• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.225-225
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• 2015

Drought events usually evolve slowly in time and their impacts generally span a long period of time. This indicates that the sequence of drought is not completely random. The Hidden Markov Model (HMM) is a probabilistic model used to represent dependences between invisible hidden states which finally result in observations. Drought characteristics are dependent on the underlying generating mechanism, which can be well modelled by the HMM. This study employed a HMM with Gaussian emissions to fit the Standardized Precipitation Index (SPI) series and make multi-step prediction to check the drought characteristics in the future. To estimate the parameters of the HMM, we employed a Bayesian model computed via Markov Chain Monte Carlo (MCMC). Since the true number of hidden states is unknown, we fit the model with varying number of hidden states and used reversible jump to allow for transdimensional moves between models with different numbers of states. We applied the HMM to several stations SPI data in South Korea. The monthly SPI data from January 1973 to December 2012 was divided into two parts, the first 30-year SPI data (January 1973 to December 2002) was used for model calibration and the last 10-year SPI data (January 2003 to December 2012) for model validation. All the SPI data was preprocessed through the wavelet denoising and applied as the visible output in the HMM. Different lead time (T= 1, 3, 6, 12 months) forecasting performances were compared with conventional forecasting techniques (e.g., ANN and ARMA). Based on statistical evaluation performance, the HMM exhibited significant preferable results compared to conventional models with much larger forecasting skill score (about 0.3-0.6) and lower Root Mean Square Error (RMSE) values (about 0.5-0.9).

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.287-299
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• 2013

본 연구의 목적은 기록된 관측가뭄자료를 이용하여 수문기상 기반의 국내 가뭄판단기준을 제시하는데 있다. 과거 1991년에서 2009년까지 기록된 가뭄사례를 수집한 후, 관측기상정보와 LSM(Land Surface Model)으로부터 생산된 수문정보를 이용하여 백분위 해석을 수행하였다. 기간별 가뭄판단기준을 도출하기 위해 객관적 가뭄평가 기법인 ROC(Relative Operating Characteristics) 분석을 이용하였다. 국내 가뭄기준은 대표적으로 강수 및 유출이 지속기간 3개월에 평년대비 35% 이하, 토양수분이 지속기간 2개월의 35% 이하 그리고 증발산량이 지속기간 3개월에 65% 이상으로 나타났다. 가뭄판단기준의 적용성 평가를 위해 SPI (3)와의 ROC 분석을 수행한 결과 SPI (3)에 비해 적용성이 높은 것으로 나타났다. 또한 가뭄판단기준에 대한 지역별 분석을 수행한 결과 공간적으로 가뭄상황을 적절히 반영하는 것을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제19권2호
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• pp.107-115
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• 2003

이 연구는 위성 영상을 이용하여 경작지에 나타나는 2001년 봄가뭄의 가뭄심도를 탐지하였다. 우리나라에 매년 피해를 주는 봄가뭄은 주로 기상학적 가뭄지수에 의해 모니터링되기 때문에 미시적 차원에서의 가뭄 현황 파악이 어렵다. 따라서, 각 경지에 대한 지표특성을 반영해주는 가뭄의 국지적 연구가 필요하다. 이 연구는 농작물 생육과 성장에 가장 큰 영향을 주는 토양수분을 지표로 2001년의 농업적 가뭄에 대해 분석하였다. 특히, 태슬 모자형(Tasseled cap)변환과 지형적 요인들을 이용하여 가뭄의 정도와 공간적 분포를 탐지하였다. 연구지역의 가뭄분석에서 Landsat 7 ETM/sub ＋/ 영상의 태슬 모자형 변환을 통해 추출된 수분 지수가 농경지의 가뭄 민감도를 잘 나타내었다. 수분지수는 다양한 토양 수분의 정도를 잘 표현해 주기 때문에, 수분 지수로 가뭄의 심도를 확인 할 수 있었다. 특히, -0.2 이하의 수분지수 값이 나타내는 화소(Pixel)들은 2001년 봄가뭄으로 심각한 용수부족피해를 겪고 있던 경작지로 나타났다. 그 화소들과 지형변수를 이용하여 가뭄심도를 구하는 모델을 구현하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권6호
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• pp.622-633
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• 2018

Chinese cabbage grown during autumn season is confronted with drought conditions for a certain period, especially during the early growth stage. In this study, we investigated the effects of drought stress on plant growth characteristics, as well as free amino acid, carotenoid, and proline in Chinese cabbage. Chinese cabbage seeds (Bulam Plus) were germinated, and all the seedlings were transplanted into plastic containers (28 cm diameter ${\times}$ 22 cm high) containing a commercial growth medium. The soil water content was measured and maintained at 10% for the drought-stressed plants and at 30% for the control plants, for three weeks. The results revealed that plant growth parameters were lower in the drought-stressed plants than in the control plants. The total free amino acid content tended to decrease in both drought-stressed and control plants with time. The total free amino acid content was found to be lower in the drought-stressed plants than in the control plants and the proline content was unaffected. Moreover, at three weeks after treatment, carotenoid content in drought stressed plants was significantly higher than that in the untreated plants. We believe that our study makes a significant contribution to the literature because the effects of drought stress on plant growth parameters, free amino acid, carotenoids, and proline accumulation in autumn growing cultivar of Chinese cabbage have not been widely studied in Korea, and our study provides valuable information in this regard, as Chinese cabbage is consumed throughout the year in Korea.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권5호
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• pp.13-22
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• 2017

Accurate assessment of agricultural groundwater usage is an essential task to cope with drought that occurs irregularly in time and location. In this study, the agricultural groundwater usage was calculated in nationwide public wells (1,386 bedrock wells) during 5-year period (2010-2014) by using electric power consumption and well specification data. National average of agricultural groundwater usage per each well was estimated as $66.2m^3/day$, corresponding to 21.6% of total permitted volume of groundwater in each well. Chungcheong Nam-do had the highest usage with 38-55.6%. The value increased to 58.1% when the total permitted volume was based upon the supply standard against drought, and the value reached 100% in Chungcheong Nam-do. In Ganghwa distirct that suffered from severe drought in recent years, the average groundwater usage was 61.4%. In 2014, when the drought was the most severe with 45% precipitation of the average annual rainfall, the nationwide usage was turned out to be 25.6%, indicating about 4% higher than average agricultural groundwater usage 21.6%. Therefore, the quantitative assessment of groundwater usage in this study signifies that adequate use of groundwater is crucial to cope with agricultural drought.

• 한국환경과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1099-1108
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• 2020

In this study, the capacity of supplying agricultural water to 13 districts was analyzed by calculating the necessary water supply for the arable land of Gunwi-gun and examining the capacity of supplying water to reservoirs, streams, pumping stations, collection sites, and groundwater wells in Gunwi-gun. As a result, among the 13 districts the second district was found to be short of water by 1.2×10⁶ tons/year. In general, local governments establish drought measures by selecting drought disaster risk zones. While selecting drought-risk areas, some water-poor areas that do not have water sources should be selected, even if the entire area has a sufficient water supply. The water-supply evaluation at the regional level was insufficient for locating areas without water sources, but most areas with water sources, such as streams, reservoirs, and pumping stations, were found to have no shortage of water. To locate water shortage areas without water sources, GIS analysis conducted a field survey of areas with a distance of 4 or less than that of water sources analyzed by GIS analysis. Sixty-nine sites in 13 districts were selected for the on-site survey and six areas of water shortage were identified in areas other than the second district.

• 한국수산과학회지
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• 제56권6호
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• pp.899-908
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• 2023

Droughts can alter the dynamics of aquatic ecosystems, including fish communities. This study compared the variations in fish communities in Juam reservoir before and after drought events. Fish sampling was conducted five times from April 2021 to April 2023 using three different sampling methods (kick net, cast net, and gill net). The water level in the reservoir reached its peak (103.73 EL.m, 62.2% capacity) in September 2021, before the drought, and dropped to its lowest point (88.84 EL.m, 17.6% capacity) in April 2023. The dissolved oxygen content in the reservoir decreased from 27 to 6.3 mg/L between the period with the lowest water level (April 2023) and the period with the highest water level (September 2021). In September 2021, 466 fish were collected, but after one year of drought, the number of individuals decreased to 105. Further, the number of fish collected and water levels were positively correlated. Dominant species exhibited a population decline of over 60% with decreasing water levels. These findings highlight the importance of fishery resource management during drought periods.

• 한국환경생태학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-9
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• 2002

본 연구는 광양만 임해매립지의 곰솔 식재 이후 연륜생장에 영향을 미치는 식재환경과 기후요인을 조사 분석하였다. 임해매립지의 곰솔 식재 이후에 수목의 이식과 가뭄에 의하여 연륜생장이 급감소하였다. 수목이식에 의한 연륜생장의 급감소는 모든 지반들에서 유사하게 나타났다. 가뭄에 의한 연륜생장의 감소는 토양경도가 높은 식재지반에서 급격하게 감소하였으나 성토지역에서는 감소 현상이 크지 않았다. 이식에 의한 연륜생장 급감소 이후에 토양경도가 높은 지반들에서는 생장회복이 저조하였으나 성토지역에서는 빠르게 생장이 회복되었다. 연륜생장의 평균민감도와 상대적 변이계수는 토양경도가 높은 지반들이 성토지반들보다 높게 나타났다. 이것은 토양환경이 불량한 지반일수록 외부적 환경변화에 대하여 불안정적으로 생장하는 것으로 해석되었다. 이상의 결과를 요약하면 곰솔의 연륜생장은 이식과 가뭄에 대하여 성토지반에서는 수목 자체적으로도 양호하게 생장을 하지만 토양경도가 높은 지역에서는 생장이 불량하였다. 따라서. 외부적 환경변화에도 수목자체적으로 적응할 수 있는 식재 및 유지관리 방법이 모색되어져야 할 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.581-587
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• 2004

실제유역을 선정하여 지속가능 개발량을 평가하였다. 시험유역은 경북 상주시 양촌리 일대(3.89$\textrm{km}^2$)이며, 관측수위와 모형 추정수위를 분석함으로써 visual MODFLOW모형을 검정하였다. 2003년 3월 19일부터 2004년 3월 18일까지 모형 추정수위와 관측수위를 분석한 결과, 잔차의 평균은 0.0009m, 잔차 제곱합은 7.245$m^2$, 절대평균오차는 0.094m 제곱근오차는 0.141m였으며, 모형의 효율은 92%로 나타났다. 강우자료를 분석하여 평년, 10년, 30년 빈도 한발년을 선정하고, 이들에 대한 지속가능 개발량을 평가하였다. 시험유역 침투량에 대한 지속가능 개발량의 비는 평년 빈도 한발년(1992)은 14.5%, 10년 빈도 한발년(1994)은 15.1%, 30년 빈도 한발년(1982)은 15.2%로 각각 나타났다. 본 연구결과는 지역특성을 고려한 지하수 개발 및 관리계획 수립을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권11호
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• pp.1081-1091
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• 2012

가뭄, 홍수와 같은 이상기후에 따른 낙동강 유역의 수문과 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 강우 시나리오기반의 장기유출 유역모의를 통해 지표유출과 오염부하량 발생 특성을 살펴보았다. 전반적으로가뭄년도에서는지표유출량감소에 따라 오염부하량 감소현상을, 홍수년도에는 강우유출 증가에 따른 부하량 증가를 나타냈으나, 상류유역의 댐 직 하류와 같은 특정유역에서는 가뭄 시 댐 운영으로 인한 방류효과와 토양수분량의 변화 등의 물리적 요인들로 인해 SS부하량의 증가현상이 나타났다. 가뭄에 따른 SS의 농도변화는 유량변화에 따라 민감하게 반응하여 가뭄년도의 평수량 및 갈수량 시기에 높은 농도분포를 나타내었고 T-P는 상대적으로 본류구간보다는 유량이 비교적 적은 지류구간에서 높은 농도범위를 나타내었다. 반면, 홍수년도의 경우SS와T-P 모두 기준년도와 유사한농도범위에서 완만한형태의 변화를보였다. 또한, 유출량이 적은 건기 시에는 SS 부하량 유출도 감소하지만 유출량이 증가할수록 부하량이 급격히 증가하는 반면, T-P의 경우 건기 시에 부하량 유출이 크고 강우 시에는 오히려 감소하여 건기일수와 강우패턴에 지배적으로 각기 다른 영향을 받는 것으로 판단된다.