• 한국수자원학회논문집
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• 제46권8호
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• pp.833-842
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• 2013

분위사상법(QM, Quantile Mapping)은GCM(Global Climate Model) 자료의 계통적 오차를 보정하여 보다 신뢰성 높은 자료로 재생성하기 위해 활용되고 있다. 이 기법은 사상(mapping)시키려는 대상(object) 자료의 통계분포모수가 정상적(stationarity)이라는 가정 하에 대상 자료의 누적확률분포(CDF, Cumulative Distribution Function)를 목표(target) CDF에 통계적으로 투영시키는 것이 일반적이다. 따라서 GCM에서 제공되는 미래 기후시나리오의 강우시계열과 같이 비정상성(non-stationarity)을 갖는 장기 시계열자료에 대한 적용에는 문제점을 보이고 있다. 본 연구에서는 비정상성을 갖는 장기시계열자료의 오차보정을 위해 통계분포모수에 경향성을 부여하는 비정상성 분위사상법(NSQM, Nonstationary Quantile Mapping)을 적용하였다. NSQM 적용을 위한 확률분포로 수문분야에서 광범위하게 쓰이고 있는Gamma 분포를 선정하였으며, 대상 시나리오는 CCCma (Canadian Centre for Climate modeling and analysis)에서 제공하고 있는 CGCM3.1/T63모형의 20C3M(reference scenario)과 SRES A2 시나리오(projection scenario)를 활용하였다. 한강유역 내 관측기간이 충분한 10개의 지상관측소로부터 강우량을 수집하였다. 또한 6월과 10월사이에 연 강수량의 65% 이상이 집중되는 한반도의 계절성을 반영하기 위해 홍수기(6~10월)와 비홍수기(11~5월)를 구분하였고, 기준기간(Baseline)은 1973~2000년, 전망기간(Projection)은 2011~2100년으로 구분하였다. 다양한 목표분포의 설정을 통하여 NSQM의 적용성을 평가하고자 하였으며, 전망기간은 FF시나리오(Foreseeable Future Scenario, 2011~2040년), MF시나리오(Mid-term Future Scenario, 2041~2070년), LF시나리오(Long-term Future Scenario, 2071~2100년)의 3개의 구간으로 설정하여 기준기간과 전망기간의 연평균 강우량에 대한 경향성분석을 실시하였다. 그 결과NSQM이 FF시나리오에서 330.1mm(25.2%), MF시나리오에서 564.5mm(43.1%), LF시나리오에서 634.3mm(48.5%)로 증가하는 전망결과를 나타내고 있었다. 정상성기법을 적용한 결과, 전망기간 중 전체적으로는 동일한 평균값을 갖는 목표통계모수를 사용한다고 하여도, 전망전반부에서 과다하고, 후반부에서 오히려 과소한 전망을 보여주고 있었다. 이러한 결과는 비정상성기법을 사용함으로써 상당부분 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 한국조경학회지
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• 제40권3호
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• pp.1-11
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• 2012

본 연구는 신도시 개발 등 규모가 비교적 큰 도시개발에 있어 빗물을 이용하여 자연적인 빗물순환체계를 구축하는데 중점을 두고 있다. 특히 통합빗물관리를 위한 자연적인 빗물순환체계 요소별 입지 선정 방법을 개발하여 수문환경의 변화를 최소화하고, 자연적인 물순환을 회복하여 저영향개발(LID)을 실현할 수 있으며, 이를 통해 유출량 저감뿐만 아니라 도시 내의 수공간 및 녹지공간의 증가로 인한 도시의 지속가능성을 증진시키는 데 목적이 있다. 통합빗물관리를 위한 빗물순환체계 요소별 입지 선정을 위한 최종적인 빗물순환체계 요소로는 집수, 침투, 여과, 저류, 이동 공간의 5가지 항목이 도출되었으며, 이를 토대로 각 요소별 입지선정 항목 및 기준을 설정하였다. 도출된 평가항목과 기준을 적용하기 위한 방법은 적합성지수 이론을 바탕으로 Gridcellanalysis를 실시하여 각 요소별로 적합성평가를 통해 주제도를 중첩하고 종합하여, 적합성지수에 따라 등급화 함으로써 요소별 조성가능 우선지역을 구분하도록 하였다. 개발된 방법은 경북 김천 혁신도시 개발예정지에 적용함으로써 그 실행가능성과 한계를 검토하였으며, 각 요소별 주제도의 중첩 결과는 Verylow, Low, Moderate, High, Veryhigh의 5단계로 구분하여, 공간 특성을 쉽게 파악할 수 있게 하였다. 마지막으로 적용한 결과를 바탕으로 현 토지이용계획도면 위에 빗물순환체계 구상도를 작성해 봄으로써 환경생태계획 후 세부공간계획 단계에서 물순환체계를 구축하는데 있어 유용하게 활용될 수 있으며, 지속가능한 도시개발을 위한 친환경적 도시계획의 수단으로 이용될 수 있다.

• 물과 미래
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• 제5권1호
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• pp.27-36
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• 1972

수공구조물의 계획이나 안전한 설계에 필요한 계획강우량으로서 확률강우량의 정확한 파악은 구조물의 내용년수와 결부시켜서 연구 검토되어야 할 문제라 생각되어 본 고에서는 국내 주요지점 가운데 3개지점(서울 부산 및 대구)의 24시간 이하의 강우량 자료를 기본자료로 취하여 해석한 내용이다. 본 연구의 주요내용을 약술하면 다음과 같다. 1. 기왕의 수문자료중 결측된 자료에 대한 보완 $\circled1$ Fourier Series Method. $\circled2$Trend Diagram Method $\circled3$ Mean Value Method. 상기 ${\circled1}{\circled2}{\circled3}$방법을 실시하여 산출한 치들 중에서 방화공학적인 면을 고려하여 최대치를 선택하여 결측된 자료를 보완하였다. 2. 자료의 통계치 산정 강우량자료를 Computer에 의하여 작은 것부터 크기 순위로 나열하고 이와같이 정리된 자료치를 log, $\sqrt{}, \sqrt[3]{}, \sqrt[4]과 $\sqrt[5]의 값으로 변환시켜 필요한 통계치를 산정하였다. 3. 분포형 검정과 최적분포형의 설정 $x^2-Test$에 의하여 분포형을 검정하고 자료의 기각을 행하여 이 결과에 의하여 최적분포형을 설정하였다. 4. 내용안전년수에 따르는 확률강우량 확률년(재현기간)과 내용안전년수와의 상관 관계를 고찰하여 내용안전년에 대한 확률강우량을 제시하였다. 결론적으로 지점별 및 강우계속 시간별로 강우량의 최적분포형을 선정하여 최적분포식을 설정하였다. 또한 안전율과 내용연수에 대한 확률강우량을 계산하여 표로서 제시하였다.제시하였다.했으며, 여러 가지 特殊染色法이 개발되어 사람의 染色體 하나 하나를 정확히 식별 할 수 있는 단계에 접어들게 되었다. 그중에서도 식별 할 수 있는 단계에 접어들게 되었다. 그중에서도 대표적인 것이 키나크린 螢光染色法(quinacrine fluorescence staining method)와 김자分染法(heat-giemsa staining method)이며 이들 방법을 통하면 染色體의 縱軸에 따라 특유한 明暗의 밴드 패턴(banding patterns)이 나타나게 되어, 사람만이 아니라 고등한 동물의 모든 染色體가 쉽게 同定이 된다는 것이다. 조파구간에는 초장에 큰 변이가 없었고 파종기가 늦어짐에 따라 짧아졌다. 초장의 신장속도는 파종기가 늦어짐에 따라 현저하게 빨라지고 특히 조생종이 만생종보다 더욱 가속적인 경향이었다. 따라서 최고초장과 최저초장과의 절대치의 차이는 조생종일수록 적고 만생종일수록 큰 격차를 보이었다. 6. 간직경에 있어서도 만생종은 일반적으로 조기파종할수록 굵고, 조생종과 중생종은 4월 25일 파종기가 가장 굵은 편이며 이보다 파종기가 지연 가늘어지는 경향이었다. 7. 간중은 품종의 조만생에 따라 약간의 차이는 있으나 대체로 적기(4월 25일~5월 15일)보다 조기 혹은 만기 파종하면 작아지나 파종기 이동에 따른 간중의 변화는 품종의 조만성에 따라 양상을 달리하여 조생종은 4월 25일 내외, 중생종은 4월 25일~5월 15일 내외, 만생종은 4월 5일~5월 15일 내외의 파종기에서 최고수량에 달하고 이후 직선적으로 감소하였다. 8. Brix 도는 품종에 따라 절대치가 다르며 또한 파종기가 5월 15일 이후로 늦어짐에 따라 직선적으로 감소되어 파종기(x)와 Brix 도(y) 간에 고도의 부상관관계를 볼 수 있었다. 9. 출수후 40~45일경의 절간부위별

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.149-157
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• 2013

기존까지 건설된 보는 대부분 보의 상단으로 월류하는 월류형 보가 주종을 이루고 있다. 월류형 보의 경우 수자원의 관리의 효과와 지금까지의 많은 연구로 인한 설계, 시공 및 유지관리 방법 등이 용이 하다는 장점이 있다. 하지만 월류형 보의 특성상 보 상단부를 통해 물이 월류되는 방식이기 때문에 상류부로부터 유입된 유사가 보 하류로 배출되지 못하고, 하상이 높아지면서 저수용량이 감소되어 점차 보의 기능을 상실하게 된다. 이와 같은 토사 퇴적 및 보의 유지관리 문제를 해결하기 위해 수문을 가진 하단방류형 보가 건설되기 시작하였다. 하지만 최근 건설된 하단방류형 보의 설계상의 문제점으로 인하여 보 하류부의 하상이 세굴되고, 세굴된 하상 때문에 구조적인 문제점이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보의 효과적인 설계 및 운영방법을 위해 월류형 보와 하단방류형 보의 흐름의 특성, 하류부 수위 변화에 따른 도수길이분석, 보 형태에 따라 단위거리당 발생되는 비에너지 손실량을 비교 및 분석하였다. 실험분석 결과 하단방류형 보와 월류형보의 상류 조건을 동일하게 유지 시 하단방류형 보에서 도수의 길이가 Fr 값(Froude number) 3.5에서 최대 2배 길게 나타났으며, 하류 수위가 증가 할수록 도수의 길이는 점차 감소하게 되었다. 단위 거리당 발생되는 비에너지 손실량 비교 분석 결과 단위 거리당 에너지 손실량이 하단방류형 보에 비해 월류형 보가 약 2배 높게 나타나는 것으로 판단되었다. 따라서 하단방류형 시설의 경우 수공 구조물의 안전을 위해 별도의 에너지 감세시설을 별도로 검토하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.295-303
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• 2018

한국의 내륙습지는 동아시아-대양주 철새 이동경로 상 중요한 번식지 및 월동지를 제공하고 있고, 연안습지는 철새들에게 영양분이 풍부한 중간기착지를 제공하는 역할을 하고 있다. 하지만, 1960년대 이후, 한국은 농경지와 도심 확장을 위해 점진적으로 연안습지를 매립하였고, 야생생물 연안습지 서식지 손실로 인한 이동성 물새 개체수 감소를 야기 하였다. 미국(특히, 미주리주)은 이러한 습지 야생생물 다양성 및 개체수 감소를 막기 위해 습윤토양관리 기법을 개발 하여 야생생물 서식지 보전과 개체수 관리를 하고 있다. 습윤토양관리 기법은 습지 야생생물의 서식지 조건을 최대한 충족하는 상태로 습지를 관리하여 서식지 수용력을 높이는 습지관리 기법이다. 습윤토양관리 지역을 조성하기 위해서는 제방과 물의 흐름을 조절할 수 있는 수문을 만들고, 토양, 지형, 가용한 수원 등을 관리 하여야 한다. 또한, 습윤토양관리 지역은 범람과 배수지역을 정기적으로 특정시기에 관리하고, 다년생 식물생장으로 인한 육상화 억제를 위해 일정기간 동안의 토양교란으로 서식지를 관리 하여야 한다. 이러한 관리 기법은 두가지 목적을 가지고 있는데, 하나는 원하지 않은 식물 생육 통제이고, 다른 하나는 야생생물의 서식지와 먹이원을 최대화 하기 위함이다. 범람과 배수 일정은 지역을 고려한 기후적인 변화에 맞도록 유동적으로 반영하여야 한다. 한국의 위도는 미주리 주와 유사해서 습윤토양관리 기법이 한국에 맞는 효과적인 습지조성 및 관리기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 이동성 물새(도요 물떼새) 중간기착지와 같은 서식지로의 중요한 역할을 하는 연안습지 인근지역에서 습윤토양관리 기법을 실험적으로 적용하여 한국의 여건(지리, 미기후, 생물종 분포 등)에 맞는지 세부적인 방법을 모색해 보는 연구가 필요하다. 습윤토양관리 기법은 멸종위기 야생생물들에게 주요 서식지를 조성해 줄 뿐만 아니라, 폭넓은 습지 생태계서비스 가치를 함께 제공해 줄 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1465-1483
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• 2020

증발산은 토양으로부터 발생하는 증발과 식물의 잎에서 발생하는 증산을 통칭하는 것으로, 물 수지, 가뭄, 작물생장, 기후변화 등의 모니터링에 있어 중요한 요소이다. 실제증발산은 식생 지표면의 물 소비량 또는 물 필요량이며 기준증발산에 작물계수를 곱하여 구하므로, 농지의 실제증발산을 구하기 위해서는 기준증발산의 계산이 정확히 이루어져야 한다. 격자형 기준증발산을 합리적으로 산출하기 위하여 그동안 많은 노력들이 있었고 복수의 산출물이 제공되고 있다. 이에 본 연구에서는 FAO56-PM, LDAPS, PKNU-NMSC, MODIS 기준증발산 산출물을 비교평가 함으로써, 우리나라처럼 복합적이고 이질적인 지표면에서 국지적 규모의 수문 및 농업 분야에 활용하기 위하여 어떤 기준증발산 산출 방법이 적합한지 살펴보고자 한다. 2016~2019년 3~11월의 1일 단위 자료와 8일 합성 자료를 기상청 현장관측치와 비교하여 지점별, 연도별, 월별로 분석하고 시계열변화를 검토한 결과, 기계학습을 통해 우리나라 농지에 대한 지역최적화가 상당히 잘 수행된 PKNU-NMSC 자료의 정확도가 월등히 높게 나타났으며, 시간과 장소에 상관없이 안정적인 산출이 이루어졌음을 확인하였다. 또한 본연구에서는 FAO56-PM, LDAPS, MODIS 산출물에 내재한 정확도 특성을 제시하였으며, 이는 기준증발산 자료 사용에 있어 중요한 정보가 될 것으로 기대한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권2호
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• pp.79-87
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• 2021

하천의 하안 생태계에서 식생, 수문 및 지형 사이에 상호작용이 활발하다. 이들 중 하나의 요인의 작은 변화가 다른 두 요인에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 여름 극심한 홍수로 큰 피해를 입은 섬진강의 선정된 조사지 (가정 2 개 및 하한 2 개)에서 이러한 아이디어를 평가하였다. 특히 원격탐사, 수리 모의, 현장 조사를 결합하여 대홍수시 하안식생과 수리 특성 간의 관계를 조사하였다. 섬진강 조사구간에 위치한 예성교 수위관측소 (영점표고 EL. 27.4 m)에서의 수위는 2020년 8월에 극심한 강우에 의하여 표고 43.1 m까지 상승하였다. 최대 홍수위에서 가정과 하한 조사지의 전단응력은 가정보다 하한에서 4 배 더 높았다. 또한 하안식생이 없을 조건보다 식생이 있는 경우에 대홍수시 수위가 수위가 지점에 따라 최대 1m 정도 상승할 것으로 추정되었다. 조사구간 두 곳 모두에서 대홍수에 의하여 식생 분포면적의 78-80%가 나지로 바뀌면서 광범위한 생물학적 피해를 입었다. 상수리나무와 수고가 낮은 버드나무에 비하여 수고가 높은 버드나무류가 심한 피해를 받았다. 이러한 결과는 모든 하안식물종이 극심한 홍수에 대해 동일한 취약성을 가지고 있지 않으며, 교란에 대해 동일한 종류의 피드백을 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 하안식생의 수목을 효과적으로 관리하는 동시에 의도하지 않게 야기할 수 있는 홍수위험을 최소화하기위한 하천관리 계획이 요청된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권4호
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• pp.158-164
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• 2006

2000년 12월부터 담수를 시작한 용담호는 총 저수량 8.2억톤으로 국내 5위의 대규모 다목적댐 호수로서, 새만금 담수호에 유입되는 하천수의 최상류에 위치한 인공호이다. 새만금 방조제가 완공되어 수문을 조작하면, 용담호의 계절적인 식물플랑크톤 군집변화는 신생 새만금호의 녹조현상을 좌우하는 한 요인이 될 것이다. 용담호의 초기 담수화 과정 중 2002-2003년 하계에 남세균 녹조현상이 나타났으며, 녹조현상을 일으킨 주요 속은 Anabaena, Microcystis, Aphanizomenon 등이었다. 이 가운데 사상체 남세균인 Anabaena속에는 영양세포 이외에 이질세포나 휴면세포 등의 특수기능 세포를 가진 종들이 포함되어 있다. 용담호 녹조현상이 나타난 현장의 시료에서 분리한 Anabaena spiroides v. crassa의 단종배양체인 KNU-YD0310종주를 확립하였으며, 실내배양 실험을 통하여 이 종주의 영양염 요구를 연구하였다. 질소영양염 제한 조건에서는 이질세포의 영양세포에 대한 비율이 높았으며, 질소제한 정도에 따라 그 비율은 더욱 증가하였다. 질소고정능이 있는 KNU-YD0310는 질소제한 조건에서도 성장이 지속되나, 인의 경우에는 초기의 공급 농도에 비례하는 성장을 나타내었다. 인영양염 제한 조건에서는 휴면세포의 형성량이 증가하여, 인 제한의 경우에는 실험 종주가 세포대사를 억제하여 부적합한 환경조건에서의 생존기간을 연장시키는 적응전략을 가진 것으로 판단된다. 이와 같은 Anabaena spiroides v. crassa의 생리 생태적 특성은 향후 새만금 담수호의 녹조현상 예방대책 수립을 위한 수서생태학적 기준으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권8호
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• pp.509-518
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• 2024

돌발가뭄(Flash drought)은 급격한 기상 및 환경요인의 변화를 통해 단기간 급속하게 발생하는(rapid-onset) 가뭄으로 정의된다. 최근에는 전 세계적인 기상이상으로 인해 돌발가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으며, 폭염 및 강수부족 등의 선행원인을 중심으로 다양한 연구가 수행되고 있다. 돌발가뭄과 같은 극단적인 수문현상은 사전에 대비하지 않으면 농업, 식량 및 도시 상수도 안보에 극심한 피해가 발생할 수 있다. 특히, 북한은 자연재해에 취약한 국가 중 하나로, 자연재해에 대해 대응할 수 있는 사회기반시설 부족으로 인해 사회적, 경제적으로 어려움을 겪고 있으며, 2014~2015년에 걸쳐 발생한 100년 빈도의 극심한 가뭄으로 인해 식량난, 전력난 등의 심각한 피해를 보았다. 본 연구에서는 토양수분 관측위성인 Advanced Microwave Scanning Radiometer-2(AMSR2) ascending X-band 토양수분 자료의 백분위수를 활용하여 주단위 Flash Drought Intensity Index (FDII)를 산정하였으며, 2013년부터 2022년까지 10년간 한반도의 돌발가뭄 특성을 분석하였다. 한반도 전역의 관개기를 대상으로 월별 공간분포를 분석한 결과, 북한 지역에서는 토양수분의 급격한 감소로 인해 가뭄 심화율(FD_INT)이 크게 나타났으며, 남한 지역은 가뭄 심각도(DRO_SEV)가 크게 나타났다. 또한, 지역별 시계열 분석을 통해 남북한의 강원도 지역에서 FD_INT, DRO_SEV가 모두 크게 나타났다. 지역별 확률 밀도 추정 결과, 남북한의 FD_INT 차이가 뚜렷하게 나타났으며, 남한 지역은 DRO_SEV의 높은 값이 주로 분포하여 심각한 가뭄의 발생확률이 높게 나타났다. 북한 지역의 FDII가 큰 값에서 높은 밀도를 보이면서 북한 지역의 돌발가뭄 발생 횟수, 피해 등이 남한 지역보다 높은 것으로 분석되었다. DRO_SEV와 증발스트레스지수(Evaporative Stress Index, ESI)의 한반도 전역에 대한 상관성을 분석하여 0.4~0.6 수준의 강한 양의 상관관계를 확인하였다. 본 연구에서 제시하는 토양수분 백분위수 활용 방법을 통해 남한보다 북한 지역이 돌발가뭄에 취약한 환경으로 판단되며, 돌발가뭄은 토양수분의 지속적인 결핍보다 급격한 감소가 더 큰 영향이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 돌발가뭄 감지 및 예측 기술 개발에 활용하여 재해 예방 및 대응에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.