• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2021.10a
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• pp.53-55
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• 2021

본 논문에서는 효율적인 물관리를 위하여 반드시 추정되어야 할 증발산에 대한 FAO-56 모델의 적용에 따른 물 수요량 산정방법의 효용성을 분석하고자 하였다. 증발산량 산정은 저수지 관리에 있어서 반드시 요구되고, 특히, 농업에서의 생산성 향상을 위한 관개용수에 중요하게 요구되고 있다. 따라서, 지금까지 적용되어온 기존 증발산량 기법에 대한 현황을 조사하고, 국제연합 식량농업기구(FAO)에서 제시한 가이드라인 FAO-56 모델의 적용성을 고찰하였다. 산정기법의 적용성을 분석하기 위하여, 관개용수 관리를 위한 고도화 정책이 추진되고 있는 농업 비중이 매우 높은 중앙아시아 지역에 대하여 적용하였다. 적용 방법은 기존의 증발산량 실험식에 근거한 물 수요량 산정기법과 국제기준으로 제안된 FAO-56 모델을 적용한 물 수요량 산정에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통하여 향후 물 수요량 산정에서의 정확성을 높일 수 있는 방안에 대하여 모색하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.459-459
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• 2017

본 연구에서는 순물소모량 개념의 농업용수 수요량 추정방법을 적용하여 기후변화에 따른 제주도의 미래 수요량 변화를 추정 분석하였다. 지하수를 주 수원으로 하고 관정에 의한 밭작물 위주의 작물재배와, 일정 규모 이상의 강우시에만 유출이 발생하며, 유출량의 대부분이 지하수로 침투되는 물순환 특성 등을 고려할 수 있는 제주도 지역에 적합한 순물소모량 산정방법을 적용하였다. 순물소모량 산정에 필요한 실제증발산량 및 잠재증발산량 등은 유역모형인 SWAT을 이용하여 산정하였다. SWAT 모형의 구동에 필요한 미래 기후자료는 10개의 대표적인 대순환모델(General Circulation Model, GCM) 결과로부터 상세화(Downscaling) 기법을 통해 적용하였으며, RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 중심으로 미래 기후변화에 따른 영향을 분석하였다. 미래(2010-2099)의 수문성분별 변화를 살펴본 결과, 연도별 증감과 GCM 모델별 차이는 있으나, 평균적으로 강수량, 잠재증발산량, 실제증발산량, 함양량 등이 점차 증가하는 것으로 나타났으며, RCP 4.5보다는 RCP 8.5 시나리오에서 증가현상이 좀 더 크게 나타났다. 순물소모량 또한 2010년에 비해 2099년을 기준으로 약 100~200mm 정도 증가하는 것으로 나타났으며, RCP 8.5 시나리오에서 증가폭이 크게 나타났다. 그러나 이는 자연적인 기후변화에 따른 단위면적당 순물소모량으로서, 인위적인 요인인 농업형태의 변화(관개면적의 증감, 작물품종의 변화, 인위적 용수절감 등)에 따라 실제 지역별 농업용수 수요량은 다른 경향을 나타낼 수도 있다. 특히 농업용수는 계절별, 지역별 편차가 크게 나타나므로, 자연적 조건에 의한 가용수자원량과 지역별 공급시설에 의한 용수공급량 및 수요예측량의 상호분석을 통해 안정적 물수급을 위한 대응책 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.99-103
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• 2006

농업용수는 우리나라의 수자원량의 48%를 차지하며 농업용수량의 82%가 논에서 사용되고 있다. 용수수요량 산정시 용수수요량 중 약 15%가 손실로 설정하고 있다. 그러나 이러한 손실에 대한 측정자료와 연구가 부족한 실정이다. 농업용수의 분류에 의하면 논에서 사용되는 용수량이외에 공급하는 용수를 시설관리용수량이 라고 한다. 본 연구에서는 시설관리용수량을 원인별로 세분하였으며 6개의 시험지구를 대상으로 농업용수 손실량을 측정하였다. 측정결과 수로에서의 송수손실수량은 약 14% 발생하였으며 배분관리용수량은 약 31% 발생하는 것으로 분석되어 시설관리용수량은 약 46% 발생하였다. 배분관리용수량을 발생위치별로 구분 하면 간선수로의 말단부에서 5.9%, 배수지거나 용수지거에서 25.2% 발생하는 것으로 분석되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.50 no.7
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• pp.503-511
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• 2017

In order to estimate the demand for water resources planning and operation, methodology for determining the size of water supply facilities has been mainly applied to agricultural water, unlike living and industrial water, which reflects actual usage trends. This inevitably leads to an overestimation of agricultural water and can lead to an imbalance in the supply and demand of each use in terms of the total water resources plan. In this study, the difference of approaches of concept of net consumption was examined in comparison with the existing methodology and the characteristics of agricultural water demand were analyzed by applying it to whole Jeju Island. SWAT model was applied to estimate the amount of evapotranspiration, which is a key factor in estimating demand, and watershed modeling was performed to reflect geographical features, weather, runoff and water use characteristics of Jeju Island. For the past period (1992~2013), demand of Jeju Island as a whole was analyzed as 427 mm per year, and it showed a relatively high demand around the eastern and western coastal regions. Annual demand and seasonal variation characteristics of 10 river basins with watershed area of $30km^2$ or more were also analyzed. In addition, by applying the cultivated area of each crop in 2020 in the future, it is estimated that the demand corresponding to the 10-year frequency drought is 54% of the amount demanded in the previous research. This is due to the difference in approach depending on the purpose of the demand calculation. From the viewpoint of water resource management and operation, additional demand is expected as much as the net consumption. However, from the actual supply perspective, it can be judged that a facility plan that meets the existing demand amount is necessary. In order to utilize the methodologies and results presented in this study in practice, it is necessary to make a reasonable discussion in terms of policy and institutional as well as engineering verification.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.463-463
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• 2011

농업은 다른 산업과 달리 원천적으로 기후 조건과 변화에 크게 좌우되는 분야로, 기후변화로 인한 영향에 가장 민감한 분야이다. 안정적이고 지속적인 농작물 생산을 위해서는 기후변화가 농업수자원에 미치는 영향에 대하여 정확히 파악하고, 이로 인해 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 즉 기온 상승, 강수량 및 강우강도 변화 및 일조시간의 변화 등의 기후변화에 따른 농업수자원에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 기후변화가 관개용수에 미치는 영향은 기온 상승과 강수량 증가로 크게 나누어 볼 수 있다. 기온상승은 증발산량 증가로 이어져 관개용수 증가의 원인이 된다. 강수량의 증가는 관개용수를 감소의 원인이 될 수 있지만, 계절별 강우 편차 및 강우 강도의 변화는 유효우량의 감소의 원인이 될 수 있다. 이는 관개기의 농업용수의 안정적 공급과 관리의 어려움이 예상되어 결과적으로 농업용수의 안정성을 위협받을 수도 있다. 즉, 전체 수자원에 큰 비중을 차지하고 있는 논벼의 순용수량에 있어서 기후변화가 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 또한 농업용수개발과 수자원의 효율적인 관리계획 수립을 위해서는 기후변화에 따른 농업용수 수요분석이 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 순용수량을 산정하고, 이를 빈도분석하여 논벼의 수요량 변화를 분석하고자 하였다. 이를 위하여 이를 위하여 먼저 CGCM3.1 (Coupled Global Climate Model Ver. 3.1) 및 LARS-WG (Long Ashton Research Station Weather Generator)를 이용하여 2011년부터 2100년까지의 A1B, A2 및 B1 시나리오별로 기상자료를 생성하였다. 이를 바탕으로 물수지 방법을 이용하여 논에서의 순용수량을 산정하고, 한발기준 10년빈도 순용수량을 산정하여 논벼의 수요량을 분석하였다. 연구 결과는 향후 기후변화로 인한 농업용수 변화를 파악하고 전망함으로써, 추후 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 대응 전략 및 농업수자원 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.125-125
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• 2019

현재 국내 논벼 수요량 산정방법은 수정 Penman방식에 의한 증발산량을 계산하여 구하고 있다. 증발산량 산정은 여러 가지 방식에 의해 산정될 수 있으나, 유엔의 식량농업기구 (FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations)에서는 작물 수요량 산정에 수정 Penman 공식을 사용할 경우 증발산량이 과다산정 되는 점을 지적하여, 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 나타내는 Penman-Monteith(P-M)공식을 사용하도록 추천하였다. 이에 따라 국내 기상청 및 농촌진흥청에서도 증발산량 산정에 P-M공식을 적용하기 시작했으며, 이와 더불어 농촌진흥청에서는 P-M 추정법에 따른 벼를 포함한 주요 작물의 생육단계별 작물계수(Kc)를 제안하였다. 따라서 본 연구에서는 논용수 공급지구 8곳을 선정하여 대상지구별로 기존의 수정 Penman 방식과 P-M 방식을 적용한 경우의 증발산량 차이와 이에 따른 논벼 수요량 변화를 분석해 보았다. 그 결과, 수정 Penman 공식을 적용한 경우에 비해 P-M공식을 적용한 경우 증발산량이 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 증발산량 산정방법 변화에 따른 대상지구별로 증발산량 결과값의 변화는 모두 비슷하게 나타났다. P-M방식을 적용했을 경우 잠재증발산량은 11.1%~14.9%(평균 12%)로 감소하였으며, 작물계수를 적용한 실제증발산량의 경우에도 3.8~5.1%(평균 4.6%) 감소하는 경향을 보였다. 이에 따른 논벼 수요량의 변화도 실제증발산량의 변화와 비슷한 감소 경향을 보였다. 다음으로 P-M방식을 채택한 경우의 논벼 수요량의 생육시기별 변화를 조사해 본 결과, 이앙기 수요량은 2.1%~6.3% (평균 4.4%)로 증가하다가, 본답기에는 수요량이 5.1%~11.3%(평균 8.4%)로 감소하였다. 전반적인 증발산량은 본답기 수요량 감소분이 이앙기 수요량 증가분보다 더 크기 때문에 감소경향을 나타낸 것으로 파악되었다. 또한 이앙기 수요량과 본답기 수요량의 증감의 경향이 다르게 나타난 것은 증발산량 산정방식의 변화에 따른 생육시기별 작물계수의 차이로 인한 변화로 파악되었다. 논벼 수요량은 농업용수 공급계획 수립의 주요기준이 되는 인자이므로, P-M방식 적용에 따른 논벼 수요량의 산정결과에 대해 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.6
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• pp.1097-1107
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• 2003

The DAWAST model was originally developed to consider the variation of water storage in the unsaturated soil zone and it is a conceptual lumped model. Return flows from agricultural, domestic and industrial water were included to the original result of model simulation to calibrate model parameters of watershed runoff. Agricultural water demand was estimated only in paddy fields supposing that return flow responded at stream was originated from paddy fields. Domestic and industrial water demand was estimated by average daily water demand multiplied monthly variation coefficient. Daily inflow to the Daechung multipurpose dam was applied to verify the DAWAST model considered return flows. On annual average from 1983 to 2001, inflows were simulated to 652.5 mm with return flows considered, which was approached more closer to observed inflow of 667.3 mm, compared with case of 606.8 mm with return flows not considered.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.8
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• pp.643-657
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• 2009

The major reason to construct large dams is to store surplus water during rainy seasons and utilize it for water supply in dry seasons. Reservoir storage has to meet a pre-defined target to satisfy water demands and cope with a dry season when the availability of water resources are limited temporally as well as spatially. In this study, a Hedging rule that reduces total reservoir outflow as drought starts is applied to alleviate severe water shortages. Five stages for reducing outflow based on the current reservoir storage are proposed as the Hedging rule. The objective function is to minimize the total discrepancies between the target and actual reservoir storage, water supply and demand, and required minimum river discharge and actual river flow. Mixed Integer Linear Programming (MILP) is used to develop a multi-reservoir operation system with the Hedging rule. The developed system is applied for the Han River basin that includes four multi-purpose dams and one water supplying reservoir. One of the fours dams is primarily for power generation. Ten-day-based runoff from subbasins and water demand in 2003 and water supply plan to water users from the reservoirs are used from "Long Term Comprehensive Plan for Water Resources in Korea" and "Practical Handbook of Dam Operation in Korea", respectively. The model was optimized by GAMS/CPLEX which is LP/MIP solver using a branch-and-cut algorithm. As results, 99.99% of municipal demand, 99.91% of agricultural demand and 100.00% of minimum river discharge were satisfied and, at the same time, dam storage compared to the storage efficiency increased 10.04% which is a real operation data in 2003.

• Journal of Environmental Policy
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• v.8 no.4
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• pp.37-49
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• 2009

While water management policies in Korea have focused on industrial water demand during the last decade, the amount of industrial water usage has decreased significantly. This paper estimates the technical efficiency of industrial water in order to test whether the reduction of industrial water usage is a result of improving the level of technical efficiency of industrial water. This paper shows that the technical efficiency of industrial water use slightly decreased from 0.5183 in 1998 to 0.4853 in 2003. In addition, these estimates are much less than those of other inputs and so, there is still much room for reducing the amount of industrial water use through improving technical efficiency even though the average productivity of industrial water has improved during this period.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.4
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• pp.887-896
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• 1994

It is common practice in the case of optimum reservoir operation model that the reservoir inflow series are generated by stochastic model with keeping other variable such as water demands from the reservoir constant. However, when the input and output of the water distribution system have close relationship the output variables can be stochastically generated in relation with the input variables. In the present study the reservoir inflow series, the input of the system, is generated by periodic autoregressive model with constant parameter, and the agricultural water demand series, the output, is generated using periodic multivariate autoregressive model with constant parameter. The time period of the data series generated is taken as 10-day which is the common period used for agricultural water uses. The results of data generation by two different models showed that the periodic stochastic models well represent the characteristics of the historical time series, and that in the case of generating model for agricultural demand series it has closer relation with reservoir inflow than with the series itself.