• 한국수자원학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.131-140
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• 2020

본 연구는 심층학습 기법인 Long Short Term Memory (LSTM)를 이용하여 지하수위를 예측 후 표준지하수위지수(Standardized Groundwater level Index, SGI)를 산정함으로써 미래 가뭄 발생 가능성의 분석을 목적으로 하고 있다. LSTM 모형을 이용하여 금호강 유역의 지하수위를 미래 3년에 대해 예측을 하였으며, 예측시 최근 3년을 제외한 관측 자료로 학습 후 RMSE를 통해 검증하였다. 예측 자료와 관측 자료를 이용하여 시간적 SGI를 산정하였다. 산정된 SGI는 연구 지역 내 보간을 하였고, 보간된 SGI는 소유역별 평균값으로 공간적 SGI를 산정하였다. 산정된 시공간적 SGI를 이용하여 시공간적 가뭄 발생 가능성에 대해 분석하였다. 시공간별로 가뭄 발생 가능성에서 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 향후 심층학습 모형의 개선 및 검증 방법의 다양화를 통해 신뢰성이 더욱 높은 예측 결과를 도출할 수 있고, 연구 적용 지역의 확대를 통해 전국적인 가뭄 대응 정책에 활용이 될 수 있으며, 더 나아가 미래 수자원 관리 차원에서 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1546-1550
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• 2009

최근 증가하고 있는 집중호우로 인해 피해 규모가 대형화 되어가고 있는 추세로 수공구조물 설계시 보다 정확한 수문분석을 요구 하고 있다. 강우의 시간분포는 정확한 수공구조물의 설계시 첨두홍수량 산정에 가장 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 지역의 기상학적, 지형학적 특성에 맞는 적절한 강우분포형을 제시하고자 한다. 본 연구는 금호강권역의 단시간 강우에 대한 시간분포형을 결정하기 위하여 기존 강우의 시간분포방법 중에서 개념상 비교적 단순하면서도 물리적으로 의미를 갖는 Mononobe분포, Yen & Chow분포, Keifer & Chu분포의 방법을 이용하였다. 대상지점은 금호강권역의 가창으로 재현기간 50년의 6시간, 24시간 강우의 시간적 분포특성을 비교분석한 결과 6시간 확률강우량에서는 Mononobe 분포와 Keifer & Chu 분포의 첨두치가 비교적 크게 나타났고 24시간 확률강우량에서는 Keifer & Chu 분포의 첨두치가 가장 크게 나타났다. Yen & Chow 분포의 경우 6시간 강우의 첨두치에 비해 24시간 강우의 첨두치가 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 또한 확률강우를 이용해서 홍수유출량을 분석한 결과 6시간, 24시간의 첨두홍수량은 Keifer & Chu 분포가 가장 크게 나오는 것으로 나타났고 첨두시간 역시 Keifer & Chu 분포가 가장 빠른 것으로 나타났다. 최근 다양한 설계강우의 시간분포 방법들이 실제 강우분포의 특성을 표현하고 있지만 이러한 방법들 중에서 실제로 유역에 가장 적합한 시간분포 방법을 결정하기란 어렵다. 하지만, 첨두홍수량 결정을 위해서는 여러 가지 방법들 중 그 지역을 가장 대표할 수 있는 강우분포 방법을 선택해야만 한다. 따라서 분석지점 이외의 다양한 실제 지점에 대해 설계홍수량을 산정해 봄으로써 다른 설계강우의 시간분포 방법을 이용하여 산정한 결과의 비교 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.773-787
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• 2016

본 연구에서는 시나리오 기반의 홍수위험도를 산정하기 위해 하천-제내지 통합수리 해석모형이 적용되었다. 적용대상 유역으로 낙동강 및 금호강이 위치한 대구 성서공단 인근을 선정하여 하천홍수 발생으로 인한 시간별 범람수심 및 범람유속을 산정하였다. 하천-제내지 통합수리해석에 의한 2차원 범람해석은 100년/200년 빈도 신뢰구간 상한치(97.5%)에 의한 제방월류 시나리오와 100년/200년 빈도 신뢰구간 평균치(50%)에 의한 파제 시나리오로 구성하여 수행되었다. 또한 제내지 범람에 의한 위험도 산정을 위해 2차원 홍수범람도로부터 예측된 각 절점에 대한 최대 침수심 및 유속에 대한 정보를 이용하여 등급화를 실시하였다. 본 연구결과는 제방월류 및 파제에 따른 제내지의 비상대처계획(EAP) 수립에 정량적인 근거자료로 제시하는데 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3C호
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• pp.97-104
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• 2009

본 연구에서는 하천제방의 현장투수계수를 예측하기 위하여 낙동강과 금호강 유역에 위치한 12개소 제방의 지반물성치, 표준관입실험 그리고 현장투수실험 자료를 이용하여 인공신경망해석을 실시하였다. 총 108개의 자료 중 82%인 89개 자료를 학습단계에 그리고, 나머지 19개 자료는 예측단계에 사용하였다. 또한 그 적용성 평가를 위하여 현재 널리 사용되고 있는 경험식들에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 경험식을 통한 현장투수계수는 모두 실측치와의 상관계수가 0.3 이하로 나와 실측치와는 큰 차이가 있으나, 그에 비하여 신경망에 의한 예측결과는 모든 Case에서 실측치와의 상관계수가 모두 0.8이상으로 기존 경험식들에 비하여 정확한 현장투수계수를 예측을 하였다.

• 한국농공학회지
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• 제39권2호
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• pp.74-85
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• 1997

This study aims at the development of a mathematical approach for the optimal water allocation in the river basin where available water is not in sufficient. Its optimal allocation model is determined from the comparison and analysis of mathematical programming techniques such as transportation programming and dynamic programming models at its optimal allocation models. The water allocation system used in this study is designed to be the optimal water allocation which can satisfy the water deficit in each district through inter-basin water transfer between Kumho river basin which is a tributary catchment of Nakdong river basin, and the adjacent Hyungsan river basin, Milyang river basin and Nakdong upstream river basin. A general rule of water allocation is obtained for each district in the basins as the result of analysis of the optimal water allocation in the water allocation system. Also a comparison of the developed models proves that there is no big difference between the models Therefore transportation programming model indicates most adequate to the complex water allocation system in terms of its characteristics It can be seen, however, that dynamic programming model shows water allocation effect which produces greater net benefit more or less.

• 환경위생공학
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• 제5권1호
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• pp.1.1-14
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• 1990

금호강 유역의 토양중에 함유되어 있는 중금속 함량을 조사하기 위하여 강심으로 부터의 거리별, 표층별로 구분하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양중 중금속의 함량은 상류에서 하류로 갈수록 점차 높아지는 경향을 보였으며 공단천과 달서천의 합류후 지점에서 아연 39.52ppm, 구리 35.92ppm, 철 97.90ppm, 망간 102.42ppm, 납 13.93ppm, 카드뮴 0.48ppm으로 현저히 높은 축적치를 보였다. 강창부근은 토양의 성상이 사질토로 중금속 함량이 낮아지는 현상을 보였다. 토층별로 비교해 볼 때 심층보다 각 중금속의 평균함량이 높게 나타났다. 강심으로부터의 거리별 중금속 함량은 지역마다 차이가 있으나 강의 가장자리에서 멀어질 수록 대체로 낮게 나타나는 경향을 보였으며, 강 뚝 밖의 지점에서는 다시 높았다. 토양중 각 중금속간의 상관관계는 철과 납간의 관계를 제외하고는 거의 모두가 유의한 정산관계를 보여주고 있다. 각 중금속과 토양 pH간에는 카드뮴만이 역상관관계가 있었다. 토층별로 볼 때 각 중금속에 대한 표층간, 심층간에는 유의한 정상관 관계를 보였다. 이상의 결과로 보아 하상 토양의 오염은 하천수 오염과 비례한다고 생각된다.

• 물과 미래
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• 제16권2호
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• pp.111-122
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• 1983

오늘날 인구증가와 공업화, 도시화 및 수질오염등에 따라 용수수요가 급격히 증가하게 되었다. 본 연구에서는 목표연도인 2001년까지 5개권역에 대한 용수 수요량과 가용수자원량을 비교분석하여 적용확보 방안을 제시하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 아래와 같다. 1) 월별 용수증가추세에 대응하여 지표수와 지하수로 공급함을 원칙으로 하되, 부족량에 대해서는 댐 공급량으로써 보충키로 한다. 또한 소요공급량은 공급에 앞서 완전 확보토록 하여야 한다. 2) 각 권역에서 월별 계절별 최대물부족량은 6월과 하계에 발생한다. 3) 물부족량이 댐 공급량을 초과하게 될 시기는 III권역에서 1984∼1990년 및 1994∼2001년이다. 4) III권역의 물부족량을 확보하기 위하여 영산강 유역의 마산 금호만하구언 완공년도를 2001년에서 1991년으로 앞당겨야 할 것이며, 섬진강 유역에서는 주암댐의 완공년도를 1991년에서 1986년으로 앞당기고 1986년까지는 유역변경에 의하여 섬진강 유역에서 물을 공급 받으면서 지하수 및 소규모 저수지 개발을 행하여야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.249-249
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• 2021

도시지역의 우수유출해석 모형인 SWMM 모형의 매개변수는 유역유출관련 매개변수와 우수관로 매개변수로 구분이 된다. 이중 우수관로내 수리거동에 영향을 대표적인 매개변수는 조도계수가 있다. 우수관로 조도계수는 우수관로의 규격 및 재료에 따라 적용범위가 제시되어 있지만 현상태 관로내 퇴적 및 협잡물 등에 의한 조도변화가 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 우수관로 조도계수의 변화에 따른 유량의 민감도를 검토하고 모니터링 유량과 비교를 통한 연구 대상지역의 최적 조도계수를 선정하였다. 연구 대상지역은 울산광역시 삼호동 일대이며 대상지역 내 발생한 우수유출은 최종적으로 태화강으로 방류되는 구조를 갖고 있는 배수분구이다. 조도계수 민감도 분석에 적용한 조도계수의 범위는 일반적인 원형 우수관로의 조도계수 0.013을 기준으로 하고 0.002씩 증감을 시켜 총 6개 CASE에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 모의 유량의 비교군이 되는 관측 유량의 경우는 초음파 유량계로 관측한 총 3개 지점의 유량자료를 이용하여 민감도 분석에 활용하였다. 조도계수 민감도 분석결과 조도계수 증가에 따라 첨두유량은 감소하게 된다. 각 지점별 첨두유량 변화 폭은 지점 4, 5, 6에 각각 7.0% (-3.4~3.6%), 14.3% (-7.5~6.8%), 15.6% (-7.7~7.9%) 증감 폭을 갖는 것으로 분석되었으며, 유역의 하류부로 갈수록 변동 폭이 커지는 것으로 분석되었다. 시계열 수문곡선 비교결과 지점 4에서는 조도계수 0.011, 지점 5는 0.013, 지점 7은 0.015를 적용하는 것이 실측치와의 상관계수가 가장 높게 나타나는 것으로 분석되었다. 이상의 분석 결과를 토대로 유역의 관 흐름 상태의 변화는 관로의 퇴적, 부유물, 폐유부착 등의 유지관리 상태에 따라 달라지며 특히 유역의 하류부로 갈수록 퇴적, 부유물 등의 축척이 누적되어 조도계수를 상류부 보다 기준 값보다 크게 적용해야 관측치 유량과 유사하게 모의되는 것을 확인하였다. 따라서 도시유출해석 모형에서의 조도계수 적용은 우수관로의 유지관리 상태 등을 고려하여 우수관로별 적용 값 다르게 입력하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1443-1454
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• 2014

본 연구는 레이더 강우와 분포형 수문모형의 공간해상도가 매개변수 추정 및 강우-유출 모의에 미치는 영향을 분석하였다. 레이더 강우는 비슬산 S밴드 이중편파 강우레이더에서 2012년 관측된 강우사상을 대상으로, R-KDP, R-Z, R-ZDR의 관계식에 의해 추정된 레이더 강우를 지상관측 강우와 비교하였다. 세 가지 강우 추정식에 의한 레이더 강우를 지상 관측 강우와 비교 시 유역 평균에 대해서는 모두 높은 일치도를 보였으며, 이는 지상 관측 강우에 대한 레이더 강우 보정의 영향으로 판단되었다. 그 중에서도 R-KDP에 의한 추정 강우가 비교적 높은 정확도를 보였으며, 이를 강우-유출 모형의 입력자료로 적용하였다. 강우-유출 모형으로는 GRM (grid based rainfall-runoff model) 모형을 이용하여, 낙동강 수계 금호강 유역을 대상으로, 200m, 500m, 1000m의 공간해상도로 입력자료를 구축하였다. 또한, 범용 매개변수 최적화 모형인 PEST(model independent parameter estimation tool)로 초기 포화도, 지표면 조도계수 및 토양 투수계수의 보정계수를 각 공간해상도 및 호우사상 별로 추정하였다. 매개변수 추정 결과, 200m 공간해상도 모형에서는 비교대상 강우사상에 대해 지표면 조도계수와 토양 투수계수 관련 보정계수가 비교적 안정적으로 추정되었으나, 500m, 1000m 공간해상도 모형에서는 강우사상에 따라 매개변수의 최적 추정 값의 변동이 확인되었다. 초기 포화도는 강우사상 별, 공간해상도 별로 일정한 경향을 보이지 않았다. 또한, 200m와 1000m 공간해상도에 대해 최적화된 매개변수를 다른 공간해상도에 적용한 결과, 1000m 공간해상도에 대해 보정된 매개변수를 200m 공간해상도 모형에 적용하면 첨두 홍수량이 증가하는 경향이 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권9호
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• pp.919-927
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• 2008

도시지역의 하천수와 지하수의 교류를 평가하기 위하여 대구지역을 선정하였다. 연구대상지역에는 낙동강, 금호강 및 25개 하천이 총 유로길이 240 km로 유하하고 있다. 하천수와 지하수의 교류량의 산정은 Darcy식을 이용하였다. 연구대상지역을 16개 소유역으로 나누어서 계산하고 그 결과를 비교하였다. 교류량 산정에는 지하수위, 하천수위, 투수계수, 대수층 두께 및 하천과 가장 근접한 우물과의 거리를 적용하였다. 소유역별 지하수의 하천 유출량, 하천수의 지하수함양량 및 교류량을 산정하였다. 연구 대상지역에서 하천으로 유출하는 지하수량은 약 $72{\times}10^6m^3/year$이고 지하수를 함양하는 하천수량은 약 $35{\times}10^6m^3/year$이었다. 하천수와 지하수의 교류량은 약 $108{\times}10^6m^3/year$이고 하천수와 지하수의 교류량 수지는 약 $37{\times}10^6m^3/year$이었다. 하천수와 지하수의 교류량은 고령교 유역에서 약 $29{\times}10^6m^3/year$로 가장 많고 달창댐 유역에서 약 $0.2{\times}10^6m^3/year$로 가장 적게 발생하였다. 교류량 산정 결과 연구대상지역 에서는 하천수와 지하수의 교류가 대단히 활발하며 소유역간 차이가 큼을 알 수 있었다. 이들 결과로부터 도시지역의 지표수와 지하수의 교류량을 보다 정도 높게 파악하기 위한 연구가 필요한 것을 알 수 있었다.