• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.221-221
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• 2015

Sustainable use of water resource and conservation of water quality are essential problems in the world. Especially, problems of water quality are serious one for human health as well as ecological system of all creatures on the earth. Recently, the importance of total effluent load as well as the concentrations of pollutant materials has been recognized not only for the conservation of water quality but also for sustainable water use in watersheds. However, the measurement or estimation of total effluent load from non-point source area such as farm lands or forests may be more difficult because both of concentration and discharge of the water are greatly changed depending on various factors especially metrological conditions such as rainfall, while the measurement from a point source area may be easy because the concentration of pollutant materials and amount of discharge water are relatively steady. Therefore, the total effluent load from a non-point source is often estimated by statistical relationships between concentration and discharge, which is called as L-Q equation. However, a lot of work and time are required to collect and analyze water samples and to get the accurate relationship or regressive equation. So, we proposed a new system for direct measurement of total effluent load of water quality from non-point source areas to solve the problem. In this system, the overflow depth at a hydraulic weir is measured with a pressure gage every hourly interval to calculate the amount of hourly discharge at first. Then, the operating time of a small electric pump to collect an amount of water which is proportional to the discharge is calculated to intake the water into a storage tank. The stored water is taken out a few days later in a case of storm event or several weeks later in a case of non-rainfall event and the concentrations of water quality such as total nitrogen and phosphorous are analyzed in a laboratory. Finally, total load of the water quality can be calculated by multiplying the concentration by the total volume of discharge. The system was installed in a small experimental forestry watershed to check the performance and know the total load of water quality from the forest. It was found that the system to collect a proportional amount of water to actual discharge operated perfectly and a total load of water quality was analyzed accurately. As the result, it was expected that the system will be very available to know the total load from a non-point source area.

• 지질공학
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• 제28권4호
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• pp.541-552
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• 2018

지속적 가뭄 발생에 따라 물공급의 사각지대인 유역 상류부 가뭄 대책 마련에 대한 수요가 급증하는 추세이며, 하천 및 상수도와 연계된 시스템 구축이 필요한 시점이다. 또한 하천의 건천화 방지와 적정 하천 유지유량 확보를 위한 시설 설치가 필요하나, 하천의 환경 및 생태계 보전 등의 이유로 지상 댐의 건설이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이에 대한 대안으로 아프리카 건조지역에서 많이 활용되는 샌드댐의 효과를 살펴보기 위한 타당성 평가를 수행하였다. 미계측 유역의 계곡수 유출량을 산정하기 위해 한국형 유역수문모형 SWAT-K를 이용하였으며, 모의 유출량을 저수지 추적기법과 연계하여 샌드댐의 저류량을 평가하였다. 기존하상을 이용하는 샌드댐과 준설형 샌드댐의 2가지 경우에 대해 취수시 저류량 변화와 하류 유량의 증감을 분석한 결과 샌드댐은 평시 하류 유량을 증대시키는 효과와 가뭄시의 취수를 통한 물공급 대응이 가능한 시설이라는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제37권5호
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• pp.381-397
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• 2021

Off-flavor materials (geosmin and 2-methylisoborneol (2-MIB)) produced by microorganisms, such as, cyanobacteria and actinomycetes, cause freshwater use problems worldwide. Due to unpleasant taste and odor, these microorganisms have raised issues especially in drinking water resources. Recently, there has been increasing concern about 2-MIB and causal cyanobacteria, namely, Pseudanabaena, in Korea. However, material production and ecological dynamics remain largely unexplored. This study reviewed the distribution of Pseudanabaena, its species diversity, and the research trend of molecular ecology related to 2-MIB production in Korea. Based on published literature, we found that seven species of Pseudanabaena which include P. mucicola, P. limnetica, P. redekei, P. catenata, P. galeata, P. yagii, and P. cinerea appeared to occur in a variety of Korean water systems. All of these Pseudanabaena species were found in the North-Han River system (Lakes Soyang, Chuncheon, Uiam, and Paldang). Some of these species were also detected in other watersheds, but the precise species diversity was not identified. Species belonging to the Pseudanabaena genus are hard to classify through general microscopic alpha taxonomy, due to their very small cell size and similar morphological characters. Moreover, the potential of 2-MIB production cannot be detected by microscopic observation. Combining molecular ecological techniques, such as, environmental genomic materials (eDNA, eRNA) analyses to conventional methods could be useful to better understand the off-flavor material production and dynamics, thereby providing more efficient management strategies of freshwater systems.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.365-379
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• 2021

수문 모형 매개변수는 모형 모의에 필수적이며, 지형, 기후조건, 기후변화와 인간 활동으로 인해 시간에 따라 달라질 수 있다. 결과적으로 고정된 매개변수의 사용은 부정확한 하천유량 모의로 이어질 수 있다. 본 연구의 목표는 하천유량 관측자료를 이용하여 시간에 따라 변하는 매개변수를 추정하는 방법을 살펴보고, 하천유량 자료가 모형에 동화될 때 모의 효율성이 어떻게 변하는지 분석하는 것이다. 자료 동화 방법은 변화하는 다양한 환경에 적응하여 수문 모형의 매개변수를 자동으로 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 입자 필터를 이용하여 하천유량 관측치를 2개 매개변수 월 물 수지 모형에 동화했다. 자료 동화 방법으로 시간변화 매개변수를 사용한 모의 결과는 SCEM 방법으로 고정 매개변수를 사용한 모의 결과와 비교되었다. 먼저 다양한 시나리오에 기반한 합성 실험을 수행하여 입자 필터 방법이 시간에 따라 변화하는 매개변수를 적절하게 추적할 수 있는지를 살펴보았다. 이후 실제 유역에 적용하여 시간에 따라 변화하는 매개변수와 고정된 매개변수를 사용하였을 때의 하천유량 예측성능과 비교하였다. 본 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 전체적인 월 하천유량 시계열의 예측성능은 입자 필터 방법과 SCEM 방법이 서로 비슷하였다. (2) 우기를 제외한 시기의 월 유출고 예측성능은 자료 동화 방법을 이용한 주기적으로 변화하는 매개변수에 의한 모의가 더 우수하였다. (3) 동화에 사용되는 하천유량 관측자료의 불확실성은 입자 필터의 하천유량 예측성능에 중요한 역할을 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.475-487
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• 2020

국토교통부와 환경부의 물관리 일원화로 인해 국민들의 물관리 및 물환경 보존에 대한 관심이 고조되고 있다. 기존의 단순 유출 및 비점오염원 관리를 위한 장치형 시설 및 함양지의 확대에서 유역 전반의 건전한 물순환 체계 구축으로의 물관리 패러다임이 변화하고 있다. 이에 힘입어 유역 전반의 물관리에 대한 필요성은 지자체별 조례를 통해 기준을 확립하고 있다. 하지만 건전한 물순환을 위한 도시별 물관리 기준이 통일되지 않아 도시별 목표가 각기 다르고 대도시를 제외하고는 정량적 목표가 전무한 현실이다. 본 연구에서는 지자체별 물순환과 관련한 연구 및 조례를 정리하여 수변 지역의 도시를 대상으로 개발 이후에도 탄력적인 물관리가 가능한 물순환 목표를 설정하고, 이를 달성할 수 있는 정량적인 방안을 강우의 저장과 침투를 통해 제시하였다. 대상지의 전체 강우 분석을 통해 합리적인 수준의 물순환 목표를 설정하였고, 저영향개발 기법을 통해 최초 강우의 저장과 저장량을 초과한 강우에 대한 유역 전반의 침투를 통해 물관리를 계획하였다. 연구결과, 계획한 수변도시의 물순환 목표는 전체 강우의 52 %, 백분위수 비교를 통한 80 percentile의 강우 17 mm/day를 처리할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 산정절차결과에 정량적으로 질을 높이기 위해서 추후에 저영향개발 요소의 안전성이나 적정제원선정 등과 같은 여러 변수들을 고려한다면 물순환 목표 산정에 신뢰도가 더 높을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.807-818
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• 2020

본 연구에서는 산림유역의 소류사 유출량을 산정하기 위해 음향센서를 이용한 하이드로폰을 사용하였다. 하이드로폰의 수로실험과 현장실험을 통해 반응 특성을 분석하고 정량적 소류사 유출량을 산정하여 실측된 유출량과 비교·분석하였다. 하이드로폰 반응은 유량 변화에 따라 펄스값이 변하였지만 모래에는 반응하지 않았다. 입자 크기와 무게에 따라서 펄스값이 다르게 나타났는데 크기와 무게에 따라 적합한 반응을 나타내는 특정 채널이 있었다. 또한 무게와 부피 변화에 따른 반응도 적합하게 나타났지만 특히, 무게 추정에 적절한 것으로 분석되었다. 현장에 설치된 하이드로폰에 대해서 자동충격전달 장치를 이용하여 채널별 반응 특성 분석으로 센서의 정상작동 여부 및 채널별 출력값의 적합성을 확인하고 소류사 유출량 산정을 위해 적합한 채널을 선정하였다. 하이드로폰 펄스와 평균유량을 이용하여 소류사 유출량 산정식을 개발하고 개발된 식과 현장에 실측된 유출량과 비교한 결과 전체적으로 실측값과 유사하게 나타났다. 하이드로폰을 산림유역의 소류사 모니터링에 활용한다면 유출되는 소류사량의 무게를 정량적이고 지속적으로 산정하는데 효율적인 것으로 검토되었다. 국내 산림유역에서 음향센서가 내장된 하이드로폰을 이용하여 소류사 등 토사유출 모니터링에 활용성을 검증함으로써 관련 분야의 연구 및 기술개발 증진에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.26-39
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• 2021

본 연구는 낙동강수계 하류에 있는 서낙동강 유역을 대상으로 유역 및 오염원 특성을 조사하여 TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) 방법에 따른 소유역별 비점오염 취약지역을 평가하였다. 선정 방법은 평가인자 선정, 가중치 산정, 평가인자와 가중치를 통한 비점오염 취약지역 선정으로 구성되어 있다. 가중치 산정방법으로는 엔트로피법을 이용하고 평가기법으로는 다기준 의사결정 기법(Multi-criteria Decision Making, MCDM)인 TOPSIS를 이용하였다. 지표 자료는 2018년을 기준으로 수집하였으며, 전국오염원조사 자료와 국가통계자료를 활용하였다. 취약한 유역들은 대부분 도시화가 많이 진행된 지역이며 거주 인구수가 많고 산업시설 및 토지계 중 대지면적 비율이 높은 유역으로 평가되었다. 본 연구를 통하여 신뢰도 높은 비점오염 취약 평가를 위해서는 다양한 가중치 방법론의 접근이 필요하고 비점오염원에 영향을 주는 인자들에 대한 과학적 분석 및 영향성에 대한 고찰이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1143-1157
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• 2020

본 연구에서는 SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형의 검·보정 과정에서 다중 관측 지점 및 변수를 고려한 분석의 기준을 제시하였으며, 이의 적용을 위해 용담시험유역에서 장기 관측된 유량, 토양수분량, 그리고 증발산량을 활용한 모의수행 및 유역의 수문 유출특성과 물순환 관점의 물수지를 검토하였다. 모형은 유역 내 다중 관측 자료의 특성을 반영할 수 있도록 순차적 보정 방법과 SWAT-CUP에서의 최적 매개변수 값 산정을 위한 모의 실행 및 반복 횟수 설정(초기 1,000회 모의 실행, 이후 500회 모의 반복), 그리고 전체 및 부분 수행 등을 통해 소유역별 각기 다른 매개변수 값으로 보정하였으며(유역출구 유량 ENS 0.85, R2 0.87, 그리고 PBIAS -7.6%), 이를 유역출구 지점에 대해 순차적이 아닌 일괄 적용한 분석결과(ENS 0.52, R2 0.54, 그리고 PBIAS -22.4%)와 비교하여 그 방법상의 우위를 확인하였다. 총 15개년의 모의 결과로부터 용담댐 유역의 직접유출은 35%, 기저 및 중간유출과 회귀유량을 합한 값은 65%로 전체 유출률은 53%이며, 증발산량은 전체 강우의 39%에 상당하는 양이 발생하는 것을 파악할 수 있었으며, 아울러 소유역별 연간 총 유출량(일평균 21.8 m3/sec) 등을 포함한 물이용 가능 수량은 연간 총 6.96억 m3으로 소유역별로는 약 540 ~ 900 mm로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.74-84
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• 2021

도시 개발로 인한 영향을 최소화하여 물 순환 체계를 개선하기 위해서는 적극적인 강우유출수 관리가 필수적이다. 최근에는 도시의 강우유출수 관리를 위한 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법이 합리적인 대안으로 주목받고 있다. Storm Water Management Model(SWMM)은 LID 모듈을 통해 다양한 GI(Green Infra) 시설에 대한 모의 기능을 제공하고 있어 도시 물순환 개선 사업에 적극 활용되고 있다. 그러나 SWMM을 이용하여 GI 시설을 모의하기 위해서는 복잡한 유역 설정과 GI 시설 배치에 많은 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 GI 시설의 핵심적인 수문 프로세스를 구현하면서도 상대적으로 간단하게 GI 시설의 성능을 평가할 수 있는 모형이 제안된다. 제안된 모형은 수문학적 추적을 기반으로 작동되므로 GI 시설의 침투, 저류, 증발산을 모두 반영할 수 있을 뿐만 아니라 GI 시설에 의한 도시 물순환 개선 효과를 정량적으로 평가할 수 있다. 제안된 모형의 결과와 SWMM의 결과를 비교함으로써 제안된 모형의 적용성을 검증하였다. 더붙여서 SWMM의 투수성 포장 모의에서 발생되는 오류에 대한 논의가 포함된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권4호
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• pp.27-43
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• 2021

Since climate factors, such as precipitation, temperature, etc., show repeated patterns every year, it can be said that future changes can be predicted by analyzing past climate data. As with groundwater, seasonal variations predominate. Therefore, when a drought occurs, the groundwater level is also lowered. Thus, a change in the groundwater level can represent a drought. Like precipitation, groundwater level changes also have a high correlation with drought, so many researchers use Standard Groundwater Level Index (SGI) to which the Standard Precipitation Index (SPI) method is applied to evaluate the severity of droughts and predict drought trends. However, due to the strong interferences caused by the recent increase in groundwater use, it is difficult to represent the droughts of regions or entire watersheds by only using groundwater level change data using the SPI or SGI methods, which analyze data from one representative observation station. Therefore, if the long-term groundwater level changes of all the provinces of a watershed are analyzed, the overall trend can be shown even if there is use interference. Thus, future groundwater level changes and droughts can be more accurately predicted. Therefore, in this study, it was confirmed that the groundwater level changes in the last 5 years compared with the monthly average groundwater level changes of the monitoring wells installed before 2015 appeared similar to the drought occurrence pattern. As a result of analyzing the correlation with the water storage yields of 3,423 agricultural reservoirs that do not immediately open their sluice gates in the cases of droughts or floods, it was confirmed that the correlation was higher than 56% in the natural state. Therefore, it was concluded that it is possible to re-evaluate agricultural droughts through long-term groundwater level change analyses.