• Membrane and Water Treatment
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• 제10권1호
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• pp.67-74
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• 2019

Apparent changes in the natural hydrologic cycle causing more frequent floods in urban areas and surface water quality impairment have led stormwater management solutions towards the use of green and sustainable practices that aims to replicate pre-urbanization hydrology. Among the widely documented applications are infiltration techniques that temporarily store rainfall runoff while promoting evapotranspiration, groundwater recharge through infiltration, and diffuse pollutant reduction. In this study, a laboratory-scale infiltration device was built to be able to observe and determine the factors affecting flow variations and corresponding solids removal through a series of experiments employing semi-synthetic stormwater runoff. Results reveal that runoff and solids reduction is greatly influenced by the infiltration capability of the underlying soil which is also affected by rainfall intensity and the available depth for water storage. For gravel-filled structures, a depth of at least 1 m and subsoil infiltration rates of not more than 200 mm/h are suggested for optimum volume reduction and pollutant removal. Moreover, it was found that the length of the structure is more critical than the depth for applications in low infiltration soils. These findings provide a contribution to existing guidelines and current understanding in design and applicability of infiltration systems.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제24권5호
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• pp.17-30
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• 2019

Intensive agricultural development in Mexicali valley, Baja-California, Mexico, has induced tremendous strain on the limited water resources. Agricultural water consumption in the valley mainly relies on diversions of the Colorado River, but their water supply is far less than the demand. Hence, the use of groundwater for irrigation purposes has gained considerable attention. To account for these changes, it is important to evaluate surface water and groundwater conditions based on historical water use. This study identified the effects of agricultural activities on groundwater levels and groundwater recharge in the Mexicali valley (in irrigation unit 16) by a comprehensive MODFLOW Farm process (MF-FMP) numerical modeling. The MF-FMP modeling results showed that the water table in the study area is drawn downed, more in eastern areas. The inflow-outflow analysis demonstrated that recharge to the aquifer occurs in response to agricultural supplies. In general, the model provides MF-FMP simulations of natural and anthropogenic components of the hydrologic cycle, the distribution and dynamics of supply and demand in the study area.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.254-254
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• 2020

우리나라의 주요 식량은 쌀이기 때문에 논 경작이 매우 활발한 국가이며 국토전체면적의 약 8.27%가 논으로 구성되어 있다. 그렇기 때문에 우리나라 유역을 대상으로 수문 모델을 모의함에 있어서 유역 내 논에서의 수문학적 반응을 살펴보는 것은 정확한 유출분석을 위해 반드시 필요하다. 본 연구에서는 물리적 매개변수 기반의 물 순환 해석 모형인 CAT(Catchment Hydrologic cycle Assessment Tool)을 이용하여 충청남도 보령시에 위치한 보령댐 유역을 대상으로 일 자료기반의 유출모의를 수행하였다. CAT은 논에서의 담수심과 물꼬높이 등을 고려한 모듈을 포함하고 있기 때문에 우리나라 논에서의 유출특성을 반영한 유역 유출 모의가 가능하다. 연구기간은 2000년부터 2017년으로 총 18년의 강우, 유출 및 기상자료를 수집하여 전체 기간에 대해 모의하였다. 전체 기간 모의 결과에 대한 유출률과 토양수분을 분석하여 연속된 평년기간(2003년 - 2005년)과 연속된 가뭄년 기간(2015년 - 2017년)으로 시나리오를 구분하였으며, 각 3년 기간으로 구분된 두 가지 시나리오에 대한 논에서의 수문학적 거동 변화를 토양수분과 지하수수위를 중심으로 비교 및 분석하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제33권7호
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• pp.463-476
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• 2024

This study examined the effects of riverbed slope and roughness coefficient on flood level and flow velocity. A numerical experiment was conducted by installing HEC-RAS in the valley of a sub-basin in Geochang-gun, Gyeongsangnam-do. For each basin, three slopes of riverbeds (slopes-15.0%, 5.0%, and 1.0%) were chosen with different characteristics, and four coefficients of roughness were applied to each slope to parameterize the flow. Flow velocity and flood level were intensively investigated. It was found that in the cases of 15.0% and 5.0%, where the riverbed slopes are steep, the slope dominates the change in flow velocity and flood level, while in the case of 1%, where the riverbed slope is small, the change in flow velocity and flood level caused by changes in roughness coefficient is insignificant. Usually, the riverbed slope is large in the valley part of the watershed, so in this case, the slope will play a dominant role in the results of flow velocity and flood level when designing water-related structures.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.589-598
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• 2004

장기적 유출 측면에서 유역의 도시화는 불투수면적의 확대로 인한 토지이용변화, 인위적 구조물의 설치여부, 하천 환경의 변화를 유발하며 따라서 도시화되기 이전과 매우 다른 형태의 유출거동 특성을 가진다. 따라서 자연적인 유출 성분변화 특성은 물론 도시화 유역 특성변화요소를 적절히 반영함으로써 지표수, 하천수, 지하수 등의 수문순환 요소를 장기적인 측면에서 정량적으로 평가할 수 있는 유출모의모형이 필요하다. 본 연구에서는 준 분포형 장기 유출모형인 SWAT모형과 도시지역의 유출해석에 주로 이용되는 SWMM 모형의 RUNOFF 블록을 결합함으로써 자연유역은 물론 도시유역의 제반 유역특성을 충분히 고려할 수 있는 장기유출모형인 SWAT-SWMM 모형을 개발하였다. SWAT-SWMM 결합모형의 구정방법 및 모형의 한계 그리고 결합모형의 모식을 중심으로 두 모형의 결합상황을 기술하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.623-634
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• 2000

온난화에 의한 하천유역의 수문응답(강우유출, 특히 일단위의 유황)의 변화양상을 수치실험을 통해 정량적으로 평가하였다. 이산화탄소 농도의 증가에 따른 온난화의 진행으로 야기되는 수문학적 평가는 많은 관측자료를 필요로 하며 이를 정량적으로 평가한다는 것은 대단히 어려운 일이다. 따라서 장래의 기후를 예측하는 수단으로서 적정한 시나리오를 상정하여 평가하는 방법을 생각할 수 있다. 본 연구에서는 여러 가지 상정할 수 있는 시나리오 중 기온은 $0^{\circ}C$에서 $4.0^{\circ}C$까지 변화하며 강수량은 15%까지 증감할 수 있다는 시나리오를 가정하여 불확실성이 큰 지구온난화의 문제에 대하여 간단하면서 명확한 가정을 도입하였다. 따라서, 대상 유역인 안동댐 유역에 대한 장래의 하천 유량은 기후변화 시나리오에서 야기되는 강수량을 발생시켜 탱크모형에 의하여 일 유량을 모의 발생하게 된다. 본 연구에서는 2030년을이산화탄소 농도가 배증되는 시점($2{\times}CO_2$), 2010년, 2050년을 각각 $(1.5{\times}CO_2),\;(1.75{\times}CO_2),\;(2.5{\times}CO_2)$로 설정하였으며, 이 시기에 대한 하천유화의 해석 및 온난화가 발생되지 않았을 때와의 비교검토를 실시하였다.

• 물과 미래
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• 제35권5호
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• pp.31-43
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• 2002

본 연구에서는 온난화에 의한 하천유역의 수문응답(강우유출, 특히 일단위의 유황)의 변화양상을 수치실험을 통해 정량적으로 평가하였다. 이산화탄소 농도의 증가에 따른 온난화의 진행으로 야기되는 수문학적 평가는 많은 관측자료를 필요로 하며 이를 정량적으로 평가한다는 것은 대단히 어려운 일이다. 따라서 장래의 기후를 예측하는 수단으로서 적정한 시나리오를 상정하여 평하는 방법을 생각할 수 있다. 본 연구에서는 여러 가지 상정할 수 있는 시나리오 중 기온은 $0^{\circ}C$에서 $4.0^{\circ}C$까지 변화하며 강수량은 15%까지 증감할 수 있다는 시나리오를 상정하여 불확실성이 큰 지구온난화의 문제에 대하여 간단하면서 명확한 가정을 도입하였다. 따라서, 대상유역인 안동댐 유역에 대한 장래의 하천유량은 기후변화 시나리오에서 야기되는 강수량을 발생시켜 탱크모형에 의하여 일 유량을 모의 발생하게 된다. 본 연구에서는 2030년을 이산화탄소 농도가 배증되는 시점 ($2{\times}CO2$), 2010년, 2020년 및 2050년을 각각 ($1.5{\times}CO2$),($1.75{\times}CO2$) 및 ($2.5{\times}CO2$)로 설정하였으며, 이 시기에 대한 하천 유황의 해석 및 온난화가 발생되지 않았을 때와의 비교 검토를 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1B호
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• pp.13-20
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• 2011

강수량은 시공간적으로 변화하는 수문변량으로서 강수량의 시간적인 특성 또한 강수량의 특성을 정의하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 극치강수량의 지역빈도해석을 위한 범주화 과정에서 기존의 강수량과 관측소 위치좌표만을 이용한 범주화를 통해 해결할 수 없는 강우 발생의 계절적 변화와 집중에 대한 고려를 반영하기 위하여, 기존의 양적 범주화 과정에 시간적인 영향을 고려할 수 있는 요소로서 극치강수량 발생 시기 통계치를 활용할 수 있는 범주화 과정을 제시하였다. 본 연구에서는 극치강수량의 발생 시기에 대한 정량적인 분석이 가능한 순환통계기법을 이용하여 관측 지점별 시간 통계량을 산정하고, 이를 극치강수량과 결합하여 시 공간적인 특성자료를 생성한 후 수정 K-means 방법을 이용하여 군집화 해석을 수행하였으며, 전국을 다섯 개의 군집으로 분류하였다. 기존의 양적 범주화 결과와의 비교를 통해 발생 시간 통계치를 결합한 범주화 결과가 지형 및 권역을 반영하는 결과를 보임을 확인하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권6호
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• pp.806-816
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• 2008

In recent years, increases in impervious areas with rapid urbanization and land use changes are causing numerous hydrologic and environmental problems. In this study Low Impact Development (LID) was applied to investigate changes in runoff and peak runoff with LID plans. SWMM 5.0 was used to simulate LID Integrated Management Practices (IMPs) at study area. The SWMM estimated total runoff volume with conventional land use planning is (82.3%, 46.44 mm), (99%, 73.16 mm) greater than total runoff before urbanization, while total runoff with LID is (11.1%, 46.44 mm), (49%, 73.16 mm) greater than those before urbanization. With the LID adoption in land use planning, pervious area increases by 49.8% compared with that from the conventional urban land use planning, resulting in (32.7%, 46.44 mm), (23.6%, 73.16 mm) decrease in total runoff, and (32.6%, 46.44 mm), (18.5%, 73.16 mm) decreases in peak rate runoff. The results obtained from this study indicate that peak rate runoff, time to peak, and total runoff can be reduced with the LID in urban land use planning because the LID secures pervious areas with various LID IMPs. The SWMM simulated result using design storm data and the US EPA suggested CN values for various LID IMPs implies that how environment-friendly urban land use planning with the LID adoption is important for sustainable development at urbanizing watershed.

• 한국물환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.549-558
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• 2014

Occurrence frequency of flood and drought tends to increase in last a few decades, leading to social and economic damage since the abnormality of climate changes is one of the causes for hydrologic facilities by exceedance its designed tolerance. Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used in the study to estimate temporal variance of groundwater recharge and baseflow. It was limited to consider recession curve coefficients in SWAT model calibration process, thus the recession curve coefficient was estimated by the Baseflow Filter Program (BFLOW) before SWAT model calibration. Precipitation data were estimated for 2014 to 2100 using three models which are GFDL-ESM2G, IPSL-CM5A-LR, and MIROC-ESM with Representative Concentration Pathways (RCP) scenario. SWAT model was calibrated for the Soyang watershed with NSE of 0.83, and $R^2$ of 0.89. The percentage to precipitation of groundwater recharge and baseflow were 27.6% and 17.1% respectively in 2009. Streamflow, groundwater recharge, and baseflow were estimated to be increased with the estimated precipitation data. GFDL-ESM2g model provided the most large precipitation data in the 2025s, and IPSL-CM5A-LR provided the most large precipitation data in the 2055s and 2085s. Overall, groundwater recharge and baseflow displayed similar trend to the estimated precipitation data.