료로부터 생성되는 유량자료를 이용해서 유출모형을 실시간 보정한다. 본 연구에서는 실시간 유출해석 시스템 구축을 위해서 필요한 데이터베이스를 설계 및 구현하였으며, 분포형 모형과 레이더 자료를 이용한 실시간 유출해석 절차를 정립하였다. 또한 개발된 시스템의 성능을 평가하고 실시간 모형보정에 대한 적용성을 평가하였다. 소양강댐 상류에 위치한 내린천 수위관측소 유역을 대상으로 실시간 유출해석 시스템을 적용하고 그 결과를 평가하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권2호
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• pp.212-222
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• 2013

A watershed model was constructed using Hydrological Simulation Program Fortran to quantitatively predict the stream flows at major tributaries of Nakdong River basin, Korea. The entire basin was divided into 32 segments to effectively account for spatial variations in meteorological data and land segment parameter values of each tributary. The model was calibrated at ten tributaries including main stream of the river for a three-year period (2008 to 2010). The deviation values (Dv) of runoff volumes for operational stream flow forecasting for a six month period (2012.1.2 to 2012.6.29) at the ten tributaries ranged from -38.1 to 23.6%, which is on average 7.8% higher than those of runoff volumes for model calibration (-12.5 to 8.2%). The increased prediction errors were mainly from the uncertainties of numerical weather prediction modeling; nevertheless the stream flow forecasting results presented in this study were in a good agreement with the measured data.

• 상하수도학회지
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• 제19권5호
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• pp.547-556
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• 2005

The objective of this study is to obtain adequate intercepting flow during wet weather conditions in combined sewer system. Two study sites are selected under considering different population density, one is developed area with heavy urbanization. Another is recently developing area. In the analysis of field investigation, SS was most significant in initial flushing effects compared with other factors and showed the result with the order of COD, TP, TN. As compared with event mean concentration(EMC) of runoff, BOD, TN and TP showed high concentrations in wide area with relatively large population density. It is by the reason that much pollution load was discharged to receiving water from urbanized area during wet period. According to results of storm-water modeling, 53% of total COD and 52% of total SS pollution load were discharged to receiving water by overflow than intercepting capacity in middle population density site. Also, in the urbanized area, pollution load was discharged to receiving water by 49% of total COD and 77% of total SS. These results can be applied to setup for pollution load flow(budget) generation, collection, treatment and discharging in order to obtain adequate intercepting flow.

• 한국물환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2012

It has been known that Golf course could impose negative impacts on water-ecosystem if pollutant-laden runoff is not treated well. It is important to control non-point source and re-use treated wastewater from the golf course to secure water quality of receiving waterbodies. At golf courses, the rainfall-runoff is affected by various practices to manage grasses. In many hydrological modelings, especially in simple rainfall-runoff modeling, effects on runoff of plant growth and cutting are not considered. In the study, the water erosion prediction project (WEPP), capable of simulating plant growth and various management, was evaluated for its runoff prediction from golf course under grass cutting and irrigation. The %Difference, $R^2$ and the NSE for runoff comparisons were 1.15%, 0.93 and 0.92 for calibration, and 18.12%, 0.82 and 0.88 for validation period, respectively. In grass cutting scenario, grass height was managed to be 18~25 mm. The estimated runoff was decreased by 27%. The difference in estimated total runoff was 11.8% depending on irrigation. As shown in this study, if grass management and irrigation are well-controlled, water quality of downstream areas could be obtained.