• 한국수자원학회논문집
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• 제56권8호
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• pp.485-496
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• 2023

최근 우리나라는 댐 운영에 있어서 다양한 가뭄 대책을 활용하여 가뭄 시 물 부족의 위험 리스크를 줄이기 위해 노력하고 있다. 이를 중심으로 다양한 연구들이 수행되었지만 가뭄 대책의 효과를 경제적인 측면에서 살펴본 연구는 현재 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ARIMA와 Copula 기반의 장기간 모의 유입량 생성 모형과 댐별 가뭄 대책을 반영한 댐 운영 모형을 활용하여 전국의 다목적댐을 대상으로 가뭄 대책 시행에 따른 경제적 효과를 평가하였다. 경제적 편익 산정 결과 연계 운영·대체 공급과 비상공급대책의 단위 유량 당 기대 편익이 각각 1,176원과 1,139원으로 가장 높 으며, 비상 용량 활용과 용수공급조정의 편익은 956원과 875원으로 추정된다. 추가로 미래에 가뭄이 심화된다는 가정을 기반으로 가뭄 대책의 경제적 편익의 변화에 대하여 살펴본 결과 유입량 감소로 인한 가뭄 리스크의 변화는 모든 가뭄 대책의 경제적 편익을 높이는 효과를 보였다. 용수공급조정의 경제적 효과는 기존 대비 2.6% 상승하였으나, 연계 운영·대체 공급의 경제적 효과는 기존 대비 11.7% 상승하였다. 이는 가뭄의 위험도가 증가할수록 연계 운영과 대체 공급과 같은 댐 네트워크 기반의 대책이 주요한 것으로 판단된다. 본 연구는 향후 가뭄 대책의 선정과 활용에 있어서 기본자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.135-143
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• 2014

본 연구에서는 기후변화에 따른 충주댐 유입량을 모의하였으며 이때 발생되는 불확실성을 분석하였다. GCM별 불확실성을 고려하기 위해 IPCC AR4 A2 시나리오에 의한 4개의 GCM 강수량 결과를 추계학적 모형인 TFN 모형에 적용하였다. TFN 모형의 불확실성을 고려하기 위하여 정규분포를 따르는 100개의 잡음항을 생성하여 앙상블 유입량 시나리오를 생성하였고, 결과적으로 400개의 미래유입량 시나리오를 제시하였다. 분석결과 과거 30년과 비교하여 미래에는 다른 변화율을 보였으며, 모든 시나리오에서 전 기간에 걸쳐 연 유입량 증가 양상을 보였고 여름철의 유입량 증가, 봄철의 유입량 감소가 전망되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3469-3476
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• 2015

우리나라는 여름철에 강수량이 집중되고 동고서저형의 지형을 가지고 있다. 이러한 지형과 조건을 가진 나라는 기본적으로 하드웨어적인 대책이 뒷받침되어야 한다. 하지만 점차 그 적지는 감소하고 있고 국가 수자원 정책에 대한 시민 및 언론의 반발은 거세지고 있는 상황에 처해있다. 이러한 상황에서 기후변화는 수자원에 많은 영향을 주고 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 기상청 기후변화 시나리오인 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 검 보정한 SWAT모형에 적용하여 밀양다목적댐 유역의 미래 유입량을 산정하고 이에 대한 분석 결과를 바탕으로 댐을 운영하는데 있어 미래 방향을 제시하였다. 기존의 봉우리형 강우패턴에서 겨울철에도 비가 오는 평탄한 형상으로 변화할 것으로 예측되었다. 따라서 기존의 운영룰에서 변화하는 강우 패턴에 맞는 방향으로 댐의 운영룰을 수정하고 이에 대처할 수 있는 방안의 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.449-460
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• 2004

본 논문에서는 월 댐유입량을 예측하는데 있어서 기상예보정보를 활용한 뉴로-퍼지 시스템의 적용성을 검토하였다. 뉴로-퍼지 알고리즘으로 퍼지이론과 신경망이론의 결합형태인 ANFIS(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System)을 이용하여 모형을 구성하였다. ANFIS의 공간분할에 의한 제어규칙의 선정에 있어 퍼지변수가 증가함에 따라 제어규칙이 기하급수적으로 증가하는 단점을 해결하기 위해 퍼지 클러스터링(Fuzzy Clustering)방법 중 하나인 차감 클러스터링(Subtractive Clustering)을 사용하였다. 또한 본 연구에서는 정성적인 기상예보정보를 정량화 시키는 방법을 제안하였다. AMFIS를 이용하여 월 댐유입량 예측 시, 관측자료만으로 구성된 모형에 의한 예측결과와 관측자료에 기상예보정보를 더하여 구성된 모형에 의한 예측결과를 비교하였다. 그 결과 ANFIS는 기상예보정보를 활용하여 댐유입량을 예측했을 때가 관측자료만으로 예측했을 때보다 예측능력이 더욱 정확함을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1141-1155
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• 2013

최근에 이르러 기후변화에 따른 급격한 지구온난화에 대비하기 위해 많은 연구가 수행되고 있으며, 본 연구에서는 임하-안동댐 유역을 대상으로 미래 유량 변화에 대응하기 위한 다목적댐 운영 전략에 관하여 연구하였다. 미래 유량 전망결과를 이용하여 댐군을 연계운영하고 그 영향을 단독 댐 운영방법과 비교하여 평가하였다. 먼저 기후변화의 불확실성을 고려하기 위해 GCM와 통계학적 축소화 기법인 일기발생기 LARS-WG, 유출전망 모형abcd에 적용하여 미래 전망 댐 유입량을 산정하였다. 수위운영방법이 기존 댐운영방법에 대한 모의로 선정되었으며, 대안으로서 New York City rule을 적용한 선형계획법의 댐군 연계운영 모형을 적용하였다. 미래 유입량 전망결과는 과거의 연 총 유입량에 비하여 안동댐에서 평균72.81%, 임하댐에서 평균 65.65%감소하였다. 미래 유입량 전망자료를 댐 운영모형에 적용한 결과, 연계운영한 결과의 신뢰도가 평균 62.22%로 단독 운영 결과의 신뢰도 47.55%에 비해 GCM 종류에 상관없이 전반적으로 높았다. 특히 수량부족으로 인해 신뢰도가 낮은 경우, 편차는 더 크게 나타났다. 따라서 안동-임하 댐군에 연계운영을 적용하는 것이 상대적으로 기후변화에 따른 수량의 변화에 더 효율적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권9호
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• pp.687-700
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• 2022

우리나라 다목적댐과 용수댐에서의 이수능력을 종합적으로 평가하기 위하여 기간신뢰도의 주 지표와 함께 회복도, 무차원 취약도를 포함한 수자원이용률, 비 유입량, 비 공급량을 활용한 통합보조지표를 이수안전도 평가지표로 활용하는 방법론을 제시하였다. 또한 향후 지속가능한 댐 운영 목적에서 이수안전도를 주기적으로 평가하고 평가 결과에 따른 구조적 혹은 비구조적 계획수립을 위한 댐별 우선순위 판단을 위해 이수안전도의 등급화 방안을 함께 제시하였다. 주요 결과로서, 섬진강댐의 경우 기간신뢰도는 99.0%로 1등급이었으나, 통합보조지표는 44점으로 최하인 5등급으로 나타났다. 이는 현재의 높은 신뢰도에도 불구하고, 장래의 기후나 지역적 용수수급의 변화가 이수안전도에 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미하는 것이다. 충주댐의 경우는 대조적인 사례로서, 기간신뢰도가 93.0%로 국내 최대 규모의 다목적댐의 위상과는 다르게 전체 다목적댐 중 평균 이하의 성적을 보이는 반면 통합보조지표는 76점으로서 다목적댐 중에서는 소양강댐과 남강댐에 이은 높은 등급을 보인다. 하지만 그럼에도 불구하고 유역 규모상 비 유입량이 185%로서 충분한 유입량이 들어오기 때문에 실제 안정성은 높다는 평가를 할 수 있었다. 단일목적으로 설계된 용수댐은 생·공용수의 비중이 높고 댐의 공급량에 여유가 있기 때문에 이수안전도가 상대적으로 높게 산정되는 경향으로 나타났다.

• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.499-507
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• 1990

홍수기중의 실시간 저수지 운영을 위해서는 매시간 on-line으로 입력된 자료와 예측치로부터 시간별 최적방류량을 구해야 한다. 이를 위해서 댐하류의 홍수피해를 최소화하고 홍수 말기의 용수보존을 고려하는 무의 모형의 기법을 발표한 바 있다. 본 논문에서는 홍수시의 대청댐의 단일저수지 운영을 위해 모형을 적용하고 결과를 검토하며, 과거의 측정된 유입량과 방류량자료도 검토한다. 초기저수위를 달리하여 각 재현 기간별 홍수수문곡선을 다루고, 강우유출 모형으로부터 얻은 예측유입량을 구하여 운영한 뒤에 실제값과 비교하였다. 연구결과에 의하면 예측유입량의 불확실성을 고려하기 위해 위험계수를 적용하면 홍수조절용량을 효율적으로 이용할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.439-447
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• 2011

변화할 것으로 예측되고 있는 기후환경에서 현재 수공구조물의 적응능력을 평가하고 지속가능한 시스템을 만들고자 하는 것은 최근의 수자원 관리의 핵심이다. 본 연구에서는 한강수계 5개의 댐을 대상으로 다양한 유입량에 따른 방류량 및 저류량의 변화를 퍼지 추론 시스템을 이용하여 분석하였다. 유입량의 변화에 대한 최대 저류량 및 최소 저류량의 변화를 저수지의 적응능력이라 정의하여 분석한 결과, 저류용량이 상대적으로 작은 광동댐은 유입량의 급격한 증가를 감당하기 어려우며, 소양강댐은 강우량 변화에 대한 적응능력이 가장 뛰어난 것으로 판단되었다. 그러나 퍼지 추론 시스템은 소속함수를 임의로 지정하고, 과거 자료를 이용하여 검증하기가 용이하지 않으므로, 보다 정확하고 효율적인 모의를 위해 소양강댐을 대상으로 적응 신경망-퍼지추론 시스템을 구축하여 적응능력을 평가하였다. 과거 자료의 빈도분석 결과와 기후변화 시나리오를 바탕으로 구축된 9개의 강우 시나리오에 대해 소양강댐의 방류량 및 저류량을 모의한 결과, 유입 시나리오에 따라 매우 상이한 저수지 운영결과를 나타냄을 알 수 있으며, 적응 신경망-퍼지 추론 시스템이 변화하는 강우량과 패턴에도 불구하고 안정적으로 저수지를 운영함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.337-346
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• 2010

기후변화는 전 세계적으로 다양한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 준분포형 연속 모형인 SWAT을 이용하여 소양강 유역(2,694.4 $km^2$)의 기후, 식생활력도, 토지이용 변화에 따른 수문요소 변화 값을 정량화하여 기후변화에 따른 수문요소의 영향을 분석하였다. 1997-2006년의 일 댐유입량을 이용하여 모형을 보정한 결과 Nash-Sutcliffe 모형 효율이 0.45-0.91로 나타났다. 기후변화 자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 GCM 모형 중 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM, HadCM3의 결과 값을 입력하였으며, 이때 배출 시나리오는 A2, A1B와 B1을 사용하였다. 각 모형에 20C3M(20th Century Climate Coupled Model) 값과 과거 30년(1977-2006)의 값을 비교하여 오차 수정을 한 후 2000년(base line)을 기준으로 각 기간별 Change Factor Method로 다운스케일링을 실시하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 기간으로 나누어 분석하였다. 미래 온도의 경우 연도별로는 $2.0{\sim}6.3^{\circ}C$ 증가하였으며, 계절적으로도 HadCM3를 제외한 전 기간에 증가하였다. 연강수량은 $-20.4{\sim}32.3%$ 변화하였으며, 가을의 강수량 감소와 겨울과 봄 강수량 증가가 모든 모형에서 나타났다. 미래 토지이용과 식생 활력도 예측에는 CA-Markov 방법과 MODIS LAI와 온도와의 회귀식을 사용하였다. 이에 따른 연중 수문요소 예측 결과, 증발산량은 최대 30.1% 증가하였으며, 토양수분과 지하수 함양량은 최대 32.4%, 55.4% 감소하는 것으로 예측되었다. 댐 유입량의 경우는 모형별 차이가 크며, $-38.6{\sim}29.5%$의 변화 범위를 보였다. 계절적으로는 모든 시나리오에서 가을의 댐 유입량, 토양수분, 지하수 함양량 감소를 보였으며, 온도와 강수량이 감소하는 일부기간을 제외하고는 증발산량은 모두 증가하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제11권12호
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• pp.1217-1226
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• 2002

This study aims at the effective estimation of water supply capacity of small scale reservoir and the proposal of the data which is necessary to establish the water resources management plan of down stream area of the reservoir in the future by comparison and examination about reservoir operation technique for the security of agricultural water in small scale reservoir. The result of flow calculation by Tank model is used for the input data as the inflow data which is needed for the analysis of water supply capacity. Stochastic method, simulation method, and optimization method are used to examine the water supply capacity, and water security amount is compared with each method. From the analyses of water supply capacities by each method, slightly different results are shown in spite of the effort to compare them equally using input data such as inflow data under equal conditions, and the comparison of water supply capacities by each method are as follows; linear planning method, simulation method, and transition probability matrix method in the order of amount from the largest. It is thought that the simulation method in which comparatively reasonable application of the inflow data is possible and is simulated in successive time series dam operation of the three methods used in this study thus, simulation model is proper to estimate the water supply capacity of agricultural small scale reservoir. And it is judged that the heightening of efficiency of water resources utilization according to the development of downstream area of dam may be possible using the upward readjusted water supply amount of $55.18{\tiems}10^6ton$ and $63.7{\times}10^6ton$ at 95% and 90% supply reliability respectively which are above the planning water supply amount of $50.0{\times}10^6$ton when the simulation method is introduced as the standard.