• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.89-93
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• 2009

홍수기에 집중되는 하천유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 시설이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 위한 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차 절대치 합, 수요에 대한 용수공급 부족량의 합, 그리고 하천유지유량에 대한 하천유량 부족량의 합을 목적함수로 하여 혼합정수 선형계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)으로 식을 구성하였다. 한강수계의 다목적댐인 충주, 횡성, 소양강 댐과 용수전용댐인 광동 댐, 그리고 발전용 댐이지만 비교적 큰 저류용량을 가진 화천 댐을 댐 연계 운영 대상으로 하여 수자원장기종합계획의 2003년 유출량 및 수요량 자료와 댐운영실무편람의 댐 계획방류량 자료를 10일 단위로 입력하여 GAMS/CPLEX를 이용해 최적화하였다. 그 결과 생공용수 수요량 99.99%, 농업용수 수요량 99.91%, 그리고 하천유지용수 수요량 99.24%를 충족시키면서, 댐 저류율이 66.54%에서 86.39%로 증가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.384-388
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• 2008

생활수준이 향상되면서 물의 양과 질에 대한 국민의 요구수준은 높아지고 있으나, 우리의 하천유지유량은 일본의 1/3에 불과하며, 평갈수기의 하천유량 증대가 물관리의 주요 관심사로 떠오르고 있다. 댐 저수지의 저류와 생공용수의 회귀수에 의해 평갈수기의 하천유량을 크게 개선시킬 수 있는 바, 본 연구에서는 수계별로 그 현황과 향후 개선방안 도출을 위해 무수한 하천지점에서 용수수급 현황을 쉽게 분석, 평가할 수 있는 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 용수수요 추정 모듈, 일 유출 모의 및 하천 유황분석 모듈, 기존댐 저수량 변화 모의 모듈, 신규 댐 규모 모의 모듈 등으로 구성되어 있다(그림 1). 분석 대상 하천 지점 유역의 논 용수, 생활 용수, 공업 용수의 수요량을 일별로 추정할 수 있으며, 이들의 회귀수를 고려한 하천유량을 일별로 모의하여 유황을 분석할 수 있고, 상류에 기존 댐 및 저수지가 있는 경우 이의 저수량을 모의하여 하류 방류량을 고려한 하천유량을 분석할 수 있고, 하천유황이 목표 값에 미치지 못하는 경우 신규 댐 및 저수지를 계획하여 이로부터 유량을 공급받아 하천유황을 유기적으로 아주 쉽게 분석할 수 있도록 하였다. 또한 저수량 변화 모의의 필수 자료인 저수지 표고별 저수면적, 저수량 자료를 신속하게 수집, 정리할 수 있도록 DEM을 활용하는 모듈을 장착하였다(그림 2). 수계별로 수많은 하천 지점의 유지유량 확보를 위한 다양한 용수공급 시나리오를 신속하게 분석, 평가하는데 편리한 도구로 활용할 수 있을 것이다. 개발된 시스템은 금강 유역의 하천유지유량 확보 방안 수립에 활용하고 있으며, 향후 전 수계에 적용될 수 있도록 보완할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.2117-2121
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• 2008

최근 서울시는 청계천의 유지용수 및 환경개선을 위해 한강물을 이용하였다. 이를 계기로 앞으로 유사한 용도로 물을 사용하려는 지방자치단체의 수요는 크게 증가할 것으로 예상된다. 이렇듯 환경을 개선하기 위한 용수의 수요는 이미 현실적인 문제로 대두되고 있음에도 이에 대한 기술적 분석이나 관련 제도가 잘 정비되지 않은 실정이며, 심지어 그 개념 및 용어의 정의조차 모호한 상황이다. '환경개선용수'는 간단하게는 '하천의 수질환경을 개선하고 하천의 기초 생태계를 보호하는 물'을 의미할 수 있다. 그러나 광의로는 효율적인 하천관리와 환경보전에 대한 국민들의 관심이 증가하면서 친수 공간 확대 등의 생활상의 필요까지도 포괄하는 개념이다. 환경개선용수로 인한 편익이란 수량 확보로 인한 수질 정화, 하천생태계 보전, 하천경관 개선, 유지유량 확보, 사회 생활환경 형성 등의 이득을 말한다. 본 연구의 목적은 일반적인 환경재의 가치평가기법을 조사하여 장단점을 분석하고, 이를 바탕으로 환경개선용수에 의한 하천경관개선편익의 계량화 방향을 제시하는 것이다. 특히 수자원의 환경편익 계량화와 관련한 국내 외 연구를 폭넓게 참고하고자 한다. 전통적인 경제학의 영역에서 환경재는 일반적으로 사치재로 분류할 수 있다. 따라서 국민소득수준의 향상에 따라 환경에 대한 사회적 욕구도 증가할 것이며, 이는 곧 환경개선에 의한 편익이 계속 증대될 것임을 의미한다. 수자원사업의 환경개선용수로 인한 편익의 계량화는 타당성분석의 신뢰성 향상으로 사업의 사회적 수용성을 높이는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1550-1554
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• 2008

우리나라에서 수리불안전답은 전체 답의 20% 이상을 차지하고 있고, 총 수자원이용량 대비 농업용수 이 용량은 50% 수준으로 아시아 또는 세계 평균에 비하여 매우 낮은 편이다. 또한, 과거 설치된 수리시설물이 노후화되었고, 국가의 균형적인 농촌사회 개발, 그리고 국내 농업경쟁력 제고 측면에서 추가적인 농업용수 공급이 필수적으로 요구되고 있다. 그러나 실제 농업용수 공급사업과 관련된 타당성분석 사례를 살펴보면 편익항목의 설정, 분석방법 및 절차에서 일관성이 없는 경우가 많고, 이처럼 일관성이 결여된 분석은 사업의 타당성을 충분히 제시하지 못하게 되며, 결과적으로 사업의 신뢰도를 잃게 되어 투자의 우선순위에서 밀려나는 결과를 초래하게 된다. 본 연구에서는 편익산정에 앞서 농업용수 공급이 가지는 정성적인 가치를 생산측면, 소득/소비측면, 고용측면, 식량안보측면, 환경측면으로 구분하였고, 이 가운데, 편익산정 시 반영할 항목으로 생산증대편익과 가뭄피해 저감편익을 제시하였다. 본 연구는 농업용수 편익산정 방향을 제시함으로써 타당성조사 시 편익을 보다 실제적이고, 적극적으로 반영하고자 하였고, 향후 관련 사업의 추진 시 사업이 갖는 타당성을 보다 현실적으로 반영하는 데 기여할 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.292-297
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• 2004

본 연구에서는 단일목적 저수지와 다목적 댐의 최적운영을 위하여 전역최적해를 탐색하는 SCE-UA법을 사용하는 비선형계획법을 적용한 최적화 모형을 구성하고 과거 운영자료를 사용하여 모형의 적용성을 검토하고 분석하였다. 또한, 다목적댐의 운영수위 상승으로 인하여 발생하는 추가용수를 댐하류로 추가적으로 공급함에 따른 댐운영상의 문제점과 해결책을 제시했다. 관개용 단일 목적 저수지의 유입량은 하천망 모형인 SSARR 모형을 이용하여 추정하였다. 관개용 단일 목적저수지의 용수배분을 최적화한 결과, 실측치와 최적방류량간의 상대오차가 $-2.6\~10.5\%$ 범위를 나타냈으며, 비교적 실측방류량과 유사한 형태로 용수를 공급하는 길과를 나타냈다. 다목적 저수지의 최적운영을 위해 발전량, 저수량 및 필요수량의 관계를 목적함수로하는 최적화 모형을 구성하여 섬진강댐의 최적운영에 적용하였다. 섬진강댐의 댐하류 방류량 증가에 따른 운영상의 문제점을 해결하기 위하여 댐하류 유지용수량을 0.17, 0.50, 0.70, 1.0, 1.5, $3.0m^3/sec$ 방류하는 경우로 구분하여 최적운영한 길과, 댐하류 유지용수량이 $1.0m^3/sec$ 이하인 경우에 발전량이 실적평균발전량에 근접한 결과를 나타냈으며, 용수공급량도 계획공급량인 377.4 백만 $m^3$ 보다 $28.9\~100.7$ 백만 $m^3$ 만큼 많은 양을 공급하는 결과를 나타냈다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1656-1660
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• 2010

저수지와 양수장은 우리나라에서 용수공급면적기준으로 전체 공급량의 78%를 차지하는 중요한 용수 공급시설이다. 본 연구의 목적은 저수지와 양수장의 환경영향을 LCA기법을 이용해 비교 분석함으로써 두 시설들의 환경영향을 정량적으로 평가하는데 있다. 연구대상 수리시설로서 경기도 안성에 위치한 이동저수지와 은산양수장을 선정하여 각각에 대하여 농업수리시설의 전과정평가를 실시하였다. 평가를 위하여 네덜란드 Pre사가 개발한 소프트웨어 Simapro 7.1를 이용하였다. 두 시설에 대한 원료물질 취득 단계부터 건설, 운영, 유지관리 및 폐기단계까지 전과정의 환경영향을 분석한 결과, 두 종류의 시설 설치에 따른 토지이용, 상 하류의 생태적 영향 등이 고려되지 않았지만 저수지에 의한 농업용수 공급이 양수장에 의한 용수 공급보다 환경친화적이라고 볼 수 있다. 저수지의 경우 건설단계의 환경영향이 크고, 양수장의 경우, 운영단계에 환경영향이 큰 것으로 분석되었다. 단계별로 환경영향은 저수지는 건설단계에 건설재료 예를 들어 레미콘, 시멘트 등이 환경부하를 크게 발생시키기 때문이고, 양수장은 이용 단계에서 용수공급을 위한 전력사용에서 기인하는데, 이는 전력생산시 화석연료와 같은 자원소비가 많기 때문이다. 이번 연구는 토목시설물중 농업 용수 공급시설의 전과정에서 환경영향을 종합적으로 평가하는데 LCA가 활용되었다는 점에서 의의가 있으며, 향후 하드웨어적인 시설뿐만 아니라 농업용수 공급에 따른 전과정평가를 수행하고, 농업용수 LCI D/B 구축에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.227-227
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• 2017

"농업 농촌 및 식품산업기본법" 제47조의 2 신설로 기후변화가 농업 농촌에 미치는 영향, 취약성을 5년마다 조사 평가 공표하고 실태조사를 실시하기 위한 법적 근거가 2014년 5월 마련되었다. 지구 온난화 등 기후변화가 농업 농촌에 미치는 영향을 심층적으로 조사 및 분석하여 기후변화에 선제적으로 대응해야 한다. 국가 수자원 총 이용량의 48%가 농업용수로 이용되고 있다. 논면적(964천ha) 수리안전답은 575천ha에 불과하고, 19.4%(187천ha)는 별도 용수공급시설이 없어 자연강우에 의존하고 있으며, 용수공급시설을 갖춘 관개전은 140천ha로 전국 밭면적의 18.5% 수준('15.7월 행정조사)에 그쳐 논에 비해 열악한 수준이다. 기후변화에 대응하여 농업용수의 안정적 공급을 위해 기후변화에 따른 농업용수의 영향분석 및 취약성 평가를 위한 지표 개발이 시급한 실정이다. IPCC에 따르면 기후변화의 영향과 심각성은 수자원, 생태계, 산림, 보건, 농업 및 사회기반시설 등 다양한 분야에서 관측 혹은 전망되고 있는데 특히 가장 취약한 부분은 강수패턴의 변화로 인한 영향이다. 강수패턴의 변화 의미는 강수 공간, 기간 및 강도의 변화를 의미하는 것으로 강수에 민감한 농업분야가 기후에 가장 먼저 영향을 받는다. 본 연구에서는 기후변화 관점에서 강수의 패턴 변화(공간, 강도, 기간)를 분석하여 농업용수에 미치는 영향을 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.98-98
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• 2016

본 연구에서는 유입량의 불확실성을 고려하여 미래 저수량을 확률론적으로 예측하였다. 월별 유입량을 표본으로 한 확률밀도함수를 핵밀도함수(kernel function)를 이용하여 추정하고, 추정된 확률분포로 월별 유입량을 모의 발생하였다. 모의 발생된 유입량을 통해 연속적인 조건부 확률을 산정하였고, 이의 누적확률분포(F(x))는 해당 저수량에 도달하지 못할 확률, 즉 실패확률을 의미하므로 1-F(x)로 해당 저수량 이상을 확보할 수 있는 확률을 산정하였다. 보령댐을 대상으로 분석한 결과 2016년 2월 말 저수량 27.8 백만$m^3$ 기준으로 3월부터 6월까지 정상용수공급환원 기준 저수량을 만족할 확률이 각각 2.3%, 12.5%, 24.2%, 33.5%로 나타났다. 지역적 가뭄에 대응하기 위해 하천유지용수 감량, 용수 대체공급, 자율 급수조정 및 금강-보령댐 도수로를 이용한 용수공급으로 20.6만$m^3/day$의 용수가 비축될 경우, 정상용수공급환원 기준 저수량을 만족할 확률이 10.2%, 40.3%, 73.8%, 78.7%로 용수비축의 효과가 크게 나타나는 것을 확인하였다. 저수량의 확률론적 예측을 통해 미래 저수량의 확률적 발생가능성을 추정할 수 있으며, 가뭄이 발생할 경우, 가뭄 대응효과를 정량적으로 나타낼 수 있어 가뭄 위험 상황 전달 및 용수공급조정 의사결정 시 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.356-356
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• 2019

우리나라는 강우량의 계절적 편기가 심하여 홍수기인 6월부터 9월까지의 년간 총강우량이 2/3을 차지하고 있으며 갈수기의 경우에는 강우량의 부족으로 물 부족현상을 겪고 있다. 이와 같은 현상은 최근 기후변화로 인해 더욱 증가되고 있으며 홍수기에도 국지적인 강우발생이 크게 증가하여 갈수기 가뭄이 더욱 심화되고 있다. 이와 같이 갈수시 가뭄에 대한 대책을 세우기 위해서는 하천에 유입되는 물과 하천 내에서 시간에 따라 유하되거나 조절되는 등 하천 자체 내에서 변화하는 하천유량의 변화 및 하천 외부로 유출되는 용수수요량을 정확히 분석하는 물수지분석이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 송강천을 대상유역으로 선정하고 DEM을 통해 3개의 단위유역을 구분하였다. 단위유역별 생활용수, 공업용수, 농업용수 등에 대한 용수수요량 추정을 통해 유역별 용수수요 총량과 장래 수요증가량을 산정하였다. TANK 모형을 활용하여 단위유역별 기준갈수량을 산정하고 물수지분석을 통해 물 부족 여부를 판단하여 단위유역별 하천유지유량을 산정하였다. 분석결과, 단위유역별 하천으로 유입되는 회귀수량이 많아 목표연도별 갈수시 하천유지유량이 평균갈 수량 보다 크게 분석되었으며, 평균갈수시에도 하천의 정상적인 기능 및 상태를 유지하기 위한 최소한의 유량 확보가 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.127-127
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• 2019

농어촌 공사 주관 3,000여개가 넘는 농업 저수지가 있지만, 대부분의 저수지 공급량은 수문관리원에 의해 관행적 방법에 의해 관리되고 있다. 수문상황은 악화되고, 농업용수의 관개목적 외에 다목적용수로 고려됨에 따라 효율적인 농업용수의 사용은 필수적이게 되었다. 효율적인 농업용수 관리를 위해서는 정량적 자료가 필수적이나 현재로서는 관행적 방법으로 관리가 되기에 공급량 자료를 갖고 있는 저수지는 극히 드문 실정이다. 따라서 일반적으로 농업용수의 공급량은 필요수량에 근거하여 추정하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법으로 추정된 공급량과 실제 공급량에서는 많은 차이가 있어 농업용수의 정략적인 관리에 어려움이 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 데이터에 기반하여 관행을 반영한 공급량을 추정하고자 하였다. 농업용수 공급량은 물수지식에 기반한 순별 강수량-공급량 회귀식을 구축하여 추정하였다. 선형계수를 도입하여 유입량을 불확실성을 고려하였으며, 가뭄년도의 평년관행과는 다른 가뭄년도의 물공급 관행을 반영할 수 있도록 평년 공급량에 공급량 보정계수를 적용하는 방법을 제시하였다. 모형의 검증을 위해 충청남도 홍성군에 위치한 대사, 공리 저수지와 경기도 안성시에 위치한 만수 저수지를 선정하였으며, 대사, 공리저수지의 인근 기상청인 서산과 만수저수지의 인근 기상청인 이천 기상청에서 기상관측 자료를 수집하였다. 과거 15년간(2002년~2016년)의 관측저수율과 공급량모의를 활용한 모의 저수율 추적을 통해 비교해보았다.