• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.516-516
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• 2022

Agricultural reservoirs are critical water resources structures to ensure continuous water supplies for rice cultivation in Korea. Climate change has increased the risk of reservoir failure by exacerbating discrepancies in upstream runoff generation, downstream irrigation water demands, and evaporation losses. In this study, the variations in water balance components of 400 major reservoirs during 1973-2017 were examined to identify the reservoirs with reliable storage capacities and resilience. A conceptual lumped hydrological model was used to transform the incident rainfall into the inflows entering the reservoirs and the paddy water balance model was used to estimate the irrigation water demand. Historical climate data analysis showed a sharp warming gradient during the last 45 years that was particularly evident in the central and southern regions of the country, which were also the main agricultural areas with high reservoir density. We noted a country-wide progressive increase in average annual cumulative rainfall, but the forcing mechanism of the rainfall increment and its spatial-temporal trends were not fully understood. Climate warming resulted in a significant increase in irrigation water demand, while heavy rains increased runoff generation in the reservoir watersheds. Most reservoirs had reliable storage capacities to meet the demands of a 10-year return frequency drought but the resilience of reservoirs gradually declined over time. This suggests that the recovery time of reservoirs from the failure state had increased which also signifies that the duration of the dry season has been prolonged while the wet season has become shorter and/or more intense. The watershed-irrigated area ratio (W-I_ratio) was critical and the results showed that a slight disruption in reservoir water balance under the influence of future climate change would seriously compromise the performance of reservoirs with W-I_ratio< 5.

• 한국지형학회지
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• 제28권2호
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• pp.31-44
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• 2021

Due to recent climate change, continuous soil loss is occurring in the mountainous watershed. The development of geographic information systems allows the spatial simulation of soil loss through hydrological models, but more researches applied to the mountain watershed areas in Korea are needed. In this study, prior to simulating the soil loss characteristics of the mountainous watershed, the field monitoring and the SWAT and GeoWEPP models were used to simulate and analyze the rainfall and runoff characteristics in the mountainous watershed area of Jirisan National Park. As a result of monitoring, runoff showed a characteristic of a rapid response as rainfall increased and decreased. In the simulation runoff results of calibrated SWAT models, R², RMSE and NSE was 0.95, 0.03, and 0.95, respectively. The runoff simulation results of the GeoWEPP model were evaluated as 0.89, 0.30, and 0.83 for R², RMSE, and NSE, respectively. These results, therefore, imply that the runoff simulated through SWAT and GeoWEPP models can be used to simulate soil loss. However, the results of the two models differ from the parameters and base flow of actual main channel, and further consideration is required to increase the model's accuracy.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.101-113
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• 2007

본 연구는 동해고속도로 확장공사구간에서 도로시공을 위한 사면 절개시 산사태가 발생된 현장을 대상하였다. 대상현장의 산사태 규모는 평면적으로 사면 폭이 100m, 사면높이가 87m로서 전체면적은 약 $9,550m^2$ 정도이다. 대상현장의 산사태는 지반 내 점토층이 존재하는 취약한 지질구조에 의한 내적요인과 사면절개 및 지속적인 강우에 의한 외적요인에 의해 발생된 것이다. 산사태 발생 직후 현장계측결과 사면지반의 수평변위는 우기철의 지속적인 강우로 인하여 누적강우량이 증가함에 따라 계속적으로 증가함을 알 수 있다. 그리고 산사태 발생시 측정된 사면지반의 수평변위를 통하여 사면활동면의 깊이를 결정할 수 있다. 현장계측을 통하여 사면활동면 발생 깊이에서부터 사면지반의 수평변위가 증가됨을 확인할 수 있으며, 사면활동면 발생 깊이는 점토층이 분포하고 있는 깊이와 일치함을 알 수 있다. Bishop의 간편법을 이용한 사면안정해석결과 강우시 사면안전율은 0.53으로 산사태가 발생가능성이 매우 큰 것으로 나타났으며, 사면활동면의 발생 깊이는 현장계측을 통하여 측정된 점토층이 분포하고 있는 깊이와 일치함을 알 수 있다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제5권4호
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• pp.235-244
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• 2018

Potential maximum soil moisture retention (S) is a dominant parameter in the Soil Conservation Service (SCS; now called the USDA Natural Resources Conservation Service (NRCS)) runoff Curve Number (CN) method commonly used in hydrologic modeling for event-based flood forecasting (SCS, 1985). Physically, S represents the depth [L] soil could store water through infiltration. The depth of soil moisture retention will vary depending on infiltration from previous rainfall events; an adjustment is usually made using a factor for Antecedent Moisture Conditions (AMCs). Application of the method for continuous simulation of multiple storms has typically involved updating the AMC and S. However, these studies have focused on a time step where S is allowed to vary at daily or longer time scales. While useful for hydrologic events that span multiple days, this temporal resolution is too coarse for short-term applications such as flash flood events. In this study, an approach for deriving a time-variable potential maximum soil moisture retention curve (S-curve) at hourly time-scales is presented. The methodology is applied to the Napa River basin, California. Rainfall events from 2011 to 2012 are used for estimating the event-based S. As a result, we derive an S-curve which is classified into three sections depending on the recovery rate of S for soil moisture conditions ranging from 1) dry, 2) transitional from dry to wet, and 3) wet. The first section is described as gradually increasing recovering S (0.97 mm/hr or 23.28 mm/day), the second section is described as steeply recovering S (2.11 mm/hr or 50.64 mm/day) and the third section is described as gradually decreasing recovery (0.34 mm/hr or 8.16 mm/day). Using the S-curve, we can estimate the hourly change of soil moisture content according to the time duration after rainfall cessation, which is then used to estimate direct runoff for a continuous simulation for flood forecasting.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.37-44
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• 2005

본 연구의 목적은 운동장, 주차장, 도로측면, 보도, 기타 주거시설 등의 우수 차집시설에 사용되는 콘크리트 구조물 의 침투능 확보를 위한 투수성 차집 구조물 개발에 관한 것이다. 본 연구결과 우수침투시설의 침투방식은 투수콘크리트를 이용한 방법과 투수공을 이용한 방법, 쇄석을 충진한 방법 모두 유사한 침투능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 침투시설의 현장설치시 지반의 조건, 지하수위, 주변 건축물의 영향, 과거의 침수이력, 적용 기능한 침투 시설 등에 대하여 종합적인 검토가 필요함을 알 수 있었다. 침투시설의 유출저감효과를 검증하기 위하여 실험 대상 지역내에 현장 설치하였으며, 침투통과 침투트렌치를 연계한 현장적용 결과 강우량 24 mm 일 경우 89%, 12 mm 일 경우 93%, 140 mm 일 경우 51%, 64 mm 열 경우 75%, 54 mm 일 경우 80%의 유출저감효과가 있는 것으로 나타났다. 일정 강우까지는 강우량이 증가할수록 침투량이 증가하였으며, 일정 강우량 도달시 침투량이 급격히 줄어드는 것을 확인하였다. 침투량은 지반조건, 시공조건, 이전 강우간격 등과 밀접한 관계가 있으며, 향후 장기간의 모니터링을 통하여 정량화 하고자 한다.

• 한국농공학회지
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• 제31권1호
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• pp.71-81
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• 1989

Soil erosion was investigated to find out difference in amount of soil eroded from slope land at early stage of young grasses and at later stage with sufficient cover with different slopes. The six experimental plots were formed on 8$^{\circ}$, 10$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, and 25$^{\circ}$, with 2m width and 20m length located at the Hwak Kok Ri, Chun Sung Gun, Kang Weon Do. The amount of soil eroded and run-off were collected from 1. May 1987. to 30. October 1988, growing with grasses sowed 2. September 1987. The results were as follows : 1. The amount of soil eroded from the plots except 8$^{\circ}$ plot exceeded the allowable soil erosion with 14 ton/ha during the land formuing before establishment of sufficient surface cover with grasses. Therefore, proper soil conservation practice should be recommeneed. 2. The amount of soil eroded increased exponentially with increased slope as 1.24 times for 15$^{\circ}$1.65 times for 20*, and 2.94 times for 25$^{\circ}$, m comparing with standared 10$^{\circ}$ polt. 3. The erosion occurred mainly by high density of rainfall exceeding lOOmm as consecutive precipitation during the raining peried or accompanied by typhoon passing. 4. The significant soil erosion, when the land covering ratio was over 95% after seeding of grass, was recorded only by the single continuous storms over lOOmm of concentrated precpitation, of which amounts were 1/73~/250 of the allowable soil erosion. 5. The amount of soil erosion from the plots with sufficient surface cover with grasses increased as the slope increased however the amounts were small enough to be neglected. 6. Desolation by soil erosion would be minor problem up to the slope of 20$^{\circ}$ when the mountainous area developed to the grassland with sufficient cover. But it could be concerned on the turn to the hare land by the treading of livestocks with the land slope over 25$^{\circ}$. 7. The run-off of rainfall increased by the increament of slope but it was not exponentially increased. 8. The run-off of rainfall after seeding of grass reduced by 20% in comparison with the run-off of rainfall before seeding, which might be due to infiltration of rainfall promoted by the grass roots.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.955-968
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• 2021

수자원 계획 수립시 인위적인 하천수의 사용 및 조절 과정을 거치지 않는 자연유량 상태를 기반으로 이루어지며, 관측자료를 이용하거나 장기유출모형을 이용한 방법 등을 통해 산정할 수 있다. 그러나, 자연적인 유출 상태를 보이는 유역은 매우 제한적이며, 미계측유역은 수문모형을 구축한 후 이를 전이시켜 산정하는 등 신뢰성 있는 수문자료는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 GR4J 강우-유출모형을 활용하여 14개 댐 상류 유역에 대한 매개변수 최적화를 수행하여 자연유량의 재현성을 평가하였다. 매개변수의 불확실성을 정량적으로 고려하기 위해 Bayesian 이론을 도입하였으며, 매개변수의 사후분포로부터 추출되는 다수의 매개변수를 지역화에 활용하였다. 최종적으로 최적 매개변수와 유역의 특성을 갖는 인자에 대한 상관관계를 파악해 유역특성인자를 선별하였으며, 인자 사이의 상관성을 효과적으로 고려하기 위하여 Copula 함수를 활용해 매개변수 지역화 모델로 확장하였다. 결과적으로 지역 매개변수를 활용해 산정된 유량과 14개 댐 관측 유입량이 약 0.8 이상의 높은 상관성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 방법론은 미계측유역의 강우-유출모형 매개변수 추정시 유역특성을 고려한 지역 매개변수의 추정이 가능하다는 측면에서 유리한 장점을 확인할 수 있으며, 동시에 불확실성 정보를 제공함으로써 미계측유역의 자연유량 예측 모형으로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.1053-1064
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• 2022

현행 면적평균 강수량 산정 방법인 티센 방법은 정확한 유역평균 강수량 산정에 있어 심각한 구조적 한계가 존재한다. 강수량계의 관측 정확도 외에, 강수량계 배치와 호우의 이동 방향에 따라서도 면적평균 강수량 산정에 오차가 발생할 수 있다. 유역이 작고 관측소 밀도가 희박한 경우 시뮬레이션 및 관측 사상 모두에서 티센 방법은 첨두 전후로 10분 사이에 유역평균 강수량이 계속 급격히 증감이 반복되는 특이한 경향 보였다. 그리고 티센 유역평균 강수량은 첨두 시점이 강우레이더와 다르게 나타났다. 유역이 작지만 관측소 밀도 비교적 높은 경우에는 전반적으로 티센 방법에 의해 톱니모양의 과대 첨두치의 경향은 나타나지 않았고 시간에 따른 변동이 유사하게 나타났다. 그러나 강우레이더 관측치와 지상 강수량계 관측치 유역평균 강수량 사이에 약 10분 정도의 연속적인 시차가 발생하였다. 강우레이더 유역평균 강수량의 지상보정 효과를 검토한 결과, 보정 후 면적평균 강수량이 보정 전 면적평균 강수량에 비해 오히려 상관이 낮게 나타나, 현행 강우레이더 지상보정 알고리즘 보정 효과가 높지 않은 것을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.223-237
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• 2011

하구둑으로 인해 담수의 공급이 간헐적으로 발생하는 영산강 하구에서는 담수의 방류가 하구의 유동패턴, 염분농도의 변이, 영양염 공급 등 하구환경과 생태계 반응을 주도하는 요인이다. 담수의 방류는 유역의 강우조건에 영향을 받으므로 담수의 방류시기 및 규모를 파악하기 위해서는 담수방류를 유발하는 강우조건과 강우-방류간 상관관계에 대한 이해가 필요하다. 또한 담수방류가 하구에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 방류의 규모와 더불어 빈도에 대한 고려가 필수적이다. 이 연구는 영산강 하구역의 담수방류를 예측하고 평가하는 도구로서 영산강 하구둑의 담수 방류자료를 대상으로 강우에 보다 직접적으로 반응하는 극치방류의 확률분포함수를 파악하고 극치방류를 유발하는 강우조건을 판별하여 극치방류를 유발하는 강우와 극치방류 간의 빈도-규모 관계식을 도출하는 데 목적을 두었다. 13.7년(1997.1.1-2010.8.31)간의 일방류량 자료에 대하여 일연속방류를 분석의 기본단위인 방류이벤트로 정의하되 4일 이상의 일연속방류의 경우는 방류패턴에 토대를 둔 이벤트 분리 알고리듬을 적용하여 개별 이벤트를 식별하였다. 총 529건의 방류 이벤트에 대하여 14년간의 연 최고치 중 최솟값에 해당하는 133,656,000 $m^3$을 기준으로 극치방류이벤트를 선별하고 부분시계열 빈도분석법을 적용하여 극치방류의 확률분포함수가 Weibull(k=1.4)함수를 따름을 확인하였다. 극치방류를 기준으로 대비되는 강우 l일전 3일합 강우량이며 최솟값은 50.98 mm인 것으로 나타났다. 이 기준에 따라 추출된 방류유발기능 강우군은 총 102건으로 극치방류이벤트의 수보다 많았다. 정준판별분석을 통해 3일합 강우량 이외에 관리수위대비(-1.35 m EL.) 하구호 수위가 방류유발 강우를 규정하는 중요한 요소라는 점과 방류유발가능 강우군을 선별하는 임계값을 104mm로 재조정할 경우 3일합 강우량만으로 방류유발 강우를 규정할 수 있음을 확인하였다. 극치방류 유발 강우만을 대상으로 강우-방류 관계식을 수립한 결과 3일합-강우량($\overline{r_{3day}}$), 3일합-강우량 재현주기($T_{r3}$), 방류량(Discharge, D), 방류량 재현주기($T_d$)의 관계는 $D=1.111{\times}10^8+1.677{\times}10^6{\overline{r_{3day}}$, (${\overline{r_{3day}}{\geqq}104$), $T_d=1.326T^{0.683}_{r3}$, $T_d=0.117{\exp}[0.0155{\overline{r_{3day}}]$로 나타났다. 100년 주기 3일합 강우(357mm)에 의해 유발되는 방류량은 영산강 하구둑 방류량의 재현주기는 30.8년 정도이며 그 양은 $7.0979{\times}10^8m^3$이다. 담수방류의 재현주기 및 재현주기에 기초한 강우-방류 관계식은 영산강 하구역을 비롯하여 인위적으로 담수의 방류가 조절되는 하구역에서 담수의 영향을 평가하고 예측하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 물과 미래
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• 제28권6호
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• pp.193-202
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• 1995

본 연구의 목적은 하천유량에 결정적 영향을 미치는 토양수분 상태의 시간적 변화를 고려할 수 있는 강우-유출 모형을 평창강 유역에 적용하여 홍수예측 모형으로서의 가능성을 검증하는데 있다. 사용된 모형은 Sacramento 토양수분 모형과 비선형 다중저수지 형태의 유역홍수 추적 모형으로 구성된 물리적 개념에 근거를 둔 연속을 모형이다. 모형의 매개변수 추정 및 모형 검증을 위해서 각각 7년, 3년간의 일 강수량 및 증발산 자료를 이용하였다. 모형의 적용 결과, 저유량일 때에는 계산유량이 관측유량보다 다소 적게 계산되었지만, 홍수시를 포함하여 전반적으로 만족할 만한 유출계산(상관계수 0.87)을 할 수 있었다. 또한, 홍수와 가뭄과 같은 극한사상이 발생하였을 때의 강수와 토양습윤 상태가 유출에 미치는 영향을 해석하였다.