• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.847-851
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• 2012

에티오피아의 수자원은 풍부하지만 그 활용의 수준은 매우 저조하다. 그 중에서 에티오피아의 농업용수 활용 수준은 굉장히 낮게 나타난다. 에티오피아의 농업은 강우량에 의존하는 형태를 지니지만 매우 불규칙한데, 이러한 특징은 에티오피아의 충분한 농업용수 활용을 위해 관개설치로 극복하려고 한다. 여러 선행연구에서는 에티오피아의 경제적 활성화는 근본적으로 농업용수의 충분한 확보가 전제되어야 한다고 주장한다. 왜냐하면 농업용수의 확보는 농업 경제의 활성화로 나타나며, 그 활성화로 농업 생산품이 많아지고 종류가 다양화되기 때문이다. 몇몇 실증적 연구에서는 충분한 농업용수를 갖추고 있는 지역이 농업 경제가 활성화됨에 따라 소득의 증가로 귀결되었음을 증명하였다. 이러한 사실에 입각하여 에티오피아 정부는 관개를 통한 농업용수 확보에 심혈을 기울이고 있지만, 재정적 문제와 인적자본의 결여로 어려움에 봉착하고 있다. 에티오피아의 수자원 개발은 주로 국제적 지원에 의존하고 있다. 특히 World Bank를 위시한 UNICEF, 핀란드 등은 에티오피아 농촌 지역의 수자원 개발에 많은 지원을 하였다. 반면, 대부분의 국제적 지원은 도시에 집중되어 있는데, 이러한 점은 에티오피아의 도 농간 수자원 개발이 확연한 차이로 나타나게 되었다. 우리나라 역시 에티오피아의 지원에 동참하고 있다. 이러한 국제적 지원은 에티오피아에 좋은 영향을 미치지만, 수혜자의 입장을 고려하여 지원을 펼친다면 더 좋은 성과로 나타날 것이다. 실제 독일이 볼리비아의 상황을 고려하여 농촌 지역의 빈곤감소를 위한 각종 프로그램 형성 및 지원은 국제공적개발원조가 어떠한 형태로 나타나야 할 것인지에 대해 큰 시사점을 제공해준다. 독일은 볼리비아의 수자원 지역에서 자연자원 보존과 자연을 훼손하지 않는 방식의 관개를 설치하였다. 더불어 국가 정책과 연관되도록 공무원의 역량강화 프로그램을 실시하였고, 관개 교육을 통해 기술자를 양성하였다. 그 결과 농촌 지역에서는 식량 상황이 개선되었고, 소득의 증가로 귀결되었다. 이와 같이 국제원조에서는 "수원국의 필요"가 전제되어야 하고, 그 나라의 상황에 맞도록 국가 정책과 연동되어야 한다. 우리나라는 과거에 현재 에티오피아가 직면한 수자원 문제에 봉착하였었고, 이를 관개 기술의 발전으로 극복하였다. 이러한 수자원 기술을 에티오피아의 현실에 맞게 지원한다면 독일의 사례에서 살펴볼 수 있듯이 국민들의 삶의 질 향상으로 귀결될 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.478-482
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• 2006

하천에서의 수질예측은 하천 환경의 관리 및 운영 측면에서 매우 중요하다. 그러나 현재의 수질에 관련된 물관리 운영 체제는 물관련 기관을 대상으로 산재되어 있는 물 정보를 정리하여 D/B로 활용하는 수준에 머무르고 있어 실질적인 정보의 활용과 해석 및 실시간적인 예측기능을 수행할 수 있는 예측시스템의 개발이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 수질예측을 위한 시스템의 개발을 위해 신경망 기법을 활용하여 한강유역의 지류인 달천지점의 수질을 예측할 수 있는 지능형 모형을 구축하고 그 적용성을 검증하였다. 개발된 수질예측 시스템은 수자원의 효과적인 활용 및 하천의 중 장기 수질보존 대책 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1992.07a
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• pp.101-108
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• 1992

하천에서의 2차원 흐름특성 해석을 위하여 2차원 shallow water식을 기본방정식으로 하고 이를 불연속보간 함수와 upwinding weighting을 도입한 petrov-Galerkin 방법에 의하여 해석하는 RIV-FEM2를 개발하였다. RIV-FEM2는 전처리(pre-processing), 주처리(analysis-processing), 후처리과정(post-processing)으로 구성되어 있다. 2차원 가상하도의 경우와 실제 하천에 대하여 본 모형을 적용한 결과 유속분포, 수면형 및 해석영역내에서의 mass flux의 보존등의 면에서 수렴성과 안정성이 뛰어나고 계산속도도 작게 나타나 본 모형의 적용성을 입증할 수 있었다. 본 연구를 통하여 개발된 RIV-FEM2는 실제의 하천에서의 수자원의 이수 및 치수관리면에서 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.325-327
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• 2010

장기강우유출 현상에 대한 정확한 이해는 수자원의 질과 양적 관리를 위한 필수적 사항으로 수자원 분야에서 활발히 연구되어 왔다. 특히 수자원의 보존 및 관리측면에서 장기강우에 의한 정확한 유출량 예측은 매우 중요하다. SWAT 모형은 토양과 토지이용 및 관리상태에 따라 복잡하게 반응하는 유역의 유출거동 모의를 위해 개발된 모델이다. 본 연구에서는 GIS를 이용하여 복잡한 유역에 대한 지형인자정보를 효과적으로 구축하여 SWAT 모형을 사용함으로써 진양호의 일유입량을 추정하였다. GIS와 연계된 SWAT 모형을 통해 남강댐으로 유입되는 일유입량을 예측하고자 관련매개변수들을 최적화하였으며, 검증기간에 대한 모의를 통하여 본 모델이 장기 일유출량 뿐만 아니라 유역의 연유출량 추정에도 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2019-2023
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• 2007

그동안 우리나라의 하천관리는 홍수피해 경감과 용수공급이라는 단순한 이 치수 위주로 관리해 왔다. 수자원개발사업이 본격적으로 시작된 1960년대 이후 상류 지역에 다목적댐들이 건설되었으며, 이러한 하천관리는 국토를 효율적으로 활용할 수 있게 함으로써 압축성장의 원동력이 되었다. 경제가 성장함에 따라 생활이 윤택해지고, 또한 환경의식이 향상됨에 따라 하천관리도 이제까지의 이 치수 위주에서 벗어나 하천 고유의 생태계 보존과 휴식 친수공간으로서의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 하천의 친수성과 접근성을 제고할 수 있는 방안으로 유역 상류의 댐에서 하천유지용수를 공급하는 방안에 대해서 검토 분석하였다. 댐은 홍수시 하류지역의 홍수피해를 줄이는 역할 뿐만 아니라 하천환경이 악화되는 갈수기에 수질 개선용 물을 흘러 보내는 역할을 함으로써 수질을 개선하고 자연상태의 친수공간을 만들 수 있다. 오염되고, 건천화된 하천의 친환경적인 관리를 위해서는 상류 댐에서 하천유지용수를 최대한 확보하는 것이 가장 효율적인 방안으로 사료되며, 댐의 계획 운영 등에 대하여는 지속적인 연구가 있어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.371-375
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• 2009

국내에서는 수자원 관리 지표에 관한 연구가 부분적으로 이루어지고 있으나, 지표를 통하여 정책목표를 설정하고 정책의 성과를 평가하는 데까지 이르지 못하고 있다. 본 연구는 우리나라의 이수분야 수자원 정책을 종합적이고 객관적으로 평가할 수 있는 지표를 개발하고 이를 국가단위, 유역단위, 지역단위에서 적용하기 위한 것이다. 이수 분야의 핵심지표를 선정하기 위해서 이수분야의 정책목표를 기준으로 4가지로 구분하고, 이를 정량적으로 제시하고 평가할 수 있는 지표에 대해서 검토하였다. 이수분야의 4가지 영역은 안정성, 효율성, 형평성과 지속가능성으로 구분하였다. 안정성은 강수, 기후변화, 인구, 경제, 사회 등 장래 환경이 불확실한 상황에서도 안정적으로 물 부족에 대응할 수 있는 능력이 확보되는 것을 말한다. 효율성은 물의 사용량과 누수율을 줄이고, 생산성과 재이용률을 제고하며, 물관리의 건전한 재정을 확보하기 위해서 비용회수체계를 개선하는 것 등을 포함한다. 형평성은 도시와 농촌, 지역간 물이용의 격차, 요금의 격차, 지역간 물자급률의 격차 등을 개선하여 사회적 약자나 소외계층의 물이용 능력을 높이는 것을 주요한 내용으로 한다. 지속가능성은 하천환경의 기능을 훼손하지 않는 범위 내에서 수자원을 이용하고, 환경 개선, 생태계 보존, 친수활동 등에 대한 물수요에 대응하는 것이다. 최종적으로 선정된 이수분야의 지표는 가뭄시 물부족량, 물부족 지역 비율, 국가 물자급률, 하천취수율, 환경용량 확보율, 물이용 공평성, 물재정 건전성 등 7개였다. 각 지표별로 지표의 정의와 산정방법 등을 제시하고, 지표를 통하여 이수분야의 수자원 정책을 평가하였다. 평가는 먼저, 국가간 비교를 하였고, 다음으로 국내의 유역간 비교, 지역간 비교의 순으로 진행하였다. 평가 결과 우리나라의 국가 물자급률과 취수율이 보통수준 이하로 매우 취약하고, 물이용의 공평성과 물관리 재정 건전성은 보통보다는 높은 수준으로 평가되었다. 평가 결과를 통해서 중장기 수자원 관리 정책의 목표를 정량적으로 제시하고, 분야별 정책 추진방향을 제안하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.1
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• pp.105-117
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• 2010

This paper presents a new and simple technique to perform MUSCL reconstruction for solving 2D shallow water equations. The modified MUSCL scheme uses weighted area ratio to apply non-uniform grid in stead of the previous method that equally distributed the difference of conservation variables to each interface. The suggested method can physically reconstruct conservation variables in case of uniform grid as well as non-uniform grid. In this study, Unsplit scheme applicable to unstructured grid is used and efficient slope limiter of TVD scheme is used to control numerical oscillation which can be occurred in modified MUSCL scheme. For accurate and efficient treatment of bed slope term, the modified MUSCL scheme is coupled with the surface gradient method. The finite volume model applied to suggested scheme is verified through a comparison between numerical solution and laboratory measurements data such as the simulations of isolated building test case and Bellos's dam break test case.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.158-158
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• 2011

천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.368-368
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• 2016

점착성 유사는 응집현상을 통해 크기와 밀도를 바꾸고 이에 따라 부유 및 이동에 큰 영향을 미치는 침강속도가 지속적으로 변화한다. 따라서 점착성 유사의 거동을 이해하기 위해서는 응집현상에 대한 고려가 필수적으로 이루어져야 한다. 현재까지 이루어진 응집현상 모형은 크게 Population balance equation type 모형(PBE)과 Floc growth type 모형(FGM)으로 나뉜다. PBE 모형은 점착성 유사의 입도분포를 모의할 수 있는 장점이 있는 반면에 닫힌 계에서 질량보존을 만족시키지 못하는 단점을 가진다. FGM 모형은 간단한 식을 통해 질량보존을 만족시키고 수치적으로 효율적인 모의를 할 수 있는 반면 입도분포를 모의할 수 없는 단점을 가진다. 이러한 장단점으로 인해 PBE 모형은 유사이동모형과 결합되어 이용된 사례가 없으며 FGM 모형은 유사이동모형과 결합되어 평균적인 점착성 유사의 거동만을 모의하는 연구에 이용되었다. 본 연구에서는 Stochastic floc growth type 모형(SFGM)의 개발에 따라 이해할 수 있는 점착성 유사이동의 특성과 이를 유사이동 모형과 결합시키는 방향에 대해 검토한다. 현재까지 진행된 연구 결과를 분석하면 SFGM은 질량보존을 만족시키면서도 점착성 유사의 입도분포를 모의할 수 있는 장점을 가지는 것으로 판단된다. 특히 난수발생의 단계에서 적절한 확률분포형을 선정하고 확률매개변수의 보정이 이루어지는 경우에는 높은 정확도를 가지는 입도분포 모의가 가능하다. 가는 모래를 대상으로 하는 비점착성 유사의 경우에는 추계학적인 유사이동 모형의 개발이 활발히 이루어져 왔다. 개발된 모형은 실제 측정값에 적용되어 다양한 학술적 가능성을 보여왔다. 따라서 SFGM의 개발이 점착성 유사의 이동모형과 결합되는 경우에는 점착성 유사가 지배적인 다양한 환경에서의 거동 특성을 이해할 때 매우 유용할 것으로 판단된다. 응집모형은 난류의 강도에 지배적인 영향을 받으며 유사의 입경 및 밀도 변화를 계산한다는 점을 고려할 때 유사이동 모형 역시 난류 강도에 대한 정보를 계산할 수 있는 지배방정식을 필요로 한다. 향후 개발될 추계학적 점착성 유사의 이동모형은 난류에 대한 정보, SFGM의 결합 등을 필요조건으로 가진다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.326-326
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• 2019

급격한 기후변화가 지속되면서 농업환경은 다양한 환경적 변화를 직면하고 있다. 기후변화로 일어난 이상기후 중 지구온난화와 이상 강수는 농업활동에 큰 영향을 끼치는 요소로 분석되었다. 특히 이상 강수로 인한 가뭄현상은 작물의 수분 공급을 저해하고 이로 인한 생산량 감소는 영농활동과 식량안보에 부정적 영향을 끼칠 것으로 분석되었다. 현재에도 발생하고 있는 가뭄현상으로 인하여 다양한 관개 방법이 진행 중이나 적절한 필요수량이 아닌 관습적 방법으로 관개를 진행하고 있는 실정이다. 우리나라의 1인당 강수량은 세계 1인당 평균 강수량의 1/6 정도이며, 따라서 수자원 절약이 가능한 효율적인 관개수량의 산정이 시급한 실정이다. 이에 본 연구는 미국 농무성(U.S. Department of Agriculture, USDA)와 텍사스 농업생명연구소(Texas A&M Agrilife Research Center)가 개발한 APEX 모델을 활용하여 1) 강수와 작물의 수분스트레스의 관계 및 특성을 평가하고, 2) 대표작물 세가지(고추, 배추, 콩)에 대하여 고정관개 조건에서 생산량과 관개수량의 관계를 분석한다. 그리고 3) 고정관개 조건을 바탕으로 과거 실측자료, 가뭄 시나리오, 그리고 풍수 시나리오에 대한 자동관개 모의를 진행하였다. 이 결과 현재 다양한 지역에서 행해지는 관행적 관개수량과 차이를 보였다. 따라서 본 연구는 향후 수자원 보존을 위한 밭, 논의 적정 관개수량 연구를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.