• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.6
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• pp.855-862
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• 1998

This paper investigates the impact of the forecast error on performance of a reservoir system for hydropower production. Forecast error is measured as th Root Mean Square Error (RMSE) and parametrically varied within a Generalized Maintenance Of Variance Extension (GMOVE) procedure. A set of transition probabilities are calculated as a function of the RMSE of the GMOVE procedure and then incorporated into a Bayesian Stochastic Dynamic Programming model which derives monthly operating policies and assesses their performance. As a case study, the proposed methodology is applied to the Skagit Hydropower System (SHS) in Washington state. The results show that the system performance is a nonlinear function of RMSE and therefor suggested that continued improvements in the current forecast accuracy correspond to gradually greater increase in performance of the SHS.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.864-868
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• 2006

댐과 양쪽의 산 능선에 감싸이어 있는 저수지의 모습은 이렇다할만한 특징을 찾아보기가 쉽지 않다. 우리나라의 각지에 건설되어진 다목적댐으로 인해 형성되어진 저수지들을 둘러보아도, 역시 주변의 지형을 자세히 비교해 보기 전에는 구별하기 힘들만큼, 그만큼 외관상으로는 닮아있다. 하지만, 이러한 저수지들이 보여주는 자연현상은 실제로는 너무나도 다양하다. 잔잔한 물 표면의 안쪽에 저마다 눈에 보이지 않는 특성들을 감추고 있으리라 추측해 본다. 하지만, 그 특성을 정량적으로 파악 하기란 좀처럼 쉽지가 않다. 영양염분의 과다 유입으로 부영양화가 초래되면 여기저기서 녹조를 발생 시키고, 또한 홍수나 상류 유역의 토사 붕괴로 인하여 좀처럼 침강되지 않는 미세 입자가 과다 유입되면, 1년 내내 누런 탁수로 몸살을 앓는다. 이처럼, 인간의 눈에 보여 지는 저수지는 '매우 닮은 모습에서 너무나 다른 모습'으로 '계단의 층계변화'와 같은 극단적인 상태 변화만이 파악되어진다. 최근에 들어서, 장비의 발달과 환경에 대한 관심의 고조로 한 달에 한번 많으면 일주일에 한 번씩 현장 조사를 수행하고는 있지만, 지속적으로 저수지를 파악하기 위한 '선형적인 현상'을 보여주기에는 충분하지가 않다. 본 연구에서는, 저수지 수온을 모니터링 함으로서, 홍수와 가뭄과 같은 이벤트 및 계절 변화로 인한 수체의 온도분포를 조사 하였다. 그 방법으로, 자체 개발한 써미스터체인을 용담호의 댐축 지점과 댐축으로부터 상류방향으로 6.6km 떨어진 유입지점의 두 곳에 설치하였으며, 연 중 10분 간격으로 수온데이터를 로거에 저장한 후, 두 달에 한번 정도로 센서 정비 및 데이터 수거를 실시하였다. 그 결과, 우리가 눈으로나 현지관측만으로는 파악할 수 없었던 수체내의 많은 특징을 파악 할 수 있었다.. 중랑천 유역의 소배수구역을 대상으로 연중 발생하는 큰 호우사상에 대해 임의의 강우관측소를 결측지점으로 가정하고 주변의 강우관측소로부터 각각의 방법을 이용해 가중치들을 산정하여 결측지점의 강우량 값을 보정하고자 하였다. 또한 각각의 방법을 이용하여 얻어진 결과에 대해 실측값과 보정값의 오차정도를 평균절대오차법(Mean Absolute Error)과 제곱평균제곱근오차법(Root Mean Squared Error)에 의해 산정하여 보정 방법간의 효율성을 검토하고자 하였다.9년, 그리고 2010년${\sim}$2019년까지 총 4구간으로 나누어 결과를 도출하였으며 예상한 바와 같이 후반기 20년 동안에 세 가지 지표가 취약해 지는 것을 확인할 수 있었고, 특히 2000년부터 2009년까지 10년 동안에는 더욱 취약해짐을 확인할 수 있었다.를 보임에 따라 그 정책적 효과는 때로 역기능적인 결과로 초래하였다. 그럼에도 불구하고 이 연구결과를 통하여 최소한 주식시장(株式市場)에서 위탁증거금제도는 그 제도적 의의가 여전히 있다는 사실이 확인되었다. 또한 우리나라 주식시장에서 통상 과열투기 행위가 빈번히 일어나 주식시장을 교란시킴으로써 건전한 투자풍토조성에 저해된다는 저간의 우려가 매우 커왔으나 표본 기간동안에 대하여 실증분석을 한 결과 주식시장 전체적으로 볼 때 주가변동율(株價變動率), 특히 초과주가변동율(超過株價變動率)에 미치는 영향이 그다지 심각한 정도는 아니었으며 오히려 우리나라의 주식시장은 미국시장에 비해 주가가 비교적 안정적인 수준을 유지해 왔다고 볼 수 있다.36.4%)와 외식을 선호(29.1%)${\lrcorner}$ 하기 때문에 패스트푸드를 이용하게 된 것으로 응답 하였으며, 남 여 대학생간에는 유의한 차이(p<0

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.3
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• pp.281-289
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• 1999

Small-scale hydropower projects at existing agricultural reservoirs can contribute to produce electric energy by maximizing the use of releases from the reservoirs. The irrigation water duration, the reservoir hydropower simulation, and the nonlinear programming model are employed to estimate potential hydroelectric energy at an existing reservoir. The nonlinear programming model consists of finding a maximum hydroelectric energy subject to irrigation water demand constraints. The sample reservoir given a set of inflow and irrigation water is considered. The optimal solutions by the optimization model yield the most hydroelectric energy for the analysis period in the three methods. Consequently, the nonlinear programming model uses the most water for hydropower generation with respect to the total inflow of the sample reservoir. It is also found that additional storage by increasing the normal water level of the sample reservoir does not significantly increase the annual hydroelectric energy for the given reservoir. It is expected that the optimization model and the proposed procedure for estimating potential hydroelectric energy can be applied to evaluate feasibility analysis for small scale hydropower additions at existing agricultural dams.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_3
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• pp.1777-1788
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• 2022

The reservoir is a major water supply source in the domestic agricultural environment, and the monitoring of water storage of reservoirs is important for the utilization and management of agricultural water resource. Remote sensing via satellite imagery can be an effective method for regular monitoring of widely distributed objects such as reservoirs, and in this study, image classification and image segmentation algorithms are applied to Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery for water body detection in 53 reservoirs in South Korea. Six algorithms are used: Neural Network (NN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Otsu, Watershed (WS), and Chan-Vese (CV), and the results of water body detection are evaluated with in-situ images taken by drones. The correlations between the in-situ water surface area and detected water surface area from each algorithm are NN 0.9941, SVM 0.9942, RF 0.9940, Otsu 0.9922, WS 0.9709, and CV 0.9736, and the larger the scale of reservoir, the higher the linear correlation was. WS showed low recall due to the undetected water bodies, and NN, SVM, and RF showed low precision due to over-detection. For water body detection through SAR imagery, we found that aquatic plants and artificial structures can be the error factors causing undetection of water body.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.30 no.1
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• pp.50-62
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• 1988

This study refers to the development of a hydrologic model simulating daily inflow and release rates for irrigation reservoirs. A daily - based model is needed for adequate operation of an irrigation reservoir sufficing the water demand for paddy fields which is closely related to meteorological conditions. Inflow rates to a reservoir need to be accurately described, which may be simulated using a hydrologic model from daily rainfall data. And the objective of this paper is to develop, test, and apply a hydrologic model for daily runoff simmulation. A well - known tank model was selected and modified to simulate daily inflow rates. The model parameters were calibrated using observed runoff data from twelve watersheds, Relationships between the parameters and the watershed characteristics were derived by a multiple regression analysis. The simulation results were in agreement with the data. The inflow model was found to simulate low flow conditions more accurately than high flow conditions, which may be adequate for water resources utilization.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.3
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• pp.235-246
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• 2009

This study theoretically reviews the basin storage coefficient and concentration time using the Nash model, a simple unit hydrograph theory. First, the storage coefficient and concentration time of Nash instantaneous unit hydrograph (IUH) are derived based on their definitions, whose characteristics as well as their relationship are also reviewed. Additionally, several empirical equations of storage coefficient and concentration time commonly used in Korea are evaluated by comparing them with those for the Nash IUH. Major results of this study are summarized as follows. (1) The concentration time of Nash IUH is approximately linearly proportional to the number of linear reservoirs, but the storage coefficient non-linearly to the square root. That is, if increasing the number of linear reservoirs by four times, the concentration time becomes also increased by about four times, but the storage coefficient only about two times. This result has a special meaning to understand the effect of basin subdivision on the concentration time and storage coefficient. (2) The storage coefficient and concentration time of Nash IUH are not independent each other, so their independent estimation does not make any physical sense. As the concentration time among the two is more sensitive to the number of linear reservoirs, which should be estimated first, then the storage coefficient considering the concentration time estimated. (3) Empirical equations of concentration time can be divided into two groups, one following the linear channel theory and the other not, whose equation forms are also found to be very similar. This result indicates that the characteristic factors dominating the concentration time are very similar, indicating the possibility of its regionalization over a basin with consistent equation forms. (4) Those for storage coefficient like the Russell formulae are found to consider the physical characteristics of a basin, so their unreasonable applications could sufficiently be excluded.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.35 no.1 s.97
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• pp.28-35
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• 2002

The effect of physical parameters on water quality was analyzed using monitoring data of 193 agricultural reservoirs. The retention time of reservoirs ($t_d$) ranged between 10 and 140 days, and the ratio of drainage area (DA) to reservoir surface area (SA) was between 10 and 120. Both ratios of DA/SA and total area (TA)/ reservoir storage (ST) in Korean agricultural reservoirs were relatively greater than those in natural lakes in other countries. As retention time was plotted against DA/SA ratio, it was shorter in Korean reservoirs than natural lakes. The semi-logarithmic relationship between TA/SA and t>$t_d$ was $t_d\;=\;42.21(TA/ST)^{-1}$ (n = 50, $R^2\;=\;0.89$). While areal loading of total phosphorus (TP) was below $4\;gTP{\cdot}m^{-2}{\cdot}yr^{-1}$ in general, it exceeded $10\;gTP{\cdot}m^{-2}{\cdot}yr^{-1}$ in reservoirs where DA/SA ratio was greater than 100, which implies that areal loading of TP increases as DA/SA ratio increases. Chl-a concentration was positively related with the mean depth of reservoir, implying the higher Chl-a concentration with deeper the mean depth. Therefore, the deeper reservoir might be advantageous in water quality management perspective if other morphological conditions are similar. The empirical regression equation using physical parameters was also suggested in the estimation of TP concentration in the reservoirs. Combined information presented in this paper might be applicable to the water quality management in agricultural reservoirs.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.1
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• pp.89-102
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• 2010

Future uncertainty on water demand caused by future climate condition and water consumption leads a difficulty to determine the reservoir operation rule for supplying sufficient water to users. It is, thus, important to operate reservoirs not only for distributing enough water to users using the limited water resources but also for preventing floods and drought under the unknown future condition. In this study, the reservoir storage is determined in the first stage when future condition is unknown, and then, water distribution to users and river stream is optimized using the available water resources from the first stage decision using 2-stage stochastic linear programming (2-SLP). The objective function is to minimize the difference between target and actual water storage in reservoirs and the water shortage in users and river stream. Hedging rule defined by a precaution against severe drought by restricting outflow when reservoir storage decreases below a target, is also applied in the reservoir operation rule for improving the model applicability to the real system. The developed model is applied in a system with five reservoirs in the Han River basin, Korea to optimize the multi-reservoir system under various future water demand scenarios. Three multi-purposed dams - Chungju, Hoengseong, and Soyanggang - are considered in the model. Gwangdong and Hwacheon dams are also considered in the system due to the large capacity of the reservoirs, but they are primarily for water supply and power generation, respectively. As a result, the water demand of users and river stream are satisfied in most cases. The reservoirs are operated successfully to store enough water during the wet season for preparing the coming drought and also for reducing downstream flood risk. The developed model can provide an effective guideline of multi-reservoir operation rules in the basin.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.73-73
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• 2019

지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.