• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.1
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• pp.71-80
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• 2018

For the stream management, time of concentration is one of the important factors. In particular, as the requirement about various application of the stream increased, accuracy assessment of concentration time in the stream as waterfront area is extremely important for securing evacuation at the flood. the past studies for the assessment of concentration time, however, were only performed on the single hydrological event in the complex basin of natural streams. The development of a assessment methods for the concentration time on the complex hydrological event in a single watershed of urban streams is insufficient. Therefore, we estimated the concentration time using the rainfall- runoff data for the past 10 years (2006~2015) for the Oncheon stream, the representative stream of the Busan, where frequent flood were taken place by heavy rains, in addition, reviewed the reliability using artificial neural network method based on Matlab. We classified a total of 254 rainfalls events based on over unrained 12 hours. Based on the classification, we estimated 6 parameters (total precipitation, total runoff, peak precipitation/ total precipitation, lag time, time of concentration) to utilize for the training and validation of artificial neural network model. Consequently, correlation of the parameter, which was utilized for the training and the input parameter for the predict and verification were 0.807 and 0.728, respectively. Based on the results, we predict that it can be utilized to estimate concentration time and analyze reliability of urban stream.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.469-469
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• 2017

기후 변화 및 환경오염으로 인하여 물부족 국가가 세계적으로 증가하고 있는 추세이며, 특히 집중형 강우의 형태가 많아짐에 따라 홍수피해 및 상수공급의 문제가 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 최근 20여 년간의 급속한 경제성장과 도시화 과정에서 인도네시아는 인구와 산업의 과도한 도시집중으로 지난 1960-80년대 한국이 산업화 과정에서 겪었던 것보다 훨씬 심각한 환경문제에 직면하고 있으며, 자카르타와 반둥을 포함하는 광역 수도권 지역의 물 부족과 수질 오염, 환경문제가 이미 매우 위험한 수준에 도달하고 있는 실정이다. 특히, 찌따룸강 중상류에 위치한 인도네시아 3대 도시인 반둥시는 고질적인 용수부족 문제를 겪고 있다. 2010년 현재 약 일평균 15 CMS의 용수가 부족한 상황이며, 2030년에는 지속적인 인구증가로 약 23 CMS의 용수가 추가로 더 필요한 것으로 전망된다. 이러한 용수공급 문제 해결을 위해 반둥시 및 찌따룸강 유역관리청은 댐 및 지하수 개발, 유역 간 물이동 등의 구조적인 대책뿐만 아니라 비구조적인 대책으로써 기존 및 신규 저수지 연계운영을 통한 용수이용의 효율성을 높이는 방안을 모색하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 해당유역의 용수공급 부족 문제를 해소할 수 있는 비구조적인 대책의 일환으로써 다양한 댐 및 보, 소수력 발전, 취수장 등 유역 내 수리 시설물의 운영 최적화를 위한 지능형 물관리 시스템 적용 방안을 제시하고자 한다. 본 연구의 지능형 물관리 시스템은 센서 및 사물 인터넷(Internet of Things, IoT), 네트워크 기술을 바탕으로 시설물 및 운영자, 유관기관 간의 양방향 통신을 통해 유기적인 상호연계 체계를 제공 할 수 있다. 또한 유역의 수문상황과 시설물의 운영현황, 용수공급 및 수요 현황을 실시간으로 확인함으로써 수요에 따른 즉각적인 용수공급량의 조절이 가능하다. 또한, 빅데이터 분석 및 기계학습(Machine Learning)을 통해 개별 물관리 시설물에 대한 최적 운영룰을 업데이트할 수 있으며, 유역의 수문상황과 용수 수요 현황을 고려하여 최적의 용수공급 우선순위를 선정할 수 있다. 지능형 물관리 시스템 개발의 목적은 찌상쿠이 유역의 수문현황을 실시간으로 모니터링하고, 하천시설물의 운영을 분석하여 최적의 용수공급 및 배분을 통해 유역의 수자원 활용 효율성을 향상시키는 데 있다. 이를 위해 수문자료의 수집체계를 구축하고 기관간 정보공유체계를 수립함으로써 분석을 위한 기반 인프라를 구성하며, 이를 기반으로 유역 유출을 비롯한 저수지 운영, 물수지 분석을 수행하고, 분석 및 예측결과, 과거 운영 자료를 토대로 새로운 물관리 시설 운영룰 및 시설물 간 연계운영 방안, 용수공급 우선순위 의사결정 등을 지원하고자 한다. 본 연구의 지능형 물관리 시스템은 통합 DB를 기반으로 수리수문 현상의 모의 분석을 통해 하천 시설물 운영의 합리적 기준을 제시함으로써 다양한 관리주체들의 시설물운영에 대한 이견 및 분쟁을 해소하고, 한정된 수자원과 다양한 수요 간의 효율적이고 합리적인 분배 및 시설물 운영문제를 해결하기 위한 의사결정도구로써 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.381-381
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• 2017

수자원 분야에 대한 기후변화의 영향은 홍수, 가뭄 등 극치 수문사상의 증가와 변동성 확대를 초래하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 예년에 비해 발생빈도 및 심도가 증가한 가뭄에 대한 모니터링 및 피해경감을 위해 정부에서는 국민안전처를 비롯한 관계기관 합동으로 생활 공업 농업용수 등 분야별 가뭄정보를 제공하고 있다. 국토교통부와 환경부는 생활 및 공업용수 분야의 가뭄정보 제공을 위해 광역 지방 상수도를 이용하는 급수 지역과 마을상수도, 소규모급수시설 등 미급수지역의 용수수급 정보를 분석하여 가뭄 분석정보를 제공 중에 있다. 하지만, 미급수지역에 대한 가뭄 예?경보는 기준이 되는 수원정보의 부재로 기상 가뭄지수인 SPI6를 이용하여 정보를 생산하고 있다. 기상학적 가뭄 상황과 물부족에 의한 체감 가뭄은 차이가 있으며, 미급수 지역의 경우 지하수를 주 수원으로 사용하는 지역이 대부분으로 기상학적 가뭄지수인 SPI6를 이용한 가뭄정보로 실제 물수급 상황을 반영하기는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미급수지역의 주요 수원인 지하수의 수위 상황을 반영한 가뭄모니터링 기법을 개발하고자 하였으며, 가용량 분석이 현실적으로 어려운 지하수의 특성을 고려하여 수위 거동의 통계적 분석을 통해 가뭄을 모니터링 할 수 있는 방법으로 접근하였다. 국가지하수관측소 중 관측기간이 10년 이상이고 강우와의 상관성이 높은 관측소들을 선정한 후, 일수위 관측자료를 월별로 분리하여 1월~12월 각 월에 대해 핵밀도 함수 추정기법(kernel densitiy estimation)을 적용하여 월별 지하수위 분포 특성을 도출하였다. 각 관측소별 관측수위 분포에 대해 백분위수(percentile)를 이용하여, 25%~100% 사이는 정상, 10%~25% 사이는 주의단계, 5%~10% 사이는 심한가뭄, 5% 이하는 매우심함으로 가뭄의 단계를 구분하였다. 각 백분위수에 해당하는 수위 값은 추정된 Kernel Density와 Quantile Function을 이용하여 산정하였고, 최근 10일 평균수위를 현재의 수위로 설정하여 가뭄의 정도를 분류하였다. 분석된 결과는 관측소를 기점으로 역거리가중법(inverse distance weighting)을 통해 공간 분포를 시켰으며, 수문학적, 지질학적 동질성을 반영하기 위하여 유역도 및 수문지질도를 중첩한 공간연산을 통해 전국 지하수 가뭄상태를 나타내는 지하수위 등급분포도를 작성하였다. 실제 가뭄상황과의 상관성을 분석하기 위해 언론기사를 통해 확인된 가뭄시기와 백문위수 25%이하로 분석된 지하수 가뭄시기를 ROC(receiver operation characteristics) 분석을 통해 비교 검증하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.2
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• pp.81-91
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• 2021

Synthetic Apreture Radar (SAR) is attracting attentions with its possibility of producing high resolution data that can be used for soil moisture estimation. High resolution soil moisture data enables more specific observation of soil moisture than existing soil moisture products from other satellites. It can also be used for studies of wildfire, landslide, and flood. The SAR based soil moisture estimation should be conducted considering vegetation, which affects backscattering signals from the SAR sensor. In this study, a SAR based soil moisture estimation at regions covered with various vegetation types on the middle area of Korea (Cropland, Grassland, Forest) is conducted. The representative backscattering model, Water Cloud Model (WCM) is used for soil moisture estimation over vegetated areas. Radar Vegetation Index (RVI) and in-situ soil moisture data are used as input factors for the model. Total 6 study areas are selected for 3 vegetation types according to land cover classification with 2 sites per each vegetation type. Soil moisture evaluation result shows that the accuracy of each site stands out in the order of grassland, forest, and cropland. Forested area shows correlation coefficient value higher than 0.5 even with the most dense vegetation, while cropland shows correlation coefficient value lower than 0.3. The proper vegetation and soil moisture conditions for SAR based soil moisture estimation are suggested through the results of the study. Future study, which utilizes additional ancillary vegetation data (vegetation height, vegetation type) is thought to be necessary.

• Journal of Wetlands Research
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• v.23 no.1
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• pp.1-6
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• 2021

The average annual rainfall in Busan to increase, and in case of Oncheon-Chen in Busan, frequent flooding occurred frequently. The middle and lower reaches of the Oncheon-Chen are relatively flat and urban areas are developed. Therefore, due to the frequent flooding of rivers and the large flood damage, a method of effectively eliminating the flow rate of Oncheon-Chen in the event of heavy rain is needed. In this study, underground waterway was established in the east of Hoedong-Reservoir as a measure to reduce floods in hot springs and simulated with EPA-SWMM. The information needed to construct the basin was utilized by GIS. In middle part of the Suyeong-Gang, there is a Hoedong-Reservoir and a dam is installed and has better conditions than the Nakdong-Gang. It also analyzed the effect of the Oncheon-Chen flow through the underground waterway on the Suyeong-Gang when it was transferred to the Hoedong-Reservoir. It was analyzed that the flood reduction rate at the flood risk points set up in this study was reduced by 24.64% on average when the underground waterway was installed, and the inflow of the water into the Suyeong-Gang increased by 1% on average when the flow rate was excluded by the Suyeong-Gang.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.5
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• pp.345-356
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• 2022

A severe flooding occured at a small urban catchment in Daejeon-si South Korea on July 30, 2020 causing significant loss of property (inundated 78 vehicles and two apartments) and life (one casualty and 56 victims). In this study, a retrospective analysis of the inundation event was implemented using a physically-based urban flood model, H12 with high-resolution data. H12 is an integrated 1-dimensional sewer network and 2-dimensional surface flow model supported by hybrid parallel techniques to efficiently deal with high-resolution data. In addition, we evaluated the impact of the flooding barriers which were installed after the flood disaster. As a result, it was found that the inundation was affected by a combination of multiple components including the shape of the basin, the low terrain of the inundation area located in the downstream part of the basin, and lack of pipe capacity to drain discharge from the upstream during heavy rain. The impact of the flooding barriers was analyzed by modeling with and without barriers on the high-resolution terrain input data. It was evaluated that the flood barriers effectively lower the water depth in the apartment complex. This study demonstrates capability of high-resolution physically-based urban modeling to quantitatively assess the past inundation event and the impact of the reduction measures.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.7-8
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• 2020

지속가능한 국가 발전을 위한 물관리 정책은 항상 국정 과제의 중심에 있다. 물관리는 수재해예방, 양질의 안정된 물이용, 충분한 식량생산, 수생태계와 물환경의 보호, 효과적 재정투자 등과 같이 다양한 분야에 계층적이면서도 상호연계성 있는 전문성을 요구한다. 동시에 물관리의 효과와 편익은 경제활동의 기반이 되고 환경보전의 원천이므로 정책의 수요는 정부뿐만 아니라 국민과 더불어 자연으로부터 기인한다. 특히 기후변화의 불확실성 또는 감염병 대발생과 국가적 위기에도 지속가능한 국가 발전을 이행하기 위해서는 시의성 있고 유효한 물관리 정책은 필수이다. 그동안 우리나라 물관리 정책의 세분화 또는 파편화는 물관리 전문성 강화의 효과보다는 비효율성의 결과를 더 크게 생산해 왔었다. 특히 부족한 협력과 조정은 과잉·중복 투자, 비일관적 정책, 비효율적 성과라는 왜곡된 통합물관리 정책 순환이 반복되게 하였다. 최근 정부는 국토교통부의 하천수량(홍수 포함) 및 광역상수도 관리 기능을 환경부로 이관하는 물관리일원화를 추진하여 통합물관리의 발판을 마련하는 계기를 달성하였다. 하지만 비록 정부조직법 개정과 물관리기본법 제정으로 통합물관리 정책의 틀은 마련되었으나, 국토교통부가 하천법 상의 일부 사무를 담당하므로서 하천관리 정책의 복잡성과 다원화는 높아졌다. 따라서 하천의 이용 및 관리에 관한 만족도, 관리주체, 미래상, 물관리일원화 후 정책수요, 기후변화에 관한 인식, 하천관리 참여 의향 등을 조사하는 연구는 시급한 실정이며 향후 하천기본계획, 생태하천복원사업, 소하천정비사업 등과 같은 재정사업의 추진 방향에도 매우 중요한 주제라고 할 수 있다. 본 연구에서는 현재와 미래 하천의 이용 및 관리, 그리고 정책방향에 대하여 일반 시민(4,500명)과 전문가(168명) 대상의 설문조사를 실시하였으며 인식의 공통점과 차이를 비교분석하였다. 설문조사의 내용은 3가지 부문(하천이용, 하천관리, 하천정책)으로 구분하여 각 부문별로 세부문항으로 구성하였다. 일반 시민과 전문가 간의 인식조사 비교 결과, 공통적으로 시민과 전문가는 하천의 바람직한 미래상으로 '깨끗한 수질의 하천'을 가장 높게 선호하였다. 하천관리 우선순위를 묻는 질문에 대한 시민과 전문가의 응답도 대하천, 도랑이나 개울, 중하천, 소하천 순으로 동일하였지만, 1순위와 2순위의 격차는 시민(26.1%)보다 전문가(1.2%)가 낮았다. 또한 시민과 전문가는 하천관리의 주체로 '물전문기관'을 가장 높게 선호하였지만, 전문가는 '물전문기관' 다음으로 중앙부처(20.2%)를 선호하였지만, 시민은 중앙부처(6.8%)를 가장 선호하지 않는 하천관리 주체로 응답하여 두 집단 간의 큰 인식의 차이를 알 수 있었다. 물관리일원화 후 보다 큰 관심을 가져야할 정책으로는 '건강하고 깨끗한 수질'을 시민(38.9%)과 전문가(47.0%)는 1순위로 선택하였으나, 2순위는 시민은 '생태서식공간'(11.6%)을 전문가는 '안정적 수량확보'(20.2%)를 선택하여 두 집단의 인식 차이가 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.67-67
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• 2022

국가 물관리 측면에서 증발산량과 토양수분량은 자연계 손실로서 국내 수자원 총량의 약43%(563억 m³/년)를 차지하며, 수자원의 계획과 개발, 물순환 과정 규명 및 다양한 수재해 분석 등을 위한 수문 요소이다. 정부는 2005년 「수문조사 선진화 5개년 계획」과 2008년 「제1차 수문조사기본계획(2010~2019년)」을 통해 2019년까지 증발산량과 토양수분량 관측소 확대(각각 25개 지점) 기반을 마련하였고 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」에 따라 매년 공인 수문 자료로 증발산량과 토양수분량을 측정하고 있다. 증발산량과 토양수분량은 댐 유역의 정밀한 물순환 해석에도 매우 중요한 정보로서 현재 K-water에서의 관측은 일부 시험유역(용담댐 유역)의 flux tower에 의한 에디공분산법(Eddy Covariance Method) 및 토양수분 센서(TDR, Time Domain Reflectometery)에 의한 지점 자료의 생산만 각각 이루어지고 있다. 본 연구에서는 K-water 댐 유역의 증발산량 및 토양수분량 관측 현황과 그간 관측된 자료의 특성을 각종 경향성 분석 등과 함께 소개하고자 한다, 증발산량의 경우는 2개소의 flux tower를운영(덕유산 지점 2011년 이후, 용담 지점 2017년 이후)하고 있으며, 토양수분량은 총 7개소(계북, 천천, 상전, 안천, 부귀, 주천 지점 2013년 이후, 장계 지점 2017년 이후)에 TDR센서를 설치, 계측 운영 중이다. 이렇게 관측된 자료는 매년 홍수통제소 주관 관련 전문가 공인심사를 통해 일자료 기준으로 한국수문조사연보에 수록되고 있으며, K-water에서도 연보를 통해 공개된 자료를 기준으로 공공데이터포털(data.go.kr) 등과 연계하여 온라인 자료 서비스 중이다. 한편, 최근 2020년 「제2차 수문조사 기본계획(2020~2029년)」에서는 수자원 위성 개발연구와 연계하여 위성을 활용한 증발산량과 토양수분량 산정 연구의 필요성이 강조되고 있다. 하지만 본 연구에서 살펴본 지점 자료만으로는 댐 유역을 포함한 광역단위의 시계열 공간정보를 생산하기 한계가 있으며, 댐 유역과 국내 전 지역의 공간 시계열 증발산량 및 토양수분량 자료 산정과 활용 방안에 대해 정립하고, 나아가 위성영상을 활용한 댐 유역 증발산량·토양수분량 관측 가이드라인 마련 등을 위해서는 국가적으로 많은 재원의 투입과 노력이 필요한 상황이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.6B
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• pp.589-598
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• 2010

When the hydraulic structures, such as bridge and weir, are consecutively installed to a short section of a river with complicated cross section, analyzing the flow characteristics and the riverbed change modality of the river is very important. In the 250 m section of the Taehwa river near the Samho-bridge, which passes through Ulsan city, three bridges has been installed, and the tributary water is flowing into both up and downstream of the section. Due to these factors, when the flood occurs, the cross section of the river changes vastly by the water level change and scour. Even so, due to the fact that the Samho-bridge divides the section into two parts, the national river and the regional river, each part is being analyzed separately by the onedimensional model. In this study, the flow characteristics due to the bridge concentration and the tributary water inflow were jointly analyzed for both up and downstream by using the one-dimensional HEC-RAS model and the two-dimensional SMS model, such as RMA2. The riverbed change modality of the section was also investigated by using the SED2D model. The results showed that the water level difference between the HEC-RAS and RMA2 was 0.87 m when applied to the three consecutive bridges. The riverbed change simulation using SED2D showed that the maximum scour was 0.231 m and it occurred at the Samho-bridge, which located in the middle and has short pier distance. In conclusion, when planning the river maintenance for the regions with concentrated bridges or the sections with severe changes in cross-section and flow, estimating the flood elevation by two-dimensional model and establishing countermeasures for the scouring of the bridge are required. In addition, an integrated analysis on both the national river and the regional river is necessary.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.51 no.1
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• pp.105-123
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• 2018

Currently, satellite images act as essential and important data in water resources, environment, and ecology as well as information of geographic information system. In this paper, we will investigate basic characteristics of satellite images, especially application examples in water resources. In recent years, researches on spatial and temporal characteristics of large-scale regions utilizing the advantages of satellite imagery have been actively conducted for fundamental hydrological components such as evapotranspiration, soil moisture and natural disasters such as drought, flood, and heavy snow. Furthermore, it is possible to analyze temporal and spatial characteristics such as vegetation characteristics, plant production, net primary production, turbidity of water bodies, chlorophyll concentration, and water quality by using various image information utilizing various sensor information of satellites. Korea is planning to launch a satellite for water resources and environment in the near future, so various researches are expected to be activated on this field.