• Title, Summary, Keyword: 표준유역

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Estimation of The Observation Errors on Rainfall Radar Measurement by Dual-polarization Parameters Optimization Technique (편파변수 최적화 기법에 의한 강우레이더 강우량 관측오차의 추정)

  • Hwang, Seok Hwan;Yoon, Jungsoo;Kang, Narae;Noh, Huiseong;Han, Myoungsun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.208-208
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    • 2018
  • 본 연구에서는 비슬산 강우레이더 관측반경 내 표준유역별 정규화오차 정확도를 이용하여 강우량, 유역특성 등 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소와의 상관 특성을 분석하였다. 이를 분석하면 강우레이더 관측 오차 또는 정확도가 수문학적 특성에 따라 얼마나, 어떻게 발생하는지를 추정할 수 있고, 이를 이용하여 홍수예보에 활용되는 입력 자료의 오차를 유역단위로 명확히 정량화 할 수 있어 보다 정확하고 신뢰도 높은 홍수예보에 도움이 될 것으로 기대된다. 강수량 크기와 강수추정 정확도 간의 상관 특성을 분석하기 위해 표준유역 평균 최대 강수량과 강수추정 정확도 간의 분포특성을 분석하였다. 단기간의 자료를 분석하여 오차특성을 정규화 하기는 매우 어렵기 때문에 본 연구에서는 비슬산 강우레이더로 관측된 2012년에서 2016년(5년)사이의 236개 강우사상에 대하여, 동기간의 기상청 AWS 지점 강우량을 기준으로 비슬산 강우레이더의 정규화오차 정확도(1-NE)를 산정한 후 이를 이용하여 850개 표준유역 별 유역평균 정규화오차 정확도를 재산정 하였다. 분석결과 표준유역 평균 최대강수량과 정규화오차 정확도 간에는 유의한 상관성이 있는 것으로 나타났다. 표준유역 평균 최대강수량의 크기에 따라 정규화오차 정확도가 상대적으로 일정한 경향이 나타났고 후처리 단계에서의 편파변수 최적화 이후에는 레이더 강수추정의 정규화오차 정확도가 표준유역 평균 최대강수량 크기에 상관없이 일정해 지는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 일정한 레이더 강수추정의 정규화오차 정확도는, 편파변수 최적화에 의해 관측 가능한 최대 기대 정확도 수준 도달에 도달했다고 볼 수 있으며, 표준유역에서 강우레이더의 강수추정 기대 정확도 수준은 84%(정규화오차 16%에 해당) 정도로 추정되었다.

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Development and Evaluation of Integrated Watershed Soundness Index (통합 유역건전성 평가지수 개발 및 평가)

  • Ahn, So Ra;Jung, Chung Gil;Lee, Ji Wan;Kim, Seong Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.320-320
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    • 2016
  • 본 연구에서는 자연환경, 수생태환경과 관련된 모니터링자료 및 수문/수질 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모델링 자료를 이용하여 유역건전성을 평가하기 위한 지수를 개발하고, 한강유역($34,148km^2$)을 대상으로 표준유역단위 유역건전성 평가를 수행하였다. 본 연구에서는 미국 EPA(Environmental Protection Agency)의 유역건전성 분석 사례를 개선하여 우리나라에 유역 특성에 맞는 통합 유역건전성 평가지수를 개발하였다. 본 연구에서 분석하고자 하는 유역건전성은 유역이 본래 가지고 있는 자연적인 건전성을 평가하고자 하는 것으로, 평가를 위한 지표로 자연토지피복, 하천환경, 수문, 수질, 서식지, 수생태 관련 요소를 각각 선정하였다. 자연토지피복 및 하천, 서식지 유역건전성 평가를 위해서 DEM, 토지이용도, 하천도, 저수지, 습지자료를 이용하였고, 수생태 유역건전성 평가를 위해서는 6년간(2008년~2013년) 모니터링 된 TDI, BMI, FAI 자료로 이용하였다. 수문/수질 유역건전성 평가를 위해서는 SWAT 모형의 장기모의 결과를 활용하였으며, 30년간(1985년-2014년) 모의된 강수량, 총유출, 지표유출, 침투, 토양수분, 중간유출, 침루, 지하수 충진, 기저유출, Sediment, T-N, T-P 결과를 이용하였다. 각 평가지표로부터 표준유역별 sub-index를 도출하였으며, 6가지 sub-index를 이용하여 통합 유역건전성 지수를 산정하였다. 산정된 지수는 0부터 1까지의 값으로 나타나며, 1에 가까울수록 유역건전성이 좋은 유역을 의미한다. 연구결과 한강유역의 통합 유역건전성은 상류에서 하류로 갈수록 건전성이 안 좋아지는 것으로 분석되었으며, 특정 표준유역에 대하여 자연환경, 수문, 수질, 수생태환경 각각의 유역건전성을 평가할 수 있었다.

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Assessment of Soil Loss Risk based on the Land Use Characteristics of Nakdong River Watershed using GIS (GIS를 이용한 낙동강유역의 토지이용특성에 따른 토양손실 위험성 평가)

  • Jeong, Won-Jun;Kwon, Yong-Sung;Ji, Un;Yeo, Woon-Kwang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.334-338
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    • 2011
  • 일반적으로 유역에서 발생하는 토양손실은 붕괴사면과 표면침식, 토사류 붕괴에 의한 운반, 하상의 침식등 자연적인 요인과 도로건설, 산림의 벌채, 단지개발 등 인위적인 원인으로 발생할 수 있다. 토양손실의 발생은 농업생산성을 떨어뜨리고 목초지를 손상시키며, 물의 흐름을 방해하여 홍수위 상승, 저수지의 저수용량 감소, 고탁수 등 다양한 문제를 야기 시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해선 우선 토양손실 발생의 위험지역을 선정하고 그 지역을 집중적으로 관리하는 적절한 관리 대책의 마련이 필요하다. 이에 본 연구에서는 낙동강유역 전체를 대상유역으로 선정하고 토양손실 발생에 영향을 주는 여러 요소중 도시화나 농경지 확장 등 인간의 인위적인 개발로 인해 쉽게 변경될 수 있는 토지이용도를 이용하여 세부적으로 분석하였다. 토지이용도를 구성하고 있는 총 8가지의 토지이용항목 중 다른 항목들에 비해 분포면적이 매우 작은 녹지, 습지, 나지를 제외한 5가지의 항목(시가화, 논, 밭, 산림, 수역)의 분포면적을 통해 토지 이용특성에 따른 유사발생의 연관성을 파악하였으며 유역별 유사발생 위험순위를 평가하였다. 유사발생 위험순위 평가결과, 전체 낙동강유역내 유사발생 위험성이 높은 표준유역들로 구성되어있는 중권역은 내성천, 위천합류점, 합천댐유역, 안동댐유역으로 모두 높은 순위를 차지했다. 내성천유역, 위천합류점 유역, 합천댐유역은 구성하고 있는 표준유역의 절반 이상이 높은 순위들로 구성되어 있으며 안동댐유역은 구성하고 있는 소수의 표준유역이 유역내 최상위 순위를 차지하였다.

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Short-term streamflow Prediction Using ESP Method in Gumho River Basin (ESP 기법을 적용한 금호강유역의 단기 유량예측)

  • Choi, Hyun Gu;Lee, Eul Rae;Kang, Sin Uk;Lee, Sang Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.411-411
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    • 2015
  • 유량예측의 가장 주된 목적은 가뭄과 홍수와 같은 수해방지를 위해 통합수자원관리를 수행하는데 있다. 이런 유량예측을 위해 다양한 기법들로 예측이 수행되고 있으며, 예측기간과 필요 정확도에 따라 초단기, 단기, 중 장기 예측 등으로 구분할 수 있다. 유량예측에 사용되는 기법들은 기후변화 시나리오와 같이 예측된 강우자료를 이용하여 유출량을 예측하는 방법이 있으며, 통계적인 방법으로 과거자료들을 활용하여 미래의 유량을 예측하는 방법이 있다. 본 연구에서는 ESP 기법을 이용하여 금호강 유역의 월 단위(30일) 유량을 예측하고자 한다. 앙상블 유량예측기법(ESP; Ensemble Streamflow Prediction)이란 현재의 유역상태를 초기조건으로 사용하고 과거의 온도나 강수 등의 시계열 앙상블을 강우-유출모형에 입력하여 유출량을 앙상블로 예측하는 기법이다. ESP는 결국 현재의 유역상태와 유역에서의 과거 강우 관측기록, 미래 강우예측에 대한 정보를 조합하여 그에 따른 유출 앙상블을 생산해내게 된다. 월 유량을 예측하기 위해서 금호강 유역의 1988년에서 2014년까지 27년간 대구, 영천, 포항 관측소의 기상자료를 수집하였으며, 금호강 표준유역에 해당하는 19개 유역으로 분할하여 모의에 이용하였다. 금호강 유역에 티센망을 적용하여 각 표준유역별로 강우량을 조합하여 2013년까지 모의에 적용하였으며, 이는 과거자료로 사용하였다. 유량예측에 사용되는 강우자료를 생성하기 위해서 26년간 일강우를 이용하였다. 예를 들어 2014년 12월을 예측한다면 11월까지 관측된 유역초기 조건을 가지는 수문모형의 12월 기상입력자료로써 현재 유역에서 발생 가능성이 있는 동일 유역의 과거 1988년부터 2013년까지의 12월 기상자료들을 사용하는 방법이다. 1988년부터 2013년까지 26개 12월 기상자료를 사용하므로 유량예측결과 또한 26개가 주워진다. 계산된 26개의 유량앙상블이 적용된 유역에서 12월에 발생 가능한 유출량의 모음이 된다. 시나리오결과를 수자원관리에 활용하기 위해서 초과확률로 분석하였으며, 이런 분석의 결과는 향후 가뭄과 홍수 같은 수해방지를 위해 수공구조물의 운영에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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A Study on Hydrologic Clustering for Standard Watersheds of Korea Water Resources Unit Map Using Multivariate Statistical Analysis (다변량 통계분석기법을 이용한 전국 표준유역 대상 수문학적 군집화 연구)

  • Ahn, So-Ra;Kim, Sang-Ho;Kim, Seong-Joon
    • Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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    • v.17 no.1
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    • pp.91-106
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    • 2014
  • This study tries to cluster the 795 standard watersheds of Korea Water Resources Unit Map using multivariate statistical analysis technique. The 30 factors of watershed characteristics related to topography, stream, meteorology, soil, land cover and hydrology were selected for comprehensive analysis. From the factor analysis, 16 representative factors were selected. The significant factors in order were the pedological feature, scale and geological location and meteorological and hydrological features of the watershed. As a next step, the 73 gauged watersheds were selected for cluster analysis. They are scattered properly to the whole country and the discharge data were within a confidential level. Based on the 73 watersheds, the other ungaged watersheds were clustered by applying the 16 factors and calculating Euclidian distances. The clustering results showed that the similarity between standard watersheds within the same river basin were 87%, 69%, 41%, 52%, and 27% for Han, Nakdong, Geum, Seomjin, and Yeongsan river basins respectively.

A Study on Development and Optimization of Distributed Rainfall-Runoff Model for Flood Forecasting Application in Geumho-river Basin (분포형 유역유출모형의 홍수예보적용을 위한 금호강 유역 구축 및 최적화 연구)

  • Kim, Sooyoung;Yoon, Kwang Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.207-207
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    • 2018
  • 현행 홍수예보모형은 집중형 모형을 이용하여 강우-유출을 계산하고 하천의 수위를 예측한다. 집중형 모형은 유역을 동질의 배수구역으로 가정하여 공간적인 변화를 고려하지 못하는 한계가 있어 하나의 유역 내에 산지와 평지가 혼재하는 하천의 상류지역은 지형의 공간적인 분포가 반영되어야 정확한 홍수예측이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 금호강 유역에 대해서 분포형 유역유출모형을 적용하고 다양한 해상도와 유역분할을 수행한 해석결과를 비교하여 분포형 유역유출모형을 최적화 하였다. 타 강우자료의 활용성을 높이기 위해 유역의 분할은 수자원단위지도에서 제시한 표준유역 단위로 분할하였고, 격자의 해상도는 최소 100m에서 최대 500까지 변화를 주어 유역유출결과에 영향을 미치지 않는 최대크기의 격자의 크기를 찾아 홍수예보모형에 적용할 수 있는 최적화된 격자의 크기를 소유역별로 도출하였다. 본 연구의 결과를 통해 유역유출 예측의 정확성은 만족시키면서 홍수예보에 적합한 계산속도가 나올 수 있는 최적 해상도를 제시하였으며 분포형 모형의 적용을 전국적으로 확대하고자 할 때 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

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Estimation of Small Hydropower Resources Using GIS (지리정보시스템을 이용한 소수력자원 평가)

  • Park, Wan-Soon;Lee, Chul-Hyung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.227-227
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    • 2011
  • 에너지 자원이 절대 부족하여 에너지 해외의존도가 97% 이상인 우리 나라의 입장에서는 에너지 해외의존도를 경감시키고 에너지를 안정시키기 위하여 국내의 부존에너지를 최대한 활용하는 것이 매우 중요하다. 또한 지구온난화에 대처하는 범세계적인 규제에 대비하기 위하여, 청정한 에너지를 적극 개발하여 에너지자립도를 향상시켜야 한다. 소수력 자원은 다른 대체에너지원에 비하여 에너지밀도가 매우 크기 때문에 개발할 가치가 큰 부존자원으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 지리정보시스템을 통해 소수력자원에 대한 정보제공과 함께 소수력 자원지도구축을 목표로 하고 있다. 이를 위해 소수력 지리정보시스템을 구축하였으며, 국내 840개 표준유역의 소수력자원량을 산정하였다. 그림 1은 표준유역의 소수력 연간발전가능량 주제도를 나타낸다.

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Analysis of Water Balance by Surface-Groundwater Interaction Using SWAT Model for Han River Basin, South Korea (SWAT 모형을 이용한 지표-지하수 상호작용에 의한 한강유역의 물수지 분석)

  • Ahn, So Ra;Joh, Hyung Kyung;Lee, Yong Gwan;Kim, Seong Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.516-516
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    • 2015
  • 본 연구는 한강유역($2,6018km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수량측면의 유역 건전성을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 한강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 하천유량, 다목적댐(소양강댐, 충주댐, 횡성댐) 운영자료, 다기능보(강천보, 여주보, 이포보) 운영자료, 증발산량, 토양수분 자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 한강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 실측 지하수위, 증발산, 토양수분 자료를 이용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2014)을 실시하였다. 그 결과 토양수분으로부터 증발산이 발생하고 유출 및 지하수까지 영향을 미치는 물수지 현상을 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 이후 유역의 수량측면의 건전성 평가를 위한 수문요소로 하천 유출량, 증발산량, 침투, 침루, 기저유출, 토양수분, 지하수 함양량 등을 도출하고 유역의 물순환을 해석하여 유역의 건전성을 평가하였다.

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Correlation Analysis of SPI and Water Quantitiy Stress (표준강수지수와 수량 스트레스 관계분석 연구)

  • Hong, Seungjin;Kim, Gil Ho;Kim, Kyung Tak;Kim, Hung Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.347-347
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    • 2017
  • 본 연구에서는 한강유역에 발생한 가뭄 분석을 위해 표준강수지수를 활용하였으며, 가뭄분석을 위해 한강유역에 실제로 발생한 가뭄사상 중에 한강유역에 조금 더 많은 피해를 미친 것으로 조사된 2000 - 2001년에 대해 가뭄과 수량 스트레스 관계를 살펴보았다. 수량 스트레스값은 강수에만 영향을 받고 있는 값보다는 실제 가뭄 피해의 영향정도를 살펴보기 위해 수량 스트레스의 결과값과 상호 비교하였다. 이는 실제 발생한 기상학적 가뭄으로 인한 피해가 수량 스트레스 변화에 어떠한 영향을 미치는지를 상호 비교함으로써 보다 정확한 가뭄 피해 발생 시기를 확인하고자 함이다. 표준강수지수 SPI3, SPI6, SPI12을 분석하기 위해 2000년 1월 - 2001년 12월까지의 데이터를 구축하였다. 이와 함께 수량 스트레스의 경우 월별 최대 NDI 값을 추출하여 월단위 자료를 구축하였다. 표준강수지수와 NDI 값을 상호 비교한 결과 2000 - 2001년에 발생한 가뭄 사상의 경우, 실제 피해가 발생한 시점은 2001년 3월 - 5월에 발생한 동아시아 지역의 가뭄의 영향이 큰 것으로 나타났다. 한강유역의 대부분에서 수량 스트레스가 발생하는 시기와 SPI3로 인한 가뭄 발생시기가 유사한 패턴으로 나타났다. SPI6와 비교분석해본 결과 기존 SPI3에서 나타낸 2001년 5월에 발생된 가뭄 발생은 실제 수량 스트레스가 발생하는 2001년 5월 이후와 유사한 패턴을 보이는 것으로 나타났지만, 실제 수량 스트레스 발생 시기와는 상관성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. SPI12에서는 대부분의 유역에서 2000년에는 가뭄이 발생하지 않은 것으로 분석되었다. 이는 한강유역에 발생한 가뭄 피해를 생각해보면, 2001년에 발생한 가뭄 자체가 단기적인 가뭄의 영향이 아닌 장기적인 가뭄의 영향을 띄고 있는 것으로 해석 할 수 있으며, 2000년대 초반 극심한 가뭄 피해를 입힌 2001년 가뭄은 지속적인 가뭄 동반한 장기 적 가뭄 피해임을 확인할 수 있었다. 즉, 수량 스트레스와 가뭄을 연계하여 가뭄 해석에 활용한다면, 추후에 좀 더 정확한 가뭄 피해를 사전에 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

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Study on Development of River Synthesis Management Index (유역종합관리지표 선정 및 타당성 검증)

  • Baeck, Seung-Hyub;Choi, Si-Jung;Lee, Dong-Ryul;Hong, Seung-Jin;Seo, Jae-Seung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.735-735
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    • 2012
  • 국내 및 세계적으로 중앙정부 관점에서 수자원관련 현황을 평가하거나 취약성을 파악하는 등 관련 적응 정책 수립, 부문별 정책 수립의 우선순위 결정과 평가를 위하여 지수(Index)와 지표(Indicator)를 개발하고 사용하고 있다. 수자원관련 지수의 개발은 이수, 치수 및 하천환경 분야의 지수가 개발되어 사용되고 있으며 그 중 치수관련 지수는 국내 외에서 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 이러한 지표 및 지수의 구성체계는 크게 두 가지로 분류가 되며 하나는 인과관계 접근방식으로 측정하고자 하는 현상, 결과를 나타나게 하는 요인, 이러한 현상을 완화 또는 강화하기 위한 노력 간의 상관성을 파악하여 지표를 도출하고, 다른 하나는 주제 접근방식으로 파악하고자 하는 현상을 크게 분야별로 구분한 후 분야별 정책목표에 따라 하위 분야로 세분화하고 이에 따른 관련지표를 선정한다. 최근에는 주제 접근방식의 지표가 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 수자원통합관리를 위하여 행정구역 및 유역의 다양한 대리변수를 조사, 분석하여 1990년부터 2007년까지의 시군구 및 국가표준지도인 수자원단위지도의 812개의 표준유역별 DB를 구축하였고, 물이용취약성지수 홍수취약성지수 하천환경취약성지수 및 유역종합관리지수를 개발하여 평가하는 유역종합관리지표를 개발하였다. 각 분야별 취약성 지수는 다양한 대리변수들을 통계분석을 통하여 잠재지표를 선정하였으며, 잠재지표들 간의 상관관계를 이용하여 서로 유사한 변수들끼리 묶어주는 요인분석을 실시하여 주제별 세부지표를 선정하였다. 지표 산정에 있어 표준화방법은 가장 많이 사용되고 있는 Z-score 방법을 사용하였고 가중치부여 방법은 동일가중치를 이용하였으며 최종적인 집계과정은 누적합산방법으로 지수를 산정하였다. 본 연구에서 개발된 유역종합관리지표의 타당성조사를 위하여 2008년 강원도 지역의 이수 및 치수관련 자료를 구축하여 피해이력을 제외한 유역종합관리지수를 산정하여 제한급수 및 홍수 피해이력이 발생한 유역과 비교 분석하여 검증을 실시하였다. 본 연구에서 개발된 지표는 유역관련 현황 파악 및 취약성 분석을 통하여 향후 분야별 관련 정책 및 대책 수립에서 보다 효과적인 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 사료된다.

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