• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.117-133
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• 2014

본 연구에서는 전국의 8개 주요 도시지점 강우관측 자료를 대상으로 다양한 분류 기준을 적용하여 Quantile Regression (QR)에 의한 기준강수량 초과 강우의 선형추세분석과 Mann-Kendall, Sen 검정을 실시하였다. 분석결과 봄철과 여름철 강수의 뚜렷한 증가경향이 있으며, 가을철과 겨울철 강수는 감소하는 경향이 있음을 확인하였고, 폭우 사상은 최근 30년 평균 3.1~15% 증가 하였다. 또한, 연도별 발생강우의 Ranking에 따른 Top $10^{th}$ 백분위 강수의 3IQR (inter quartile range)의 최근증가경향을 분석한 결과, 대부분 지점에서 강수의 증가경향을 확인하였으며, Quantile 90%의 평균 백분위 강수량은 43.5mm, 증가경향은 0.1412mm/yr, Quantile 99%의 평균 백분위 강수량은 68.0mm, 증가경향은 0.1314mm/yr로 분석되었다. 본 연구의 결과는 매년 발생한 연최대치계열에 대한 분석뿐만 아니라 기준값 이상의 수문 사상정보에 대한 반영과 최근 변화하는 기후의 증가경향을 반영한 수공구조물 설계의 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.147-155
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• 2008

Because of increased nonpoint source runoff potential at highland agricultural fields of Kangwon province, effective agricultural management practices are required to reduce the inflow of sediment and other nonpoint source pollutants into the water bodies. The watershed-scale model, Soil and Water Assessment Tool (SWAT), model has been used worldwide for developing effective watershed management. However, the SWAT model simulated sediment values are significantly affected by the number of subwatershed delineated. This result indicates that the SWAT estimated watershed characteristics from the watershed delineation process affects the soil erosion and sediment behaviors. However, most SWAT users do not spend time and efforts to analyze variations in sediment estimation due to watershed delineation with various threshold value although topography falsification affecting soil erosion process can be caused with watershed delineation processes. The SWAT model estimates the field slope length of Hydrologic Response Unit (HRU) based on average slope of subwatershed within the watershed. Thus the SWAT ArcView GIS Patch, developed by using the regression relationship between average watershed slope and field slope length, was utilized in this study to compare the simulated sediment from various watershed delineation scenarios. Four watershed delineation scenarios were made with various threshold values (700 ha, 300 ha, 100 ha, and 75 ha) and the SWAT estimated flow and sediment values were compared with and without applying the SWAT ArcView GIS Patch. With the SWAT ArcView GIS Patch applied, the simulated flow values are almost same irrespective of the number of subwatershed delineated while the simulated flow values changes to some extent without the SWAT ArcView GIS Patch applied. However when the SWAT ArcView GIS Patch applied, the simulated sediment values vary 9.7% to 29.8% with four watershed delineation scenarios, while the simulated sediment values vary 0.5% to 126.6% without SWAT ArcView GIS applied. As shown, the SWAT estimated flow and sediment values are not affected by the number of watershed delineation significant compared with the estimated flow and sediment value without applying the SWAT ArcView GIS Patch.

• 농촌계획
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• 제11권4호
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• pp.67-74
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• 2005

The Doam watershed is located at alpine areas and the annual average precipitation, including snow accumulation, is significant higher than other areas. Thus, pollutant laden runoff and sediment discharge from the alpine agricultural fields are causing water quality degradation at the Doam watershed. To estimate soil erosion from the agricultural fields, the Universal Soil Loss Equation (USLE) has been widely used because of its simplicity to use. In the early spring at the Doam watershed, the stream flow increases because of snow melt, which results in erosion of loosened soil experiencing freezing and thaw during the winter. Also, extremely torrential rainfall, such as the typhoons 'RUSA' in 2002 and 'MAEMI' in 2003, caused significant amounts of soil erosion and sediment at the Doam watershed. However, the USLE model cannot simulate impacts on soil erosion of freezing and thaw of the soil. It cannot estimate sediment yield from a single torrential rainfall event. Also, it cannot simulate temporal changes in USLE input parameters. Thus, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was investigated for its applicability to estimate soil erosion at the Doam watershed, instead of the widely used USLE model. The SWAT hydrology and erosion/sediment components were validated after calibration of the hydrologic component. The R$^2$ and Nash-Sutcliffe coefficient values are higher enough, thus it is found the SWAT model can be efficiently used to simulate hydrology and sediment yield at the Doam watershed. The effects of snow melt on SWAT estimated stream flow and sediment were investigated using long-term precipitation and temperature data at the Doam watershed. It was found significant amount of flow and sediment in the spring are contributed by melting snow accumulated during the winter. Two typhoons in 2002 and 2003, MAEMI and RUSA, caused 33% and 22% of total sediment yields at the Doam watershed, respectively. Thus, it is recommended that the SWAT model, capable of simulating snow melt, sediment yield from a single storm event, and long-term weather data, needs to be used in estimating soil erosion at alpine agricultural areas to develop successful soil erosion management instead of the USLE.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권3호
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• pp.205-212
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• 2001

관개용 저수지와 양수장으로부터 농업용수의 공급량을 조사하기 위하여 시험지구를 선정하여 관개기간 동안 수문모니터링을 실시하였으며, 측정된 수위와 유량 측정자료로부터 공급량을 산정하고 관개수의 수질분석을 실시하였다. 중평저수지에서 농업용수로 공급되는 방류량은 593.2천$m^3$으로 단위면적당 사용량은 1.186mm로 나타났고, 귀석양수장에서 양수되는 공급량은 2,913천$m^3$었으며, 5월이 전체의 26.6% 6월이 30.8%를 차지하여묘 대기와 이앙기에 가장 많은 농업용수가 공급되는 것으로 조사되었다. 중평저수지 방류수의 수온은 $17{\sim}21^{\circ}C$의 범위로서 벼 생육의 적정온도에 비하여 상당히 낮은 반면 귀석양수장은 $21{\sim}30^{\circ}C$를 나타내었으며, 관개수의 pH는 6.9~8.1의 범위로서, 하천과 호소의 농업용수 기준인 6.0~8.5의 범위내에 드는 것으로 조사되었다. 공급수에 대한 시기별 EC의 변화는 중평저수지 방류수가 $63{\sim}76{\mu}mhos\;cm^{-1}$로 거의 일정한 반면, 하천수를 관개하는 양수장의 경우 $72{\sim}204{\mu}mhos\;cm^{-1}$의 범위로서 값이 크고 심한 변화를 보여 상당한 차이가 있었다. 중평저수지 출구지점의 방류수에 대한 총-질소(T-N)는 $0.9{\sim}3.0mg\;L^{-1}$의 범위였으며, 귀석양수장의 경우에는 $0.45{\sim}4.56mg\;L^{-1}$의 변화를 보였다. 시기별 총인(T-P)의 변화는 보면 저수지는 $0.008{\sim}0.036mg\;L^{-1}$로서 관개가 시작되는 6월 초에 급격히 상승하는 변화를 보인 반면에 귀석양수장은 $0.008{\sim}0.013mg\;L^{-1}$의 범위로서 비교적 일정하였으며. 호소의 수질환경기준인 $0.1mg\;L^{-1}$보다는 낮은 수치를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.1-12
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• 1983

자연해안(自然海岸)에 호안등(護岸等) 구조물(構造物)과 새로운 용지(用地)의 확보(確保)를 위해 매립(埋立)을 행(行)하였을 경우 이에 수반되는 예기(豫期)치 않던 지형변화(地形變化) 해안공학상(海岸工學上) 커다란 문제점(問題點)으로 대두(擡頭)되고 있다. 본(本) 연구(硏究)는 최근(最近) 사빈침식(砂濱侵蝕)이 심(甚)하게 얼어나고 있는 해운대사빈(海雲臺砂濱)의 침식방지(侵蝕防止) 및 양빈공법(養濱工法)을 모색(摸索)할 목적(目的)으로 사빈(砂濱)의 단면변화특성(斷面變化特性)을 안정적(安定的)으로 진단(診斷)하고자 하였으며 다음과 같은 해석방법(解析方法)에 의해 진단(診斷)을 행(行)하였다. (1) 현장실측자료(現場實測資料)에 의해 사질단면(砂質斷面)의 경년적변화(徑年的變化)를 조사(調査)하였다. (2) 저질특성(底質特性)에 의한 단면(斷面)의 형성(形成) 및 진행상태(進行狀態)를 고찰(考察)하였다. (3) Malkov chain model에 의한 이론적(理論的) 고찰방법(考察方法)을 해운대사빈(海雲臺砂濱)에 적용(適用)하고 단면(斷面)의 천이특성(遷移特性)을 한정(限定)된 단면형상(斷面形狀) 천이(遷移) model로 확정(確定)하여 단면변화(斷面變化)의 주행특성(走行特性)을 파악(把握)하였다. (4) 해운대사빈(海雲臺砂濱)의 천이(遷移) model 해석결과(解析結果)로서 매수면상(梅水面上)(MSL)의 저류표사량((貯溜漂砂量)을 확정(確定)하는 형상함수(形狀凾數)에 의해 결정(決定)된 자연사빈(自然砂濱)의 저류표사량산정식((貯溜漂砂量算定式)이 호안(護岸)과 같은 해안구조물(海岸構造物) 설치(設置)된 사빈단면砂濱(斷面) 저류표사량산정((貯溜漂砂量算定)에도 유용(有用)하게 적용(適用)될 수 있음을 검토확인(檢討確認)하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권1호
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• pp.88-96
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• 2013

Much attention has been needed in water resource management at the watershed due to drought and flooding issues caused by climate change in recent years. Increase in air temperature and changes in precipitation patterns due to climate change are affecting hydrologic cycles, such as evaporation and soil moisture. Thus, these phenomena result in increased runoff at the watershed. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model has been used to evaluate rainfall-runoff at the watershed reflecting effects on hydrology of various weather data such as rainfall, temperature, humidity, solar radiation, wind speed. For bias-correction of RCP data, at least 30 year data are needed. However, for most gaging stations, only precipitation data have been recorded and very little stations have recorded other weather data. In addition, the RCP scenario does not provide all weather data for the SWAT model. In this study, two scenarios were made to evaluate whether it would be possible to estimate streamflow using measured precipitation and long-term average values of other weather data required for running the SWAT. With measured long-term weather data (scenario 1) and with long-term average values of weather data except precipitation (scenario 2), the estimate streamflow values were almost the same with NSE value of 0.99. Increase/decrease by ${\pm}2%$, ${\pm}4%$ in temperature and humidity data did not affect streamflow. Thus, the RCP precipitation data for Hongcheon watershed were bias-corrected with measured long-term precipitation data to evaluate effects of climate change on streamflow. The results revealed that estimated streamflow for 2055s was the greatest among data for 2025s, 2055s, and 2085s. However, estimated streamflow for 2085s decreased by 9%. In addition, streamflow for Spring would be expected to increase compared with current data and streamflow for Summer will be decreased with RCP data. The results obtained in this study indicate that the streamflow could be estimated with long-term precipitation data only and effects of climate change could be evaluated using precipitation data as shown in this study.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.995-1009
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• 2010

기후변화에 의해 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하고 지속적인 유역개발에 따른 토지이용의 증가는 토양침식 및 토사유출로 인한 재해 및 환경문제를 야기한다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 토양침식량 산정기법은 대부분 대상유역내의 평균 토양침식량을 산출하는 총량적 개념의 경험식이므로 호우기간동안의 침식 및 퇴적의 시 공간적 변화양상을 모의할 수 없다는 한계를 지니고 있다. 따라서 보다 합리적인 유역규모의 강우-유사-유출 메카니즘 해석을 위해서는 기존의 집중형 모의기법을 대체하고 다양한 기상학적/지형학적 정보를 활용할 수 있는 물리적 기반의 분포형 모형이 요구된다. 본 연구에서는 사면의 지표 및 지표하 흐름을 고려한 유출모의 모듈과 단위수류력 이론을 기반으로 하는 유사유출 모의모듈을 결합한 분포형 강우-유사-유출 모형을 확장개발하고, 용담댐 상류부의 천천유역에 적용하여 모형의 재현성 평가를 수행하였다. 수문곡선의 모의 결과 모형의 재현성은 우수하였으며, 유사량곡선의 경우 첨두부분에서 과소선정되는 경향이 나타났다. 또한, 지표면 유동거리 및 국부경사에 따른 침식 및 퇴적의 공간분포를 분석한 결과, 침식된 토사는 비교적 경사가 완만한 하천주변에 퇴적되었으며, 강우량과 침식 및 퇴적의 공간분포의 분석결과, 강우량의 증가에 따라 침식량이 증가하였으며, Thiessen망 유역별로 침식 및 퇴적 분포는 상이하게 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권2호
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• pp.121-131
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• 2007

산림생태계의 생태과정과 수문과정의 변화는 밀접하게 연관되어 있음에도 불구하고 통합적으로 다루어지지 못해 왔다. 본 연구에서는 광릉 소유역에서 관측되고 있는 식생 및 수문자료와 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 지역규모의 생태수문 모사 시스템인 RHESSys를 이용하여 이러한 통합을 시도하였다. 이를 위해, (1) RHESSys의 입력자료를 구축, 모형을 구동하고 (2) 다양한 생태수문과정을 동시에 고려할 수 있는 모형보정체계를 수립하고, (3) 민감도 분석을 통해 최적의 모수를 추정하였다. RHESSys의 유량패턴과 첨두유량에 영향을 주는 6개의 토양모수를 대상으로 민감도를 분석한 결과, 수평 포화 수리 전도도와 공극률의 깊이에 따른 감쇄가 유량에 대해 가장 큰 민감도를 보였다. 이 두 모수를 변화시켜 최적의 유량패턴 적합도를 산출한 결과, 유량예측의 적합도 지수(NSec)는 0.75였다. 이러한 결과는 향후 유역 단위의 토양 수분 및 증발산을 모사하고 그 공간분포를 나타내는 지도 제작을 위한 기본적인 평가기준으로서 매우 중요한 의미를 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1126-1139
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• 2014

도시화 및 산업화에 따른 온실가스의 증가로 전 세계적인 이상기후 현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 국내에서도 이러한 현상의 하나로 홍수와 가뭄의 영향이 지속적으로 심화되고 있다. 기후변화는 이수, 치수, 환경 등 다양한 측면에서 물 관리 전반에 걸쳐 복잡성을 가중시키고 불확실성을 확대시키는 등 많은 영향을 초래한다. 또한 과거와는 달리 하천유지수량, 환경용수량 등 다양한 용수수요의 증가에 따라 제한된 가용수자원의 추가적인 확보를 위한 분석과 연구가 필요하다. 본 연구에서는 안동댐과 임하댐 유역을 대상으로 기후변화 시나리오와 토양수분 저류구조 Tank 모형을 이용하여 장기 유출량을 산정하였고, 연결도수로를 통해 병렬 연결된 안동댐과 임하댐의 저수지 연결모의운영을 수행하여 임하댐에서 안동댐으로 전환되는 추가 가용 수자원량을 분석, 비교함으로서 미래 기후변화가 가용수자원 확보에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 대표농도경로 기후변화 시나리오 중 RCP 6.0과 RCP 8.5를 이용하여 대상유역의 상세 수문자료를 생산하여 과거 유역의 관측 강수량 자료와 경향성을 분석한 결과 시나리오별 모두 5%~9%의 범위로 강수량이 증가하는 것으로 분석되었으며, 목적함수를 이용한 민감도 분석을 통해 가장 높은 적합도를 나타낸 개체군의 크기는 1000 이었으며 교차비율은 80% 이었다. 본 연구의 결과를 이용하여 미래 기후변화에 대응한 물 관리 측면에서 저수지 운영의 효과를 극대화하고 장기적으로 안정적이고 풍부한 용수공급 계획을 수립하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.51-61
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• 2010

기후변화로 인하여 국지성 집중호우가 크게 늘어나고 그로인해 막대한 인적 및 물적 피해를 야기하고 있다. 따라서 강우의 시간적 공간적 특성을 파악하는 것이 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 레이다 강우를 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 격자형 면적강우량을 산정하기 위하여 추계학적 방법인 칼만필터 기법을 이용하여 지상 강우 관측망과 레이다 강우 관측망을 조합하여 면적강우량을 산정하였다. 또한 전통적인 지상 강우량을 면적강우량으로 전환하는 기법인 Thiessen법, 역거리법, 크리깅 기법을 이용하여 면적강우량을 산정한 후 칼만필터 기법에 의해 보정된 면적 레이다 강우와 비교하였다. 그 결과, 칼만필터 기법에 의해 보정된 레이다 강우는 실제 강우 분포와 유사한 공간분포를 가지는 원시 레이다 강우 분포를 잘 재현하면서도 강우 체적은 우량계 자료의 체적과 유사하게 나타났다. 그리고 안성천 유역을 대상유역으로 선정하여 칼만필터 기법에 의해 보정된 레이다 강우를 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$ 모형과 준분포형 모형인 ModClark 모형에 적용하여 홍수유출을 모의하였다. 그 결과, $Vflo^{TM}$ 모형은 첨두시간과 첨두치가 관측 수문곡선과 유사하게 모의되었으며 ModClark 모형은 총 유출체적에서 좋은 결과를 나타냈다. 그러나 매개변수 검증에서는 $Vflo^{TM}$ 모형이 ModClark 모형보다 관측 수문곡선을 잘 재현하였다. 이를 통해 지상강우와 레이더 강우를 적절하게 조합하여 정확도 높은 면적강우량을 산정하고 분포형 수문모형과 연계하여 홍수유출모의를 실시할 경우 충분한 적용성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.