• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.5B
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• pp.595-601
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• 2008

The purpose of this study is to investigate the trends and patterns of various kind of water uses in a household by metering in Korea. Water use components are classified by toilet, washbowl, bathing, laundry, kitchen, miscellaneous. Flow meters are installed in 140 household selected by sampling in all around Korea. The data are gathered by web-based data collection system from the year 2002 to 2006, considering pre-investigated data such as occupation, revenue, family members, housing types, age, floor area, water saving devices, education, miscellaneous. Reliable data are selected by upper fence method for each observed water use component and statistical characteristics are estimated for each residential type to determine liter per capita per day. Estimated domestic per capita day show an indoor water use with the range from 150 lpcd to 169 lpcd for each housing type as the order of high rise apartment, multi-house, and single house. As the order of consuming amount among water use components, it is investigated that toilet (38.5 lpcd) is the first, and the second is laundry water (30.8 lpcd), the third is kitchen (28.4 lpcd), the fourth is bathtub (24.7 lpcd), the next is washbowl (15.4 lpcd). The results are compared with water uses in U.K. and U.S. As life style has been changed into western style, pattern of water use in Korea is tend to be similar with the U.S. water use pattern. Compared with the surveying results by Bradley, on 1985. Thirty liter of total use increased with the advancement of economic level, and a little change of water use pattern can be found. Especially, toilet water take almost half part of total water use and laundry water shows lowest as 11% in surveying at the year of 1985. But, this study shows that 39 liter, 28% of toilet water, has been decreased by the spread of saving devices and campaign. It is supposed that the spread large sized laundry machine make by-hand laundry has been decreased and water use increased. Unit water amount of each end-use in household can be applied to design factor for water and wastewater facilities, and it play a role as information in establishing water demand forecasting and conservation policy.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.1
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• pp.89-102
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• 2010

Future uncertainty on water demand caused by future climate condition and water consumption leads a difficulty to determine the reservoir operation rule for supplying sufficient water to users. It is, thus, important to operate reservoirs not only for distributing enough water to users using the limited water resources but also for preventing floods and drought under the unknown future condition. In this study, the reservoir storage is determined in the first stage when future condition is unknown, and then, water distribution to users and river stream is optimized using the available water resources from the first stage decision using 2-stage stochastic linear programming (2-SLP). The objective function is to minimize the difference between target and actual water storage in reservoirs and the water shortage in users and river stream. Hedging rule defined by a precaution against severe drought by restricting outflow when reservoir storage decreases below a target, is also applied in the reservoir operation rule for improving the model applicability to the real system. The developed model is applied in a system with five reservoirs in the Han River basin, Korea to optimize the multi-reservoir system under various future water demand scenarios. Three multi-purposed dams - Chungju, Hoengseong, and Soyanggang - are considered in the model. Gwangdong and Hwacheon dams are also considered in the system due to the large capacity of the reservoirs, but they are primarily for water supply and power generation, respectively. As a result, the water demand of users and river stream are satisfied in most cases. The reservoirs are operated successfully to store enough water during the wet season for preparing the coming drought and also for reducing downstream flood risk. The developed model can provide an effective guideline of multi-reservoir operation rules in the basin.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.390-394
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• 2009

우리나라의 강우특성 및 지형여건상 최근 농촌지역 하천의 건천화가 급속히 진행되어 전통적인 농촌지역 하천의 기능이 줄어들고 있다. 하지만 건천화 원인에 대한 과학적인 분석은 극히 저조하다. 농촌지역 소하천의 건천화 원인은 다양하게 존재하고, 각각의 원인에 따라 방지 대책이 달라야 할 것이다. 그러나 현실은 일률적인 방지책을 시행하고 있어 그 효율성이 불확실한 상태이다. 농촌지역 소하천 건천화 원인으로 추정되고 있는 기존 저수지 유지수량 미확보, 유휴지 난개발, 지하수 과다사용, 무분별한 하천개수, 하천 퇴사 등이 있음에도 불구하고 정확한 원인분석 없기 때문에 개략적인 방지 대책이 시행되고 있는 실정이다. 국내 중소하천의 생태환경 건전성을 위해서 농업저수지를 비롯한 농업용수의 하천유지용수 공급에 대한 요구가 증대되고 있으므로 이에 대한 적정한 농업용수의 하천유지유량 공급방안 정립이 필요하다. 또한 농촌 소하천 유역에서 상류에 위치한 농업용 저수지는 우선적으로 농업용수를 공급함에 따라 소하천들은 수문순환 과정이 인위적으로 단절되어 심각하게 건천화되어 가고 있으며, 이러한 이유로 안정적인 하천유지용수 확보에 어려움을 겪고 있다. 농촌 소하천의 건천화에 따른 하천수의 부족은 용수확보의 불가능, 수질오염의 심화 등의 문제를 초래함으로써 경제적인 측면에서 많은 손실을 가져오고 있으며 하천이 갖추어야할 친수공간으로서의 기능도 수행하지 못하기 때문에 많은 주민들이 여가 활용과 휴식공간으로 활용하지 못하고 있다. 따라서 현재 농업용저수지의 시설규모를 확장하여 추가적으로 하천유지용수를 확보함으로써 하천의 건천화를 예방하고 향후 확장 가능한 농업용수 전용저수지의 설계방향을 제시코자 한다. 기존저수지의 지역적 요소 및 환경적 요소를 감안하여 저수지 증고에 의한 재개발 방향을 검토 분석하여 물부족에 의한 하천 건천화를 예방하고 추가 용수량의 확보를 할 수 있도록 노력을 해야겠다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.191-191
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• 2011

최근 빗물이 우리가 앞으로 이용할 수 있는 수자원이라는 사회적인 인식의 변화와 함께 빗물이용이 더욱 요구되어졌다. 특히 빗물의 이용 저류 침투를 목적으로 하는 우수 관리에 대한 관심이 증가하면서 빗물이용시설의 설치, 운용의 필요성이 대두되고 있다. 이에 반해 화재발생은 해마다 증가하고 있으며, 화재 증가는 소방력 활동의 증가로 귀결되는데 현장활동 인력과 장비 그리고 화재를 진압하는데 사용되는 소방용수 증가를 의미한다. 따라서 본 연구는 빗물을 소방용수로 즉, 화재진압시 활용 가능성과 수자원 절약, 화재 사각지역 해소 측면을 살펴보기 위해서 통계분석, 현장조사, 기존 빗물이용시설 및 향후 완공 예정인 우수유출저감시설 활용과 소방용수 미설치 지역과 소방관서 옥상에 빗물이용시설 설치 방안을 제시하였으며, 그에 따른 공공서비스 확대와 경제성 분석을 통하여 다음과 같은 연구결과를 도출하였다. 첫째, 기존 빗물이용시설을 소방용수로 적극적으로 활용해야 한다. 빗물이용시설의 주 용도로 조경용수, 청소용수, 소방용수로 나눌 수 있는데 이수 측면에서 화재가 발생하지 않으면 소방용수로서 이용이 거의 없는 실정이다. 이는 해당 건물관계자나 소방대원들이 빗물이용시설을 인식을 못하고, 사용과 접근성 불편으로 상수도와 연결된 소화전에 의존하는 경우가 많다고 본다. 둘째, 상수도시설이 없는 지역은 빗물이용으로 소방용수를 확보해야 한다. 섬, 산간, 고지대, 농촌지역 등 상수도 서비스를 공급받지 못하는 지역은 화재발생시 수원확보곤란으로 인명과 재산피해의 증가요인으로 작용할 수 있다. 공공서비스 확대차원에서 화재 사각지역을 해소하기 위해 지붕면을 이용한 각 가정마다 또는 공동 빗물저장소와 지형의 비탈면을 이용한 빗물이용시설 설치로 소방용수 확보의 필요성을 확인했다. 셋째, 소방관서 신설시 빗물이용시설을 도입하여 설치한다. 화재통계와 현장조사를 통하여 소방차 출동대기부터 화재진압까지 많은 양의 물이 사용되는 것으로 파악되었다. 대부분 먹는 물 즉, 상수도를 이용한다는 점에서 수자원 절약과 화재진압에 사용된 물은 재생 불가능이라는 환경보전 측면에서 빗물이용으로 해답을 찾아본다. 따라서 빗물을 많이 저장할 수 있도록 옥상, 부지 등 집수면적을 확대하고 이에 적합한 저류시설을 갖춘 빗물이용시설을 설치한다. 끝으로 신속하고 효율적인 화재진압이 중요한 만큼 빗물을 소방용수로 활용하고자 할 때는 언제 어디에서나 현장 접근성, 사용 편리성, 충분한 수량을 고려해야한다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.29 no.4
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• pp.106-116
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• 1987

미국 Utah주의 huntington 화력발전소에서 냉각수를 사용하고 버리는 염분농도가 4mmhos/cm 정도로 높아 자연하천으로 그대로 방류 시킬 수 없으며, 미 환경법에 따라 안전처리후 방류할 수 있다. 따라서 이 염분발생 처리방법의 하나로 보리, 밀, 옥수수, 감자 그리고 알팔파등 사료작물의 관개용수로 이용할 수 있는 방법이 장기간 시험연구되고 있다. 현재로서는 이 방법이 경제적인 것으로 평가되고 있으나 장기적으로 이 염분폐수로 인한 토양의 성질변화 작용의 생산량 감소등에 미치는 영향을 구명하기 위해서 1977년에 시작하여 8년 연속 연구사업으로 진행되고 있다. 본 논문에서는 지난 8년간(1977~1984년)의 관측.조사자료를 이용하여 염분 관개용수가 장기적으로 생산량 추정과 계획예측을 위한 자발성과 토양수분변화를 추정할 수 있는 모형에 의하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. EC 4mmhos/cm의 염분 관개용수로 8년간 장기간 추출한 결과, 추출용수의 양에 관계내 염분축적은 예상보다 서서히 진행되었으며, 이 염분축적이 작물의 생산량 감소의 주원인은 아니었다. 2. 지난 2년간의 관측 결과, 염분 관개용수에 함유된 10ppm정도의 요소가 작물 특히 보리, 옥수수, 감자등의 생산량 감소의 주원인 것으로 판단된다. 염분용수 진개구에는 하천수 보다 20배가 많은 요소가 축적돼 있었으며, 이는 요소가 토양내에 잘 침투되며, 토양으로 부터 요소를 용달시키려는 염분을 용달시킬 때 보다 후러씬 더 많은 용달용수를 필요로함을 뜻한 작물들의 면요소성을 구명하기위한 모형개발이 요구된다. 3. 염분관개용수로 관개할 때 보리, 옥수수, 감자등의 작물 생산량과 풍작물 생산량은 현저하게 감소하였다. 보리, 옥수수의 염분용수에 의한 생산량과 하천수에 의한 생산량과의 비는 풍건물의 경우 0.6, 매물의 경우 0.5였으며 감자의 경우는 0.2이하였다. 4. 염분용수 관개구와 하천수 관개구의 모든작물에서 풍건물 생산량과 축배량 사이에는 강한 직선적인 관계를 보였다. 보리, 감자의 작물 생산량과 축배량사이에도 선형의 관계가 성립되었으나, 밀과 옥수수의 매물 생산량과 축배량사이에는 곡선적인 관계를 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.437-437
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• 2012

현재 우리나라에는 63,000개가 넘는 농업수리시설 구조물이 있으며, 그 중 70%가 넘는 시설물이 저수지이다. 이러한 저수지의 주 목적은 갈수시 안정적인 관개용수 공급과 하류의 생활용수를 공급함에 있다. 특히, 농업용 저수지의 경우에는 농번기에 물을 충족하게 공급함과 동시에 생활용수 및 유지용수의 공급이 동시에 이루어 질 수 있도록 고려하여야 하는 특수성을 가지고 있다. 그러나, 20세기 후반부터 우리나라에는 기후변화에 따른 전 지구적인 온난화 추세를 상회하는 경향을 보이고 있고, 강수량 및 집중호우의 증가추세도 보고되고 있다. 기온과 강수량이 과거와 다른 변화를 보임에 따라 물 공급의 안정성을 확보하기 위해 저수지를 통한 수자원 확보가 이루어지고 있으나, 용수공급능력이 어떻게 변화할 것인지에 대한 정량적 정보가 부족한 상태이다. 또한, 논벼의 생육에 있어 저수지의 적절한 용수공급은 필수적이기 때문에 저수지의 효율적 운영이 필요한 시점이다. 따라서 농업용수에 대한 기후변화의 영향을 이해하고 안정적이고 지속가능한 작물생산에 부정적인 역할을 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 1981년부터 2100년까지 기후변화에 따른 농업용 저수지의 용수공급능력을 평가하고자 하였다. 본 연구를 위하여 각 도별 대표 저수지를 한발빈도 10년을 기준으로, 그 이상인 저수지와 그 미만인 저수지로 각각 선정하였다. 다음으로 미래 기상자료는 IPCC 5차 보고서에서 제시할 RCP(Representative Concentration Pathways) 기반의 GCM/RCM 자료를 기상청으로부터 제공받아 활용하였다. 이 기상자료를 이용하여 물수지방법으로 현재저수량을 산정하고, 기준저수량을 현재저수량 중 하위 10% 저수량으로 가정하여 기준저수량에 미치지 못하는 기간과 저수량을 도출하였다. 산정된 자료를 활용하여 한발빈도별 농업용 저수지의 용수공급능력 불능을 파악하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.293-293
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• 2015

농촌용수는 자연계의 물순환과 융합한 형태로 반복과 순환의 특징을 갖고 있으며, 지역의 건전한 물순환 형성에 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 식량생산 기반으로서의 역할뿐만 아니라 환경 보전, 전통문화 및 지역사회 등과 밀접한 관련이 있어 사회적 자본으로서의 큰 역할을 하고 있다. 그러나 최근 쌀 소비의 급격한 감소로 논 경작면적이 축소되면서 밭 경작면적이 증가하고 있어 우리나라 농업형태가 논 관개 시스템에서 밭 관개 시스템의 특용작물 재배와 같은 첨단시설의 하우스 농업 형태로 변화하고 있음을 알 수 있다. 농촌용수의 활용은 감소하고 있고 관개 형태의 변화로 용수관리 시스템에 대한 중요성이 대두되고 있고, 관개시스템에서 농촌용수의 효율적인 이용을 위한 수로형태의 변화는 개수로 중심에서 관수로 중심으로 진화하고 있는 상황이다. 농촌용수를 저장, 운용 실태를 보면 노후 된 농업기반시설들로 인하여 저수량 감소가 발생하며, 확보된 용수를 재래식으로 운용함으로 인한 관리 손실발생으로 농촌용수 부족사태를 발생시키고 있으며, 농촌용수 관개를 위한 개수로에서의 용수 손실률은 약 15%에 달하며 이는 약 20억$m^3$으로 추정되고 우리나라 총 수자원의 6%에 해당되는 양이다. 본 연구에서는 관개지구의 급수관리 계획 및 사례 분석을 통해 기존의 모의에 의한 농촌용수 추정 값의 불확실성을 확인하고 실측에 의한 정량화 분석을 통해 관수로 시스템 구축의 타당성 제시 및 효과 분석을 하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.40-40
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• 2018

현실화된 기후변화로 인하여 강수패턴 및 강수량의 변화가 발생함에 따라 물 관리의 불확실성이 증가하고 있는 실정이며 또한 2014년부터 시작된 극심한 가뭄은 안정적인 용수공급에 많은 어려움을 주고 있다. 예로 보령댐의 경우 저수율이 2015년 19%, 2017년 8.3%로 역대 최저를 기록한 바 있고 2018년 3월 기준 운문댐과 밀양댐의 경우 저수율이 각각 11%(심각), 26.2%(경계)로 극심한 물부족에 시달리고 있다. 이러한 극심한 가뭄에 대응하기 위해서는 시설간 연계 운영, 급수체계 조정, 도수로 가동 등과 같은 구조적 대책과 더불어 저수용량에 따라 용수공급량을 감축하는 형태의 비구조적 대책의 일환인 용수공급 조정기준이 동시에 이루어져야 한다. 용수공급 조정기준은 국토교통부에서 주기적으로 발생하고 있는 가뭄에 대하여 대응하기 위해 만들어진 기준으로 다목적댐의 저수량을 기준으로 단계별(관심, 주의, 경계, 심각) 공급량을 감축하여 장기간 공급함으로써 국가재난을 사전에 예방하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 용수공급 조정기준을 수립하기 위해서는 최소 20년 이상의 과거 관측된 유입량 자료를 모의 발생하여 이수안전도 95%이상을 만족하는 단계별 용수공급 조정 기준선을 작성하게 된다. 하지만 신규 댐의 경우 관측된 유입량 자료가 전무함에 따라 용수공급 조정 기준을 수립하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 신뢰할 수 있는 유입량 자료를 생산하기 위해 첫 번째로 물리적 기반인 분포형 강우-유출 모형을 구축하고 검보정을 수행하였으며 이처럼 구축된 강우-유출모형을 이용하여 다수의 유입량 자료를 생산하였다. 두 번째로 SAMS 2007을 이용하여 유입량 자료를 모의 발생시켰으며 이를 저수지 운영에 활용하여 이수안전도 95%를 만족하는 용수공급 조정기준을 수립하였다. 본 연구의 결과는 극심한 가뭄에 대비하여 안정적인 용수공급 및 수자원 확보 등 이수적인 측면에서 크게 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.407-407
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• 2023

최근 환경부에서 발표한 국가물관리기본계획에서 수자원 총량 중 생활·공업·농업·유지용수의 이용량은 365억m³/년으로 약 29.4%로 발표되었다. 유지용수를 제외한 농업용수 이용량의 비중은 약 60.5%이며, 이 중 약 80%가 논에서 활용되고 있다. 이러한 농업용수 이용량 중 사용되지 않고 하천으로의 방류량이 존재하는데 이를 관개회귀수량이라하며, 농업용수의 약 35%가 하천으로 회귀된다 발표하나 지역에 따른 편차가 존재하기에 정확한 회귀수량을 산정하기엔 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 네트워크 모형을 통한 용배수로 구축 이후 회귀수 정량화를 하고자 하며, 정량화를 위한 네트워크 모형은 EPA-SWMM(Storm Water Management Model) 모형을 활용하였다. 해당 모형은 미국 환경 보호국(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)에서 개발한 네트워크 물리모형으로 다양한 환경적 요소에 따른 수문 영향을 확인 가능한 모형이다. 해당 모형의 다양한 네트워크 기능을 통해 논배수로 네트워크를 구축하여 회귀수 정량화를 진행하고자 한다. 논배수로 네트워크를 구축하기 이전 현장조사를 진행하였다. 현장조사를 통한 용수계통도를 작성하였으며, 모형의 입력자료로 필요한 네트워크 용배수로관 표고값을 측량하였다. 이후 현장조사 및 측량 자료를 활용하여 네트워크 물리모형의 입력자료 구축을 진행하였으며, 해당 자료 구축은 지리 정보 시스템 중 ArcGIS와의 연계를 통해 구축하였다. 모형의 수리학적 입력자료는 해당지역의 계측자료를 활용하였으며, 필지 사이의 내리흐름 및 펌프를 통한 용수 또한 네트워크 물리모형의 기능을 활용하여 구축하였다. 이후 계측자료와의 비교를 통한 매개변수 보정을 진행하였으며, 전체 논배수로에 대한 농업용수의 흐름 및 회귀수량을 분석하였다. 해당 연구를 통해 농업용수의 회귀수 산정 및 지역 편차에 따른 회귀수 정량화 등의 연구에 활용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.301-301
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• 2023

국가 수자원 중 농업용수 사용비율은 약 41%에 해당하며, 통합물관리측면에서 큰 비중을 차지하고 있다. 국가 수자원 전체 이용량 372억m³ 중에서 농업용수가 40.9%인 152억m³로 가장 많고, 환경용수 121억m³(32.5%), 생활용수 76억m³(20.4%), 공업용수 23억m³(6.2%)등으로 추산된다. 국가 수자원관리의 중요성이 커짐에 따라 수량 및 수질관리를 환경부로 일원화하여 관리하며, 농업용수의 유역단위 물관리의 필요성이 요구되고 있다. 농업용수는 대부분 벼농사에 소비되고 있으며, 관개용수는 증발산량, 침투량, 자연 및 인위적인 배수량으로 소비된다. 회귀수량은 관개를 통해 농경지에 공급된 용수 중 작물에 의해 소모되지 않고 하천으로 유입되는 수량을 의미하며, 신속회귀수량(quick return flow)과 지연회귀수량(delayed return flow)으로 구분할 수 있다. 수자원장기종합계획에서는 35%가 하천으로 회귀되는 것으로 가정하고 있지만, 선행연구 결과에 의하면 국내 농업용수 회귀율은 기상상태, 작물재배품종, 재배형태, 용배수로 구조 등 여러 가지 요인으로 인하여 약 32 ~ 86%의 다양한 범위로 큰 차이가 나타난다. 이에 본 연구에서는 기존의 회귀수량 산정방법의 취약점을 보완하여, 수문모델링을 통한 유역단위 차원의 회귀수량 산정방안을 제시함으로써, 하천유지유량 관리 개선방안을 모색하고자 한다.