• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1295-1304
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• 2021

수자원의 효율적인 이용과 관리를 위해서는 기본적으로 강우-유출에 대한 신뢰성 있는 해석이 필요하지만 이를 위한 연속적인 수문자료가 부족하고, 실측 및 모형 등을 통한 강우-유출자료의 확보는 여전히 요원한 실정이다. 특히 미계측 유역의 경우는 합리적인 강우-유출 모의 개선의 일환으로 모형 적용시 필요한 매개변수를 계측유역에서 미계측 유역으로 전이하는 지역화 방안이 활용되고 있다. 본 연구에서는 하천 내 미계측 유역 또는 가뭄모니터링이 필요한 지점에서 GR4J 모형을 선정하여 강우-유출과정의 상태변수를 추출하고 SCEM-UA 기법을 이용한 매개변수 최적화를 진행하였다. 모형을 통해 획득한 유역특성인자와 매개변수 상관성 분석을 위해 Copula 함수를 이용하여 지역화하였으며 미계측 유역에 대한 강우-유출 분석을 수행하였다. 분석과정에서 대상 유역의 중간상태변수를 추출하고 이를 수문변량 인자인 하천수위와 지하수위에 대해 각각의 상관성을 분석하였다. 나아가 강우-유출 모의 과정에서 GR4J 모형의 상태변수를 산출하고 지수화시켜 수문학적 가뭄지수(SSDI)를 산정하였으며 이를 대표 가뭄지수인 SPI와 비교분석하여 산정된 가뭄지수의 수문학적 적합성 평가를 수행하였으며 이를 토대로 미계측 유역에서의 가뭄 모니터링 및 가뭄정보제공 체계구축과 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.14-26
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• 2021

최근 기후변화에 기인한 기상변동성 증가에 따라 지역에 적합한 가뭄 감시 및 전망에 대한 필요성이 높아지고 있다. 특히, 경상북도 김천시의 경우 기후변화로 인해 가뭄 발생빈도 및 심도가 증가하고 있어 상습적인 가뭄피해를 겪고 있다. 이러한 이유로 용수구역 기반의 소구역에 대해 가뭄 특성을 분석하고 기후변화를 고려한 기준갈수량 산정이 필요하다. 본 연구에서는 김천시의 급수체계 및 지역 특성이 반영된 8개 지구에 대해 다양한 기후변화 시나리오에 따른 기상학적 가뭄 및 수문학적 가뭄 전망을 수행하였다. 또한, 유출량 및 갈수량을 활용하여 가까운 미래에 대한 갈수빈도해석을 수행하였다. 그 결과, 기상학적 가뭄은 S0(1974~2019) 기간에서 가뭄발생빈도, 지속기간 및 심도가 크게 나타났으며, 수문학적 가뭄은 RCP 4.5의 경우 대부분 S2(2041~2070) 기간에서, RCP 8.5의 경우 S3(2071~2099) 기간에서 위험한 것으로 나타났다. 또한 갈수빈도해석을 통해 미래 유출량은 증가하지만 가뭄의 강도 및 빈도가 더욱 증가한다는 것을 확인하였다. 본 연구방법 및 결과는 지방자치단체 가뭄 대책 및 수자원 시설물에 관한 기준 등에 활용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.105-115
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• 2013

보의 건설 및 하천 단면의 증가는 하천 수위 상승과 호우기 유출량의 증가를 가져왔다. 낙동강 중하류에 설치된 23개의 지하수 관측망 지하수위 자료를 사용하여 보 담수 전후의 지하수위 시계열 변동 유형의 변화를 분석하였다. 월평균 지하수위 자료를 토대로 담수 전후의 지하수위를 비교한 결과 보의 직상류 주변 지역에서 지하수위 변동이 가장 크게 나타났으며, 8월의 경우 하천 수위 조절 효과로 월평균 지하수위가 0.1 m 감소하였으나 10월에는 1.3 m 상승한 것으로 나타났다. 지하수위 시계열 자료와 하천 수위 자료를 사용하여 군집분석을 실시한 결과, 담수 이전에는 7개 지하수 관측망의 자료가 하천 수위와 유사성 거리가 가까운 그룹이었으나, 담수 이후에는 14개로 증가하여 하천 수위와 유사한 그룹의 범위가 넓어졌다. 지하수위 시계열에 대한 주성분분석 결과, 담수 이전에는 하천 변동성을 대표하는 주성분(주성분 1과 주성분 2)의 설명력이 총 82%이었으나, 담수 이후에는 하천 변동성을 설명하는 주성분(주성분 1)의 설명력이 45%로 줄어들어 지하수위 자료를 설명하는데 하천 요인의 기여도가 줄고 인위적인 양수 등과 같은 기타 요인의 기여도가 높아졌다. 이와 같이 변화되는 수문 환경에 대비하여 지속적인 조사 및 관측이 필요하며, 하천 주변에서는 지표수와 연계되는 지하수 관리 정책이 수립될 필요가 있다.

• 환경생물
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• 제29권2호
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• pp.98-106
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• 2011

마산만의 수질변화와 chlorophyll-$a$의 관계를 밝히고자 이 해역을 대표할 수 있는 4개 정점에서 2010년 2월부터 2010년 11월까지 강우와 기온을 포함한 기후학적 요인, 물리 화학적 요인, 그리고 chlorophyll-$a$의 변화를 집중 조사하였다. 그 결과, 수온, 염분, SS, 규산염은 정점별 차이를 보이지 않았으며, COD 및 DIN은 마산만 내만으로 갈수록 증가하였다. 시계열적으로는 여름철 집중 강우 시 마산만 지류 하천 및 낙동강을 통해 담수가 유입되면서 염분의 급강하 및 SS량과 COD의 증가가 나타났다. 영양염류 중 DIN은 여름철 집중강우 시 일시적으로 증가하는 양상을 제외하고는 낮은 농도를 보였고 DIP와 규산염 또한 DIN과 유사한 양상을 보였다. 마산만에서 식물플랑크톤 성장에 영향을 주는 영양염류는 봄철 중반까지 규소와 인이 성장제한인자로 작용하고, 늦봄부터 가을까지는 질소원이 주 성장제한요인으로 작용할 것으로 판단된다. 다중회귀분석을 실시한 결과, 늦겨울부터 봄철까지 chlorophyll-$a$ 농도는 수온, 염분, COD, DIP의 변화에 의해 영향을 받고 있었다. 여름철에는 봄철과 달리, 염분 및 COD, 강수량이 영향을 주고 있어, 여름철 집중강우에 따른 영향인자들에 의해 chlorophyll-$a$가 빠르게 변화됨을 알 수 있었다. 따라서 마산만 해역의 chlorophyll-$a$의 변화는 영양염류와 같은 화학적 인자의 영향과 함께, 수온 및 강수와 같은 물리적 인자에 의해 크게 영향을 받고 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권1호
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• pp.23-33
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• 2019

내성천은 경북 북부지역을 흐르는 모래하천으로 계절적 변동이 큰 수문학적 특성에 반응하여 발달하는 모래 하상의 역동성과 이른바 '화이트 리버'라고 하는 경관상 고유성으로 대표되는 하천이다. 하지만 2010년부터 영주댐이 건설되기 시작하고 2015년 전후로 식생이 광범위하게 활착하는 등 하천 변화가 발생하였다. 본 논문의 목적은 하천 변화의 원인이 될 수 있는 기후, 수문, 수질의 변화를 분석하고, 이에 따른 하천 변화의 가능성을 검토하기 위함이다. 분석 결과, 2015년에 1982년 다음으로 적은 강우량이 발생하였으며 이로 인해 여름철 첨두유량은 50년래 최저를 기록하였다. 내성천의 유사량 특성은 상하류가 크게 다르지 않았으나, 댐 건설과 무관하게 내성천의 연 최저수위가 지속적으로 감소하고 있었음을 확인하였다. 이는 간헐적 가뭄과 수질의 변화가 하천식생의 활착에 유리하게 작용하고, 이에 따른 물리적 변화가 하도 및 식생 활착에 영향을 준 것으로 추정된다. 그러므로 하천 변화의 원인 분석을 위해서는 하천 식생 변화와 연계한 다각적인 모니터링이 필요함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.1041-1053
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• 2018

본 연구에서는 용담댐 유역을 대상으로 저수위/저수량 모니터링 및 예측을 위하여 고해상도 위성관측 자료를 이용하는 방법과 위성으로부터 추출한 강수량 자료로부터 가뭄지수를 이용한 저수위를 모니터링하고 SSA를 이용한 PCA방법으로 예측모델을 구축하여 가뭄을 예측하는 방법을 개발하였다. 용담댐 저수위와 SPI(3)와의 상관계수가 0.78로 매우 높은 상관성을 보였으며, 위성자료를 통하여 산정한 가뭄지수를 활용하여 댐 저수위/저수량 모니터링 및 예측 가능성을 진단하였다. SSA에 의한 주성분 분석결과 SPI(3)과 각 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.87~0.99의 높은 상관성을 보였으며, 표준화된 댐 저수위(N-W.S.L.)와 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.83~0.97의 비교적 높은 상관성을 보임을 확인하였다. 또한, Sentinel-2 위성의 MSI (Multi-Spectral Instrument) 센서로 댐수위의 변화를 모니터링하기 위해 지수 기법을 적용하여 수체 탐지 알고리즘을 개발하였으며, 용담댐유역에 대해 2016년부터 2018년까지의 수계 면적 변화를 분석하였다. 이를 기반으로 Sentinel-2 위성영상으로 추출한 수계 면적 변화를 이용하여 가뭄 감시 분야에 대한 활용 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 다양한 위성관측자료로부터 미계측 지역의 저수량 모니터링과 수문학적 가뭄 모니터링/예측에 활용이 가능할 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.67-74
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• 2016

Load Duration Curve (LDC) can be used as a method for load management of point and non-point pollution source because the LDC easily assesses the water quality corresponding to hydrological changes in a watershed. Recently, the application of LDC to total pollution load management is a growing interest in Korea. In this regard, A desktop-based LDC assessment system was developed in this study to provide convenience to users in water quality evaluation. The developed system can simply produce the LDC by using streamflow and water quality data involved in its database. Also, The system can quantitatively inform the success or failure of the achievement for a target water quality at monthly scale. Furthermore, seasonal water quality and point/non-point pollution load in a watershed can be estimated by this system. We expect that the developed system will contribute to establish local and national policies regarding water management and total pollution load management because of its advantages such as the pollution tracking investigation and the analysis of water quality and pollution loading amount in an ungauged watershed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.22-35
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• 2016

Global climate change could have an impact on hydrological process of a watershed and result in problems with future water supply by influencing the recharge process into the aquifer. This study aims to assess the change of groundwater recharge rate by climate change and to predict the sustainability of groundwater resource in Pyoseon watershed, Jeju Island. For the prediction, the groundwater recharge rate of the study area was estimated based on two future climate scenarios (RCP 4.5, RCP 8.5) by using the Soil Water Balance (SWB) computer code. The calculated groundwater recharge rate was used for groundwater flow simulation and the change of groundwater level according to the climate change was predicted using a numerical simulation program (FEFLOW 6.1). The average recharge rate from 2020 to 2100 was predicted to decrease by 10~12% compared to the current situation (1990~2015) while the evapotranspiration and the direct runoff rate would increase at both climate scenarios. The decrease in groundwater recharge rate due to the climate change results in the decline of groundwater level. In some monitoring wells, the predicted mean groundwater level at the year of the lowest water level was estimated to be lower by 60~70 m than the current situation. The model also predicted that temporal fluctuation of groundwater recharge, runoff and evapotranspiration would become more severe as a result of climate change, making the sustainable management of water resource more challenging in the future. Our study results demonstrate that the future availability of water resources highly depends on climate change. Thus, intensive studies on climate changes and water resources should be performed based on the sufficient data, advanced climate change scenarios, and improved modeling methodology.

• 한국측량학회지
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• 제14권1호
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• pp.81-88
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• 1996

원격탐사 기법은 식생 및 토지이용과 같은 지형 조건과 관련된 광역 증발산량을 산정하기 위한 하나의 수단으로 이용될 수 있다. 지면으로부터의 증발산량을 지배하는 인자로는 기온, 습도, 바람, 일사량, 토양조건 등 매우 복잡하게 구성된다. 식생은 그 지점의 증발산량에 영향을 주고 있으며, 증발산량을 지배하는 인자는 식생에 강한 영향을 받고 있다. 따라서 증발산량과 식생조건 사이에는 강한 상관관계가 성립함을 예상할 수 있다. 어느 임의의 지점에서의 식생조건을 파악하기 위하여 NOAA/AVHRR data로부터 얻을 수 있는 NDVI를 이용함으로서 증발산량과 NDVI사이의 강한 상관관계를 생각할 수 있다. 여기서, 증발산량과 NDVI의 관계를 이용하여 직접 실제 증발산량을 산정할 수 있는 방법을 개발한다. 이 방법을 이용하여 지상의 자료가 충분하게 얻어지지 않는 북한 지역을 포함한 한반도 전역에 대한 증발산량의 분포를 파악할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1331-1336
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• 2006

연도별 COD 변화 추세선에서 1992년도의 COD농도 2.31 mg/L에서 2005년 2.72 mg/L로 13년간 0.23 mg/L 증가한 것으로 분석되었다(실제 분석결과는 2.3 mg/L에서 2.5 mg/L로 0.2 mg/L증가). 추세선에서 2010년에는 COD농도가 3.0 mg/L 이상으로 나타나지만 상관도는 매우 낮다(결정계수 $r^2$=0.3669). 주암호 댐 앞의 Chl-a와 COD농도의 상관관계는 $r^2$=0.8141로 높았으며, Chl-a농도가 5.5 $mg/m^3$ 이하일 때 호소 생활환경 2급수인 COD농도 3 mg/L 이하를 유지하나, Chl-a 농도가 46.5 $mg/m^3$을 초과할 경우에는 상수 3 mg/L 이하를 유지하기 힘든 것으로 나타나 하절기 안정적인 수질을 유지하기 위해서는 조류의 제어가 중대한 인자임을 알 수 있었다.