• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.6
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• pp.381-392
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• 2023

Precipitation, runoff, and evapotranspiration are changing worldwide due to climate change and human activities. Because watershed runoff is an important component of the hydrological cycle, it is important to investigate the changes in watershed runoff for water resources management. This study collected observed data of runoff, precipitation, temperature, and evapotranspiration in the Geum River basin as well as their synthetic data according to Representative Concentration Pathways (RCP) scenarios, investigated the trend of hydro-meteorological variables using the Mann-Kendall test, and quantitatively evaluated the effects of climate change and human activities on the watershed runoff using the climate elasticity approach and the Budyko framework. The results indicated that the relative contribution of climate change and human activity to changes in runoff varies from region to region. For example, the watershed with the greatest contribution from climate change and human activity were the Yongdam Dam (#3001) basin and the Daecheong Dam (#3008) basin, respectively. Future climate change showed an increase in precipitation and temperature in both RCP 4.5 and 8.5 scenarios, resulting in changes in runoff in the Geum River basin from 44.8% to 65.5%, respectively. We concluded that the effect on watershed runoff can be separated into climate change and human activities, which will be important information in establishing sustainable water resource management plans.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.1
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• pp.49-60
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• 2021

We examined the flow characteristics by direct runoff and base flow in a headwater stream during observed 59 rainfall events of flood season (June~September) from 2017 to 2020 yrs. Total precipitation ranged from 5.0 to 400.8 mm, total runoff ranged from 0.1 to 176.5 mm, and runoff ratio ranged from 0.1 to 242.9% during the rainfall events. From hydrograph separation, flow duration in base flow (139.3 days) was tended to be longer than direct runoff (78.3 days), while the contribution of direct runoff in total runoff (54.2%) was greater than base flow (45.8%). The total amount and peak flow of direct runoff and base flow had the highest correlation (p<0.05) with total precipitation and duration of rain among rainfall and soil moisture conditions. Dominant rainfall events for the total amount and peak flow of base flow were generated under 5.0~200.4 and 10.5~110.5 mm in total precipitation. However, when direct runoff occurred as dominant rainfall events, total amount and peak flow were increased by 267.4~400.8 and 169.0~400.8 mm in total precipitation. Therefore, the unique aspects of our study design permitted us to draw inferences about flow characteristic analysis with the contribution of base flow and/or direct runoff in the total runoff in a headwater stream. Furthermore, it will be useful for the long-term strategy of effective water management for integrated surface-groundwater in the forested headwater stream.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.125-129
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• 2008

최근 국내외 많은 연구자들에 의해 기후변화와 도시화에 따른 기후특성의 변화에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있으며 이러한 연구들은 주로 기후변화와 도시화의 영향으로 강수량이 증가하는 쪽으로 변화한다는 연구결과를 발표하였다. 강우특성의 변화는 필연적으로 유출의 특성에도 영향을 미치게 되며, 유출의 변화는 소규모 수공구조물의 안전성과 CSO 처리시설 등의 용량산정 등에 있어서 필히 검토되어야 하는 문제이다. 이에 따라 본 연구에서는 현재 서울 기상청에 구축되어 있는 장기간의 실측 시강우자료(Data 1, 1961년-2006년 4-10월)와 특성변화가 진행되었다고 판단되는 1990년 이후의 강우자료(Data 2, 100년치 4-10월 모의 발생)를 이용하여 대상유역의 유출량 및 CSOs 발생량을 산정하였다. 모의강우에 의해 산정된 유출량 및 CSOs 발생량은 전기간 강우자료를 이용하여 산정한 것보다 비초과확률 0.8, 0.5에 대하여 각각 $317.6{\times}10^3\;m^3$, $135.9{\times}10^3\;m^3$ 크게 산정되었으며, CSOs 발생량은 $176.9{\times}10^3\;m^3$, $72.3{\times}10^3\;m^3$ 크게 산정되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.2066-2070
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• 2008

본 연구는 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론을 이용한다. 자기조직화 특성을 이용하여 스스로 학습이 가능하고, 구조상 수행이 빨라 학습 단계에 소요되는 시간을 줄 일 수 있는 장점을 가진 자기조직화 이론을 도입하고, 수질자료 중 전체 유기물의 양을 나타내며 난분해성 물질에 대한 해석이 가능하고 재현성이 탁월한 TOC 와 강우-유출량 자료의 분포적 양상과 특징을 분석하여 예측을 위한 모형화 과정에 기여하고자 한다. 최적의 Map Size와 Map Array 결정을 위해 수집된 강우와 유출량자료 및 TOC 자료에 대해 Garcia의 경험식을 이용하여 Map을 구성하는 단위구조의 총 수(M)를 산정하여 M값에 따른 종방향 및 횡방향 크기를 결정하는 다수의 Map 크기를 검토하고, 또한 Map 배열은 2차원 배열의 사각형배열(Rectangular array)과 육각형배열(Hexagonal array)에 대해서도 복합적으로 검토하여 최적의 특성조건을 결정하여 강우-유출 및 TOC 관계의 분할특성을 분석한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.51-51
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• 2019

기후변화 따라 과거에 경험하지 못했던 이상 수문기상 및 기상재해가 유발되며, 그 피해의 규모는 매년 증가한다. 그 중 가뭄은 미국 해양기상청(NOAA)이 선정한 20세기 최대 자연재해 중 상위 5위 안에 랭크되었으며 가뭄의 피해와 영향력은 막대하다고 언급하였다. 가뭄은 발생과정과 피해 영향에 따라 기상학적, 농업적, 수문학적, 사회경제학적 가뭄으로 구분할 수 있으며 직 간접적으로 영향을 미치고 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄 등으로 가뭄의 종류가 변화되며 이를 가뭄전이라고 부른다,. 본 연구에서는 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 전이되는 과정을 분석하기 위하여 Weather Research and Forecasting and Model Hydrological modeling extension package (WRF-Hydro) 모형을 한반도 대상으로 구축하였다. 모형의 정확성을 향상시키기 위해 충주댐, 소양강댐, 용담댐, 남강댐의 유입량과 모형 유출량을 비교 분석하였으며, 유출에 영향을 미치는 지면 유출, 표면 거칠기와 같은 파라미터를 보정하여 주었다. 위와 같이 구축, 보정된 모형을 활용하여 모의된 유출량을 이용하여 수문학적 가뭄지수 Standardized Streamflow Drought Index(SSFI)를 도출하여 기상학적 가뭄지수 Standardized Precipitation Index(SPI)와 비교하여 기상학적 가뭄이 수문학적 가뭄으로 전이되는 과정을 가뭄의 빈도, 강도, 특성 등에 초점을 맞추어 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.92-92
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• 2023

본 연구에서는 대한민국 도시 유역에 대하여 딥러닝 네트워크 기반의 분산형 수문 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 완전연결계층(Fully Connected Layer)으로 연결된 여러 개의 장단기 메모리(LSTM-Long Short-Term Memory) 은닉 유닛(Hidden Unit)으로 구성되었다. 개발된 모형을 사용하여 연구 지역인 중랑천 유역을 분석하기 위해 1km² 해상도의 239개 모델 격자 셀에서 10분 단위 레이더-지상 합성 강수량과 10분 단위 기온의 시계열을 입력으로 사용하여 10분 단위 하도 유량을 모의하였다. 모형은 보정과(2013~2016년)과 검증 기간(2017~2019년)에 대한 NSE 계수는각각 0.99와 0.67로 높은 정확도를 보였다. 본 연구는 모형을 추가적으로 심층 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다: (1) 모형을 기반으로 생성된 유출-강수 비율 지도는 토지 피복 데이터에서 얻은 연구 지역의 불투수율 지도와 유사하며, 이는 모형이 수문학에 대한 선험적 정보에 의존하지 않고 입력 및 출력 데이터만으로 강우-유출 분할과정을 성공적으로 학습하였음을 의미한다. (2) 모형은 연속 수문 모형의 필수 전제 조건인 토양 수분 의존 유출 프로세스를 성공적으로 재현하였다; (3) 각 LSTM 은닉 유닛은 강수 자극에 대한 시간적 민감도가 다르며, 응답이 빠른 LSTM 은닉 유닛은 유역 출구 근처에서 더 큰 출력 가중치 계수를 가졌는데, 이는 모형이 강수 입력에 대한 직접 유출과 지하수가 주도하는 기저 흐름과 같이 응답 시간의 차이가 뚜렷한 수문순환의 구성 요소를 별도로 고려하는 메커니즘을 가지고 있음을 의미한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.11
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• pp.720-728
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• 2012

In general, nonpoint pollutant of a watershed is drained out in the form of storm water runoff during rainfall events. As the bulk of the nonpoint pollutant is in adsorbed form on particulate matters, in order to understand the behavior of nonpoint pollutant it is essential to grasp the characteristics of particulate matters in rainfall runoff. Though, previous studies for the relationship between the runoff characteristics of pollutants and the size distribution of particulate matters are very rare. In this study, a small non-urbanized area (basin area of 52.8 ha) with various landuse types including paddy, dry fields and forest was selected and investigated in detail for the runoff properties of each pollutant during several rainfall events. The correlation and effects between particulate matters and nonpoint pollutant were analyzed quantitatively. As a result, the significant first flush was observed on each event and it became clear that fine particulate matters ($80{\mu}m$ or less) has contributed in the runoff process of nutrients and heavy metals. Organic matters ($BOD_5$, TOC), nutrients (TN, TP) and several heavy metals (Al, Cr, Cu, Fe, Hg and Zn) represented high correlations with SS (total), VSS, SS (d < $20{\mu}m$) and SS ($20{\mu}m$ $$\leq_-$$ d < $80{\mu}m$). On the other hand, $COD_{cr}$, Cd, Mn and Pb did not show clear correlations with the behavior of particulate matters. Therefore, we have to examine the introduction of nonpoint pollution mitigation facilities considering the facts that nonpoint pollutant runoff process has high correlation with the behavior of particulate matters and is changeable based on the target pollutants.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1474-1478
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• 2007

수문 및 수질자료는 일정한 기준에 의한 관측치를 시계열 자료로 기록하거나 전송할 때 다양한 형태의 오차가 발생하게 되며 또한 수문 및 수질자료를 관측하는 측정기기의 고장과 유지관리 등의 어려움으로 다양한 형태의 결측 자료가 발생하고 있다. 이와 더불어 수문 및 수질자료는 시공간적 변동성이 크며 비선형성이 강한 특성을 갖고 있다. 이러한 수문 및 수질 자료를 이용하여 모형을 구축할 경우 다양한 형태의 잡음에 대한 검증 및 잡음저감이 필수적 요건이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 영산강 유역의 본류부를 대표하는 나주지점에 대한 유출량과 총유기탄소(TOC) 농도 및 TOC 부하량 예측모형을 개발하였으며, 이를 위한 방법으로는 잡음저감을 위하여 웨이블렛 변환과 인공신경망을 적용하였다. TOC 부하량 자료는 유출량과 TOC 자료간의 함수로서 표현이 가능함에 따라 유출량 및 TOC 자료가 결측되었을 경우 역함수에 의한 계산으로 결측 자료에 대한 보간이 가능하다. 따라서 본 연구의 주안점은 잠음 저감 및 인공신경망에 의해 최적화된 예측 모형이 결측된 유출량과 TOC 자료에 대한 역함수로 정도있는 유출량과 TOC 자료 생성 가능성을 검토하고자 한다. 본 연구의 적용 결과, 유출량 자료가 결측되었을 경우 TOC 및 TOC 부하량 예측으로 유출량 자료에 대한 간접추정 및 결측 자료에 대한 보간의 정도를 평가한 결과 $R^2$는 0.99 이상의 값을 보였다. 또한, TOC 자료가 결측되었을 경우 역시 $R^2$는 비교적 우수한 0.97 이상의 값을 보였다. 따라서 본 연구에서 개발한 유출량 및 TOC, TOC 부하량 예측모형의 개발은 정도있는 유출량 및 TOC 수질 자료의 생성이 가능할 것으로 기대된다.한 물순환 해석을 할 수 있는 기반을 확보 하였으며, 가용한 장 단기간의 관측자료와 물수지 분석 연산식의 추정치를 바탕으로 관측자료에 의한 물수지 분석을 수행하였다. 분석 결과로 산지 소하천 유역인 설마천 시험유역의 각 수문요소의 물이동간의 정량적인 값을 알 수가 있었으며, 앞으로 추가적이고 지속적인 수문모니터링이 운영되고 물순환 해석 모형에 의한 검증이 수행된다면 정량적인 물순환 관계를 규명할 수 있을 뿐만 아니라 이와 관련된 수문요소기술을 확보할 수 있을 것이다.절한 타협과 조정을 필요로 한다. 그러나 절제의 한계를 넘어선다고 생각되거나, 조정의 노력이 불가능하거나, 실패했을 때 폭력적인 행동으로 나타나게 된다. 리차즈(I.A Richards)는 분노와 공포는 일단 겉잡을 수 없는 경향이 있다고 하면서 오늘날 폭력에 대한 요구가 일상의 정서 생활에 있어, 억압을 통한, 빈곤함을 반영하고 있지 않은지 생각해봐야 할 것이라고 충고한다. 조성 가이드라인(안)을 제시하였다.EX>$\ulcorner$세종실록$\lrcorner$(世宗實錄) $\ulcorner$지리지$\lrcorner$(地理志)와의 비교를 해보면 상 중 하품의 통합 9개소가 삭제되어 있고, $\ulcorner$동국여지승람$\lrcorner$(東國與地勝覽) 에서는 자기소와 도기소의 위치가 완전히 삭제되어 있다. 이러한 현상은 첫째, 15세기 중엽 경제적 태평과 함께 백자의 수요 생산이 증가하자 군신의 변별(辨別)과 사치를 이유로 강력하게 규제하여 백자의 확대와 발전에 걸림돌이 되었다. 둘째, 동기(銅器)의 대체품으로 자기를 만들어 충당해야할 강제성 당위성 상실로 인한 자기수요 감

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.23 no.1
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• pp.49-63
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• 1981

본 연구는 3개의 서로 다른 농지보전처리를 가진 시험구 및 테라스처리가 없는 목초용 Bromegrass 시험구에 있어서의 강우, 유출현상과 토양유실 관계를 규명함으로써 합리적인 농지보전 대책과 작부체계를 제시코저 하는데 그 목적이 있다. 강우, 유출 및 토양유실에 관한 분석고찰은 3개의 농지보전 시험구에서는 5년간(1972-1976년)의 자료를 그리고 Bromegrass 목초시험구에서는 3년간(1972-1974년)의 자료를 대상으로 하였다. 3개의 농지보전처리구는 첫째로 Non-terrace에 추경 춘조파형식의 관행법에 의한 비처리구와 둘째로 급역구배 테라스를 가진 초생수로에 가을 수확시 crop residue를 남겨두고 봄에 경작조파하는 Till plant system을 가진 초생수로구 그리고 마지막으로 지하배수와 함께 역구배 Terrace를 구비한 조파의 Till plant system 을 채용한 배수구를 나누어진다. Bromegrass 처리구는 Terrace나 기타 농지보전책이 없는 목초용 시험구이다. 이상의 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 시험기간대의 평균강수량은 네브라스카 링컨 지방의 76년간의 평균치, 728mm보다 66mm가 적은 662mm이였고 1974년과 1975년은 평균치보다. 300mm나 적은 극히 건조한 해 이였으며 1972년과 1976년은 거의 평균강수량에 가까웠고 1973년만은 평균치보다. 240mm나 더 많은 다우년 이었다. 2. 관행의 작부체계를 가진 비처리구에서의 연평균 유출고(2.44cm)는 역구배의 Terrace를 가지고 Till plant system을 채택한 초생수로구의 유출고(2.42cm)와 거의 유사하나 치였다. 3. 배수처리구로부터의 유출은 3개의 농지보전 처리구 중에서 5년간의 평균치가 1.57cm/year로 초생수로구와 비처리구의 유출보다 35%나 적은 가장 낮은 결과를 나타내었다. 4. Bromegrass 목초처리구에서의 유출은 방목정도에 따라서 영향되었다. 1972년의 무방축시 유출은 다른 3개 추리구로 부터의 유출으 7 내지 19%내인 0.07cm 정도였으나 1973년과 1974년의 방축년에는 조차 3개 처리구(3.4-5.18cm)에 필적되는 연평균 4.16cm로 나타났다. 5. 전체 시험구로부터으 연평균 토양유실량은 Sharpsburg 점질양토에 대한 S.C.S 한계허용치 10ton/ha/year 이내로 나타났다. 비처리구에서의 토양유실량은 평균 2.56ton/ha/year로 높게 나타난 반면 3개의 서로 다른 추리구인 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass구에서는 각각 0.152, 0.192 및 0.290ton/ha/year로 낮은 결과를 가져왔다. 6. 평균 침전량에 대한 L.S.D. 검정 걸과 전시험구중 비처리구가 고도의 유의차를 나타낸 반면 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass 목초구 간에는 아무런 유의차가 인정되지 않았다. 7. 농지보전 처리구인 배수구와 초생수로구는 비처리구에 비해 낮은 침두 유출량과 낮은 토양유실량을 나타내었다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.38 no.1 s.110
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• pp.118-127
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• 2005

The comparison of water balance and nutrient loading from paddy field with different irrigation management were carried out during 1999 ${\sim}$ 2002 at two different sites; one is irrigated with groundwater and the other is irrigated with surface water. For the surface water irrigated paddy field, irrigation was performed continuously during growing season. Whereas, initial irrigation with groundwater was applied during initial growing season, and the ponded water depth was maintained by natural precipitation since initial irrigation. The runoff frequency of groundwater irrigated paddy field was less than that of surface water irrigated paddy field. The nutrient concentration of ponded water was high by fertilization at early cultural periods, so reducing surface drainage during fertilization period can reduce nutrient loading from paddy fields. Amount of irrigation water to surface water irrigated paddy field was higher than to groundwater irrigated paddy field and evapotranspiration was similar because it is influenced by climate. Overall input in and output from paddy field irrigated with goundwater were less than that with surface water. This study indicate that efficient water management can reduce surface drainage outflow, save water, and protect water quality. It might be important BMPs for paddy field.