• 한국수자원학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.263-272
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• 2018

수공구조물 설계시 실측 유량의 자료 부족으로 홍수량의 빈도해석 결과보다는 강우자료를 수집하여 강우-유출 관계에 따라 산정된 설계강우량을 이용하여 특정 빈도에 해당하는 설계 홍수량을 사용하는 것이 일반적이다. 과거에는 첨두유량 산정을 위하여 합리식과 같은 경험식을 이용하였으나 지속기간이 장기화됨에 따라 실제 사상과는 다른 유출양상이 나타나게 되므로 확률강우량 시간분포의 정확성이 중요하게 되었다. 현재 실무에서는 설계강우량의 시간분포 방법으로 Huff의 4분위 방법 중 3분위를 사용하고 있으며 분위별 곡선에 대한 회귀식은 지속기간 전반에 걸쳐 정확도가 높은 이유로 6차식을 적용하고 있다. 그러나 통계 모델링에서는 간결함의 원리에 따라 회귀식이 간결할 필요가 있으며, 통계적 유의수준에 기초하여 회귀계수를 결정할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 기상청 관할 69개 강우관측지점을 대상으로 설계강우량의 시간분포 방법으로 사용되고 있는 Huff 4분위 방법의 시간분포 회귀식에 대한 유의성 검정을 실시하였다. 기상청 관할 69개 강우관측지점의 Huff 4분위 방법의 시간분포 회귀식의 유의성 검정결과 대부분의 지점에서 4차식까지 회귀계수가 유의한 것으로 나타나 통계학적으로 Huff의 4분위 방법의 시간분포 회귀식은 4차까지만 고려하여도 무방한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.59-71
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• 2013

신뢰성 있는 홍수빈도해석을 수행하기 위해서는 충분한 홍수량 및 강우자료가 필요하다. 강우자료의 경우 우리나라 대부분 지역에서 30년 이상의 극치자료가 활용이 가능한 반면 홍수량 자료는 상대적으로 충분한 자료가 확보되지 않아 신뢰성 있는 빈도해석이 어려운 실정이다. 이에 따라 강우모의 기법에 근거한 홍수빈도곡선 유도방안연구가 몇몇 연구에서 제안된 바 있으나, 기본적으로 입력된 강우의 빈도와 홍수의 빈도가 동일하다고 가정함으로 인하여 발생하는 불확실성이 상당부분 내포되어 있다. 이러한 점에서 본 연구의 목적은 강우모의기법과 불확실성 분석이 고려된 홍수빈도곡선 유도방법을 개발하는 것으로 홍수빈도곡선을 유도하는데 있어서의 핵심은 미래에 발생 가능한 극치강수량을 효과적으로 재현할 수 있는 강수량 모의발생 기법과 강우-유출관계의 불확실성 분석에 있다. 본 연구에서는 극치강수량 모의를 위해 불연속 Kernel Pareto 분포를이용한 다지점 강수모의기법과 Bayesian HEC-1 (BHEC-1) 모형을 연계하여 본연구의 대상유역인 대청댐 유역의 강우-유출 관계의 불확실성을 고려한 홍수빈도곡선을 개발하고 모형의 적합성을 평가하였다. 최종적으로 기존 홍수빈도결정방법과 비교를 통해서 모형의 적합성을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제12권2호
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• pp.13-23
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• 2010

지구온난화로 인한 기후변화에 관한 연구에 따르면, 최근 지구온난화의 징후가 매우 뚜렷하며, 강우의 강도는 증가할 것으로 예측되고 있다. 매해 발생하는 극한수문사상으로 인한 피해가 꾸준히 증가하고 있는 추세이며, 증가하고 있는 집중호우의 발생 빈도는 강우자료의 추세에 분명히 영향을 미치고 있다. 현재 수자원 계획이나 설계에 수행되고 있는 확률강우량 산정법은 강우자료가 정상성을 지니고 있다고 가정하여 빈도분석을 실시하고 있다. 이러한 정상성 확률강우량 산정방법은 최근의 관측강우의 증가 추세를 반영하지 못하여 기후변화에 따른 이상강우에 매우 취약할 수 있다. 본 연구에서는 강우시계열에서 나타나는 경향성의 시간적 변동 분석을 위해 현재 경향성이 나타나지 않는 강우관측소 51개 지점에 대하여, 강우 관측자료가 가지는 통계적 특성을 유지하면서 추계학적 시계열 모의발생기법을 이용하여 강우자료를 발생시킨 후 경향성 검정을 실시하였다. 그 결과 대상지점 51개 중 13개 지점에서 향후 10년 이내에 경향성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는 강우의 변동 추이가 현재와 같이 계속 진행된다면, 비록 현재에는 정상 시계열로 판단되는 강우 시계열일지라도 향후 비정상성을 갖게 됨을 반증한다. 따라서 목표연도의 확률강우량을 산정할 경우 강우의 증가 경향성을 충분히 반영할 수 있는 비정상성 확률강우량 산정 방법이 적용되어야 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.567-573
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• 2008

달천의 하도내에서 종횡단의 수질조사 및 하천특성에 대한 분석을 수행하였으며, 주요 지점을 중심으로 유량변화에 따른 수질변화를 검토하였다. 강우의 발생으로 유량이 증가한 경우에 BOD의 농도는 감소하였으며, TN과 TP의 농도는 증가한 것으로 나타났다. 유량이 증가하였던 Case 2에서 BOD, TN, TP는 모두 유속과 수심에 대하여 큰 상관계수를 보였다. 강우가 비점오염원의 유입을 유도하여 하도내 수질변화에 많은 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 하도내의 유속은 수치모형(SMS)을 통해서 분석할 수 있었으며, 경사가 크고, 하도의 폭이 좁은 상류 구간에서 비교적 유속이 큰 것으로 나타났다. 2차원 하도내에서 오염원의 거동특성이 모의되었으며, 주수로인 흐름의 중앙부분으로 오염원이 빠르게 확산되는 것으로 나타났다. 오염 확산은 흐름에 큰 영향을 받고 있는 것으로 모의되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권6호
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• pp.615-631
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• 2012

This study provides an evaluation for capability of Integrated Climate and Air quality Modeling System (ICAMS) on future regional scale climate projection. Temperature and precipitation are compared between ground-level observation data and results of regional models (MM5) for the past 30 years over the Korean peninsula. The ICAMS successfully simulates the local-scale spatial/seasonal variation of the temperature and precipitation. The probability distribution of simulated daily mean and minimum temperature agree well with the observed patterns and trends, although mean temperature shows a little cold bias about $1^{\circ}C$ compared to observations. It seems that a systematic cold bias is mostly due to an underestimation of maximum temperature. In the case of precipitation, the rainfall in winter and light rainfall are remarkably simulated well, but summer precipitation is underestimated in the heavy rainfall phenomena of exceeding 20 mm/day. The ICAMS shows a tendency to overestimate the number of washout days about 7%. Those results of this study indicate that the performance of ICAMS is reasonable regarding to air quality predication over the Korean peninsula.

• Environmental Engineering Research
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• 제15권2호
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• pp.123-126
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• 2010

Modeling non-point pollution across multiple scales has become an important environmental issue. As a more representative and practical approach in quantifying and qualifying surface water, a modular neural network (MNN) was implemented in this study. Two different site-scales ($1.5\;{\times}\;10^5$ and $1.62\;{\times}\;10^6\;m^2$) with the same plants, soils, and paddy field management practices, were selected. Hydrologic data (rainfall, irrigation and surface discharge) and water quality data (time-series nutrient loadings) were continuously monitored and then used for the verification of MNN performance. Correlation coefficients (R) for the results predicted from the networks versus measured values were within the range of 0.41 to 0.95. The small block could be extrapolated to the large field for the rainfall-surface drainage process. Nutrient prediction produced less favorable results due to the complex phenomena of nutrients in the drainage water. However, the feasibility of using MNN to generate improved prediction accuracy was demonstrated if more hydrologic and environmental data are provided. The study findings confirmed the estimation accuracy of the upscaling from a small-segment block to large-scale paddy field, thereby contributing to the establishment of water quality management for sustainable agriculture.

• 한국농공학회지
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• 제26권2호
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• pp.106-124
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• 1984

Monthly streanflow of watersheds is one of the most important elements for the planning, design, and management of water resources development projects, e.g., determination of storage requirement of reservoirs and control of release-water in lowflow rivers. Modeling of longterm runoff is theoretically based on water-balance analysis for a certain time interval. The effect of the casual factors of rainfall, evaporation, and soil-moisture storage on streamflow might be explained by multiple regression analysis. Using the basic concepts of water-balance and regression analysis, it was possible to develop a generalized model called the Regionalized Regression Model for Monthly Streamflow in Korean Watersheds. Based on model verification, it is felt that the model can be reliably applied to any proposed station in Korean watersheds to estimate monthly streamflow for the planning, design, and management of water resources development projects, especially those involving irrigation. Modeling processes and properties are summarized as follows; 1. From a simplified equation of water-balance on a watershed a regression model for monthly streamflow using the variables of rainfall, pan evaporation, and previous-month streamflow was formulated. 2. The hydrologic response of a watershed was represented lumpedly, qualitatively, and deductively using the regression coefficients of the water-balance regression model. 3. Regionalization was carried out to classify 33 watersheds on the basis of similarity through cluster analysis and resulted in 4 regional groups. 4. Prediction equations for the regional coefficients were derived from the stepwise regression analysis of watershed characteristics. It was also possible to explain geographic influences on streamflow through those prediction equations. 5. A model requiring the simple input of the data for rainfall, pan evaporation, and geographic factors was developed to estimate monthly streamflow at ungaged stations. The results of evaluating the performance of the model generally satisfactory.

• 한국물환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.273-285
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• 2011

This study describes the modeling of climate change impact on runoff across southeast Korea using a conceptual rainfall-runoff model TANK and assesses the results using the concept of environmental flows developed by International Water Management Institute. The future climate time series is obtained by scaling the historical series, informed by 4 global climate models and 3 greenhouse gas emission scenarios, to reflect a $4.0^{\circ}C$ increase at most in average surface air temperature and 31.7% increase at most in annual precipitation, using the spatio-temporal changing factor method that considers changes in the future mean seasonal rainfall and potential evapotranspiration as well as in the daily rainfall distribution. Although the simulation results from different global circulation models and greenhouse emission scenarios indicate different responses in flows to the climate change, the majority of the modeling results show that there will be more runoff in southeast Korea in the future. However, there is substantial uncertainty, with the results ranging from a 5.82% decrease to a 48.15% increase in the mean annual runoff averaged across the study area according to the corresponding climate change scenarios. We then assess the hydrologic perturbations based on the comparison between present and future flow duration curves suggested by IMWI. As a result, the effect of hydrologic perturbation on aquatic ecosystems may be significant at several locations of the Nakdong river main stream in dry season.

• 농업과학연구
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• 제51권1호
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• pp.79-86
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• 2024

As the frequency and intensity of heavy rains increase, the vulnerability of agriculture to disasters also increases. Consequently, there is a need to improve flood and inundation predictions. To enhance the accuracy of inundation predictions, it is essential to monitor water level and discharge data within agricultural areas. This study was conducted to monitor water levels and rainfall in the Cheongju Sindae area from 2022 to 2023, and the data was utilized as input and validation data for agricultural inundation modeling. Four irrigation drainage canals were installed to a square-shaped concrete structure where the water level gauge is. It was then confirmed that the water level rises with rainfall. The flow velocities were monitored during periods of heavy rainfall. The rating curve, which estimates water level and flow velocity based on observations, was estimated using the software K-HQ. The resulting curve was presented with the Coefficient of Determination (R²). K-HQ was also used to calculate the equation for the rating curve, taking outliers into account at each data point. Outliers were extracted and the rating curve was recalculated. As the coefficient of determination of three out of four stations exceeded 0.95, the estimated rating curve may be considered reliable for discharge estimation. This study provides critical data for enhancing agricultural inundation modeling accuracy and drainage improvement projects.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.765-774
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• 2023

기후변화로 인해 강우의 변동성이 증가하여가뭄 또는 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 불확실성이 증가하는 기후 조건에 대응하는 수자원 시설 관리대책의 수립을 위해서는, 하천의 자연 유출량과 인공계 물공급을 모두 고려한 저수지 운영 모의를 통하여, 이수 및 치수 측면의 수자원 시설 영향에 대한 종합적인 분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 강우-유출과 저수지 운영 모형을 연계 모의하여, 합천댐 유역을 대상으로 기후변화에 대한 이수안전도 및 홍수위험도 분석을 수행하였다. 강우-유출모형으로는 modèledu Génie Rural à 4 paramètres Journalier (GR4J) 모형을, 저수지운영 모형은 HEC-Ressim 모형의 구조를 가지는 R 기반모형을 적용하였다. 구축된 연계 모형에 기후변화 시나리오를 2100년까지적용하여 합천댐의 이수안전도 및 홍수위험도 변화를 정량적으로 분석하였다. 이수안전도 분석 결과, SSP5-8.5에 비해 SSP2-4.5 조건에서 이수안전도가 더높으며, 먼미래로 갈수록 모두 과거 조건보다 이수안전도가 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 먼미래 기간에서는 홍수 위험도의 범위가 더욱 넓어지는 것으로나타났으며, SSP2-4.5와 SSP5-8.5 두 시나리오모두 먼미래 기간에서 홍수 위험도의 중앙값이 가장 높았다. 또한, 연총강수량과연총유출은 과거 대비 10% 미만 증가하는데 비해, 홍수시댐무효방류량은 120%이상 증가하여, 연구대상지역인 합천댐유역의 경우, 미래 기후변화로 인한 홍수위험도가 상승할 것으로 예상된다.