• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2019

본 연구에서는 다양한 시계열 예측에서 우수한 성과를 보이고 있는 딥러닝 알고리즘 LSTM(Long & Short Term Memory) 모형의 수문시계열 분석에 있어서의 적용성을 검토하고, 모형의 활용가능성과 한계점을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 물리적 강우-유출 모형과의 비교 검토, 일반하천 및 감조하천에서의 수위 예측, 월강수량 및 댐방류량을 활용한 갈수량 예측 등에 LSTM 모형을 적용하고, 결과분석을 통해 모형의 장 단점을 요약하였다. 상기 목적을 위한 모형적용 결과, LSTM 모형은 수문시계열 예측에 있어 우수한 예측능력을 보이고 있으며, 이는 양적/질적 수문자료가 충분히 확보되었지만, 수문해석 모형구축에 제약이 있는 유역에 대해서 보완적 수단으로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.94-97
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• 2009

연 및 계절강수량의 정확한 예보는 수자원관리에 매우 중요하다. 예보 정확도를 높이기 위한 다양한 연구가 계속 진행되어 왔다. 그럼에도 불구하고 강수자료가 가지는 매우 큰 불확실성 때문에 예보의 정확도 향상은 계속되는 숙제로 우리에게 남아 있다. 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 군집화 기법을 이용한 연 및 계절 강수량 예측개선에 대한 연구 결과를 제시하였다. 이를 위하여 연강수량, 계절강수량 및 월강수량의 예측을 위하여 전구에서 일어나는 각종 기후 인자들과의 상관성 분석은 대단히 중요하다. 전 세계적으로 어느 특정 지역에서의 선행 기후인자 변화 양상이 우리나라의 강수량에 높은 상관성을 가지며 영향을 미친다면 예측을 위한 매우 유용한 정보라 하겠으나 국내 강수량과 기후 지수 사이의 선형 상관성은 매우 낮을 뿐만 아니라 지체상관성도 특정 지체에서 매우 큰 상관성을 보이는 인자를 찾기 어려움을 알 수 있다. 이를 극복하기 위하여 본 연구에서는 k-mean clustering을 이용하여 우리나라 주변의 기후조건을 분류하고 기후조건에 따른 강수량의 변화를 분석하였다. 남중국해역($105^{\circ}E\;^{\sim}\;135^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;35^{\circ}N$), 우리나라 연안 해역 ($110^{\circ}E\;^{\sim}\;150^{\circ}E$, $20^{\circ}N\;^{\sim}\;40^{\circ}N$), 인도양 해역 ($75^{\circ}E\;^{\sim}\;105^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;25^{\circ}N$) 및 아라비아 해역 ($45^{\circ}E\;^{\sim}\;75^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;30^{\circ}N$ 평균 해수면 온도 변화에 따라 8개 군집으로 분류한 분석결과로 분석결과 2008년도는 그룹 5에 해당하며 그룹 5의 기후 상태는 근해와 남중국해역의 평균 해수면 온도가 평년보다 낮고 인도양 해역과 아라비아 해역의 평균 해수면 온도는 평년값과 비슷한 상태를 나타낸다. 그룹 5에 해당하는 기후조건에서 차년의 강수평균은 평년값 보다 적음을 보였다. 이러한 특성은 전체 유역에 걸쳐 동일하게 나타났다. 이에 대한 계절적 평균 분포는 군집 5에 대한 차년도 강수의 평균 계절분포는 전체적으로 평년값보다 낮게 나타났다. 이에 근거하여 올해 연 평균 강수량은 평년값보다 적을 것이며 전체 계절에 대하여도 평년값보다 적은 강수량이 올 것으로 판단된다. 이는 기상청의 2009년 봄철 기후전망과 유사한 예측 결과를 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.145-153
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• 2016

본 연구에서는 우리나라에서 발생했던 과거 가뭄사상을 정량적으로 평가하기 위해 우리나라의 59개 기상관측소의 월강수량 자료를 이용하여 연강수량 및 계절별(봄철) 강수량에 대한 이상치($-1{\sigma}$)를 분석하였다. 연강수량을 통해 이상치 발생 빈도를 구하여 그 중 가장 유역별로 과우해($-1{\sigma}$) 발생빈도가 높은 이천, 거창, 정읍, 순천, 장흥 관측소를 선정하여 이상치를 분석한 결과 1988, 1994년이 동일하게 심한 과우해로 나타났다. 전체 이상치 기간 분석결과와 봄철 이상치 분석결과를 통해 2001년 가뭄은 심한 과우해로 분류되지는 않았지만 주로 섬진강 및 영산강 유역을 중심으로 심한 봄 가뭄이 발생하였으며, 농업용수 부족으로 인한 농작물 피해를 발생시킨 대표적인 농업적 가뭄연도로 분석되었다. 반면에 1981-1982년 및 1994-1995년과 같이 2년 이상 지속된 전국적 장기가뭄은 국가적으로 큰 가뭄피해를 야기하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.346-352
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• 2017

본 연구는 사과 '후지'의 과실 횡경 예측 모델을 개발하고 검증하고자, 수원지역에서 2000년부터 2014년까지의 연차간 과실 생장과 기상을 포함한 환경요인들을 분석하였다. 2000년부터 2014년까지의 평균 만개일은 4월 28일이었고, 만개 후 수확일까지의 성숙일수는 평균 181일이었다. 만개 후 약 36일 이후부터의 과실 생장은 단일 S자 곡선이었으며, 과실 횡경에 영향을 미치는 환경요인들은 BIO2, 9월강수량, 4월 최고 최저 평균기온, 8월 최저기온, 그리고 4월의 생육도일이었다. 그 중에서, 서로 간의 요인이 교차 상관관계를 나태내지 않는 BIO2와 9월 강수량을 각각 다른 요인들과 조합하여 모델을 만들었다. 선발된 모델 중에서 AICc가 92.61이며 보정된 $R^2$ 값이 0.53으로 가장 적합도가 높았던 모델을 선택하였으며 그 최종 모델식은 19.33095+(5.76242${\times}$BIO2)-(0.01891${\times}$9월강수량)+(2.63046${\times}$4월최저온도)이었다. 이 모델을 2000년부터 2014년까지의 실측치와 비교하였는데, 사과 '후지'과실 횡경의 실측치와 예측치의 평균차이는 ${\pm}2.9mm$, 표준편차는 3.54였다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.241-258
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• 2019

이 연구에서는 충청남도 공주시에 위치한 공주대학교 학술림 내 산지계류에 서식하는 어류 및 양서류 출현에 영향을 미치는 환경인자를 추출하였으며, 이를 통해 사방댐 시공 전 중/후의 어류 및 양서류 서식 차이를 파악하였다. 그 결과, 어류 및 양서류 출현에 영향을 미치는 환경인자는 각각 수소이온농도, 전기전도도, 용존산소량, 유속, 계단-소 개소수와 월강수량, 수소이온농도, 전기전도도, 용존산소량, 상층피도로 나타났다. 이들 환경인자 중 수소이온농도, 전기전도도, 유속, 월강수량은 사방댐 시공 전 중/후에 통계적으로 유의한 차이를 나타냈으나, 전기전도도를 제외한 나머지 3개의 환경인자는 어류 및 양서류 출현에 영향을 미치지 않을 정도의 작은 변화 폭을 나타낸 것으로 사료된다. 실제로 어류 및 양서류 출현 구간 수를 사방댐 시공 전 중/후 및 상 하류로 비교해 본 결과, 사방댐 시공 중/후 하류에서 서식하는 양서류를 제외하면 출현 구간 수에 차이가 존재하지 않았다. 다만, 사방댐 시공 과정 중 터파기에 의해 발생한 토사가 하류로 유입되면서 계류수의 전기전도도가 높아진 것으로 사료되며, 이것이 사방댐 하류구간에 서식하는 양서류에 영향을 준 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.617-625
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• 1999

지구 온난화는 산업혁명이후 이미 시작되었으며 최근에 와서 그 정도가 심해지고 있다. CO2와 같은 온실기체의 증가를 가장 큰 원인으로 하는 지구 온난화의 영향이 아직 정량적으로 밝혀지고 있지만 대기순환모형(General Circulation Model: GCM)을 이용한 연구에서 이러한 온실기체의 증가가 지구의 평균온도를 상승시킨다고 밝히고 있다. 지구 온난화는 전지구적 물의 순환에도 영향을 미쳐 지구 곳곳의 강수패턴에 변화를 가져오는데 근래에 자주 발생하는 대규모 가뭄이나 홍수화 같은 극치기상이 이러한 지구온난화의 간접증거로 자주 언급되곤 한다. 국내의 경우도 예외는 아니어서 근래에 들어 빈번한 홍수 및 가뭄을 경험하고 있다. 본 연구에서는 지구온난화에 따른 홍수 및 가뭄의 빈도변화 분석을 목적으로 한다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 먼저 현재상태가 지구온난화 과정의 한 시점이라는 가정 아래 현재까지 관측된 일강수량 자료를 분석하여 과거 연강수량의 증가가 일강수량의 분포에 어떤 식으로 영향을 미치고 있는지를 분석하여 보았다. 대상자료는 금강유역의 17개 지점을 선정하여 이용하였고, 분석결과로서 연강수량과 무강수일수는 상대적으로 작은 상관을 보이고 있음을 밝힐 수 있었으며 오히려 10mm이하 또는 50mm이상의 강수일수에 0.8-0.9의 높은 상관을 보임을 파악할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1991-1995
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• 2006

본 연구에서는 제반 수문학적 문제 해결을 위하여 강우사상에 대해 최대평균우량깊이-유역면적-지속기간 관계곡선의 항목 중 최대평균우량깊이를 가뭄심도의 항으로 대체한 가뭄심도-영향면적-지속기간 관계 곡선의 작성방법을 제시하고자 한다. 제주도를 포함한 우리나라 전역의 기상청 월강수량을 이용하여 SPI 가뭄지수를 산정하고 EOF 기법을 적용하여 공간정보로 축약하였다. 이후 Kriging 기법으로 $6km{\times}6km$의 해상도를 가진 SPI값으로 할당함으로써 격자기반의 가뭄지수 자료의 시간 및 공간특성을 고려할 수 있다. 이에 근거하여 주요 가뭄사상을 식별 및 분석하여 영향면적별 가뭄지수를 산정하고 이에 따라 가뭄심도-가뭄면적-가뭄지속기간 관계곡선을 도시하였다. 관계곡선 작성 결과 각 지속기간에 대하여 특정한 면적 이상에서 가뭄심도가 완만하게 감소하는 형태를 보여 공간적 국지성 및 시간적 단속성이 강한 홍수와는 시 공간적으로 다르게 거동되고 있었으며 가뭄심도의 면적에 따른 감소율은 가뭄분석시의 강우깊이의 면적에 따른 감소율과 비교하였을 때 훨씬 작은 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1520-1524
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• 2006

ENSO(El $Ni\check{n}o$ Southern Oscillation)은 태평양상의 해양과 대기간의 복잡한 상호작용의 일부이며, ENSO 순환(ENSO cycle)의 극한상태인 엘니뇨와 라니냐는 세계적으로 발생하는 홍수와 가뭄 등 자연재해와 많은 연관성을 가지고 있음이 많은 연구를 통하여 알려지고 있다. 우리나라에서도 ENSO와 수문변량들간의 관계를 분석하는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 수문자료의 변동계수가 크기 때문에 이를 단순 표준화하여 해석하는데 있어 어려움이 있다. 본 연구에서는 자료의 표준정규분포화를 통하여 ENSO와 우리나라 수문변량들간의 관계를 분석하였다. ENSO를 정량적으로 표준지수화하기 위하여 적도부근 남태평양 Tahiti섬과 오스트레일리아 북부 Darwin 지역에서의 기압차를 월별로 표준화(standardization)한 SOI(Southern Oscillation Index)지수를 이용하였고, 수문자료를 정량적으로 표준지수화하기 위하여 우리나라 23개 기상관측소의 월강수량, 12개 기상관측소의 월평균기온, 월최저기온, 월최고기온 자료를 이용하여 표준정규분포를 가지는 표준정규지수로 환산하였다. 환산된 자료의 계절적 영향을 파악하고자 3개월 단위로 구분하여, 초과확률 등을 이용한 분석을 실시한 결과, 특정지역의 수문변동이 남방진동지수와 유의한 상관관계를 가짐을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 현재 많은 연구가 진행되고 있는 수문기상학적 예측모형의 개발에 유용한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.381-381
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• 2012

가뭄은 이수에 영향을 주는 피해 중 가장 대표적인 예라고 할 수 있다. 가뭄은 장기간에 걸쳐서 강수량이 부족하거나, 지속적인 일사량의 증가로 인하여 수문학적 물 균형이 깨어져서 물 부족 현상이 발생하는 것을 의미한다. 우리나라는 2001년에 기상관측 이래 때 이른 무더위와 극심한 가뭄으로 강원도지역을 중심으로 전국적인 피해를 입었다. 미국 해양기상청(NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration)에서는 20세기 최대의 자연재해 중 5위권내에 가뭄으로 인한 재해가 무려 4개나 랭크된바 있다. 하지만 우리나라에서는 홍수 등에 대비해서는 수해방지종합대책등 사전대책을 마련하여 방지대책을 세우지만, 가뭄에 대해서는 종합적인 사전예방대책보다는 복구 위주로 진행되고 있다. 이로 인해 가뭄으로 인한 피해상황 및 피해유발인자의 파악이 어렵고 객관적으로 표현할 수 있는 지표도 명확하지 않기 때문에 이에 대한 체계적인 연구가 시급한 실정이다(이주헌과 이길재, 2006). 본 연구에서는 가뭄으로 인한 피해유발인자를 파악하기 위하여 UNDP(United Nations Development Programme, 2004)에서 제공하는 물리적 노출(Physical Exposure)정도를 1990년~2007년간의 유역별 월강수량 자료를 이용하여 가뭄의 발생 빈도별로 산정한 후에 가뭄으로 인한 농작물피해 및 제한급수에 영향을 미치는 인자들에 대하여 분석을 실시하였다.

• 물과 미래
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• 제29권1호
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• pp.221-233
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• 1996

본 연구에서는 가뭄지수를 간단하고, 신뢰성 있고 그리고 쉽게 구할 수 있는 방법을 제안함으로써, 가뭄식 도시지역의 생활용수 및 공업용수의 부족에 대비한 용수수급대책 마련에 이용할 수 있도록 하였다. 가뭄지수 산정은 Phillips 가뭄지수법을 이용하였다. Phillips 가뭄지수법은 월강수량의 초과확률에 근거를 두지만, 실시간 현 가뭄 상황을 파악할 필요가 있을 경우 일강수량자료를 이용할 수 있어 실용성이 아주 컸다. 적용성 검토를 위해 주요 공업지역인 울산시와 포항시의 생활용수 수급체계를 이용하였으며, 그 우수성이 확인되었다. 따라서 본 연구성과는 다른 도시 지역에서의 비상가뭄대책 수립에도 매우 유용한 방법으로 사용될 수 있다.