• 한국수자원학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.713-724
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• 2001

수자원 기술자들은 수자원 계획에 있어서 중요한 월유출 모의 모형을 개발하여 왔으며, 우리 나라에서는 가지야마 모형을 대표적인 월유출 모형으로 이용하고 있다. 최근 Xiong과 Guo (1999)는 2-변수 월 물수지 방정식 모형 을 제안하였고, 수자원 계획과 기상학적인 영향을 분석하기 위하여 제안한 모형을 이용할 수 있음을 보였다. 그러나 그들은 시간변환 변수 c와 저수지 포장 용수량 변수 SC를 시행착오에 의하여 추정하였다. 따라서, 본 연구의 목적은 2-변수 모형의 변수인 c와 SC를 추정하는 방법론을 제안하고, 2-변수 월 물수지 방정식 모형과 가지야마 모형을 한강 유역과 IHP 대표유역에 적용하여 비교 점토하고자 한다. c는 실제 증발산량과 잠재 증발산량 사이의 관계에 의하여 추정하였고, SC는 CN 값과의 관계를 사용하여 추정하였으며, 추정된 모형변수 c와 SC는 2-변 수 월 물수지 방정식 모형을 위하여 초기치 혹은 최적치로 이용할 수 있음을 보이고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.95-99
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• 2005

중장기 이수계획 수립이나 미래 기후변화에 대한 수자원 영향평가 연구 등에서 월 단위 이상의 유출량을 계산할 수 있는 강우-유출 모형의 필요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 월 유출모의를 위해 개념적 물수지모형의 적용가능성을 검토하였다. 4개의 물수지모형을 대청댐 상류유역에 대하여 구축하고, 기존에 구축된 일 강우-유출 모형인 SSARR 및 TANK 모형과 비교하였다. 그 결과 가장 우수한 모의능력을 보여준 abcd 모형을 미계측유역에 적용하기 위해 매개변수를 지역화기법으로 추정하였다. 즉 13개 다목적댐 중 9개 다목적댐에서 구한 매개변수와 유역특성인자를 이용하여 회귀식을 작성한 후 미계측유역으로 가정한 4개 다목적댐에 적용하여 검증하였다. 검증결과 효율성계수가 $90\%$ 이상으로 비교적 간단하면서 모의능력이 우수한 개념적 월 물수지모형은 중장기 유출량모의에 그 활용성이 클 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.589-589
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• 2015

물은 인간생활에 있어 반드시 필요한 존재이다. 용수 수요량은 도시화로 인한 인구증가와 기상 이상화 현상으로 인해 점증되고 있는 실정이다. 특히 우리나라의 연평균강우량 2/3가 6, 7, 8월에걸쳐 3개월 동안의 강우량에 따라 가뭄빈도가 잦아지고 있어 이에 대한 피해는 앞으로 증가될 것으로 예상되어지고 있다. 실제로 2012년 5 ~ 6월 충남 서부지역에서는 예년평균의 20%로 관측되어 전국최대의 가뭄피해가 발생하였다. 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방법으로 수자원의 안정적인 확보와 하천의 효율적인 이용 및 보전계획 등에 대한 관심이 증가되어지고 있다. 이러한 실정을 고려하여 한국건설기술연구원과 SEI-B(Stockholm Environment Institute-Boston Center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가계획모형인 K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System) 을 이용하여 물수지 분석하였다. 본 연구에서는 K-WEAP 모형을 이용하여 금강유역의 물수지 분석을 기존 수자원장기종합계획의 중권역 단위의 물수지 분석에서 시군 행정구역단위로 분석을 통한 구체적인 공급방안 제시하였다. 이 때 이용된 권역별 유출량 자료는 강우-유출 모형인 Tank 모형을 통해 산정하였으며, 네트워크는 시군 행정구역단위 모의 목적에 따라 구현하여 적용하였다. 물수지 계산시간 간격은 최대 갈수년 1967년을 설정하여 목표연도 2025년까지 총 45년간 반순단위로 물수지 분석을 수행하였다. 개선된 물수급 분석 방안에 의한 산정결과 생공용수의 지역적 물수급 불균형과 농업용수의 월별 물부족량이 발생하는 것으로 검토되어 가뭄에 대비한 중장기적 이수전략, 다양한 수원을 이용한 수자원 안정성을 확보하는데 필요한 참고자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-9
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• 2008

본 연구에서는 융설을 고려할 수 있는 물수지 모형인 WASMOD(Water And Snow MODeling system)에 대하여 기술하였으며, 소양강댐 상류유역에 적용하여 장기 월 유출량을 산정하였다. WASMOD의 장점은 입력자료의 구축이 간단하며 사용자가 쉽게 운영할 수 있다는 점이다. 모형의 매개변수를 최적화하기 위해 자동추적법인 VA05A를 이용하였으며, 관측 월 유출 수문곡선과 모의 월 수문곡선을 비교하였다. 관측 유출량과 계산 유출량간의 상관계수가 0.89이상으로, 이를 통해 WASMOD의 국내 유역에 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.113-119
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• 1991

본 연구에서는 월 강우량과 월 증발량 자료만 있는 하천유역에 대하여 장기 물수지 분석을 실시하는 방법론을 제시하고져 하였다. 단기간의 월 강우량 자료를 경혐공식에 의해 월 유출량 자료로 변환시킨 후 추계학적 모의발생 모형을 사용하여 이들 단기 유출자료로부터 일군의 장기 유출자료계열을 발생시켰고, 자료계열별로 갈수빈도해석에 의해 최대 갈수기간 및 월 강수량계열을 작성하였다. 계획년도별 각종 용수수요를 표준절차에 의해 추정하였으며 순 물소모량도 계산하였다. 유역내의 기존 저수지를 총괄하는 합성저수지를 통해 Deficit-Supply 방법으로 물 수지분석을 실시한 결과 물 부족량은 갈수재현기간이 커짐에 따라 급격하게 커지는 것으로 나타났다. 이는 하천 유역의 장기 물 수지분석을 통해 신뢰성있는 물 부족량을 계산하기 위해서는 추계학적 모의발생모형에 의한 장기간 유출량의 발생이 필수적이며 수자원 시스템의 적정 갈수재현기간의 선정이 대단히 중요함을 시사해 주는 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1455-1459
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• 2005

K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System)은 유역의 물이용 순환체계를 컴퓨터 프로그램으로 구현하고, 수량, 수질, 환경, 수요관리 등을 종합적으로 고려하여 통합수자원계획 수립을 지원하는 전문 모형으로서, 과학기술부와 건설교통부가 공동으로 지원하는 21세기 프론티어 사업인 수자원의 지속적 확보기술사업단의 연구비 지원에 의하여 SEI-B(Stockholm Environment Institute-Boston Center)와 한국건설기술연구원이 공동으로 개발한 모형이다. K-WEAP의 대부분 기능은 기존의 SEI-B가 개발한 WEAP(Water Evaluation And Planning System)에 기반을 두고 있지만, 월 단위 물수지 분석뿐만 아니라 5일 및 임의 시간 단위 물수지분석이 가능하고 물공급 안전도평가와 하천수질모의가 가능하다는 점에서 기존의 WEAP과는 다르며 메뉴와 도움말이 모두 한글로 작성되어있어 국내 사용자들이 이용하기 용이하다. K-WEAP의 기능은 단계적으로 보완 및 개선이 이루어지고 있으며, 현재는 1단계 개발이 끝난 후 2단계 기능개선 작업을 수행하고 있다. 2단계에서 개선하게 될 주요부분은 물수지모형의 개선과 하천수질모형의 개선, 편익산정모형의 개발, 의사결정지원 기능을 고려하는 사용자인터페이스 개선 등이 포함되어 있으며, 2단계 1차 년도에서는 물수지모형과 하천수질모형의 부분적인 개선과 함께 의사결정지원 기능을 고려하는 사용자 인터페이스의 부분적인 개선을 시도하였다. 물수지모형의 개선에서는 하수처리장의 회귀수를 수요처에서 직접 이용할 수 있도록 하였으며, 하천수질모형의 개선부분에서는 기온과 풍속 등의 기후자료를 이용한 수온 모의모형을 개발하였다. 또한, 사용자 인터페이스 부분에서는 사용자의 의사결정을 지원하기 위해 하천유량과 수질 등에 대한 초과비율그래프 조회 기능과 결과를 지도상에서 확인할 수 있는 지도보기기능, 사용자가 필요한 자료를 요약하여 조회할 수 있는 사용자 정의보고서 작성기능을 추가하였다. 개선된 기능을 통해 사용자는 보다 편리한 환경에서 모형을 구동하고 구동결과를 평가 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2023

저수지 수문자료는 강우량, 유입량, 저수량, 방류량이다. 이 중에서 관측되고 있는 것은 저수량과 일부 수로방류량에 불과하다. 그럼에도 모의에 의해 유입량을 고정시키면, 물수지에 의해 방류량을 계산할 수 있다. 그러나 저수량 오차로 모의 유입량과 계산 방류량의 신뢰도는 반드시 확인돼야 한다. 신뢰도가 낮으면 모의 유출량과 계산 방류량을 조정하며 신뢰도를 높여야 한다. 신뢰도는 평가주기가 짧을수록 보장된다. 여기서는 유역면적 218.80km², 유효저수량 3,494만m³, 수혜면적 5,117ha인 탑정지에 대해 2020년 1월1일부터 12월31일까지 1시간 단위로 1달, 10일, 3일, 2일 간격의 주기로 저수지 운영자료를 생산하고, 그 신뢰도를 평가하여 평가주기가 짧을수록 오차가 감소되는 것을 관찰코자 했다. 1시간 간격의 유입량은 ONE 모형으로 모의했고, 저수지 물수지 모형을 구축하여 모의 유입량에 저수량 변화를 더해 방류량을 계산했다. 또한 저수지 물수지에 의해 저수위를 모의했으며, 관측 저수위와의 오차제곱근(RMSE)으로 신뢰도를 평가한 결과는 다음과 같다. 1달 간격으로 신뢰도를 평가한 경우 RMSE는 132.466m, 10일 간격은 46.922m, 3일 간격은 0.520m, 2일 간격은 0.349m로 나타났다. 위의 결과로부터 저수지 수문자료의 평가주기를 짧게 할수록 신뢰도는 개선된다고 말할 수 있다. 이상의 결과는 과거 자료에 대해 1년 동안 1시간 간격으로 유입량을 모의하고 방류량을 계산한 결과를 고정시키고, 평가주기를 달리하며 수위오차를 분석한 결과이다. 만약 평가주기별로 유입량과 방류량을 실제 상황에 적합하게 조정하면, 그 신뢰도는 훨씬 더 개선될 것이다. 현재 저수지 수위만을 관리하고 있는 현장의 상황에서 이 연구결과가 시사하는 바는 매우 크다. 첨언하면 AI 시대의 핵심은 자료다. AI의 먹이는 자료다. 다시 말해 자료 없는 AI는 시체와 같다. 자료는 기본이고 진실이다. 자료 없는 결과는 가짜다. 또한 위의 결과는 자료는 상시 관찰돼야 한다는 것을 말한다. 1년에 한 번 수문자료를 평가하는 제도로는 고품질의 자료를 생산할 수 없다. 무엇보다 자료는 상시 관찰하는 제도가 정착돼야 하며, 그 때 비로소 AI와 공존과 협력으로 물관리 기술의 혁신을 이룰 것이라 확신한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.41-41
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• 2020

국토해양부의 수자원장기종합계획보고서(2011)에 따르면 영산강 유역(3,371.4 ㎢)의 경우, 연평균 이용 가능한 수자원 총량이 우리나라의 3.9%으로 약 30억㎥이 나타나고 있다. 이는 우리나라 내륙 5대 권역별 중 가장 적은 수자원을 보유하고 있으며, 섬진강 유역(4,896.5 ㎢)으로부터 용수를 공급받고 있다. 이러한 물 부족은 이상가뭄의 발생 시 제한급수와 수질오염의 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 유역 수문 모형인 SWAT과 유역간 물공급 및 분배 모형인 MODSIM을 이용하여 섬진강 유역(4,896.5 ㎢)의 도수에 따른 영산강 유역(3,371.4 ㎢)의 물 공급 능력 평가를 수행하였다. 먼저 하천유역 네트워크 물수지 모형인 MODSIM 모형은 농업용 수리시설을 고려하여 영산강 유역 8개의 중권역으로 구분하였으며, 모형의 유역별 유입량(공급량) 자료는 SWAT 모형의 소유역별 유출 결과를 사용하였다. SWAT 모형의 검·보정은 13년(2005~2017) 동안의 유역 내 1개 수위관측소(마륵 관측소)와 5년 5개월(2012년 8월~2017년 12월) 동안의 2개 보지점(승촌보, 죽산보)의 일별 유입량 및 저수량 자료를 이용하였다. 마륵 수위관측소 유출량 검·보정 결과 Nash-Sutcliffe의 모형효율계수(NSE)와 결정계수(Coefficient of determination, R²)는 0.69, 0.79이며, 2개의 보에서는 NSE 및 R²는 0.68~0.70, 0.75~0.83으로 검·보정되었다. 이후 MODSIM 모형을 이용하여 37개년(1981~2017) 동안의 물수지 분석을 수행하였으며, 최종적으로 가뭄에 취약한 지역을 파악하고 용수별(생·공·농업용수) 공급량 및 부족량을 정량적으로 검토하는 연구가 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.362-366
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• 2008

본 연구에서는 천변저류지 조성에 따른 홍수기의 홍수위 저감효과와 조성된 천변저류지를 비 홍수기에 습지로 활용 가능한가를 검토하기 위한 수문분석에 의한 저류지내 유지유량을 분석하였다. 대상유역은 경남 창녕군에 위치하고 있는 토평천 유역에 위치한 우포늪 주변지역이다. 홍수기의 홍수위 저감효과를 분석하기 위해서 1차원 수리모형인 HEC-RAS 모형의 부정류 해석을 이용하였으며, 비 홍수기의 습지로의 활용 가능성을 검토하기 위한 수문분석은 SWAT 모형을 이용하여 수행하였다. HEC-RAS 모형을 이용한 홍수위 저감효과 분석은 천변저류지 조성 위치와 크기에 따른 시나리오별로 모의를 수행하였으며, 각 시나리오별 홍수위 저감효과를 분석한 결과 최대 약 56cm 정도의 홍수위 저감효과를 나타내는 것으로 분석되었다. SWAT 모형을 이용한 수문분석은 조성된 천변저류지가 습지로 활용 가능한가를 검토한 것으로써 2004년 8월 1일 $\sim$ 2005년 7월 31일까지의 모의 기간에 대한 물수지 분석을 수행하였으며, 이를 통하여 천변저류지 조성지역의 수심변화를 분석하여 1년간의 유지유량을 검토하였다. 물수지 분석 결과 1년 동안에 천변저류지의 최저수심이 1.3m 정도 유지되는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.365-379
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• 2021

수문 모형 매개변수는 모형 모의에 필수적이며, 지형, 기후조건, 기후변화와 인간 활동으로 인해 시간에 따라 달라질 수 있다. 결과적으로 고정된 매개변수의 사용은 부정확한 하천유량 모의로 이어질 수 있다. 본 연구의 목표는 하천유량 관측자료를 이용하여 시간에 따라 변하는 매개변수를 추정하는 방법을 살펴보고, 하천유량 자료가 모형에 동화될 때 모의 효율성이 어떻게 변하는지 분석하는 것이다. 자료 동화 방법은 변화하는 다양한 환경에 적응하여 수문 모형의 매개변수를 자동으로 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 입자 필터를 이용하여 하천유량 관측치를 2개 매개변수 월 물 수지 모형에 동화했다. 자료 동화 방법으로 시간변화 매개변수를 사용한 모의 결과는 SCEM 방법으로 고정 매개변수를 사용한 모의 결과와 비교되었다. 먼저 다양한 시나리오에 기반한 합성 실험을 수행하여 입자 필터 방법이 시간에 따라 변화하는 매개변수를 적절하게 추적할 수 있는지를 살펴보았다. 이후 실제 유역에 적용하여 시간에 따라 변화하는 매개변수와 고정된 매개변수를 사용하였을 때의 하천유량 예측성능과 비교하였다. 본 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 전체적인 월 하천유량 시계열의 예측성능은 입자 필터 방법과 SCEM 방법이 서로 비슷하였다. (2) 우기를 제외한 시기의 월 유출고 예측성능은 자료 동화 방법을 이용한 주기적으로 변화하는 매개변수에 의한 모의가 더 우수하였다. (3) 동화에 사용되는 하천유량 관측자료의 불확실성은 입자 필터의 하천유량 예측성능에 중요한 역할을 하였다.