• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.785-1-789-5
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• 2008

최근 수자원 분야에서는 대상유역의 최종출구점 뿐만 아니라 유역내 수문성분의 시 공간적인 분포특성에 관한 관심이 높아지고 있다. 이러한 분석을 위해 GIS와 연계된 물리적 기반의 분포형 수문모형이 널리 사용되고 있다. 하지만, 분포형 모형의 적용에 있어 문제로 제기되고 있는 격자크기에 대한 명확한 해법은 제시되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 DEM 해상도(격자크기)에 따른 지형인자 및 수문성분의 변화를 검토하였다. 이를 위해 지형인자 도출에서 수문성분 분석까지 가능한 SWAT-K 모형을 횡성댐 상류유역에 적용하였다. 결과를 검토해보면, DEM 해상도가 낮아질수록, 최저고도는 증가, 최고고도는 감소, 따라서 평균고도는 다소 증가하는 경향을 보였다. 대상유역의 지형인자에 관계된 유역면적의 경우에는 해상도가 낮아질수록 다소 증가하였으며, 소유역별 유역평균경사의 경우에는 크게 감소하였다. 하도 지형인자의 경우, 해상도가 낮아질수록 주하도 길이는 감소, 주하도 경사는 반대로 증가하였다. 마지막으로 수문성분의 경우, DEM 해상도가 낮아질수록 유역 전체유출량은 다소 감소하였으며, 반대로 증발산량은 다소 증가하는 경향을 보였다. 유출성분을 세분하여 검토해보면, DEM 해상도가 낮아질수록 중간유출, 지하수유출의 경우 각각 크게 감소, 증가하는 경향을 보였다. 이는 DEM 해상도가 낮아질수록 유역경사가 완만해져 중간유출이 지하수유출로 유입되는 현상으로 파악된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.819-823
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• 2004

수자원 분야에서 DEM을 이용하여 유역의 수문학적 지형인자를 추출하기 위해서는 DEM으로부터 하천망을 추출하고, 유역을 분할하며 이를 이용하여 유역 범위 내에서 지형인자를 계산하는 일련의 과정이 필요하다. 이때 사용되는 기초 자료인 DEM은 최종 결과물인 유역의 지형인자에 영향을 미치게 되며, 따라서 지표면의 수리${\cdot}$수문 현상을 가장 적절히 표현할 수 있는 DEM을 수문학적으로 어떻게 처리할 것인가가 중요한 문제이다. 수치지도의 등고선이나 영상으로부터 추출된 DEM을 그대로 유역 분석에 이용할 경우 지표면 흐름 모의에 장애를 초래하는 sink나 flat area와 같은 오류를 다수 포함하고 있다 그러므로 이러한 오류들을 합리적인 방법으로 제거하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 DEM을 이용하여 유역의 수문학적 지형인자를 계산하기 위해 DEM이 가지고 있는 오류 중 sink를 제거하는 기술을 개발하였다. 본 연구에서 구현한 sink 제거 기술을 이용하여 실제 유역의 DEM에서 sink를 제거하고, 그 결과를 Arc Hydro와 WMS v6.1과 비교하여 적용된 sink 처리 알고리즘의 타당성과 적용성을 검토하였다. Sink 제거 기능의 효율성과 오류 수정후의 DEM에서 추출된 하천망의 형태적 특성 및 실제하천과의 유사성에 대하여 검토한 결과 유역의 모든 sink가 양호하게 보정되었으며 보정된 DEM을 이용하여 추출된 하천망 또한 국외의 Arc Hydro 및 WMS v6.1과 유사한 결과를 나타내고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2022

수변식생(riparian vegetation)은 하천 지형학적 프로세스에 영향을 미치는 요인 중 하나로, 최근 기후변화와 더불어 중요성이 커지고 있다. 내성천은 사질 곡류 하천으로, 2014년과 2015년 유량 감소에 의해 급격한 식생의 정착이 나타났다. 내성천 수변식생의 정착 및 활착은 수문-지형학적 프로세스에 영향을 미쳤고, 결과적으로 하도와 범람원의 형태를 변화시켰다. 이와 같은 변화를 예측하고 분석하는 것은 이수, 치수 및 방재 정책과 생태계 사이의 균형 및 조화를 추구하는 정책결정에 필수적이다. 그러나 식생을 고려하지 않은 기존의 수문-지형 모델링에서는 이와 같은 변화를 재현할 수 없다. 본 연구의 목적은 흐름, 식생, 지형의 상호작용이 하천 지형에 미치는 영향을 시각화 및 분석하고, 식생을 고려하지 않은 기존의 모델들의 결과와 비교하고자 한다. 본 초록은 이를 위해 수문-지형학 모델인 D-Flow-FM을 수변 식생 모델과 결합한 커플링 모델(Van Oorschot et al., 2016)을 활용하여 내성천에서 2013년부터 2019년까지의 발생한 지형학적 프로세스와 식생 사이의 상호작용을 재현한 예비결과이다. 식생 모델 결과는 내성천 현장조사 자료와 원격탐사 자료를 이용해 검보정하였다. 식생을 고려한 모델의 하천 형태는 식생을 고려하지 않은 모델의 결과에 비해 좁고 깊은 형태로 나타났으며, 지형학적 변동성이 적게 나타났다. 이는 유량 변화와 관련하여 생태-지형학적 프로세스로 인한 수변 식생 변동성이 강의 형태에 영향을 미쳤다는 것을 보여준다. 모의된 하천의 형태학적 특성이나 식생의 분포 특성은 항공사진과 비교했을 때 준수한 수준이다. 본 모델은 기후변화에 따른 식생의 변동성이 하천에 미치는 영향을 연구하는 데에 활용할 수 있으며, 수문-생태-지형학적 프로세스에 의한 하천의 변화를 예측하고 분석하는 데에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.75-92
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• 2009

본 연구의 목적은 한국 산악유역에서의 지형 상사를 규명하여 보고, 이를 이용하여 한국형 지형수문단위도를 유도하고 검증하는 데 있다. 실제로 실무에서는 홍수분석을 위하여 가장 일반적으로 단위도법이 사용되어 왔으나, 한국 유역에의 적합성, 조절 매개변수 산정의 불확실성 등에 있어서 많은 어려운 점을 내포하고 있었다. 본 연구에서는 한국의 40여개의 산악 소유역의 지형자료를 수집하고 분석하여 다양한 한국 지형상사를 규명하여 보았다. 다음에는 기존의 지형수문곡선 이론에 이를 적용하여 한국형 지형수문단위도 기법을 개발하고 검증하여 보았다. 개발된 공식은 각각 한국형 지형형태학적 순간단위도, 한국형 지형형태-기후학적 순간단위도, 그리고 한국형 지형형태-기후학적 단위도로 구분할 수 있다. 이들 기법은 한국형 단위도법, 강우-유출 관계의 비선형성, 기상자료의 사용, 그리고 적용의 간편성 등의 장점을 가지고 있으며, 앞으로 한국 산악 미계측 유역의 홍수 분석을 위하여 사용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.295-299
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• 2011

자연계에서 토양의 침식 및 퇴적 반복적 과정은 매우 복잡한 형태로 발생하며, 호우로 인한 토사유출은 유역의 지형 및 지질학적 특성과 수문기상학적 특성 등에 의해 매우 민감하게 반응한다. 즉, 토양 침식 및 퇴적은 유역의 형상, 토양종류, 토지 이용 및 피복상태, 강우사상 등에 따라 시 공간적 분포가 다양하게 변화한다. 따라서 유역내 침식 및 퇴적의 시·공간적 변동성을 분석하기 위해서는 지형학적 특성인자와 수문기상학적 특성인자에 따른 유역내 수문학적 응답을 이해해야 한다. 본 연구에서는 분포형 강우-유사-유출 모형을 이용하여 용담댐 상류 천천유역을 대상으로 Strahler 하천차수구분법에 의해 유역을 차수별 소유역으로 구분하고, 지형학적 특성인자(유역면적, 지표흐름 이동거리, 국부경사)와 수문학적 특성인자(총 강우량)에 따른 침식 및 퇴적의 공간분포 변화에 대하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2017

기후변화에 따른 이상가뭄과 홍수의 영향으로 하천의 수문과 수리적 요소가 변화되고 그로인해 발생하는 지형변화와 그에 따른 수질변화 분석이 필요하다. 낙동강의 효율적인 수질관리를 위해서는 수질과 더불어 유역관리도 함께 이루어져야 한다. 기후변화로 인한 가뭄이나 홍수 등 극한 사상이 보 같은 인공구조물이 설치되어 정체성 수역이 된 낙동강 수계에 어떠한 수질변화가 일어나는지에 대한 연구가 필요하며 이를 고려한 체계적이고 통합적인 수질관리대책이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 합천창녕보와 창녕함안보 구간에서 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5를 적용하여 미래기후시나리오를 예측하여 수문분석을 수행하였다. 수문분석 결과인 유출량을 하상변동모형의 입력자료로 적용하여 상?하류 구간의 지형변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 마지막으로 지형변화가 수질에 미치는 영향을 분석하고자 QUAL-MEV 수질모형을 적용하여 지형변화에 따른 수질분석의 상대적 비교를 통해 기후변화와 지형변화의 영향을 분석하고자 하였다. 연구결과, 기후시나리오의 경우 HadGEM3-RA RCP 4.5 보다 8.5에서 강수가 6% 증가하는 결과를 나타내고 그에 따라 유출량도 증가하고 있다. 하상변동 분석결과, 유량이 많은 풍수년에 침식과 퇴적양상이 크게 나타나고 RCP 8.5에서 변동 폭이 크게 나타났다. 하천지형변화를 고려한 수질분석결과, 유량의 증가에 따라 수질도 개선되는 결과를 나타내고 있다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-78
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• 2010

유역에서의 수문지형학적 특성들은 유출현상과 깊은 상관성을 가지고 있다. 지리정보체계의 발달은 양자간의 역학관계를 규명하는데 커다란 도움을 주었다. 본 연구에서는 이러한 지형인자 중 수문응답과 밀접한 관계로 알려진 국부경사와 지표면거리에 대한 분석을 실시하였다. 그러나 이상의 지형인자는 각 pixel별 변동성이 매우 크기 때문에 DEM으로부터 추출된 자료를 직접 사용하는 것은 한계를 가지게 된다. 따라서 공간상관성을 고려한 분포도의 통계적 특성을 이용해 수문응답함수 특성과 분포된 지형학적인자간의 관계를 살펴보았다. 분석결과 국부경사는 첨두유량에, 지표면거리는 첨두유량, 평균 및 분산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 이러한 수문지형학적 분석 기법은 DEM자료로부터 수문응답을 직접 유추할 수 있는 유용한 기법으로 발전될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1829-1833
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• 2007

최근 강우-유출 모형은 유역의 지형적, 물리적 상황을 최대한 반영한 입력자료를 이용할 수 있고, 최종 유출지점에서의 해석 결과뿐만 아니라 해석하고자 하는 유역내의 시간적, 공간적 수문 요소 분포 특성을 이해할 수 있도록 물리적 이론에 기초한 분포형 수문모형을 개발하고 지속 발전시키고 있다. 분포형 수문모형은 집중형 수문모형에 비해 매개변수 갯수를 현저히 줄일 뿐만 아니라 실지 지형자료에 입각한 매개변수 선정이 가능하다. 분포형 지형자료와 강우자료로부터 추정된 초기 매개변수의 값에 의한 모의가 매개변수가 개념적, 경험적 의미가 큰 집중형 모형에 비해 정확하기 때문에 미세한 매개변수의 조정만으로도 유역의 유출량을 모의할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 여러 가지 장점을 지닌 분포형 수문모형이 유역크기가 작고, 시간 공간적으로 지형입력자료의 변동성이 작은 도시하천 소배수구역에서의 모의 효율성 및 적용성을 평가하였다. 레이더강우를 이용한 분포형 수문모형으로서 미국 University of Oklahoma에서 개발한 $Vflo^{TM}$을 사용하여 중랑천 유역의 3개 소배수구역(월계1 배수구역, 군자 배수구역, 어린이대공원 배수구역)에서 유출 모의를 수행하였다. 각 소배수구역 특성별 모의 결과 비교, 분석을 수행하였다. 이를 통해 도시하천 소배수구역에서의 유출 모의 및 분포형 수문모형 선정에 적절한 근거로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제17권4호
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• pp.349-357
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• 1999

수문 매개변수는 공간적으로 다양하며 여러 가지 축척과 정확도를 가진 지도에 대한 해석을 필요로 한다. 자료 요구는 광범위하며, 자료의 획득과 처리는 시간을 많이 소모한다. 이러한 이유로, 이 연구의 목적은 지형공간정보체계를 이용하여 수문 지형인자 추출시스템을 개발하는 것이다. 수문 지형인자 추출시스템은 수 문 매개변수를 메뉴 방식으로 추출하기 위한 프로그램이다. 이것은 GSIS 프로그램인 Arc/Info에 의해 개발하였다. 유역 유출점을 설정하고 중요한 수문 매개변수를 추출하기 위해 공간분석 기능을 이용하였다. 이 시스템은 수치고도자료를 이용하여 유역경계, 주하천 길이, 유역 평균경사 등과 같은 지형인자를 추출한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1384-1388
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• 2009

래스터 기반 DEM 모델을 이용한 수문지형인자의 산정은 DEM의 해상도(셀크기)에 영향을 받으며, 이러한 DEM의 해상도에 따른 불확실성은 강우-유출모델의 결과에 전파되어 모델의 모의결과에 오차를 발생시키는 원인이 된다. 또한 흐름경로의 결정은 수문모델링에서 DEM으로부터 수계를 형성하고 유역을 생성 및 분할하는데 있어 결정적인 역할을 하며, 각 셀의 경사는 흐름방향을 결정하고 흐름길이는 흐름경로를 따라 측정된 거리로서 결정된다. 이러한 모든 일련의 과정들은 셀간의 연산을 통해 이루어지며, 이러한 점에서 DEM의 해상도에 따른 DEM 처리연산 및 수문지형인자의 변동성은 중요한 고려사항이라 할 수 있다. DEM의 해상도에 따른 영향을 규명하기 위해서는 주요 수문지형인자를 대상으로 DEM의 해상도에 따른 민감도를 분석하는 것이 일반적이며, 따라서 본 연구에서는 위천, 황강 및 금호강 유역에 대해 DEM의 셀크기에 따른 유역면적, 유로연장과 최원유로연장, 유역평균경사와 같은 수문지형인자의 변동성을 분석하였다. 셀크기가 증가함에 따라 유로연장 및 최원유로연장이 감소하는 추세는 보이고 있지만 셀크기의 증가로 인해 반드시 흐름길이 및 유로연장이 감소 또는 증가되는 것은 아니며, 더 많은 유역에 대한 적용을 통해 유로연장에 대한 변동을 규명할 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한 유역평균경사는 대체로 셀크기 $10\sim30m$에서 가장 큰 감소를 보이고 있으며, 셀크기 30m 이상에서는 감소크기가 점차 완만하게 나타난다. 그리고 셀크기가 증가할수록 유역평균경사에 대한 누가빈도곡선의 기울기는 점차 급해지고 누가빈도가 증가할수로 각 셀크기간의 유역평균경사의 감소에 큰 영향을 미침을 알 수 있다. 이는 비록 유역평균경사에 대한 누가빈도분포의 추세가 모든 해상도에 대해 유사하게 나타나고 있지만 급경사부에 대해서는 데이터 축약으로 인해 유역평균경사에 있어 상당한 감소를 발생시킬 수 있기 때문이라 판단된다.