• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.456-456
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• 2022

최근 정부에서 국내 물관리일원화를 추진함에 따라 수자원에 대한 양적, 질적, 파생적 기능의 통합적 관리를 위한 기술적 기반의 필요성이 제기되고 있다. 지금까지 국내에서는 하천, 호소 등 수자원에 대한 수질관리와 수량관리가 별도로 이루어지다보니, 수질 및 수량에 대해 관측지점, 관측시점 등이 모두 다른 실정이다. 상호 간 영향이 뚜렷한 수량 및 수질을 연계하여 관리하기 위해서는 수체 내 동일 지점에 대한 관측데이터 관리가 우선적으로 필요하다. 그러려면 수량-수질 연계 관리에 필요한 데이터 항목 및 관계 등의 설계가 중요하다. 즉, 데이터를 단순히 모아놓는 것이 아닌 효과적인 관리를 위한 빅데이터 큐레이션이 필요하다. 따라서 이러한 필요성에 근거하여 본 연구에서는 수량-수질 연계 관리가 가능한 데이터관리시스템을 구축하기 위해 온톨로지 기반 메타데이터를 설계 및 분석하고자 한다. 관계형 데이터베이스 구축을 위한 방법론으로는 먼저 수량 및 수질 도메인의 데이터 항목의 관계성을 분석하고 이를 바탕으로 온톨로지 기반의 메타데이터를 설정한다. 온톨로지를 활용하면 해당 도메인에서 데이터 간 관계성을 보다 분명하게 정의할 수 있다. 데이터를 클래스나 인스턴스에 정의하고, 각 데이터 간 관계를 속성에 정의한다. 또한 수량-수질 데이터 연계 관리 시 고려하여야 할 요소를 분석하여 제시한다. 이를 통해 수량-수질 데이터 연계 관리에 있어 온톨로지 기반 메타데이터의 적용성 및 효율성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.208-208
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• 2023

북한강 유역은 대한민국을 대표하는 한강의 제1지류로 상류에 북한산이 위치하여 풍부한 자연환경과 생태계를 보유하고 있다. 해당 유역은 수력 및 다목적댐이 위치하여 수력발전과 수도권 물공급에 있어 중요한 역할을 하고 있다. 더욱이, 상수원보호구역으로 지정되어 있어 수질오염 예방을 위한 수질 관리가 필요하다. 기존 연구의 경우 북한강 유역 내 1개 다목적댐(소양강댐) 지점에 대한 수량 및 수질 매개변수 검·보정을 수행한 사례가 있으나 다목적댐 및 수력댐을 모두 고려한 사례는 없어 관련 연구가 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 활용한 북한강 유역 내 수량·수질을 분석 및 평가하고자 한다. 대상유역은 북한강 유역이며 저류를 하지 않는 평화의 댐을 제외한 5개 댐(화천댐, 춘천댐, 소양강댐, 의암댐, 청평댐)에 대해 모형에서 고려하였다. 자료평가기간은 1983년부터 2021년이며 기상 및 지형자료, 저수지 자료, 점오염원 자료를 입력자료로 활용하였다. Penman/Monteith 방법, SCS 방법, Muskingum 방법, 저수지 운영 방법(일 단위 관측 방류량 입력 및 목표 저수량 유지)을 활용하여 모형 모의를 수행하였다. 매개변수 검·보정은 수량(댐 유입량 및 방류량, 저류량) 및 수질(유사량, 총질소, 총인) 자료를 활용하여 수량 9개 지점과 수질 6개 지점, 댐 저수지 5개 지점을 중심으로 수행하였다. 수량 및 수질에 대한 도시적 및 통계적 평가를 통해 관측 및 모의 간의 정확도를 평가하였다. 평가결과, 수량은 임남댐의 영향을 받는 일부 댐을 제외한 대부분의 댐 유역에서 관측 및 모의 유량 간의 적합도가 우수하게 나타났다. 수질은 수량의 영향을 직접적으로 받아 일부 지점을 제외한 대부분 지점에서 관측 및 모의값 간의 적합도가 높게 나타났다. 검·보정 적절성 판단을 위한 정량적 평가결과, 수량의 경우 결정계수(R²) 0.64~0.94, 용적오차(PBIAS) 0.09%~15.77%로 적정한 것으로 나타났다. 수질의 경우 용적오차 0.00%~29.14% 사이로 적정범위 안에 포함된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 기후변화와 연계하여 미래 기간의 수량 및 수질 분석 연구에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.532-536
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• 2004

최근 수자원개발의 한계와 수질의 오염으로 인하여 제한된 수자원의 적절한 배분과 지속 가능한 수자원의 이용이라는 문제가 크게 대두되고 있어 개발의 한계 속에서 수질을 보존하기 위한 노력이 필요한 시점이다. 그러나, 수량과 수질을 동시에 고려할 수 있는 수자원계획 도구는 흔치 않다. 이러한 종합적인 수자원계획 수립 및 분석을 위할 도구를 개발하기 위하여 한국건설기술연구원에서는 SEI-B(Stockholm Environment Institute - Boston Center)와 공동으로 기존에 SEI-B에서 개발된 WEAP(Water Evaluation And Planning System)을 국내 실정에 맞도록 수정보완 한 K-WEAP을 개발하였었다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 K-WEAP에 수질 모의 기능을 추가하여 개발함으로써 수량-수질을 연계하여 수자원계획수립이 가능하도록 하였다. 개발된 K-WEAP은 원단위 개념을 이용한 발생량의 산정과 보존성 물질의 수질 모의와 일반적인 지수감소형 물질 및 BOD, DO 등과 같은 1차 분해성 물질의 모의가 가능하다. 이러한 기능을 이용하여 수자원 계획 시 수질등급을 만족시키기 위한 하수처리장의 설치 계획과 유역관리를 위한 여러 가지 대안의 수립이 가능하며, 여러 가지 대안에 대하여 장래 수질의 변화 경향을 비교 분석할 수 있는 기초 자료를 제공한다. 본 연구에서는 K-WEAP에 탑재된 수질 모형의 내용을 분석하고 수량과 수질의 통합과정을 알아본 후, 가상의 시험유역에 적용한 길과를 바탕으로 수량-수질 통합수자원계획의 적용성을 살펴보았다,

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.875-878
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• 2010

본 연구에서는 하천유지유량 중 수질보전 필요유량 산정을 위하여 한국건설기술연구원과 SEI-US가 공동으로 개발한 K-WEAPq(Korea-Water Evaluation and Planning System Linked QUAL2K) 모형을 이용하여 충주댐상류 수계를 대상으로 수량-수질연계모의를 수행하였다. 수질 보전 필요유량은 환경기초시설 등을 이용하여 하천에 유입되는 수질오염원을 최대한 처리한 후 남는 오염부하량을 고려하여 적정수질을 유지할 수 있는 유량이다. 수질을 개선하기 위한 수질보전 필요유량 산정시, 수질이 악화된 경우에는 적은 유량으로 수질개선에 큰 효과를 얻을 수 있지만, 수질이 좋은 경우에는 많은 유량으로도 수질개선효과가 크지 않다. 그러므로 본 연구에서는 목표수질을 달성하는 유량과 수질개선효과가 큰 유량을 비교 검토하여 대상지점의 적정수질 관리 유량을 선정하고, 이때의 수질(수량관리수질)을 제시하였다. 본 연구의 결과를 활용하면 장래 하천 수량 및 수질의 연중변화를 파악할 수 있고, 대상지점의 목표 수질 및 적정 수질에 따른 수질보전 필요유량을 산정하여 하천 관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2028-2032
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• 2009

하천법에서 하천유지유량은 "생활 공업 농업 환경개선 발전 주운 등의 하천수 사용을 고려하여 하천의 정상적인 기능 및 상태를 유지하기 위한 최소한의 유량"으로 정의 되어있고, "하천유지유량 산정요령"에 따라 갈수량을 기본으로 하여 하천의 수질보전, 하천 생태계 보호, 하천경관 보전 등 8가지 항목을 고려하여 산정하고 있다. 환경부에서는 2007년1월 환경부 고시에 '중권역별 수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간"을 제정 고시하였고, 하천의 주요지점에 목표수질을 설정하고 그 수질을 만족시키기 위해 오염물질의 허용량을 제한하는 오염총량관리제도를 도입하였다. 이와 같이 하천 수질의 중요성이 대두되고 있으며, 하천의 기능을 제대로 유지하기 위해서는 수량뿐 아니라 적절한 수질이 요구 된다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-U.S center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가모형인 K-WEAPq 모형을 이용하여 만경강 유역의 네트워크를 구축하고 2003년의 수질 및 유량 자료를 이용하여 수량-수질을 모의하였다. 일별 수량-수질 동시모의를 통해 만경강 유역의 하수처리장 방류수 수질에 따른 하천 수질의 연중 변화를 파악하였고, 하수처리장 방류수의 수질을 변화시켜 수질모의 결과를 비교하였다. 분석결과 하수처리장 방류수의 수질에 따라 하천의 수질이 변화됨을 알 수 있고, 하수처리장 방류수 농도를 적절하게 조절하여 하천의 목표수질을 달성할 수 있음을 알 수 있다. 이 결과를 활용하면 하천의 수질 및 유량에 따라 하수처리장의 효율적인 운영이 가능하며 비용절감의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.78-80
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• 2000

대전광역시에 분포하는 민방위 비상용 지하수 급수시설은 현재 총 225개소가 확보되어 있고 확보된 수량은 약 51,597톤/일이다. 비상용 지하수 중 정부지원시설은 년간 4회에 걸쳐 수질분석을 실시하고 있다. 1996년∼1999년 사이에 수질분석 내용을 보면 약 36% 정도가 음용수 부적합한 것으로 나타났다. 주요 부적합 항목으로 일반세균, 대장균, 질산성질소, 불소 등이다. 수질분석자료를 근거로 보면 동구와 중구의 구도심권의 수질이 나쁜 상태이고, 도시계획도상 녹지지역이 가장 많은 유성구가 가장 좋은 수질특성을 보인다. 대덕구는 공단지역 등을 중심으로 수질이 저하되어 있고, 서구는 신도시보다는 기존도심지의 지하수의 수질이 저하되어 있음을 보이는데, 이는 대전시 지하수의 수질특성이 토지이용 및 도시발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다. 이러한 대전 지하수의 수질 향상을 위하여, 부적합 판정을 받은 급수시설에 대해서는 정밀한 조사를 통하여 오염물질의 종류와 농도변화, 오염의 원인, 오염물의 확산 등에 대한 정밀조사를 실시한 후, 오염정화를 통한 복구나 폐공처리 조치 또는 관측정으로의 전환 등을 모색하여야 할 것이다. 그리고 표본지역에 대한 양수시험결과 기록된 지하수량과 실제치에서 상당한 차이를 보여주어 비상급수시설에 대한 정확한 1일 적정 채수량을 다시 산정할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.324-328
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• 2009

수량과 수질 자료는 물에 대한 기본정보로 물 관리 분야뿐만 아니라 각종 SOC 사업의 계획 및 설계에 필수적인 자료로 활용되고 있다. 그러나 우리나라에서는 수량과 수질 관측의 주체가 분리되어 있고, 관측제도와 시설도 별도로 운영되고 있어, 결과 활용이 미흡할 뿐만 아니라 국가예산의 낭비가 발생한다. 이에 대한 정책적 개선방안으로 정책적 충돌을 해소하기 위한 임시 정책기구를 가동하여 정책방향을 결론짓고 이어서 관련 법령의 개정 및 국가수문관측종합계획 및 국가수문정보관리종합계획의 수립과 같은 방안을 통해 수문관리의 선진화가 필요함을 제시하였다. 기술적 개선방안으로 일부/통합 관측+ 통합관리안을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.206-212
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• 2012

2012년 상반기를 기점으로 '4대강 살리기 사업' 1 단계가 완료 되었다. 추후 안동댐과 임하댐의 연결 사업과 낙동강 상류 내성천의 영주 댐과 금호강 상류에 보현 댐 건설이 예정 되어 있지만, 낙동강 수계에는 8개 보 건설이 완료되어 하천의 물리적 환경이 바뀌었다. 따라서 앞으로는 보의 유지 및 운영 관리(주로 수질관리, 어도관리, 토사퇴적 및 세굴관리)가 중요하게 될 것이므로 기존의 상류 댐 운영 목표와 방식도 변해야 한다. 낙동강 수계는 11월부터 다음해 6월 까지가 갈수기에 해당한다. 따라서 갈수기에 수질을 담보할 유량이 실제로 흐를 수 있는지를 낙동강 유역 총체적인 관점에서 분석을 하고, 방류계획을 세울 필요가 있다. 수량이 수질을 항상 보장해 주지는 못하지만, 용수공급 목표를 저해할 환경과 생태계를 위한 무리한 초과 방류를 해야만 할 경우가 발생한다면, 그로 인한 기존의 농업, 공업 및 생활용수 공급에 미칠 영향을 가늠해서 대책을 세워야 한다. 본 연구에서는 좀 더 정교한 수질사고 시뮬레이션 모형, Water Pollution Accident Response Management System (WARMS)과, 하천수질예측시스템(Water Quality Forecasting System)모형 등, 수질을 고려한 3차원 모형과의 연동 및 연계를 염두에 두고, 시스템적 측면에서 수질과 수량을 한꺼번에 고려함으로써 궁극적으로 시간과 비용을 절약한다는 점에서 효율이 높을 것으로 생각되는 댐-보 연계운영을 위한 분석 방법을 제안한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.115-123
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• 2009

수량과 수질에 관한 정보는 수자원 관리뿐만 아니라 수공구조물의 계획, 설계 및 운영에 필수적인 자료로 활용된다. 우리나라에서 수량과 수질에 대한 정보는 목적에 따라 여러 기관에 의해 관측되고 있어 많은 문제점이 발생하고 있다. 본 연구에서는 기술적 측면과 법, 제도 측면에서 수량과 수질 연계방안에 대하여 다음과 같은 다양한 대안을 제시하였다. 먼저 국가수문관측계획 및 국가물정보관리계획, 부처간 관측 표준과 정보인증 과정에 대한 협의, 관련 법령(하천법과 수질관련법)의 개정이 필요하다. 또한 현재 설치되어 있는 수량 수질관측소를 유지하고 신규관측소나 교체해야 할 관측소에 대해서는 통합관측을 수행하며, 자료의 관리 및 유통에 대한 단일 기구를 설립해야 한다. 그리고 관측기준을 명확히 확립해야 하며, 통합관리안을 만족시키기 위해 각 부처별로 산재된 정보를 중앙집중식으로 자료 관리를 수행해야 한다. 마지막으로 각 부처별 자료의 신뢰도 및 자료품질에 대한 검증이 우선적으로 수행되어야 한다. 다양한 이해관계 때문에 단기간 내에 수량과 수질 연계관측에 관한 문제들을 해결한다는 것은 어려운 일이나 본 연구에서 도출된 법, 제도, 기술적 제안사항들은 중, 장기적으로 수량과 수질 관측의 효율적인 연계방안에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1408-1412
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• 2004

인구의 폭발적 증가, 산업화, 도시화의 급진적, 과학기숙의 발달 등으로 물 소비는 급증하는 반면, 이상기후현상으로 수자원의 절대량이 줄어 수자원의 양적인 문제와 하천 및 저수지의 수질오염에 대한 질적인 문제가 ,대두되고 있다. 하천의 수질현상 및 이송은 상당히 비선형적이고, 시간에 따라 변화하려, 실제로 수질의 예측은 유량의 변동, 오염물질의 이송 및 확산, 하천 구조물 등의 여러 요인에 의하여 상당히 어렵다고 알려져 왔다. 또한 한정된 수자원으로 하천의 수량과 수질목표를 동시에 달성하기 위해서는 물의 수요와 공급을 실시간으로 감시하면서 기상과 유출예측기술을 활용하여 용수의 수요와 공급을 예측하고 이를 토대로 수량과 수질을 고려한 물관리 운영시스템이 구축되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 모형의 입${\cdot}$출력 구성을 자유롭게 변형할 수 있는 상태공간 모형과 신경망 모형을 이용하여 금강수계 주요 지점의 수질예측 모형을 구성하고 모형의 적용성을 파악한 후 예측력이 우수한 모형을 Web기반 모형의 수질예측 모듈의 기본모형으로 선정하고 Web 상에서 수질예측이 가능하도록 시스템을 개발하였다.