• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.470-470
• /
• 2011

환경부 하수재이용사업은 2007년도 하수도법 개정을 통해 공공하수처리시설 처리수의 재이용 의무화를 시작으로 2010년도 "물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률"의 시행으로 전국적으로 사업이 확대되고 있다. 제주도 월정하수처리장은 2009년도 하수재이용사업지구로 선정이 되어 2010년도부터 농업용목적의 재이용으로 구체적인 설계와 시공이 추진되고 있는 사업지구이다. 제주도에서는 지하수보존을 위해 대체수자원 개발 방안을 시급히 마련중에 있다. 특히, 제주도 농업용수 종합계획수립(제주도, 2004)에는 하수처리수를 농업용수로 이용하기 위한 계획을 수립할 정도로 지하수 사용량을 줄이기 위한 노력을 진행중에 있으며, 그 일환으로 하수재이용사업을 지속적으로 추진하고 있다. 하수처리수의 농업용수 재이용은 사용된 물을 재이용함으로써 물과 에너지를 절약할 수 있고, 유역 또는 해양으로 배출되는 오염원을 억제하는 장점이 있는 반면에 농산물 생육에 직접 영향을 줄뿐만 아니라 주변의 수질 생태 토양 환경 및 영농인의 보건에도 영향을 주기 때문에 장기적인 관찰과 검증작업이 필요하다. 이 에 서울대와 한국농어촌공사는 안전한 농업용수 재이용기술을 개발하기 위해 장기간 현장시험을 통해 재이용 재배기술과 함께 보건환경에 미치는 영향을 검증하였고 그 개발기술을 월정사업지구에 적용하게 되었다. 월정하수처리장이 위치한 제주 동부의 월정지역은 농지면적이 밭(374ha)과 과수(12ha)등 제주도의 전형적인 농촌마을으로 주요 재배작물은 마늘과 당근, 쪽파, 콩 등으로서 농업기반시설의 미비로 영농에 어려움을 호소하고 있으며, 2006년도에 발생한 가뭄으로 그 해 평균 수학량의 30%가 감소된 바 있는 지역이다. 제주도 농업용수 종합계획수립(2004, 제주도)에서는 10년에 한발을 기준 으로 $43,000m^3$/일의 용수가 부족할 것으로 분석하였으며 최근 $35,000m^3$/day 규모의 상수도 확보사업 계획 수립하였으나 여전히 농업용수가 부족하다. 방류수의 수질은 방류수수질기준을 만족하지만 염분함량이 높아 직접 농업용으로 사용하기에는 적당하기 않고, 농업용재이용방류수 수질기준에 맞도록 재이용시스템을 통해 재처리하여 농업용수로 사용해야 한다. 제주도에서는 이미 제주 서부하수처리장 농업용수 재이용사업(이하 판포재이용사업)'이 완료되어 재이용수를 농업용수로 공급하고 있으며 향후 지속적으로 하수재이용사업이 확대될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.511-519
• /
• 2001

1900년대 이후 지구의 대기 중에서 뚜렷하게 나타나고 있는 현상은 산업화에 따른 온실가스의 증가인데, 이와 같은 온실가스의 증가는 지구온난화 현상을 야기해서 지구의 기후를 변화시키고 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나, 지구온난화 현상이 지구환경에 미치는 영향에 대한 정확한 분석은 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지구온난화에 따른 한반도 수문환경의 변화를 분석 및 예측하고자 하였다. 이를 위해 국지규모 수문-대기 모형을 통해 모의된 지구온난화에 따른 한반도의 기상 및 수문 특성의 변화를 고려하여 본 연구의 대상 유역으로 선정된 대청댐 상류 유역의 강수량과 기온 변화를 파악하였고, 물수지 모형을 이용하여 이에 따른 토양함수비, 증발산, 유출량 등의 변화에 대한 분석을 시도하였다. 이를 통해 지구온난화 현상이 심화될 경우 토양함수비가 감소하여, 증발산량은 약간 증가하면서 가을철의 증가와 봄철의 감소가 두드러질 것으로 예측되었고, 유출량도 여름철을 제외하고는 감소할 것으로 분석되었다. 또한, $CO_2$배증에 따른 강수량과 유출량의 변동은 건기의 감소와 우기의 증가 추세가 뚜렷하게 나타났다. 따라서, $CO_2$증가에 따른 지구온난화 현상이 심화될 경우, 한반도에서는 가뭄과 홍수와 같은 극치 기상이 지금보다 더욱 빈번하게 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.278-280
• /
• 2007

우리나라는 지난 94년간 1.5도 상승하여 전지구 온난화추세를 상회하였다. 기온뿐만 아니라 강수량 역시 변화하였는데 변동폭이 크기는 하나 장기적으로 증가하는 경향으로 20세기초에 비해 상대적으로 기온이 높고 강수량도 많은 특성을 보인다. 평균적인 기후변화추이와 더불어 특히 최근 10년($1996{\sim}2005$년)은 1850년 이후 지구평균기온이 가장 높았던 기간으로, 세계적으로 열파, 홍수, 가뭄, 태풍 등 기상이변에 의한 인명과 재산 피해, 생물종의 멸종 등 사회경제적 피해가 막대하였다. 우리나라 역시 폭염, 호우등의 빈번한 출현으로 급격해지는 온난화추세 영향을 반영하였는데 이러한 기후 변화양상을 파악하기 위하여 우리나라의 최근 10년간 기후 특성과 계절별 현상일수의 변화를 분석하였다. 최근 10년(1996-2005년) 우리나라 기후변화의 특성을 보면 우리나라(15개 관측지점자료)는 평균기온이 과거 30년$(1971{\sim}2000)$ 평균대비 $0.6^{\circ}C$ 상승하였다. 계절별로 봄은 평년대비 $0.7^{\circ}C$, 여름은 $0.4^{\circ}C$, 가을은 $0.6^{\circ}C$, 겨울은 $0.7^{\circ}C$ 상승하여 봄과 겨울의 상승폭이 가장 크다. 연강수량은 30년 평균대비 최근 10년 강수량은 11% 증가하였고 특히 여름은 증가폭이 가장 커서 18% 증가하였다. 계절에 따라 다양한 기상현상의 변화도 나타났다. 3월 이후에 나타나는 늦서리의 종료일은 평균적으로 3월 말경에 나타났는데 최근 10년에는 3월 중순으로 2주 앞당겨졌고 이 추세는 특히 1993년 이후 뚜렷하다. 늦서리의 발생일수도 평균 4일 정도 줄었다. 일평균기온 $20^{\circ}C$이상인 날은 평년에 비해 최근 10년 동안 약 2일 증가하여 여름 시작시기가 빨라지고 있음을 알 수 있다. 일최저기온이 25도 이상인 열대야는 평년대비 최근 10년간 연간발생일수가 1.3일 증가하였으나 일최고기온 $35^{\circ}C$ 이상인 날의 수는 오히려 감소하는 경향을 보인다. 이것은 여름철 강수량이 증가하고, 호우발생빈도, 특히 8월의 강수일수가 증가하고 있다는 것과 밀접한 관련이 있다. 여름과 가을에 우리나라에 영향을 미치는 태풍의 수는 뚜렷한 추세를 보이지 않으나, 2002년 루사, 2003년 매미로 인하여 각각 6조원, 4조원 이상의 막대한 피해가 발생하였다. 태풍에 의한 피해액은 GDP 대비 약 0.9%(태풍 루사)로 최근 경제상장률과 비교해 보면, 상당한 비율을 차지한다. 우리나라에 영향을 미치는 태풍은 연근해의 해수면 온도가 높아지면 세기가 강해질 가능성이 높다. 폭설과 한파일수도 평년대비 최근 10년 감소하였고 일최저기온이 영하 $10^{\circ}C$ 이하인 날도 연간 발생일수가 감소하였다. 최근 10년간 우리나라 기후의 변화특성은 기온상승과 더불어 서리종료일이 앞당겨지고 열대야가 증가하고 폭설, 한파, 겨울철 일최저기온 영하 10도 이하인 날의 감소 등이 나타나고, 여름철 재해의 원인인 호우일수는 증가하는 추세이다. 앞으로 지구온난화는 가속화될 것으로 전망되고 이로 인한 피해규모도 커질 것으로 예상된다. 최근 우리나라에서 나타나는 기후변화의 추이를 감안할 때, 기후변화에 대한 장기적인 대비책을 마련하여 이로 인한 부정적인 영향을 감소시키기 위하여 국가차원의 체계적인 대응이 필요하다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권6_2호
• /
• pp.1133-1148
• /
• 2019

산림지역은 계절에 따라 생장 및 활력 특성이 변화하기 때문에 산림피해를 정확하게 탐지하기 위해서는 과거 동일한 계절적 시기의 영상정보 확보가 필요하다. 그러나 고해상도 또는 중해상도 영상은 영상촬영주가 높지 않아 동일 시기의 영상 정보들을 확보하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 산림생태계의 피해를 평가하기 위해 시계열 영상정보를 통해 피해발생 이전 과거 동일 시점의 분광정보를 추정하여 산림피해 평가의 기준정보로 활용하는 방법을 연구했다. 연구대상지는 2017년 우박과 가뭄으로 인해 대규모 산림피해가 발생한 전라남도 화순지역이며, 과거 3년간 해당 지역에서 촬영된 모든 Landsat 8 영상의 시계열 식생지수(NDVI, EVI, NDMI) 자료를 구축하고 이를 일별 연속자료로 자료보간을 실시하였다. 그리고 이를 통해 교란 발생 이전의 정상적인 일별 식생지수 추정 지도를 제작하였으며, 동일 날짜의 일별 평년 식생지수와 교란발생 이후의 식생지수의 차이값을 구하고 피해등급 기준을 적용하여 최종적인 위성자료 기반의 피해등급지도가 산출되었다. 위성기반 피해등급지도는 기존의 항공사진 기반 피해등급지도에 비해 미세한 식생활력도 변화를 효과적으로 탐지하였으며, 피해극심지역을 대상으로 비교하였을 때 SWIR 밴드를 이용한 식생지수(NDMI)가 기존의 피해등급평가 결과와 유사한 결과를 산출하여 활용도가 높은 것으로 평가되었다. 결과적으로, 일별 평년식생활력도 지도의 제작을 통해 신속하고 정확한 피해지 탐지가 가능해졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.128-128
• /
• 2015

본 연구는 공적개발원조 사업 중 하나로 개발도상국의 실무자 및 정책결정자의 물 관련 재해위험경감 역량 강화를 위한 교육 훈련 프로그램을 검토하고 개발하는데 목적이 있다. 특히, 물 관련 재해에 대한 구조적, 비구조적 대응방식을 균형있게 논의하고 지방정부 및 관련기관과의 협력, 지역사회기반의 재해경감정책 등 새로운 대응방식관련 교육 프로그램을 검토한다. 2000년-2006년 기간 Emergency Disasters Database (EM-DAT)에 기록된 전 세계 2,163건의 물 관련 재해는 총 29만 명 이상의 인명피해와 4,220억 달러의 재산피해를 초래하였다. 이런 재해는 개발도상국이나 선진국 모두에게 치명적이지만 특히 재해대응역량이 부족한 개발도상국에 막대한 손실을 초래하여 국가개발과 존망에 큰 위협이 되고 있다. 그럼에도 불구하고 대부분의 개발도상국은 재해관리를 간과하여 빈곤의 악순환에서 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 2005년 효고행동강령(Hyogo Framework for Action: HFA)의 기본원칙, 2011년 중간평가 검토, 2015년 이후 제시될 새로운 재해위험경감 정책의 틀 속에서 재해위험경감 교육 프로그램을 연구하고자 한다. 이를 위하여 개발도상국 공무원을 대상으로 공적개발원조 프로그램을 운영한 천안의 중앙민방위방재교육원과 일본 고베시의 JICA 등을 방문하여 물 관련 재해 대응의 실질적 개선방향을 모색하였다. 물 관련 재해대응을 위한 교육 프로그램 대상은 실무자와 정책결정자로 설정하고 예방/대비/대응/복구의 유형에 따른 교육과정을 검토한다. 재해 대응 역량강화를 위하여 댐이나 제방 등 홍수위험관리기술과 같은 구조적 방식뿐만 아니라 근본적인 재해위험경감을 위한 홍수위험도 분석과 관리, 도시홍수위험경감계획, 관련 법규제정, 지역홍수위험경감과 민관협력 등과 같은 비구조적 방식에 대한 교육도 포함한다. 이런 측면에서 한국의 경제발전 경험과 물 관련 재해관리 경험을 정책, 사업, 사례와 연관시켜 교육을 진행하고 장단점 비교를 통하여 개발도상국 현지에 적합한 모델을 모색한다. 또한 재해발생시 피해규모를 최소화하게 하는 초동대응을 위해서 행정뿐만 아니라 지역, 시민, 기업 등 다양한 이해 당사자와 주체가 참여하는 종합대책교육을 포함한다. 사회경제발전의 지속을 위해서는 재해에 대한 관리가 매우 중요하다. 특히 인간의 삶에 너무도 익숙하지만 홍수, 가뭄 등으로 치명적인 피해를 야기하는 물 관련 재해에 대응하기 위해서는 물 관리와 관련 재해에 대한 전반적인 이해가 필수적이다. 따라서 한국의 물 관리 경험에 기초한 재해위험경감 교육과 훈련은 개발도상국의 효과적인 재해관리를 가능하게 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.5-12
• /
• 2019

2017년 11월 15일 발생한 $M_L=5.4$의 포항지진으로 액상화 피해사례가 접수되었으며 이에 대한 많은 연구가 수행 중에 있다. 지진에 의한 피해사례가 전무하였던 우리나라의 경우, 예방 및 대비에 해당하는 지진위험지도 작성과 지진 및 지진해일 관측시스템의 구축에 매우 소극적이었다. 지진은 가뭄, 홍수나 태풍 등과 달리, 발생 징후를 관찰하고 그 영향 및 규모를 미리 예측하기란 거의 불가능에 가깝기 때문에 예방 및 대비차원의 액상화 위험지도와 같은 지진재해지도 구축은 매우 효과적일 수 있다. 본 연구는 수도권지역 14,040개의 시추공 데이터를 수집하여 지반증폭계수를 이용한 액상화 평가를 우선적으로 실시하고 최대기반암가속도는 재현주기 200년부터 4,800년을 포함하는 최대기반암가속도 0.06g, 0.14g, 0.22g, 0.30g에 대한 액상화 위험지도를 작성하였다. 또한, 실시간 예측 가능한 액상화 위험지도 작성을 위해 지진가속도와 상관관계 분석을 실시하였으며 그 결과로 수치지도의 모든 셀에 해당하는 상관식이 제안되었다. 최종적으로 제안된 상관식을 이용하여 가상의 지진에 대한 액상화 위험지도를 작성하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권6호
• /
• pp.421-427
• /
• 2019

우리나라의 지하수 개발가능량은 10년 빈도에 해당하는 갈수시의 강수량에 함양율을 곱한 값으로 정해져 왔다. 하지만 실무에서는 강수량의 빈도 해석을 생략하고 최근 10년 중 최소 강수량에 평균 함양율을 곱한 값을 개발가능량으로 사용하고 있다. 따라서 실제 10년 빈도의 갈수시 강수량이 적용되기 보다는 기간 선택에 따라 적용하는 강수량이 정해지는 모순이 발생한다. 이에 본 연구에서는 이동 10년 최소강수량 평균과 강수량의 규모를 고려한 함양량을 이용하여 개발가능량을 산정하는 방법을 제안하였다. 이 방법을 의왕 과천 성남지역에 적용하여 개발가능량을 산정하고 보편적으로 이용되고 있는 기존 방법에 의한 결과와 비교 검토하였다. 그 결과 극심한 가뭄해를 포함한 기간에서 10년 최소강수량을 선택할 경우 개발가능량이 과소하게 산정되는 문제를 이동 평균 최저 강수량을 사용함으로써 극복할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권7호
• /
• pp.515-529
• /
• 2022

이용 가능한 수자원의 규모를 파악하는 것은 지속가능한 이수계획 수립에 필수적인 과정이다. 특히 댐 시설은 용수를 저류하여 갈수기에 공급하기 위한 주요 수공 시설물로써 댐 유입량 및 댐 운영 방안에 따라 댐의 용수공급능력은 크게 달라질 수 있다. 국내에서는 과거 유입량 관측자료를 바탕으로 저수지 운영모의 방법을 통해 댐 용수공급능력을 산정하고 있으며, 이때 관측기간 내 가뭄발생 여부에 따라 용수공급능력이 과소 혹은 과다 추정되는 불확실성을 내포하며, 이는 수자원 계획 수립의 신뢰도를 저해하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 발전용댐의 용수공급능력 적정 범위를 산정하기 위해 확률론적 유입량 자료를 활용하였다. 즉, 다양한 기후 및 사회경제 변화를 반영한 확률론적 댐 유입량 및 이를 활용한 발전용댐 용수공급능력의 범위를 산정하는 방법을 제시하였으며, 국내 한강수계에 위치한 발전용댐을 대상으로 분석을 수행하였다. 향후 기후변화에 대응하기 위한 발전용댐의 용수공급능력 파악은 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 다양한 기후 시나리오에서의 댐 용수공급능력 범위를 정량적으로 파악함으로써 국내 수자원 계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권10호
• /
• pp.835-841
• /
• 2022

댐 저수지 수위는 댐 운영에 있어서 핵심적인 수문자료라고 할 수 있다. 댐 저수위를 이용하여 저수량을 산정하기도 하고 가뭄 및 홍수 등 재해에 대비하기도 한다. 그러나 저수위는 댐 부근에서만 계측되어 넓은 면적을 가지는 저수지를 대표하기 어렵고 댐 부근은 방류 등의 영향으로 수면이 왜곡될 가능성이 높다. 또한 조사 결과 저수지 수면은 일정하지 않고 불규칙하며 구간별로 하강과 상승을 반복하는 것으로 나타났다. 이렇게 복잡하고 불규칙한 지수지의 대표 저수위 산정을 위해서 저수지 수위 관측밀도를 높여야 하며 본 연구에서는 화천댐에 대하여 최적의 수위 관측밀도를 도출하고자 하였다. 종방향으로 조사된 저수지 수면 표고를 통계분석하여 저수위 계측 적정 개소수를 도출하였다. 저수지 규모 별로 관측 밀도가 다르게 나타날 수 있어 괴산댐과 보성강댐에 대해서 같은 분석을 실시하였다. 그 결과 화천댐은 4개소, 괴산댐은 3개소, 보성강댐은 7개소의 관측밀도가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.14-14
• /
• 2023

산업발전에 따른 인구증가, 기후위기에 따른 가뭄 및 물 부족심화, 그리고 수질오염 등은 2015년 제79차 UN총회의 물 안보측면에서 국제사회의 물 분야 위기관리를 위해 2030년을 지속가능한 발전 목표(Sustainable Development Goals)로 하였다. 또한, 현재 물 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum) 의장 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)부터 주창된 제4차 산업혁명로 인해 현재 물 산업의 패러다임 또한 급속히 변화하고 있다. 이는 컴퓨터를 기반으로 하는 CPS(Cyber Physical System) 및 DT(Digital Twin) 연계 분석방식의 혁신을 일컫는다. 2002년경에 DT의 기본개념이 제시되었고, 2006년경에는 Embedded System에서의 DT와 같은 개념으로 CPS의 용어가 등장했다. DT는 현실세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 및 모의(Simulation)할 수 있도록 하고, 모의결과를 가상시스템으로 현실세계를 최적화 체계 구현 기술을 말한다. DT의 6가지 기능은 ① 실제 데이터(Live Data), ② 모사, ③ 분석정보(Analytics), ④ 모의, ⑤ 예측(Predictions), ⑥ 자동화(Automation) 이다. 또한, CPS는 대규모 센서 및 액추에이터(Actuator)를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템을 말한다. CPS는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경인지 기능을 수행한다. 센서로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS의 6가지 구성요소는 ① 상호 운용성(Interoperability), ② 가상화(Virtualization), ③ 분산화(Decentralization), ④ 실시간(Real-time Capability), ⑤ 서비스 오리엔테이션(Service Orientation), ⑥ 모듈화(Modularity)이다. DT와 CPS는 본질적으로 같은 목적, 내용, 그리고 결과를 만들어내고자 하는 같은 종류의 기술이라고 할 수 있다. CPS 및 DT는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있으며, 토양-지하수 센서를 포함한 관측기술을 통해 환경인지 기능을 수행한다. 지하수 관측기술로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간 및 디지털 트윈 공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS 및 DT의 기본 요소들을 실현시키는 것은 양질의 데이터를 모니터링할 수 있는 정확하고 정밀한 1차원 연직 프로파일링 관측기술이며, 이를 토대로 한 수자원 관련 빅데이터의 증가, 빅데이터의 저장과 분석을 가능하게 하는 플랫폼의 개발이다. 본 연구는 CPS 및 DT 기반 토양수분-지하수 관측기술을 이용한 지표수-지하수 연계, 지하수 순환 및 관리, 정수 운영 및 진단프로그램 개발을 위한 토양수분-지하수 관측장치를 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈 시뮬레이터 시스템 개발 방향으로 제시하고자 한다.