• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.380-380
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• 2017

유역에서 발생되는 유출량의 크기를 예측하는 것은 홍수피해를 대비하기 위한 가장 기초적인 활동으로 이루어지며, 이를 위하여 많은 수문모형들이 개발되어 활용되어지고 있다. 이러한 수문모형의 적용을 위해서는 먼저 해당 유역을 재현할 수 있는 매개변수의 보정이 이루어져야 하며 적절한 정도 이상의 검정결과를 확보하여야만 적용이 가능하다. 그러나, 유역 내의 각종 수문특성을 모형의 매개변수로 자세히 나타내는 것은 쉬운 작업이 아니며, 특히 정해진 기간 내에 적용해야 하는 유역이 다수인 경우에는 더욱 힘든 작업이 될 수밖에 없다. 기후변화에 따라 예견되는 강우량 발생 시나리오를 바탕으로 남한 일대의 홍수영향을 지자체별로 평가하기 위한 작업에서는 각 지자체별 많은 소유역에서의 적절한 수문모형 매개변수를 개별적으로 찾아내는 것은 사실상 불가능할 것으로 예견되어, 기후변화 시나리오에서 주어지는 시간별 강우량 자료를 활용하여 첨두유량을 예측할 수 있는 통계적인 방법을 적용하였다. 홍수영향을 평가하기 위하여는 수문곡선 자체보다는 첨두유량의 크기가 더 중요할 것으로 판단되어, 홍수통제소에 제공하는 각 유량관측지점의 유량자료와 시간별 강우량자료로부터 단위 호우사상별 첨두유량과 일정 시간간격 강우량 사이의 다중회귀분석을 통하여 첨두유량 예측 가능성을 확인하였다. 다중회귀분석을 위한 시간간격별 강우량은 각 강우사상에 대하여 첨두유량 발생 직전의 1시간~12시간의 1시간 간격, 1일, 2일, 3일, 5일, 10일 등 17가지의 시간간격 동안의 강우량 자료를 찾아 다중회귀분석에 활용하였으며, 2006년부터 2015년까지 최근 10년 동안의 홍수통제소 자료를 활용하였다. 대상지역은 경기도 남부의 너부대교, 경안교, 복하교, 수직교 수위관측소지점으로 선정하였으며, 일정 크기 이상의 첨두유량 자료를 선별하여 해당 기간에 대한 강우량 자료를 준비하고, 유출량의 크기별로 분류하여 절반의 호우사상은 매개변수 보정에 그리고 나머지 절반의 호우사상은 모형의 검정에 사용하였다. 매개변수 보정결과는 $R^2$ 값이 0.87~0.96을 보이는 등 첨두유량의 예측에 충분히 적용가능한 것으로 판단되었으며, 보정되어진 매개변수로 실시한 검정에서는 0.76~0.85의 $R^2$ 값을 보였다. 본 연구의 결과를 바탕으로, 충분한 유량자료와 시간별 강우량자료만 준비된다면 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식으로 이루어진 간단한 모형을 구성할 수 있으며, 이를 활용하여 임의로 주어지는 시간별 강우량 자료를 활용하여 첨두유량의 예측이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.571-581
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• 2010

본 연구에서는 복수의 충격응답함수를 유도하고 이를 이용하여 유역의 강우-유출 특성을 분석하였다. 복수의 충격응답함수를 유도하기 위해 경쟁적 충격응답함수라는 개념을 이용하였다. 이 개념에 따르면 각 충격응답함수는 관측된 유출의 모의에 선택되기 위해 서로 경쟁을 하게 된다. 이와 같은 경쟁적 충격응답의 개념은 정선, 영월, 영춘 및 충주댐 등 4개의 유역에 적용하였다. 각각의 유역에 대해 하나에서 세 개까지의 충격응답을 유도하고 아울러 유역의 특성을 고려하여 비교하였다. 먼저 하나의 충격응답을 유도하는 경우, 그 크기는 유역면적이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 두 개의 충격응답함수를 유도한 경우에서는 첫 번째 충격응답의 첨두값 및 두 번째 충격응답의 지속기간이 유역의 크기에 비례하여 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 세 개의 충격응답함수를 유도한 결과는 전체적으로 두개의 충격응답을 유도한 결과와 유사하게 나타났다. 그러나 세 번째 충격응답은 그 첨두값의 크기가 상당히 작고 아울러 지속기간이 매우긴 형태로 나타남을 파악하였다. 이상의 결과를 유역의 특성을 고려하여 종합해 보면, 첫 번째 충격응답은 직접유출과 밀접한 관련이 있으며, 두 번째 충격응답은 직접유출 및 중간유출의 특성을 함께 나타내고, 마지막으로 세 번째 충격응답은 중간유출 및 기저유출의 특성을 나타내는 것으로 보인다.

• 한국작물학회지
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• 제41권2호
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• pp.131-138
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• 1996

건답직파재배에서 가장 중요한 입모율의 확보와 잡초 방제에 대한 기초 자료를 얻기 위하여 강우 후 토양이 건조하면서 형성되는 토양 피막과 토양 경도의 변화가 벼와 피의 출아에 미치는 영향을 검토하고자 본 연구를 하였다. 실험은 강우를 차단하기 위하여 사방이 트인 비닐하우스에서 실시하였으며 사양토, 양토, 미사질양토를 공시하여 파종 . 복토(4cm)후 0, 20, 40mm의 강우를 인위적으로 처리하며 출아율과 유아 특성을 조사하였다. 벼는 이탤리코나베르네코, 다다조, 갈색까락샤레벼, 동진벼, 섬진벼를 공시하였으며, 피는 돌피와 강피를 공시하였다. 실험기간 중 평균기온은 31.3$^{\circ}C$였고, 일사량은 16.6MJ/m$^2$/day였다. 1. 파종 .복토 후 강우 처리를 한 경우 토양이 건조됨에 따라 토양 피막이 형성되었으며 토양 경도가 급격히 증가하였다. 토양 경도는 강우량이 많을수록, 점토 함량이 높을수록 높았다. 2. 벼는 강우 처리로 출아율이 감소하였으며, 특히 동진벼와 섬진벼는 점토 함량이 높은 사양토에서 현저히 낮아졌다. 피의 평균 출아율은 벼보다 낮았으나 토성 및 강우 처리에 의한 출아율의 차이는 없었다. 3. 섬진벼와 동진벼의 출아율은 출아기의 평균토양경도가 증가할수록 감소하여, 토양경도가 1.0kg/$cm^2$이하일 때는 80%, 1.7kg/$cm^2$이상일 때는 50%이하로 감소하였다. 4. 출아속도는 피가 벼보다 빨랐고, 강피는 돌피보다 빨랐다. 벼 품종 중에서는 이탤리코나베르네코와 다다조가 빨랐으며 갈색까락샤레벼는 출아율은 이들 품종과 비슷하였으나 출아 속도는 늦었다. 5. 피는 벼에 비하여 중배축의 신장 정도가 현저히 컸다. 벼 품종중 이탤리코나베르네코와 다다조는 불완전엽과 중배축이, 갈색까락샤레벼는 중배축의 신장이 잘 되어 본엽이 지상에서 전개되었으나 동진벼와 섬진벼 는 유아의 신장이 잘 안되어 지중에서 본엽이 전개되었다. 6. 강우 처리 후 토양의 경화와 토막 형성에 의하여 벼 특히 우리 나라 장려품종들의 출아가 현저하게 저하된 데 반하여 돌피와 강피, 벼 품종 중 이탤리코나베르네코, 다다조, 잡초성 벼인 갈색까락샤레벼는 출아율의 저하가 적었는데 이는 피와 이들 벼 품종이 출아 속도가 빠르고 또한 중배축과 불완전엽의 신장성이 크기 때문인 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1157-1161
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• 2009

본 연구에서는 부트스트랩(Bootstrap) 기법을 이용하여 측우기 강우량 관측계열(CWK)과 근대우량계 강우량 관측계열(MRG)에 대해 동질성 분석을 실시하였다. 서로다른 두 자료계열에 대한 전통적인 통계적 동질성 검정 방법은 모집단의 분포형을 알고 있어야 검정결과가 유효하였기 때문에 모집단의 분포가 복잡한 기상자료들은 이러한 전통적 방법을 사용하여 동질성을 파악하는 것이 매우 어려웠고 결과로 제시된 통계적 유의성에 대해서도 의심의 여지가 있었다. 이러한 이유로 본 논문에서는 모집단을 가정하지 않아도 되는 비모수적 모의 방법인 부트스트랩 기법을 이용하여 두 자료계열간의 동질성 검정을 실시하였다. 분석 결과 M20의 CWK와 MRG는 미소한 기후의 경년변화 (Trend)의 영향을 제외하면 동질성을 가진 자료로 볼 수 있었으나, 갈수기의 경우는 월강우량의 크기에 변화가 있으며 호우기의 경우는 일강우량의 크기 및 호우의 형태에 변화가 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1393-1397
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• 2008

본 연구의 목적은 대청호와 하류 하천을 연계하여 연속적으로 부유물질의 이송, 확산, 침강과정을 해석 할 수 있는 통합 탁수 모델을 구축하는데 있다. 저수지와 하천을 연속적으로 모의하기 위해서 횡방향 평균 2차원 수리 수질 모델인 CE-QUAL-W2 (W2)를 사용하였다. 그러나 W2모델은 탁도를 모의 할 수 있는 알고리즘이 없기 때문에 모델 경계지점에서의 탁도-부유사(SS) 농도 상관관계를 조사하여 연속 측정된 탁도를 SS로 변환하였고, SS를 입자크기에 따라 3개의 그룹으로 나누어 각각의 침강속도가 다르게 모의하였다. 모의된 SS는 다시 저수지내 관측지점의 탁도-SS 상관관계를 이용해 탁도로 변환하여 실측값과 비교하였고, 하류 하천에서 취수하는 부여 취수장의 탁도-SS 상관관계를 이용하여 취수 원수의 탁도와 모의값을 비교하였다. 하천의 탁도는 실측값이 없는 관계로 모의된 SS를 그대로 하천의 SS 실측값과 비교하였다. 연구결과 통합모델은 저수지내에서 탁도의 수심별 농도를 잘 예측하였고 입자 크기별 침강속도를 고려한 결과 기존의 단일 SS 침강속도 모델에 비해 탁도 예측 성능이 향상되었다. 모델은 강우시 하천에서 급증하는 SS의 농도 변화를 잘 예측하였고, 금강 하류에 위치한 부여 취수장의 일별 취수 원수의 탁도 시계열 변화와도 비교적 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.457-457
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• 2015

최근, 우리나라에서는 효과적인 수자원 관리와 추가적인 수원 확보 차원에서 빗물 재이용에 관한 관심이 크게 증대되고 있다. 하지만 국내의 관련된 제도와 기술 지침은 단지 규제 측면에서 빗물이용시설을 설치하도록 제시하고 있어 빗물이용시설의 실제 사용을 고려한 계획이 배제되어 있다. 본 연구의 목적은 실용적인 빗물이용시설의 계획을 위해 SWMM을 이용하여 빗물 재이용의 수요(빗물 재이용 목표량)와 공급(연간 강우량과 패턴)을 반영한 설계 방법을 제시하는 것이다. 이를 위해 SWMM 내에 구현되어 있는 빗물통 모의에 관한 수식을 이용하되, 수식을 목적에 맞도록 일부 변형하여 활용하였다. 그리고 빗물이용시설의 규모는 설정한 목표량을 만족할 수 있는 최소의 크기로 결정하는 것이 적절하고, 장기간의 강우자료를 이용한 물수지 석이 요구되므로 이를 고려하였다. 본 연구에서 제시한 빗물이용시설의 설계 방법은 송산 그린시티 동측지구에 계획된 빗물이용시설의 규모 결정에 활용되었다. 빗물 재이용의 목표량이 일정한 경우, 빗물이용시설의 크기가 커질수록 빗물 재이용 가능량은 로그함수의 형태로 증가하여, 빗물이용시설이 특정 규모 이상으로 커지더라도 빗물 재이용 가능량은 더 이상 증가하지 않는 임계점이 나타난다(그림 1). 따라서 빗물이용시설은 이러한 임계점이 나타나는 규모 정도로 설계하는 것이 합리적이다. 본 연구에서 제시한 빗물 재이용을 고려한 빗물이용시설의 계획은 빗물이용시설을 보다 합리적으로 계획하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.280-280
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• 2016

특정 자료의 시간의 흐름에 따른 예측치를 추정하는 방법으로 AR Model 즉, 자기회귀모형이 많이 사용되고 있다. AR Model은 변수의 현재 값을 과거 값의 함수로 나타내게 되는데, 이런 시계열 분석 모델을 사용할 때 매개변수의 추정 과정이 필수적으로 요구된다. 일반적으로 매개변수를 추정하는 방법에는 확률적근사법(stochastic approximation), 최소제곱법(method of least square), 자기상관법(method of autocorrelation method), 최우도법(method of maximum likelihood) 등이 있다. AR Model에서 가장 많이 사용되는 최우도법은 표본크기가 충분히 클 때 가장 효율적인 방법으로 평가되지만 수치적으로 해를 구하는 과정이 복잡한 경우가 많으며, 해를 구하지 못하는 어려움이 따르기도 한다. 또한 표본 크기가 작을 때 일반적으로 잘 일치하지 않은 결과를 얻게 된다. 우리나라의 강우, 유량 등의 자료는 자료의 수가 적은 경우가 많기 때문에 최우도법을 통한 매개변수 추정 시 불확실성이 내재되어있지만 그것을 정량적으로 제시하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 AR Model의 매개변수 추정 시 Bayesian 기법으로 매개변수의 사후분포(posterior distribution)를 제공하여 매개변수의 불확실성 구간을 정량적으로 표현하게 됨으로써, 시계열 분석을 통해 보다 신뢰성 있는 예측치를 얻을 수 있으리라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.952-957
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• 2005

분산형 비점오염원 모델에서 단위유역 크기의 영향을 검토하기 위하여 민감도 분석 연구를 실시하였다. 미농무성의 AGNPS 모델에서 변형된 AnnAGNPS 모델을 남한강 수계의 청미천의 지류인 응천 유역에 적용하였다. 10에서 200 헥타르에 이르는 다양한 단위유역 크기에 따라 유로연장, 경사, 토지 이용, 유달율 등과 같은 모델 요소와 결과를 분석하였다. 단위유역의 크기가 증가함에 따라 휘어진 하천이 단거리로 계산되기 때문에 유로연장이 감소하게 되고, 이것은 다른 어떤 지형 변화보다 모델 결과에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 토지 이용도와 토양 분포 효과가 제외되었을 경우, 단위유역이 클수록 유역의 최종유출구까지 도달하는 시간이 짧아져 토사 유달 부하량이 증가하였다. 그러나 이러한 영향이 포함되었을 경우, 단위유역이 클수록 적용 유역의 토지이용의 다양도가 포함될 수 없기 때문에 토사 유달 부하량이 감소하였다. 적용 유역은 토양 침식이 낮은 임야로 이루어져 단위유역이 큰 경우에는 임야 비율이 더욱 증가하여 유달 부하량이 감소하게 된 것이다. 적용 유역에서는 30 헥타르의 단위 유역이 가장 적합한 크기로 결정되었다. 강우 유출수량과 총질소, 총인, 생물화학적 산소요구량을 모델에서 예측하였으며 현장 측정치와 적절히 일치하였다. 본 연구를 통하여 모델 결과는 단위유역 크기에 따라 변하는 지형, 토지 이용, 토양분포 변이에 민감하게 변하며, 성공적인 분산형 모델적용을 위하여 최적의 단위유역 크기를 사용하는 것이 매우 중요하다는 결론을 얻었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.137-151
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• 2017

도시표면의 건물정보는 빗물의 유출경로이며 또한 격자기반의 수치해석을 위한 빗물흐름과 건물 외곽을 구분하는 경계조건에 해당한다. 경계조건인 건물자료의 왜곡 최소화는 수치해석 결과의 사실성 확보를 위한 필수적 과정이다. 격자기반의 래스터 전환은 건물자료의 왜곡을 유발하기 때문에 왜곡의 정도를 완화시키기 위한 전처리로 건물 일반화가 필요하다. 본 연구의 목적은 건물 일반화가 일반주거지역의 빗물 유출경로 연속성에 미치는 영향을 분석하고 적정한 일반화 임계값과 수치해석 격자크기를 제시하고자 한다. 빗물 유출경로 연결성 평가를 위한 설명변수로는 일반화 임계값과 수치계산 격자크기를 사용하는 한편 종속변수로는 격자망의 단절 개수와 단절면적을 사용했다. 적정한 격자크기와 일반화 임계값 선정은 임의 격자크기와 임계값을 적용한 일반화 결과로부터 산출된 건물 면적 변화율과 단절 면적 변화율 각각을 비교하고 크기가 가장 낮은 것으로 하였다. 적정 임계값과 격자크기 범위는 각각 3m와 $5{\times}5m{\sim}10{\times}10m$ 이었다. 이를 적용한 결과 건물면적 증가율은 5%이하 그리고 단절면적 감소율은 94.4%이상이었다. 대상지 토지용도를 구분한 건물 일반화 모의 결과, 아파트 단지인 3종의 건물면적과 빗물 유출경로 연결성은 임계값 10m이하에서 크게 변하지 않았다. 한편 개별 주택인 2종 지역에서는 임계값 3m와 격자크기 $5{\times}5m$을 적용한 모의결과는 단절면적의 감소와 양호한 유출경로 연결성을 보였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제17권1호
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• pp.18-28
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• 2001

본 연구는 양평군 계정리의 산림내 소유역(35ha)에 유입되는 강우와 유출되는 계류수를 통해 산지 물순환 과정에서 수수지(水收支)와 계류수질의 특성을 구명하기 위해 실시되었다. 산림 소유역의 임외우와 계류수를 대상으로 수량, pH, $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4^{2-}$, $Na^+$, $NH_4{^+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$ 등의 10개 항목에 대한 수질분석을 1998년 1월부터 1999년 12월까지 24개월 간 수행한 결과 다음과 같이 요약 할 수 있다. 계정리 산림내 소유역의 수수지(水收支)는 1998년 유입량은 1.547mm, 유출량은 958.6mm, 유출율 46.4%이였으며, 1999년 유입량은 1.467mm, 유출량은 872.4mm, 유출율 52.2%이였다. 조사기간동안 강우의 pH 평균은 5.6이였으며, 계류수의 pH 평균은 6.7로 강우에 비해 계류수의 pH가 높았다. 9개 분석 항목중 강우로 유입된 성분 총량(kg/ha)의 크기는 $SO_4{^{2-}}>NO_3{^-}>Ca^{2+}>NH_4{^+}>Cl^->Na^+>K^+>Mg^{2+}$의 순위였으며, 계류수로 유출된 성분 총량(kg/ha)의 크기는 $NO_3{^-}>Ca^{2+}>SO_4{^{2-}}>Na^+>Cl^->K^+>Mg^{2+}>NH_4{^+}$의 순위였다. 계류수의 수질 분석항목 중 $NH_4{^+}$(net:5.29kg/ha)을 제외한 모든 이온이 강우로 유입된 양보다는 계류수로 유출된 양이 더 많았다.