• 한국지리정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.12-26
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• 2017

본 연구의 목적은 물리적 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)과 마이크로소프트 Azure(Microsoft cloud computing service)를 이용하여 낙동강 유역의 유출해석시스템을 개발하고, Azure의 가상머신(VM, Virtual Machine) 설정에 따른 시스템 실행시간을 평가하는 것이다. 이를 위해서 낙동강 유역을 20개의 소유역으로 구분하고, 각 소유역에 대해서 GRM 모형을 구축하였다. 각 유역의 유출해석은 상하류 위상관계를 유지하면서 독립된 프로세스로 실행된다. 실시간 유출해석을 위해 국토교통부의 실시간 강우레이더 자료와 댐방류량 자료를 이용한다. 유출해석시스템은 Azure에서 실행되며, 유출해석 결과는 웹을 통해서 가시화 된다. 연구결과 실시간 수문자료 수신서버와 유출해석 계산서버(Azure) 및 사용자 PC가 연계된 낙동강 실시간 유출해석시스템을 개발할 수 있었다. 유출해석을 위한 전산장비는 하드디스크와 메모리 보다는 CPU의 성능에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 유출해석시의 디스크 입출력(I/O)과 계산 프로세스를 분산함으로써 입출력과 계산 병목을 각각 감소시킬 수 있었고, 실행시간을 단축시킬 수 있었다. 본 연구의 결과는 고해상도의 공간 및 수문 자료를 활용하는 분포형 모형을 이용한 대유역 유출해석시스템을 구축하기 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.565-574
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• 2008

산불에 따른 토양의 반발수력 증대로 산지의 유출량과 토양침식량이 가중된다. WEPP모형을 산불지역에 적용하기 위한 주요 매개변수들의 최적 추정기법에 대해 연구하였다. 산불지역에서 WEPP모형은 유출량이 적을 때 과대평가하고 많으면 과소평가하였으며 토양침식량이 적은 경우에도 과대 산정하는 경향이 있다. 산불지역에서 이 모형의 유출량 변화는 유효투수계수가 가장 큰 영향을 미치고 토사유출량 변화는 유효투수계수, 초기포화도, 세류침식계수, 세류간침식계수가 주로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 산불지역에서 WEPP의 적용성을 향상시키기 위하여 유출량에 대해서는 유효투수조정계수를 도입하고, 토사유출량에 대해서는 세류침식조정계수와 세류간침식조정계수를 도입하였다. 유효투수조정계수는 강우사상의 최대강우강도와 식생인자에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 세류침식조정계수는 입도분포의 토양성분 특성과 강우사상의 총강우량에 좌우되었으며 세류간침식조정계수는 최대강우강도와 식생고지수의 증가에 따라 감소하였다. 본 연구결과는 산불지역 사면에서 WEPP모형의 적용에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제18권3호
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• pp.13-22
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• 2015

Unpaved forest roads are common accessways in mountain areas being used for forestry purposes. The presence of forest roads produces large volumes of surface runoff and sediment yield due to changes in soil properties and hillslope profile. Rainfall simulation experiments were conducted to estimate the impacts of above-ground vegetation and antecedent soil water condition on hydrology and sediment processes. A total of 9 small plots($1m{\times}0.5m$) were installed to represent different road surface conditions: no-vegetation(3 plots), vegetated surface(3 plots), and cleared vegetation surface(3 plots). Experiments were carried out on dry, wet, and very wet soil moisture conditions for each plot. Above ground parts of vegetation on road surface influenced significantly on surface runoff. Runoff from no-vegetation roads(39.24L) was greater than that from vegetated(25.05L), while cleared-vegetation condition is similar to no-vegetation roads(39.72L). Runoff rate responded in a similar way to runoff volume. Soil erosion was also controlled by land cover, but the magnitude is little than that of surface runoff. Even though slight differences among antecedent soil moisture conditions were found on both runoff and soil erosion, runoff rate and soil losses were increased in very wet condition, followed by wet condition. The experiments suggest that vegetation cover on forest road surface seems most effective way to reduce surface runoff and soil erosion during storm periods.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권1호
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• pp.27-38
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• 2021

최근 레이더 강우량을 수문학적으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 기상레이더의 경우 관측 특성상 산악 효과 등으로 인한 관측 영역의 한계로 빔의 차폐가 발생하며, 이는 강우량의 과소 추정의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 기상 레이더의 수문학적 활용을 위해 Hybrid Surface Rainfall (HSR)기법을 활용하여 레이더 강우를 추정하였으며, 분포형 유출모형인 GRM 모형을 활용하여 유출 해석을 수행하였다. 5개의 강우 사상에 대해 강우 보정 및 유출 모의를 수행한 결과 HSR 기법을 활용한 이중편파 레이더 강우량(Q_H_KDP)이 지상 강우량의 15% 이내의 오차를 보이며 정확성이 가장 높았으며, 이를 활용하여 유출 해석을 수행한 결과 역시 R2 0.9 이상 NRMSE가 0.8 이하, NSE 0.5 이상의 정확도를 나타내었다. 본 연구를 통하여 이중편파 레이더 강우의 적용성을 확인할 수 있었으며, 향후 레이더의 수문학적 활용에 관련된 연구에 활용성이 클 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.583-595
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• 2020

본 연구에서는 청계천 효자배수분구 유역을 대상으로 RCP 시나리오를 이용하여 Historical 강수량 및 5개의 GCMs 모델로 부터 산정된 Future 강수량과의 변화를 분석하였다. 각 GCMs 모델별 Historical 대비 Future 연 평균 강수량은 최소 35.30 mm에서 최대 208.65 mm 증가하였다. 그리고 Historical 대비 Future 변화율은 1.73%~16.84% 증가하였다. SWMM 모형을 이용하여 투수성포장, 침투도랑, 옥상녹화 3가지의 LID 요소기술을 이용하였다. 그리고 LID 요소기술별 적용된 가중치 변화에 따른 유출량을 분석하였다. 그 결과 각 GCMs 모델별 차이는 있으나 최소 2.58%, 최대 28.78% 유출량이 증가하였다. 그러나 투수성포장 및 침투도랑의 단일 적용시 INM-CM4와 MRI-CGCM3 모델에서 Historical 유출량 대비 각각 3.48%와 2.74%, 8.04%와 7.16% 감소되었다. 또한 두 가지의 LID 요소기술을 조합한 경우에도 유출량이 2.74%와 2.89%, 7.16%와 7.31% 감소되었다. 이것은 기존 Historical의 유출량보다 적거나 유사한 수준인 것으로 분석되었다. LID 요소기술의 적용 결과, 옥상녹화가 도심유역 면적의 1/3정도 적용되는 것이 유출량에 대한 지체시간을 확보하는데 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한 구도심 지역에 LID 기법을 적용할 경우 경제적 비용, 유지관리, 도심경관의 순서로 우선순위를 고려하는 것이 바람직하다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권4호
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• pp.307-313
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• 2019

BACKGROUND: An intensive farming system may be of the most important source for agricultural non-point source (NPS) pollution, which is a major concern for agricultural water management in South Korea. Various management practices have therefore been applied to reduce NPS loads from upland fields. This study presents performances of sediment trap for reducing NPS and soil loss from rainfall runoff in cropland. METHODS AND RESULTS: In 2018 and 2019, three sediment traps (L1.5 m × W1.0 m × D0.5 m = 0.75 ㎥) and their controls were established in the end of sloped (ca. 3%) upland field planted with maize crops. Over the seasons, runoff water was monitored, collected, and analyzed at every runoff. Soils deposited in sediment traps were collected and weighed at the season end. Sediment traps reduced runoff amount (p<0.05) and NPS concentrations, though the decreased NPS concentrations were not always statistically significant. In addition, sediment traps had a significant prevention effect on soil loss from rainfall runoff in a sloped cropland. CONCLUSION: The results suggest that the sediment trap could be a powerful and the best management practice to reduce NPS pollution and soil loss in a sloped upland field.

• 한국농공학회지
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• 제18권3호
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• pp.4184-4194
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• 1976

Located in the southwestern part of Korea, the Yong San Gang river flows generally northeast to southwest, and because of the specific location, topography and climate, the basin area is subject to recurrent drought and flood damages. To eliminate the cause of such damages and ensure an increase in the farm income by means of effective irrigation supply and increased cropping intensity, efforts are being made to speed up implementation of an integrated agricultural development project which would include construction. of an estuary dam and irrigation facilities as well as land development and tidal reclarnation. In formulating a basin development project plan, it is necessary to study a series of long-term runoff data. The catchment area at the proposed estuary damsite is 3,471$\textrm{km}^2$ with the total length of the river channel up to this point reaching 138km. An analysis of runoff in this area was carried out. Rainfall was estimated by the Thiessen Network based on records available from 15 of the rainfall observation stations within the area. Out of the 15 stations, Kwang Ju and Mok Po stations were keeping long-term precipitation records exceeding some 60 years while the others were in possession of only 5-10 years records. The long-term records kept by those stations located in the center of the basin were used as base records and records kept by the remaining stations were supplemented using the coefficient of correlation between the records kept by the base stations and the remainder. The analyses indicate that the average annual rainfall measured at Kwang Ju during 1940-1972 (33 years) amounts to 1,262mm and the areal rainfall amounts to 1,236mm. For the purpose of runoff analysis, 7 observatories, were set up in the middle and lower reaches of the river and periodic measurements made by these stations permitted analysis of water levels and river flows. In particular, the long-term data available from Na Ju station significantly contributed to the analysis. The analysis, made by 4-stage Tank method, shows that the average annual runoff during 1940-1972 amounts to 2,189 million ㎥ at the runoff rate of 51%. As for the amount of monthly runoff, the maximum is 484.2 million ㎥ in July while the minimum is 48.3 million ㎥ in January.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.85-95
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• 2007

우리나라의 계절별 편차가 큰 강우 특성과 도시화에 따른 도시유역 수리 수문 양상의 변화로 인해 도시의 유출변화를 초래하여 홍수피해가 증가하고 수자원 관리 측면에서도 매우 불리한 형편에 있다. 현재 이러한 문제를 해결하기 위해 각종 개발 사업으로 인해 가중되는 홍수유출량을 처리할 수 있는 우수유출 저감시설을 설치하고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 우수유출저감 기능을 가진 침투-저류 시스템을 제안하고, 수리모형 실험을 통해 침투-저류 시스템의 저감효과를 분석하였다. 각종 개발 사업이나 도시화에 따른 영향을 고려할 수 있도록 표면재료를 고려하여 인공강우 실험장치와 상 하부층으로 구성된 침투-저류 시스템을 이용하여 수리모형실험을 수행하였다. 상부와 하부 침투율을 비교한 결과, 대체적으로 하부의 침투율이 더 크게 나타났으며, 이러한 결과로 침투-저류시스템의 효과가 침투율을 증가시켜 기존 침투형 우수유출저감시설보다 더 효율적인 것으로 판단되었다. 본 연구의 침투-저류시스템 저감효과 분석내용은 침투-저류시스템 및 침투형 우수유출저감시설의 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.711-720
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• 1999

서해안의 3개 실험유역을 선정, 강우-유출 현상 중 홍수수문곡선을 모의하기 위하여 선형저수지 모형을 적용하고 모형의 매개변수를 유역특성과 상관시켜 회귀분석을 실시하였다. 분석을 위하여 총 8개 모형이 이용되었으며 3개 유역, 5개 수위관측지점에서 시험·적용하였다. 선정된 모형의 매개변수 최적화는 선형계획기법의 일종인 Rosenbrock방법을 이용하였고 유도된 모형의 매개변수는 또 다른 강우-유출 사상에 모의하여 검정하였다. 그리고 검정된 모형 중 Nash모형은 저수지 수(N)와 저류상수(k), 그리고 선형저수지 모형의 경우 저류상수(k)를 유역특성치인 유역의 크기, 경사도 및 하천길이와 상관시켜 회귀분석을 실시하였으며 이 결과는 무계측 유역의 순간단위도(IUH)를 유도하는데 이용할 수 있을 것이다.

• 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.