• 한국농공학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.37-45
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• 2011

Mandae watershed in Gangwon province has been known as one of soil erosion hot spot watersheds within Hanggang basin. Thus numerous efforts have been made to reduce soil erosion and pollutant loads into receiving watershed. However, proper best management practices have not been suggested because no monitoring flow and water quality data were available. Thus, modeling technique could not be utilized to evaluate water quality issue properly at Mandae watershed to develop and implement the best management practices. In this study, the SWAT model was applied to the Mandae watershed, Gangwon province to evaluate the SWAT prediction ability and water quality improvement with vegetated filter strip (VFS) in this study. The Nash-Sutcliffe model efficiency (NSE) and Coefficient of determination ($R^2$) values for flow simulation were 0.715 and 0.802, respectively, and the NSE and $R^2$ values were 0.903 and 0.920 for T-P simulation indicating the SWAT can be used to simulate flow and T-P with acceptable accuracies. The SWAT model, calibrated for flow and T-P, was used to evaluate water quality improvement with the VFS in agricultural fields. It was found that approximately 56.19 % of T-P could be reduced with vegetated filter strip of 5 m at the edge of agricultural fields within the watershed (34.86 % reduction with VFS of 1m, 48.29 % with VFS of 3 m). As shown in this study, the T-P, which plays key roles in eutrophication in the waterbodies, can be reduced with proper installation of the VFS.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권7호
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• pp.545-555
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• 2020

본 연구에서는 해외 수력댐 건설 프로젝트의 사전조사 기초자료 제공을 위하여 댐 위치 결정을 위한 사전적지분석 알고리즘을 개발하고, 위성영상 수치표고자료인 ASTER Global Digital Elevation Model (ASTGTM)과 토지피복자료인 Terra/Aqua combined Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MCD12Q1를 사용하였다. 사전적지분석 알고리즘은 DEM의 전처리, 하천망생성, 유역분할과 지형정보를 고려한 적지분석과 댐 건설 시 수몰면적에 따른 보상면적 산정 알고리즘을 포함하고 있으며 Python기반의 오픈소스 GIS로 구현되었다. 적지분석은 사용자가 하천 위의 지점을 선택하면, DEM으로부터 낙차, 도달시간, 내용적곡선과 같은 지형정보와 토지피복자료를 통한 보상면적을 기반으로 지점의 적지여부를 평가한다. 분석알고리즘은 국내 부항, 보현산, 성덕, 영주댐을 대상으로 시범적용 됐으며 해당 지점의 가능 최대낙차는 각각 37, 67, 73, 42 m로 나타났으며 최대저수면적은 1.81, 2.4, 2.8, 8.8 ㎢ 최대저수량은 35.9, 68, 91.3, 168.3×10⁶ ㎥으로 나타났다. 보현산과 성주 댐에서는 타당성을 보였으나, 부항과 영주 댐의 경우 ASTGTM 에러로 인한 잘못된 하천망과 유역경계로 인해 낙차가 제한됨을 보였다, 본 연구의 결과는 향후 해외 수력댐 사업 진출시 사전분석에서 적지의 지형학적 평가에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 농업과학연구
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• 제10권2호
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• pp.324-333
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• 1983

장기유출해석(長期流出解析) 모형(模型)은 물수지(收支)에 그 기반(基盤)을 두고 있다. 하천(河川) 유출량(流出量)의 물수지(收支)를 강우량(降雨量), 증발산량(蒸發散量), 토양수분변화량(土壤水分變化量)으로 단순화(單純化)하여, 이를 강우량(降雨量)pan증발량(蒸發量), 전기유출량(前期流出量)의 변수(變數)로 회귀모형화(回歸模型化)하여 회귀계수(回歸係數)로 부터 다음과 같은 유역(流域) 수문반응(水文反應)의 일반화(一般化) 경향(傾向)을 모색하였다. 이들 회귀계수(回歸係數), $b_1$, $b_2$, $b_3$로부터 개괄적(槪括的), 정성적(定性的), 연역적(演譯的)으로 유역(流域)의 수문반응(水文反應)을 해석(解析)할 수 있었다. 물수지(收支) 회귀모형(回歸模型)의 특성(特性)은 다음과 같다. 1. 회귀계수(回歸係數) $b_1$은 강우중(降雨中)에서 차단(遮斷), 지표저류량(地表貯溜量) 및 하도손실(河道損失)을 뺀 직접유출성분(直接流出成分)으로, 수계별(水系別)로 하류지점(下流地點), 유역면적(流域面積)이 커짐에 따라 $b_1$값은 작아진다. 2. 회귀계수(回歸係數) $b_2$는 토양수분변화에 따른 유출 체(滯)를 나타내는 기저유출(基底流出)의 Index로 유역면적(流域面積)이 커지고 유역평균경사(流域平均傾斜)가 완만할수록 유역(流域)의 저류능(貯溜能)이 커지므로 $b_2$값도 커진다. 3. 회귀계수(回歸係數) $b_3$는 토양수분과 토양피복상태에 따른 유역증발산(流域蒸發散)에 의(依)한 손실(損失)을 나타내어 부치(負値)를 가지며 하류지점(下流地點), 유역면적(流域面積)이 커짐에 따라 지표(地表), 지하저류능(地下貯溜能)이 커지므로 $b_3$값도 커진다. 4. 강우일수(降雨日數)가 많은 달은 대체로 Pan증발량(蒸發量)이 적으므로 큰 유출(流出)이 발생(發生)하여 전(前)달의 유출(流出)이 많았으면 그 달에 강우(降雨)가 없어도 기저유출(基底流出)이 나타내는 등(等) 유출(流出)의 계절적변화를 해석(解析)할 수 있다. 5. 월(月) 유출(流出)에 대한 강우량(降雨量), 증발산량(蒸發散量) 토양수분변화(土壤水分變化)의 상대적(相對的) 기여도(寄與度)는 ${\beta}$ Coeff.의 백분율(百分率)로 나타내면 각각(各各) 80%, 11%, 9%이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1121-1134
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• 2014

유사발생 잠재성 및 토양침식으로 인한 유사발생 위험성이 높은 것으로 평가된 내성천유역을 대상으로 강우-유출-토양침식-유사이송으로 이어지는 유역단위의 분포형 모형을 구축하였으며 유출과 유사농도 모의 결과에 주요한 영향을 미치는 조도계수 및 투수계수의 민감도 분석을 실시하였다. 모의결과, 내성천유역의 토지 피복이 숲인 지역의 조도계수를 0.4에서 0.45로 변경하여 지표수 유출 유속을 감소시킴으로써 향석 지점에서의 유출곡선에 미치는 영향을 분석하였으나 유출수문곡선의 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 평균 유사농도 값과 유사농도의 범위에 있어서도 모의 결과가 근소하게 증가하나 유의한 변화는 없는 것으로 나타났다. 투수계수에 대한 민감도 분석 결과, 투수계수 값을 저감 시킬수록 총 유출량 및 첨두 유출량은 점차 증가하는 것으로 나타났다. 유사농도 모의의 경우에도 투수계수를 저감시킬수록 모든 지점에서 평균 유사농도 및 유량에 따른 유사농도 범위가 증가하였으며, 향석 지점의 경우 투수계수를 50% 저감하였을 때 유사 농도 모의 값이 유량-유사량 관계식에 의해 계산된 값과 가장 근사한 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제4권2호
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• pp.39-57
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• 1995

이 논문은 미국 Pennsylvania의 델라웨어강 유역에서의 토지이용으로 인한 영향을 평가하기 위하여 수질모형 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)를 GIS등과 결합하여 (Arc/info 와 GRASS)사용하였다. 이 논문에서는 GIS를 수치수질모형과 결합하여 사용하였으며 그 대상지역은 $250km^2$의 Brodhead Creek 유역이다. 수질모형에 사용된 자료는 1:250,000의 DEM (Digital Elevation Model)에서 추출된 자료와 토양자료 및 관측된 유량 및 질산염 농도와 관련된 자료이다. 그리고 DEM자료, Curve Number 및 기타 입력변수의 민감도를 분석하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.57-66
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• 2016

Harmonized World Soil Database (HWSD) including the global soil information has been implemented to the runoff analysis in many watersheds of the world. However, its accuracy can be a critical issue in the modeling because of the limitation the low resolution reflecting the physical properties of soil in a watershed. Accordingly, this study attempted to assess the effect of HWSD in modeling by comparing parameters of the rainfall-runoff model using HWSD with the detailed soil map. For this, Grid based Rainfall-runoff Model (GRM) was employed in the Hyangseok watershed. The results showed that both of two soil maps in the rainfall-runoff model are able to well capture the observed runoff. However, compared with the detailed soil map, HWSD produced more uncertainty in the GRM parameters related to soil depth and hydraulic conductivity during the calibrations than the detailed soil map. Therefore, the uncertainty from the limited information on soil texture in HWSD should be considered for better calibration of a rainfall-runoff model.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.323-327
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• 2006

During the past decades in South Korea, there have been several projects to reduce water demand and save water for paddy irrigation system by automation. This is called as intensive water management system by telemetering of paddy ponding depth and canal water level and telecontrol of water supply facilities. This study suggests a method of constructing topology-based irrigation network system using GIS tools. For the network modeling, a typical agricultural watershed included reservoirs, irrigation and drainage canals, pumping stations was selected. ArcHydro tools composed of edge, junction, waterbody and watershed were used to construct hydro-network. ArcHydro Model was then designed and the network was successfully built using the HydroID. Visualization using ArcHydro tools could display table property of each object. ArcHydro Model was linked to Agricultural Water Demamd and Supply Estimation System (AWDS) which developed by Korea Rural Community and Agriculture Corporation (KRC) to extract information of the study area. And menu of supply facilities information, demand analysis and supply analysis constructed for information acquisition and visualization of acquired informations.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.647-650
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• 2006

Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI) hyperspectral imagery was acquired over the Little Miami River Watershed (1756 square miles) in Ohio, U.S.A., which is one of the largest hyperspectral image acquisition. For the development of a 4m-resolution land cover dataset, a hierarchical approach was employed using two different classification algorithms: 'Image Object Segmentation' for level-1 and 'Spectral Angle Mapper' for level-2. This classification scheme was developed to overcome the spectral inseparability of urban and rural features and to deal with radiometric distortions due to cross-track illumination. The land cover class members were lentic, lotic, forest, corn, soybean, wheat, dry herbaceous, grass, urban barren, rural barren, urban/built, and unclassified. The final phase of processing was completed after an extensive Quality Assurance and Quality Control (QA/QC) phase. With respect to the eleven land cover class members, the overall accuracy with a total of 902 reference points was 83.9% at 4m resolution. The dataset is available for public research, and applications of this product will represent an improvement over more commonly utilized data of coarser spatial resolution such as National Land Cover Data (NLCD).

• Water Engineering Research
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• 제2권1호
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• pp.49-61
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• 2001

A grid-based KIneMatic wave soil-water EROsion and deposition Model(KIMEROM) that predicts temporal variation and spatial distribution of sediment transport in a watershed was developed. This model uses ASCII-formatted map data supported from the regular gridded map of GRASS (U.S. Army CERL, 1993)-GIS(Geographic Information Systems), and generates the distributed results by ASCII-formatted map data. For hydrologic process, the kinematic wave equation and Darcy equation were used to simulated surface and subsurface flow, respectively (Kim, 1998; Kim et al., 1998). For soil erosion process, the physically-based soil erosion concept by Rose and Hairsine (1988) was used to simulate soil-water erosion and deposition. The model adopts single overland flowpath algorithm and simulates surface and subsurface water depth, and sediment concentration at each grid element for a given time increment. The model was tested to a 162.3 $\textrm{km}^2$ watershed located in the tideland reclaimed ares of South Korea. After the hydrologic calibration for two storm events in 1999, the results of sediment transport were presented for the same storm events. The results of temporal variation and spatial distribution of overland flow and sediment areas are shown using GRASS.

• 환경영향평가
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• 제8권4호
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• pp.1-12
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• 1999

본 연구의 목적은 지리정보시스템과 원격탐사를 이용하여 체계적이고 효율적인 수질관리 자료기반을 구축하고, 유역의 오염부하를 산정하여 장래의 수질을 예측할 수 있는 수질관리시스템을 구축하는데 있다. 수질관리를 위해서는 오염물질의 최적처리 등의 기술적 측면뿐만 아니라 수질환경에 관한 정확한 정보의 취득과 관리가 필요하다. 본 연구에서는 지형 및 속성정보의 입력 및 편집을 위해 ArcView 3.1을 사용하였으며, Avenue Script를 이용하여 사용자환경을 갖추도록 하였다. 또한, 토지피복분류를 위하여 20m 해상도의 SPOT XS영상을 대상으로 PCI 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 수질관리시스템은 데이터베이스 보조시스템과 Modeling 보조시스템으로 구성된다. 데이터베이스 보조시스템은 수치지형도에서 추출한 수치표고모델에서 분석한 유역분할도, 위성영상자료, 정부보고서, 통계자료들로 구성되며, Modeling 보조시스템은 강우 시와 비강우시의 유역의 오염부하량을 산정하고 수질예측을 하는 SPLM(Storm Pollutant Loading Model)과 NSPLM(Non-Storm Polutant Loading Model)으로 구성된다. 각각의 보조시스템은 그래픽 출력 부분과 결합하여 분석결과 및 유역현황을 표시하도록 설계되었다. 개발된 수질관리 시스템은 경기도 광주군 광주읍에 위치한 목현천 유역을 대상으로 적용되고 수정되었다.