• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.40-48
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• 2008

The Waimea Basin is located on the northern tip of the South Island of New Zealand. It is a highly productive area with intense water use with multi-stakeholder interest in water. Irrigation from the underground aquifers here makes up the largest portion of used water; however the same aquifers are also the key urban and industrial sources of water. The Waimea/Wairoa Rivers are the main sources of recharge to the underlying aquifers and also feed the costal springs that highly valued by the community and iwi. Due to the location of the main rivers and springs close to the urban centre the water resource system here has high community and aesthetic values. Recent enhanced hydrological modelling work has shown the water resources in this area to be over allocated by 22% for a 1:10 year drought security for maintaining a minimalistic flow of 250 l/s in the lower Waimea River. The current irrigated land area is about 3700 hectares with an additional potential for irrigation of 1500 hectares. Further pressures are also coming on-line with significant population growth in the region. Recent droughts have resulted in significant water use cutbacks and the threat of seawater intrusion in the coastal margins. The Waimea Water Augmentation Committee (WWAC) initiated a three year stage 1 feasibility study in 2004/2005 into the viability of water storage in the upper parts of the catchment for enhancing water availability and its security of supply for consumptive, environmental, community and aesthetic benefits downstream. The project also sought to future proof water supply needs for the Waimea Plains and the surrounding areas for a 50 - 100 year planning horizon. The broad range stage 1 investigation programme has identified the Upper Lee Catchment as being suitable for a storage structure to provide the needs identified and also a possibility for some small scale hydro electricity generation as well. The stage 2 detailed feasibility investigations that are underway now (2007/2008), and to be completed in two years is to provide all details for progressing with the next stage of obtaining necessary permits for construction and commissioning a suitable dam.

• 한국환경과학회지
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• 제22권5호
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• pp.555-562
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• 2013

Jeju Island, the heaviest raining area in Korea, is a volcanic Island located at the southernmost of Korea, but most streams are of the dry due to its hydrological/geological characteristics different from those of inland areas. Therefore, there are limitations in applying the results from the mainland to the studies on stream run-off characteristics analysis and water resource analysis of Jeju Island. In this study, the SWAT(soil & water assessment tool) model is used for the Hwabuk stream watershed located east of the downtown to calculate the long-term stream run-off rate, and WMS(watershed modeling system) and HEC-HMS(hydrologic modeling system) models are used to figure out the stream run-off characteristics due to short-term heavy rainfall. As the result of SWAT modelling for the long-term rainfall-runoff model for Hwabuk stream watershed in 2008, 5.66% of the average precipitation of the entire basin was run off, with 3.47% in 2009, 8.12% in 2010, and root mean square error(RMSE) and determination coefficient($R^2$) was 496.9 and 0.87, respectively, with model efficient(ME) of 0.72. From the results of WMS and HEC-HMS models which are short-term rainfall-runoff models, unless there was a preceding rainfall, the runoff occurred only for rainfall of 40mm or greater, and the run-off duration averaged 10~14 hours.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.223-233
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• 2005

본 연구에서는 분포형 모형과 셀의 유입, 유출 및 저류량에 대한 질량보존의 법칙을 이용하여 토사의 이송 및 퇴적분포예측기법을 개발하였다. 모형은 (a) 토사침식 예측 (b) 흐름방향 및 유출량 산정 그리고 (c) 토사에 대한 질량보존의 법칙에 따른 셀별 토사이동량 산정의 세 단계로 구성되었다. 토양침식은 범용토양손실공식(USLE)을 활용하였으며 분포형 모형에서의 경사장(L) 산정은 일방향(SF)과 다방향 흐름 알고리즘(MF)을 사용하였다. 경사(S) 산정을 위해서는 Maximum Downhill Slope Method (MDS) and the Neighborhood Method (NBH) 기법을 활용하였고 셀별 토양의 이동은 Ferro등(1998)과 Swift (2000)의 토사전달률(DR)개념을 적용하였다. 개발된 모형은 시험유역의 실측 토사량과의 비교검토를 통하여 검증하였다. 3개의 농업용 저수지 유역에 적용한 결과, Ferro의 토사전달률 산정공식과 MDS, MF 기법을 이용한 해석이 저수지의 운영기록과 가장 유사한 결과를 제시한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권3호
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• pp.103-118
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• 2012

분포형 모형은 유역내에서 공간 분포된 임의 지점의 유출해석 결과를 손쉽게 얻을 수 있다. 이때 다양한 특성을 가지는 소유역으로 구성된 유역의 경우, 소유역에 대해 신뢰성 있는 유출량을 얻기 위해서는 소유역별로 보정된 모형을 적용해야 한다. 본 연구에서는 관측 유량자료가 있는 소유역별로 모형을 보정할 수 있는 다지점 보정 기술을 개발하였다. 이를 위해서 다지점 보정 대상매개변수의 선정 및 적용 방법과 소유역 네트워크 정보를 설정하는 방법을 제시하였다. 또한 다지점 보정 모듈을 구현하기 위한 클래스를 설계하고 GUI를 개발하였으며, 소유역별로 설정된 매개 변수를 이용한 유출해석 절차를 정립하였다. 다지점 보정 모듈을 낙동강 수계 선산 유역($977km^2$)에 적용하였다. 적용결과 다지점 보정 모듈은 유역내 소유역에 대한 모형의 보정에 효과적으로 적용할 수 있었으며, 다지점 보정에 의해서 소유역의 유출해석 결과를 향상시킬 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.267-267
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• 2019

Driftwood is one of serious problems in a river environment. In several countries, such as Indonesia, Japan, and Italy, the driftwood frequently appears in a river basin, and it can alter the channel bed, flow configuration by wood deposition and jam formation. Therefore, the studies related to driftwood have been actively conducted by many researchers to understand the mechanism of driftwood dynamics. In particular, wood motion by collision is one of the difficult issues in the numerical simulation because the calculation for wood collision requires significantly expensive calculation time due to small time step. Thus, this study conducted the numerical simulation in consideration of the wood motion by water flow and wood collision to understand the wood dynamics in terms of computation. We used the 2D (two-dimensional) depth-averaged velocity model, Nays2DH, which is a Eulerian model to calculate the water flow on the generalized coordinate. A Lagrangian type driftwood model, which expresses the driftwood as connected sphere shape particles, was employed to Nays2DH. In addition, the present study considered root wad effect by using larger diameter for a particle at a head of driftwood. An anisotropic bed friction was considered for the sliding motion dependent on stemwise, streamwise and motion directions. We particularly considered changeable draft at each particle and projection area by an angle between stemwise and flow directions to precisely reproduce the wood motions. The simulation results were compared with experimental results to verify the model. As a result, the simulation results showed good agreement with experimental results. Through this study, it would be expected that this model is a useful tool to predict the driftwood effect in the river flow.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.207-207
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• 2021

The Vietnamese Mekong Delta(VMD) covers an area of 62,250 km² in the lowest basin of the Mekong Delta where more than half of the country's total rice production takes place. In 2016, an estimated 1.29 million tonnes of Vietnam's rice were lost to the country's biggest drought in 90 year and particularly in VMD, at least 221,000 hectares of rice paddies were hit by the drought and related saltwater intrusion from the South China Sea. In this study, 3D numerical simulations using Delft3D hydrodynamic models with calibration and validation process were performed to examine flow characteristics, climate change scenarios, water level changes, and salinity concentrations in the nine major estuaries and coastal zones of VMD during the 21^st century. The river flows and their interactions with ocean currents were modeled by Delft3D and since the water levels and saltwater intrusion in the area are sensitive to the climate conditions and upstream dam operations, the hydrodynamic models considered discharges from the dams and climate data provided by the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6(CMIP6). The models were calibrated and verified using observational water levels, salinity distribution, and climate change data and scenarios. The results agreed well with the observed data during calibration and validation periods. The calibrated models will be used to make predictions about the future salinity intrusion events, focusing on the impacts of sea level rise due to global warming and weather elements.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.371-380
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• 2016

이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.24-30
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• 2010

본 연구는 시간차 탄성파 탐사에 대한 천부지하구조의 영향을 분석하기 위해 반복적인 수치모형실험을 이용하였다. 수치 실험의 목적은 Otway 분지에 있는 Naylor 지역에서 $CO_2$ 격리를 목적으로 수행 된 현장 실험에서 관찰된 주요한 산란파들을 재생성하는 것이다. 특히, 수포화도를 변화시켜 가면서 상부토양과 심부의 주름진 점토/석회암 경계면의 탄성 성질들의 변화를 관찰하였다. 이러한 실험을 통해서 건기 빛 우기 계절에 행해진 측정치를 모사하였고, 계절의 변화가 탄성파 측정에 미치는 영향을 비반복성 관점에서 평가하였다. 이 영향들에 대한 정량화와 각각의 기여도를 측정하기 위해서 탄성파 파동방정식을 이용한 수치모델링이 수행되었다. 수치모델링 결과는 천부의 점토/석회암의 주름진 경계면에서의 상대적으로 간단한 분산 효과등이 시간차 탐사에 대한 상당한 영향을 미침을 보여주었다. 또한, 상부 토양에서의 포화도의 변화는 심지어 심부의 주름진 경계면보다도 더 탄성파 신호에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다. 현장에서 측정된 반복된 (시간차) 2차원 탄성파탐사 자료들 사이의 정규화원 RMS(Root-mean-square) 차이와 수치적으로 계산된 차이와의 전체적인 일치는 더 많은 연구가 필요함을 알 수 있다. 향후 진행될 연구는 micro VSP 배영과 매우 조밀한 굴절법 탐사를 이용해서 풍화 지역의 탄성 성질을 현장에서 측정하는 것이다. 본 연구의 결과는 중풍이냐 호주와 같이 카르스트 지형으로 생산에 어려움이 따르는 지역의 석유 생산 영상화와 같은 $CO_2$ 지중격리와 상관이 없는 분야에도 효과가 있을 것이다.

• 암석학회지
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• 제9권3호
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• pp.187-203
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• 2000

보현산 일대 화강암류는 화강섬록암과 화강암의 조성을 가지며, 화강암류 내에는 다양한 크기의 염기성 미립 포회암이 나타난다. 염기성 미립 포획암은 유색광물의 군집, 석영섬록암, 섬록암 등으로 구분할 수 있다. 이 염기성 미립 포획암의 산출 상태는 화강암류 외부에 독립된 암체로 존재하는 것이 아니라, 화강암류 내부에서만 발견된다는 특징을 가진다. 지구화학적 특징에서 화강암류와 염기성 미립 포획암은 칼크-알칼리계열에 속하며, 포획암이 메타알루미나질 내지 퍼알루미나질임에 반해 화강암류는 퍼알루미나질의 성질을 보인다. $SiO_2$ 함량에 대한 주성분 산화물의 함량 변화는 포획암과 화강암류에서 매우 직선적인 변화 경향을 보인다. 이러한 경향은 마그마 과정 중에서 분별정출에 의한 결정분화작용 혹은 화강암질 마그마와 염기성 마그마 사이의 혼합작용으로 해석될 수 있다. 그러나 야외 산상을 비롯하여, 암석기재적 특징 그리고 광물 성장에 따른 화학 조성의 변화 등은 화강암류와 포획암 사이에 불균질 후합이 주요 마그마 과정이었음을 지시한다. 화강암류와 포획암의 사장석은 그 주변부 조성에서 거의 유사하다. 그러나 일부 화강암류에서는 사장석의 중심부 조성이 매우 높게 나타난다. 한편, 화강암류의 각섬석은 중심부에서 주변부로 갈수록 Mg(Mg+Fe)비가 높아진다. 이러한 결과는 화강암류의 조암광물의 화학조성이 보다 매픽한 마그마 조성에 의해 영향을 받았음을 지시한다. 화강암질 마그마와 보다 염기성인 섬록암질 마그마의 혼합과정을 2성분 혼합 테스트의 모델을 이용해 계산하였다. 이 결과 화강암류 중 가장 매픽한 화강섬록암의 경우 섬록암질 마그마 조성의 약 65% 정도 혼합되었고, 혹운모 화강암은 평균 19%, 화강섬록암은 평균 51% 정도의 섬록암질 조성이 혼합된 것으로 나타났다. 한편, 포획암의 평균 조성은 약 25% 정도의 화강암질 조성이 혼합된 결과이다.