• 한국수자원학회논문집
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• 제51권9호
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• pp.813-826
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• 2018

최근 기후변동성으로 유발되는 불안정한 기상상태를 효과적으로 관측하고자 레이더가 도입되고 있다. 레이더는 경험식으로 산정된 Z-R 관계식을 통하여 레이더 강우량을 제시하게 된다. 이 과정에서 레이더 강우량은 필연적으로 지상에 도달하는 실제 강우량과는 정량적 오차가 발생하게 된다. 본 연구는 확률통계학적 방법론을 이용하여 Z-R 관계식 매개변수 산정과정에서 우리나라의 강우특성을 고려함과 동시에 Z-R 관계식 매개변수의 불확실성을 정량적으로 제시하고자 한다. 강우의 계절성을 고려하여 Z-R 관계식 매개변수를 추정하는 과정에서 Bayesian 추론기법을 도입하여 생산된 레이더 강우량은 기존의 Z-R 관계식에 비하여 개선된 통계적 효율기준을 제시하였다. 따라서 Bayesian 추론기법을 활용한 Z-R 관계식 매개변수 산정은 정량적으로 신뢰성 있는 고해상도 강우정보의 생산은 고도화된 수문해석 및 기상예보 지원을 가능케 할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권6호
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• pp.1-9
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• 2020

Reservoir storage and water level information is essential for accurate drought monitoring and prediction. In particular, the agricultural drought has increased the risk of agricultural water shortages due to regional bias in reservoirs and water supply facilities, which are major water supply facilities for agricultural water. Therefore, it is important to evaluate the available water capacity of the reservoir, and it is necessary to determine the water surface area and water capacity. Remote sensing provides images of temporal water storage and level variations, and a combination of both measurement techniques can indicate a change in water volume. In areas of ungauged water volume, satellite remote sensing image acts as a powerful tool to measure changes in surface water level. The purpose of this study is to estimate of reservoir storage and level variations using satellite remote sensing image combined with hydrological statistical data and the Normalized Difference Water Index (NDWI). Water surface areas were estimated using the Sentinel-2 satellite images in Seosan, Chungcheongnam-do from 2016 to 2018. The remote sensing-based reservoir storage estimation algorithm from this study is general and transferable to applications for lakes and reservoirs. The data set can be used for improving the representation of water resources management for incorporating lakes into weather forecasting models and climate models, and hydrologic processes.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.149-156
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• 1999

In the United States (U.S.), the monitored natural attenuation (MNA) approach has been used as an alternative remedial option for organic and inorganic compounds retained in soil and dissolved in groundwater. The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) defines the MNA as“in-situ naturally-occurring processes include biodegradation, diffusion, dilution, sorption, volatilization, and/or chemical and biochemical stabilization of contaminants and reduce contaminant toxicity, mobility or volume to the levels that are protective of human health and the environment”. The Department of Soil Environment. National Institute Environmental Research (NIER) is in the process for demonstrating the MNA approach as a potential remedial option for the BTEX contaminated site in Uiwang City. The project is charactering the research site in terms of the nature and extend of contamination, biological degradation rate, and geochemical and hydrological properties. The microbial-degradation rate and effectiveness of nutrient and redox supplements will be determined through laboratory batch and column tests. The geochemical process will be monitored for determining the concentration changes of chemical species involved in the electron transfer processes that include methanogenesis, sulfate and iron reduction, denitrification, and aerobic respiration. Through field works, critical soil and hydrogeologic parameters will be acquired to simulate the effects of dispersion, advection, sorption, and biodegradation on the fate and transport of the dissolved-phase BTEX plume using Bioplume III model. The objectives of this multi-years research project are (1) to evaluate the MNA approach using the BTEX contaminated site in Uiwang City, (2) to establish a standard protocol for future application of the approach, (3) to investigate applicability of the passive approach as a secondary treatment remedy after active treatments. In this presentation, the overall picture and philosophy behind the MNA approach will be reviewed. Detailed discussions of the site characterization/monitoring plans and risk-based decision-making processes for the demonstration site will be included.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권10호
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• pp.1035-1044
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• 2008

하도내에서 발생하는 유출량 및 TOC 자료는 비선형성이 강한 자료임에 따라 홍수에 대한 재난대응과 수질의 상시감시를 위해서는 자료의 특성 분석과 예측에 관한 연구는 필수라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 유출량 및 TOC, TOC부하량 자료에 대한 웨이블렛 변환에 의해 최종분해된 최종파형분해단계의 근사성분과 상세성분을 이용하여 예측모형을 개발하였다. 그 결과 기존 인공신경망 모형에서 관찰되었던 시계반대 방향으로 전이되는 지속현상의 극복 가능성을 보여주었으며, 기존 인공신경망 모형에 비하여 예측의 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과는 향후 홍수에 대한 피해를 최소화하고 각종 수질사고에 적극적인 대응방안 수립이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.381-393
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• 2021

국립재난안전연구원의 재난안전 신기술 공적개발원조(ODA) 사업의 일환으로 2019년 라오스 볼리캄싸이주 남싼강유역의 보리칸을 대상으로 홍수예경보시스템을 구축하였다. 미계측 중소하천유역인 대상 지역에 강우량와 유출량의 실시간 관측을 위한 관측소 및 경보국을 설치하였으며, 실시간 자료 관리와 홍수예경보 기능 등을 수행하는 소프트웨어도 개발되었다. 홍수경보 기준 설정 및 홍수예측을 위한 nomograph 개발을 위해 대상 지역의 30년 치 연도별 최대 일강우량자료와 하천측량성과를 바탕으로 수리·수문분석을 수행하였다. 본 논문은 시스템 구축 과정과 방법론을 소개하고, 시스템 설치 후 2020년 실시간 관측 수집된 자료들을 바탕으로 수행한 시스템의 적용성 검토 결과를 제시하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제25권2호
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• pp.55-67
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• 2022

Land use is a critical factor that affects the hydrological characteristics of watersheds, thereby determining the biological condition of streams. This study analyzes the effects of land uses in the watersheds on biological indicators of streams across the Han River basin using a linear model (LM) and generalized additive model (GAM). LULC and biological monitoring data of streams were obtained from the Korean Ministry of Environment. The proportions of urban, agricultural, and forest areas in the watersheds were regressed to the three biological indicators, including diatom, benthic macroinvertebrate, and fish of streams. The estimated LM and GAM models for the biological indicators were then compared, using regression determination R² and AIC values. The results revealed that GAM models performed better than the LM models in explaining the variances of biological indicators of streams, indicating the non-linear relationships between biological indicators and land uses in watersheds. Also, the results suggested that the indicator of macroinvertebrates was the most sensitive indicator to land uses in watersheds. Although non-linear relationships between watershed land uses and biological indicators of streams could vary among biological indicators, it was consistent that streams' biological integrity significantly deteriorated by a relatively low percentage of urban areas. Meanwhile, biological indicators of streams were negatively affected by the relatively high percentage of agricultural areas. The results of this study can be integrated into effective quantitative criteria for the watershed management and land use plans to enhance the biological integrity of streams. In specific, land uses management plans in watersheds may need more close attention to urban land use changes than agricultural land uses to sustain the biological integrity of streams.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.140-140
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• 2021

Urban flood management is a crucial and challenging task, particularly in developed cities. Therefore, accurate prediction of urban flooding under heavy precipitation is critically important to address such a challenge. In recent years, machine learning techniques have received considerable attention for their strong learning ability and suitability for modeling complex and nonlinear hydrological processes. Moreover, a survey of the published literature finds that hybrid computational intelligent methods using nature-inspired algorithms have been increasingly employed to predict or simulate the streamflow with high reliability. The present study is aimed to propose a novel approach, an ensemble tree, Bayesian Additive Regression Trees (BART) model incorporating a nature-inspired algorithm to predict hourly multi-step ahead streamflow. For this reason, a hybrid intelligent model was developed, namely GA-BART, containing BART model integrating with Genetic algorithm (GA). The Jungrang urban basin located in Seoul, South Korea, was selected as a case study for the purpose. A database was established based on 39 heavy rainfall events during 2003 and 2020 that collected from the rain gauges and monitoring stations system in the basin. For the goal of this study, the different step ahead models will be developed based in the methods, including 1-hour, 2-hour, 3-hour, 4-hour, 5-hour, and 6-hour step ahead streamflow predictions. In addition, the comparison of the hybrid BART model with a baseline model such as super vector regression models is examined in this study. It is expected that the hybrid BART model has a robust performance and can be an optional choice in streamflow forecasting for urban basins.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_2호
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• pp.1047-1060
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• 2017

현대사회에서 지속적으로 진행되고 있는 지구 온난화 현상은 비정상적인 기상 현상을 빈번히 발생시키고 있다. 특히 21세기에는 폭우와 같이 수문학적 측면에서 물의 특성이 전과 다르고, 수문학적 재해의 강도와 빈도가 증가하고 있다. 그 중 도시 지역에서는 재해로 인한 피해가 극대화될 가능성이 크기 때문에 피해를 대비하기 위한 재해에 대한 예측이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 대표적인 도시 자연 재해인 산사태를 로지스틱 회귀(Logistic regression, LR) 모델을 이용하여 분석하고 현장조사를 통해 산사태 이후의 관리 현황을 조사 및 검증하였다. 현장조사 대상 지역은 기존에 산사태 발생지역 및 본 연구의 연구결과로부터 산사태 취약성이 높게 나타난 지역을 중심으로 수행하였다. 기존 산사태 발생지 데이터는 2011년 우면산 산사태 당시의 현장조사 자료 및 항공사진 비교분석을 통해 추출하였다. 산사태 관련 요인은 항공사진으로부터 제작된 지형도와 임상도에서 추출하였다. 산사태 취약성 지도는 산사태에 영향을 미치는 총 13개 요인을 통해 구성된 공간 데이터베이스에 LR 모델을 적용하여 제작되었다. 마지막으로 ROC(Receiver operating characteristic) 곡선을 이용해 산사태 취약성 지도를 검증한 결과 77.79%의 정확도를 나타냈다. 추가적으로, 연구결과에 나타난 산사태 취약지역에 대해 2011년 산사태 이후 산사태가 어떻게 관리되었는지를 확인하기 위해 현장조사를 수행하였다. 본 연구의 결과는 국내 도시 산사태 관리에 관한 정책 수립에 있어 과학적 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1129-1140
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• 2013

강우는 수문 순환에서 중요한 요소 중에 하나로 시 공간적 변동성이 크므로 정확한 공간 강우장의 파악이 요구된다. 열대강우 관측 위성(Tropical Rainfall Monitoring Mission, TRMM)에서 제공하는 3B43 월 누적 강우량 자료는 25 km의 공간 해상도를 갖고 있어 공간 강우장의 정확성을 높이기 위해 상세화 기법을 적용하여 1 km의 공간 해상도로 생성하였다. Terra 위성에 탑재된 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) 센서가 제공하는 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) (공간 해상도 1 km)와 강우 자료의 관계성을 회귀식으로 나타냈고 상세화 기법에 적용하였다. 이에 따른 결과를 지점과 위성 강우 자료와의 차이를 통해 보정하는 방법인 GDA (Geographical Difference Analysis)와 지점과 위성 강우 자료와의 비율로 편차를 보정하는 GRA (Geographical Ratio Analysis) 상세화 기법을 사용하여 공간 강우장을 나타내었다. 우리나라의 공간 강우장 결과를 지점 자료를 기준으로 비교 검증을 실시하였다. 그 결과 GDA 상세화 기법의 경우가 2009년(Bias=4.26 mm, RMSE=172.16 mm, MAE=141.95 mm, IOA=0.64), 2011년(Bias=17.21 mm, RMSE=253.43 mm, MAE=310.56 mm, IOA=0.62)으로 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 우리나라의 공간 강우장을 1 km의 공간 해상도로 파악할 수 있었으며, 더 나아가 지점의 수를 늘려 보정을 정밀하게 하거나, 강우 레이더 자료를 가지고 상세화 기법을 적용한다면 더욱 정확한 공간 강우장을 파악할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.144-156
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• 2021

This study examined hydrogeological characteristics of groundwater and surface water interaction in the fresh-saline water mixed zone of East Coast lagoon area, Korea, using several technical approaches including hydrological, lithological, and isotopic methods. In addition, the fresh-saline water interface was evaluated using vertical electrical conductivity (EC) data. For this purpose, three monitoring wells (SJ-P1, SJ-P2, and SJ-P3) were installed across the Songji lagoon at depths of 7.4 to 9.0 m, and water level, EC, and temperature at the wells and in the lagoon (SJ-L1) were monitored using automatic transducers from August 1 to October 21, 2021. Isotopic composition of the groundwater, lagoon water, and sea water were also monitored in the mid-September, 2013. The mixing ratios calculated from oxygen and hydrogen isotopic composition decreased with increasing depth in the monitoring wells, indicating saline water intrusion. In the study area, the interaction of groundwater-surface water-sea water was evident, and residual salinity in the sedimentary layers created in the past marine environment showed disorderly characteristics. Moreover, the horizontal flow at the lagoon's edge was more dominant than the vertical flow.