• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.145-149
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• 2011

우리나라의 강우특성은 여름철인 6월~9월에 집중되며 대부분이 일시에 집중적으로 발생하여 하천을 통하여 호소 및 바다로 유입된다. 이러한 강우특성으로 여름철에 집중되는 강우로 인한 하천의 유량을 댐과 같은 수공시설물을 통해 저류시킴으로써 하류지역의 홍수피해를 예방하고 이용할 수 있는 물을 안정적으로 확보할 수 있도록 하고 있으나 대형 인공호의 유역에서는 인구 증가와 상업 및 공업화에 따른 토지이용이 변화함에 따라 오염물질의 유입이 증가하고 있는 추세이다. 댐이나 호소는 지표면에 고여 있는 수체를 말하며 물이 천천히 흐르거나 흐름이 전혀 없는 경우도 있다. 댐이나 호소에서는 장기간 수류의 지체현상이 발생하므로 발생하는 수체 및 수질의 문제가 하천과는 다르다고 할 수 있다(서동일 등, 2009). 호소의 물은 정체되어 있기 때문에 흐르는 물에 비해 자정능력이 부족하고 바닥에 퇴적된 유기물이 분해되어 수질에 나쁜 영향을 미치기 때문에 수질관리에 여러 가지 어려움이 따른다(박석순, 2009). 따라서 흐름방향 보다 수심방향으로의 특성이 강하게 작용하는 댐이나 호소에서는 3차원 수리 수질 모형의 적용이 타당하며 본 연구에서는 이를 위하여 EFDC를 적용하였다. 섬진강 유역의 경우 전체유역의 65.8%가 임야로 이루어진 산림유역으로 비교적 적은 양의 유역오염물질이 발생하지만 산불이나 벌채와 같은 산림의 손실은 홍수기 때 유역오염물질의 발생 및 유출을 증가시켜 주변수체의 수질을 악화시킬 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 운암호 수질측정망 상류 유역면적인 $526.23km^2$에 대하여 토지변화 시나리오를 임야의 25%, 50%, 75%가 손실되어 나대지화 되었다고 가정하고, EFDC 모형을 이용하여 산림지역의 소실에 따른 토지피복 변화가 섬진강 댐 운암호의 수질에 미치는 영향 정도를 파악하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.7
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• pp.535-544
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• 2021

Agricultural water occupies 48% of water demand, and management of agricultural reservoirs is essential for water resources management within agricultural basins. For more efficient use of agricultural water, monitoring the distribution of water resources in agricultural reservoirs and agricultural basins is required. Therefore, in this study, three threshold determination methods (i.e., fixed threshold, Otsu threshold, Kittler-Illingworth (KI) threshold) were compared to detect terrestrial water bodies using Sentinel-1 images for 3 years from 2018 to 2020. The purpose of this study was to evaluate methods for determining threshold values to more accurately estimate the reservoir area. In addition, by analyzing the relationship between the water surface and water storage at the Edong, Gosam, and Giheung reservoirs, water storage based on the SAR image was estimated and validated with observations. The thresholding method for detecting a waterbody was found to be the most accurate in the case of the KI threshold, and the water storage estimated by the KI threshold indicated a very high agreement (r = 0.9235, KGE' = 0.8691). Although the seasonal error characteristics were not observed, the problem of underestimation at high water levels may occur; the relationship between the water surface and the water storage could change rapidly. Therefore, it is necessary to understand the relationship between the water surface area and water storage through ground observation data for a more accurate estimation of water storage. If the use of SAR data through water resources satellites becomes possible in the future, based on the results of this study, it is judged that it will be beneficial for monitoring water storage and managing drought.

• Journal of the Society of Disaster Information
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• v.16 no.1
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• pp.79-86
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• 2020

Purpose: In this study, a model was developed to estimate the storage in Cheonan reservoir using images taken by Sentinel-1 satellite. Method: A total of three reservoirs were studied. All three reservoirs are small reservoirs whose water level is being measured. The preprocessing of Sentinel-1 images was done using SNAP distributed by the European Space Agency(ESA), and the storage was estimated by classifying water surface by the threshold classification method. The estimated reservoir area was compared with satellite and drones images taken on the same day. The correlation was derived by comparing the estimated reservoir area with the actual measurement. Results and Conclusions: The storage values estimated by satellite image analysis showed similar values to the actual measurement data. However, because of the underestimation of the reservoir area due to green algae and Epilithic diatom of summer reservoirs and the low resolution of satellite images, it is dificult to detect reservoir area by satellite images less than 10,000㎡.

• 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.436-440
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• 2007

ArcView와 연동하는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)은 수문평가 도구로써 사용되는 모형이다. 이러한 SWAT모형은 유역의 서로 다른 표면 특성을 반영할 수 있도록 대상유역을 몇 개의 소유역으로 나누고 소유역 내에서 유사한 특성을 나타내는 HRU으로 세분화한다. 모형에서는 유역부분과 수체부분으로 나누어 모의가 이루어지며 각 소유역에서 물수지식에 따라 강우량, 지하수로의 침투량, 증발산량, 그리고 표면 유출량을 산정한다. SWAT 모형은 많은 입력 자료가 있으며 그 중에서도 소유역 개수와 HRU개수가 SWAT 모형의 결과에 많은 영향을 미칠 것으로 생각되어 본 논문에서는 이에 대한 영향을 분석하였다. 연구 대상지역은 함평천 유역으로 전라남도 함평군과 무안군 사이에 위치하고 있으며 유역의 면적은 $196.4km^2$이고 유역의 대부분이 산지와 농업지역으로 이루어져 있다. SWAT 모형을 모의하기 위한 지형자료는 1:25,000 수치지도, 농업과학기술원의 1:25,000 정밀토양도, 환경부의 토지피복도를 사용하였고 기상자료와 강우자료는 목포기상관측소의 자료를 사용하였다. 매개변수를 추정하기위해 환경부의 오염총량관리 세유역을 사용하였으며 모의 결과를 실측치와 비교함으로서 매개변수를 추정하였다. 추정된 매개변수를 이용하고 연구대상지역의 소유역 개수와 HRU개수를 여러 가지로 변화시켜 모의하였으며 그 결과를 실측치와 비교하여 최적 소유역 개수와 HRU 개수를 추정하였다. 본 연구의 결과는 SWAT모형 수행시 소유역의 면적에 대한 객관적인 기준을 제시할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.378-378
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• 2019

본 연구에서는 용담댐 유역을 대상으로 저수위/저수량 모니터링 및 예측을 위하여 고해상도 위성관측 자료를 이용하는 방법과 위성으로부터 추출한 강수량 자료로부터 가뭄지수를 이용한 저수위를 모니터링하고 SSA를 이용한 PCA방법으로 예측모델을 구축하여 가뭄을 예측하는 방법을 개발하였다. 용담댐 저수위와 SPI(3)와의 상관계수가 0.78로 매우 높은 상관성을 보였으며, 위성자료를 통하여 산정한 가뭄지수를 활용하여 댐 저수위/저수량 모니터링 및 예측 가능성을 진단하였다. SSA에 의한 주성분 분석결과 SPI(3)과 각 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.87~0.99의 높은 상관성을 보였으며, 표준화된 댐 저수위(N-W.S.L.)와 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.83~0.97의 비교적 높은 상관성을 보임을 확인하였다. 또한, Sentinel-2 위성의 MSI (Multi-Spectral Instrument) 센서로 댐수위의 변화를 모니터링하기 위해 지수 기법을 적용하여 수체 탐지 알고리즘을 개발하였으며, 용담댐유역에 대해 2016년부터 2018년까지의 수계 면적 변화를 분석하였다. 이를 기반으로 Sentinel-2 위성영상으로 추출한 수계 면적 변화를 이용하여 가뭄감시 분야에 대한 활용 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 다양한 위성관측자료로부터 미계측 지역의 저수량 모니터링과 수문학적 가뭄 모니터링/예측에 활용이 가능할 것이다.

• 한국관개배수회지
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• no.43
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• pp.20-24
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• 2010

담수호 및 농업용저수지의 유입수는 일반적으로 다유량 저농도의 특성을 갖고 있으며, 특히 강우시에는 유역의 노면에 집적된 비점오염물질이 넓은 면적에서 폭넓게 유출되어 유입되고 있어 기존의 하수처리공법에서와 같이 한곳에 모아 처리한다는 것은 현실적으로 어려움이 따른다. 넓은 유역을 갖는 수체에 적용될 수 있는 공법은 가급적 유지관리가 용이하고, 특히 호소의 주오염 특성인 부영양화 억제를 위한 질소 인 등의 영양 염류를 효과적으로 제거 할 수 있는 수질정화용 인공습지가 많이 검토되고 있다. 인공습지는 습지의 기능 중 수질정화 기능을 극대화 한 것으로 초기에는 도시하수유출 수의 처리를 위하여 사용되었으며, 점차 유기물의 부하농도가 높은 농업배수(축산 등)에 이용되기 시작 하였다. 강우 유출수, 도시하수, 농업배수, 광산 폐수 등의 점 비점오염물질을 저감하기 위한 수질개선시설로 적용이 점차 늘어나고 있다. 최근에는 강우유출과 같은 유출수의 수질을 관리하기 위한 기법으로 인공습지의 사용이 늘고 있다. 본고에서는 한국농어촌공사에서 수행한 습지관련 연구와 자료수집결과 등을 종합하여 인공습지의 기본적인 설계방안을 제시하고자 하였다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.40 no.2
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• pp.214-222
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• 2007

This study was conducted to assay the relationship between the characteristics of watershed and water quality, and to evaluate water quality characteristics of the classified types by TSI deviation analysis with the collected data from 490 reservoir. Relatively shallow depth (<5m) reservoirs out of selected 490 appeared to be eutrophic. The mean TP concentration in reservoirs with the PFA+UFA/watershed area of above 30% was ${\geq}0.1$ mg $L^{-1}$. The mean TN concentration in reservoirs with the PFA/watershed area of above 25% was ${\geq}2.6$ mg $L^{-1}$. Based on the TSI deviation analysis, water quality parameters in TYPE III reservoirs were in high concentration compared to other reservoirs types. Characteristics of Type III generally showed eutrophic, small DA/RA ratio, shallow depth, and large paddy field and upland field to watershed ratio compared to other types of reservoirs. Both water quality and morpho-physical parameters, Type I and II reservoirs were similar with the exceptions of BOD and chi. ${\alpha}$ concentration. Phosphorus in Type I reservoirs was not the primary limiting factor on algal growth, but significant decrease chl. ${\alpha}$ concentration with the increasing TN/TP indicated that phosphorus was the possible secondary limiting factor. Overall results indicated that type of land use, such as PFA and UFA area in watershed, was important parameters for the assessment of water quality characteristics, and phosphorus was limiting nutrient on algal growth in 490 reservoirs.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.1
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• pp.95-104
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• 2011

This study was implemented to select the suitable site for Palustrine Wetland at habitat restoration for Oriental stork, red species and top-level predator in ecosystem. The evaluation items was fitted by review the antecedent studies on the suitable site selection model and evaluation items of wetland. The study sites were setted in $5,884,800m^2$ area including Yesan-gun Dae-ree, in which Oriental stork' park will be located, through DEM(Digital Elevation Model) watershed analysis. The thematic map by valuation items with secure of water resource, soil, topography, distance between roads, houses, etc., land using, wildlife corridor, and type of water resource was prepared using GIS program. The sites with high evaluation score were selected as suitable creation sites for wetland through overlapping those maps. Total 8 sites with over 18 point were selected. The characteristics of selected sites show that the soil are consisted of clay, the connectivity is valued high with surface water, the slope are gentle, and the connectivity is good with surroundings ecosystem. The result of water quality analysis, which was implement to survey available water resources and develop the solution of problem of water environment, showed that water quality at Salmok reservoir and Bogang reservoir is generally good, but the water quality at stagnant water body rising out from groundwater is not good. This study has limit to select the suitable sites of wetland only by analyzing physiotherapy environment in study area. Hereafter, the study is need to examine closely enhancement effects of biological diversity through investigation of biotic environment.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.5_3
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• pp.925-938
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• 2022

Agricultural reservoirs are an important water resource nationwide and vulnerable to abnormal climate effects such as drought caused by climate change. Therefore, it is required enhanced management for appropriate operation. Although water-level tracking is necessary through continuous monitoring, it is challenging to measure and observe on-site due to practical problems. This study presents an objective comparison between multiple AI models for water-body extraction using radar images that have the advantages of wide coverage, and frequent revisit time. The proposed methods in this study used Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) images, and unlike common methods of water extraction based on optical images, they are suitable for long-term monitoring because they are less affected by the weather conditions. We built four AI models such as Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Artificial Neural Network (ANN), and Automated Machine Learning (AutoML) using drone images, sentinel-1 SAR and DSM data. There are total of 22 reservoirs of less than 1 million tons for the study, including small and medium-sized reservoirs with an effective storage capacity of less than 300,000 tons. 45 images from 22 reservoirs were used for model training and verification, and the results show that the AutoML model was 0.01 to 0.03 better in the water Intersection over Union (IoU) than the other three models, with Accuracy=0.92 and mIoU=0.81 in a test. As the result, AutoML performed as well as the classical machine learning methods and it is expected that the applicability of the water-body extraction technique by AutoML to monitor reservoirs automatically.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.20 no.1
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• pp.43-51
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• 2012

Due to the increasing demand to utilize water fronts and water resource effectively, a multi-dimensional model that provides detailed hydraulic characteristics is required in order to improve the decision making process. An EFDC model is a kind of multi-dimension model, and it requires detailed 3D (3-dimensional) terrain in order to simulate the hydraulic characteristics of stream flow. In the case of 3D terrain creation, especially river reaches, measurement resolution and spatial interpolation methods affect the detailed 3D topography which uses input data for EFDC simulation. Such results make hydraulic characteristics to be varied. This study aims to examine EFDC simulation results depending on the 3D topographies derived by separate measurement resolution and spatial interpolation methods. The study area is at the confluence of the Nakdong and Kuemho Rivers and the event rain implemented was Typhoon Ewiniar in 2006. As a result, in the case of the area-elevation curve, the difference by means of the interpolation methods was significant when applying the same measurement resolution, except at 160m resolution. Furthermore, when the measurement resolution was 80m or above, the difference in a cross-section was occurred. Meanwhile, the water level changes between interpolation methods were insignificant by the measurement resolution except when the Kriging method was used for the 160m measurement data. Velocity changes emerged according to the interpolation methods when measurement resolution was 80m or above and the Kriging method resulted in a velocity that had a considerable gap in relation to the results from other methods at a measurement resolution of 160m.