• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.473-473
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• 2021

새만금 유역의 하류 평야지대는 농업 관개 및 배수가 제수문의 영향을 받고 있으며, 상류 축산밀집시설에 따라 농업 비점오염원 유입이 수계 환경오염에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 새만금 유역의 하류 제수문을 대상으로 유역 모형과 전산유체역학 모형을 이용하여 유입, 유출 그리고 오염원 등의 영향을 분석하고자 한다. SWAT (Soil and water assessment tool)은 유역 모형으로 수문순환 및 비점오염원을 모의하기 위해 개발한 모형이다. CFD(Computational fluid dynamics)는 구조물을 설계하고 유체, 기체 등의 역학을 모의할 수 있다. SWAT 모형을 이용하여 농촌 소유역을 대상으로 하류 제수문 위치를 출구로 지정하여 수문을 모의하고 그 결과자료는 CFD에 입력할 수 있다. CFD는 하류 제수문 구조물을 설계하고 SWAT 모형의 수문자료를 입력하여 제수문의 유입 및 유출 영향을 평가할 수 있다. SWAT 모형 구축을 위해 2015-2018년까지 기상, 수위, 유량 관측자료를 수집하였으며, 보정기간과 검증기간은 각 2년이며, 모형 성능 검증에 사용한 적합성 평가 지수는 R² (Determine coefficient), RMSE (Root mean square error), 그리고 NSE (Nash-sutcliffe efficiency coefficient)를 사용하였다. 모형의 보정은 SWAT-CUP 자동보정프로그램을 사용하였으며, 모형의 보정지수는 NSE를 사용하였고, 1,000회 반복 수행을 통해 매개변수를 최적화하였다. CFD 모형은 제수문의 실제 규격을 바탕으로 동일한 구조를 고려하였으며, 수문조작을 고려하여 유입 및 유출을 모의하였다. 본 연구는 유역차원과 구조물 차원의 모델링을 연계하는 것으로 최근 기후변화에 따라 급격히 변화하는 유역환경에 대처할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이며, 제수문 시설을 관리하는 기관에서도 합리적인 운영방안에 대한 기초자료로 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.408-408
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• 2017

기후변화에 따른 극한 기후의 시 공간적 변동성과 패턴의 이상변화가 가속화되고 있으며, 이에 따른 물 순환 특성의 변화는 이수, 치수, 환경 그리고 친수 등 다양한 분야에서도 예측할 수 없는 결과를 초래하고 있다. 특히, 치수 및 이수 등 국내 수자원 관리의 대부분을 담당하고 있는 다목적댐 운영에서도 기후변화에 따른 유입량의 불확실성 증가로 안정적인 용수공급에 대한 어려움이 점차 증가하고 있는 추세이다. 유역 내의 수문학적 반응은 기상 및 지표 수문 인자의 물리적 상호메카니즘에 의해 발생하게 된다. 특히, 강우, 기온, 습도, 바람 등 기상학적 인자들은 유역 내의 수문 변동성에 직 간접적으로 영향을 주는 대표적인 인자이며, 이들 기상인자의 변동 특성을 반영하기 위한 기후지수(Climate Index, CI)는 지표수문인자인 유출과의 상관관계 분석에 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 유역 다목적댐을 대상으로 AR5 RCP 시나리오 기반의 기상인자에 대한 기후지수(CI)를 산정하고 다목적댐 유입량과의 상관성을 분석하였다. 대상유역의 기상 및 유입량 관측자료(1976-2005)는 기상청과 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS)를 이용하였으며, AR5 RCP 시나리오 기반의 유입량 자료(2005-2099)는 통계적 기법(QDM)으로 상세화된 기상자료를 입력인자로 수문모형(PRMS)을 통해 산정하였다. 또한, 기후지수(CI)와 유출지수(Standardized Streamflow Index, SSI)의 상관성 분석을 위해 Pearson 적률상관 분석방법을 적용하였으며, 통계적 유의성 검증은 Student t 검정방법을 적용하였다. 본 연구의 방법론과 결과는 기후변화에 따른 다목적댐 안정적인 용수공급을 위한 다양한 기술개발 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.319-319
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• 2016

최근 급격한 기후변화와 도시화로 인하여 강우량 및 강우강도는 약 20% 증가하고 강우일수는 14% 감소하며 도시 기온이 최대 $3^{\circ}C$까지 증가하는 등의 현실적인 문제가 발생하고 있다. 이로 인한 도시 물순환체계의 파괴는 도시물관리 여건의 악화로 이어지고 특히 불투수면적 증가로 인한 도시 홍수 및 침수의 증가, 잦은 도시 고온 현상, 도시하천의 건천화로 수질 악화를 야기하는 실정이다. 이에 국토의 자연자원을 보전하고 기후변화에 적응하면서 도시의 안전도와 가치를 높이기 위한 물관리 정책은 먼저 물을 순환을 보다 적극적으로 반영하고 통합적인 물관리 체계 확보를 요구한다. 이를 위해서는 발생원 관리를 포함한 소규모 분산관리 체계로 변화하여야 하며 이들 시설에 대한 네트워크화를 통해 기후변화에 강건하고 통합관리쳬계를 구축하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 저영향개발(LID, Low Impact Development) 및 그린인프라(GI, Green Infrastructure) 기반의 분산식 빗물관리기법의 도입이 절실하다. 현재 국내에서는 제도적으로 기후변화 대비, 지속가능한 도시환경 구축을 위한 물순환 건전화를 위해 100대 국정화제에 포함시키는 등(2013.2) 도시계획 및 기반시설 설치 LID기법의 법제적 산업적 도입을 추진중에 있으나, LID 기술의 수자원 치수, 이수 및 환경 효율성에 대한 객관적인 정보의 부재, LID 기술에 대한 효율성 검증 및 인증시스템의 부재, LID 기술의 무분별한 국외기술 도입으로 인한 효과 저감, LID 기술의 설계, 시공, 관리를 위한 매뉴얼 및 가이드라인의 부재, LID 기술에 대한 지자체 지원 및 전문가 양성 시스템의 부재 등 복합적인 문제를 안고 있어 GI 및 LID 기술의 적용을 통한 새로운 도시 및 유역차원의 수자원확보와 재해경감기술 패러다임 확보가 용이하지 않다. 이를 위해 본 연구에서는 강우유출수 관리를 위한 LID기술 신뢰도 향상 및 단일화, 표준화된 효율성 검증 기술 개발과 더 나아가서 도시-건축-수자원-도로-조경 등의 종합적인 인프라를 바탕으로 LID기술 통합관리 및 기술 고도화를 위해 부산대학교 GI LID 물순환 실증단지의 계획 및 구축을 수행하였다.

• The Journal of Engineering Research
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• v.8 no.1
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• pp.107-118
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• 2006

The difficulties to build a 3-dimensional water quality model for the coastal water quality improvement and the environmental recovery estimation are the lack of periodic observed data and the many problems to observe continuously. I observed the rainfall and non-point pollutants outflow patterns in Jinhae-Masan basin as mid-step researches for the water quality simulation and management method development in a coastal area. I applied Landsat image system and Geographic Information System to analyze the runoff and non-point pollutants outflow patterns. A water quality simulation model (SWMM) applied to Jinhae-Masan basin with results of the land use distribution, non-point pollution loads, and watershed informations from GIS(IDRISI used). I proposed some improved survey and GIS application methods reflect upon the pollutant characteristics from the observed non-point pollutant outflow patterns.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.24 no.4
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• pp.194-208
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• 2021

The Hwanggang Dam in North Korea is located upstream of the Imjin River which is a shared river in the border area. It is known to have a reservoir capacity of 350 million cubic meters and releases a discharge primarily for generating hydroelectric power and partly for transferring to the Yesung River basin. Due to the supply of water from the Hwanggang Dam to another basin, the flow of the Imjin River has decreased, which has a negative impact on the water supply, river maintenance flow, water quality, and ecological environment in Korea. However, due to the special national security issue of the South and North Korea border region, the hydrological data is not shared, and the operation method of the Hwanggang Dam is unknown, so there is a risk of damage to the southern part of the downstream area. In this study, the monthly diversion as the long-term runoff concept was derived through the calibrated hydrological model based on optical remotely sensed Images and water balance analysis. As a result of the water balance analysis from January 2019 to September 2021, the average diversion of the Hwanggang Dam was 29.2m³/s, which is equivalent to 922 million tons per year and 45.6% of the annual inflow of 2.02 million tons into the Hwanggang Dam.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.378-378
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• 2023

본 연구에서는 한반도 전지역의 격자화를 통해 다중유역에 대한 유출량 모의 능력 평가를 제시하고자 한다. 이를 위해 기상청에서 제공하는 ASOS(종관기상관측) 자료를 IDW(Inverse Distance Weighting) 보간법으로 격자화하였고, GIS(Geographic Information System)를 활용하여 지형자료를 격자에 맞추어 구축하였다. 이렇게 구축한 자료를 사용하여 다중유역의 유출량을 Variable Infiltration Capacity(VIC) 모형으로 모의하였다. VIC 모형은 토양, 식생 및 대기 사이의 물과 에너지의 물리적 교환을 모의하는 동시에 식생 다양성, 가변 침투가 있는 다중 토양층 및 비선형 기반 흐름을 고려하는 모형이다. 이러한 모형을 다중유역에 대해 전역 매개변수를 추정하였고 총 26개의 다중관측지점에서 일별 유출량을 모의하였다. 모의된 유출량은 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency)를 통해 평가하였다. 본 연구에서 구축한 대규모 수문모형은 향후 우리나라의 다양한 수자원 관리(Water resources management)에 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.24 no.3
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• pp.41-57
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• 2021

This study evaluated the application of water quality management measures using the SWAT model and the effectiveness of the measures using the load duration curve targeting the Seohwacheon watershed located upstream of Daecheongho. As water quality management measures, artificial wetlands, reduction of neglected livestock, reduction of runoff from greenhouses, restoration of ecological rivers, application of LID technology, and management of point sources were applied. The applied technology evaluated the efficiency of water quality improvement measures by using the target water quality excess rate and the degree of load reduction for each sulfur through the load duration curve. The load duration curve was created by creating a long-term flow duration curve using SWAT and multiplying it by the target water quality. For the target water quality, the value corresponding to the 60th percentile was set as the target water quality using the 10-year data from the Okcheoncheon water quality observation point located in the downstream of Seohwacheon. Through this study, it was possible to confirm the applicability of various water quality measures through the SWAT model, and to examine the applicability of each period according to the sulfur through the load retention curve.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.472-472
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• 2022

과거 우리나라 하천관리 정책은 이수와 치수 기능 위주로 개발됨에 따라 하천 수량이 감소하고 오염이 심화되는 등 하천환경이 계속적으로 악화되어 왔다. 시대가 변화함에 따라 하천환경 개선에 대한 패러다임과 사회적 요구의 변화로 인간과 자연이 더불어 살 수 있는 친환경적인 하천을 조성하고 훼손 또는 변화된 하천을 복원하는 노력이 필요하다. 하지만, 본래 자연상태의 하천으로 완벽하게 회복 될 수없다는 한계점이 있기 때문에 하천이 갖고 있는 하천공학적 기능을 최대한 유지하면서도 다양한 수생생물의 서식처의 기능도 되살아나게 해야 하는 복합적인 목적을 갖춰야 하며, 하천 수생생물의 서식처 복원을 위해서는 하천생태계에 필요한 환경유량의 정량적인 평가와 확보방안 및 공급방안의 검토가 동시에 필요하다. 본 연구에서는 하천유지유량이 생태계 기준으로 고시된 하천인 감천유역을 대상으로 물수급 분석을 통해 환경생태유량 확보할 수 있는 방안을 고려하고자 하였다. 물수급 분석을 위해 K-weap을 활용하였으며, 공급 우선순위, 저수지 운영 변화 등을 통해 제한된 수자원을 효율적으로 활용하여 방안을 제시하고자 하였다. 추후 하천 수생생물의 생애주기와 계절적 변화 등을 고려한다면, 더욱 합리적이고 지속가능한 환경생태유량 확보방안을 제시할수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.29-29
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• 2016

새만금호의 목표수질 달성과 지속가능한 관리를 위해서는 비점오염 관리의 필요성이 강조되고 있다. 특히, 새만금호 상류 유역은 농경지 비율이 38%로서 높아 농업활동에서 유래하는 농업 비점오염원의 효과적인 관리가 필요하다. 이를 위해서는 농업비점오염 저감기술의 개발하는 물리적 기술적 접근만이 아니라 농업인과 지역주민의 참여와 함께 행정적인 지원을 포함하는 사회 경제 문화적 접근을 포함하는 통합적인 접근 즉, 거버넌스가 요구된다. 이러한 거버넌스를 새만금유역의 농업비점 관리에 적용하려는 노력의 일환으로 "새만금유역 농업비점오염관리 거버넌스구축 사업모델 개발"에 대한 연구를 2015년부터 2016년까지 2년간 추진하게 되었다. 본 연구의 목적은 농업비점오염 관리를 위한 거버넌스 구축과 운영에 필요한 요소들을 도출하고 각각의 요소별 추진 프로세스를 개발하고 최종적으로 이를 상호 연계하여 운영하는 기법을 개발하는 것이다. 농업비점오염관리 거버넌스 구축의 접근 방향으로는 신규구축형과 기존정책사업연계형으로 접근하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다. 거버넌스 시스템은 참여단위와 행정단위, 그리고 이것을 연계 지원하는 '중간지원조직'의 다층적 거버넌스 구조로 제안하였다. 참여단위 거버넌스는 공동체단위와 개별 농가단위의 참여 프로그램으로 설계하였다. 특히, 참여단위 거버넌스의 지속성을 유지하기 위해서 커뮤니티비즈니스 육성이 필요할 것으로 나타났다. 1차년도(2015년)에는 신규구축형을 중심으로 진행을 위하여 전라북도 부안군 백산면 용계리를 연구대상 지구로 선정하였다. 참여단위 거버넌스 구축을 위하여 연구대상 지구에서 우리 마을과 물 이야기, 우리마을회의 등 통하여 주민이 생각하는 지역의 역사와 문화 등 잠재자원을 발굴하였고, 이를 바탕으로 침체된 마을 공동체를 마을길을 연결하여 다시 활성화 하고, 물이 흐르는 마을도랑으로 가꾸고, 단절된 이웃간 마음을 연결하기 위한 "마을길-물길-마음길 연결" 커뮤니티 비즈니스 프로젝터를 도출하였다. 이러한 거버넌스구축 프로그램의 정보의 공유와 확산을 위하여 커뮤니티 비즈니스 안내판을 설치하고, 마을소식지(청파)를 제작배부하고 거버넌스구축 과정을 담은 마을영상다큐 제작을 진행하였다. 2차년도에는 커뮤니티 비즈니스 심화과정을 운영하고자 한다. 본 연구의 결과는 앞으로 농촌지역의 비점오염관리를 위한 거버넌스구축 등 정책 및 제도개선에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.236-236
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• 2023

수문순환의 대표적인 이점으로는 지하수, 미기후조절 그리고 자연경관 및 친수성을 활용한 이용가치가 있다. 이렇듯 수문순환은 우리의 삶과 밀접한 관계를 맺고 있다. 인구증가에 따라 도시개발이 이루어지며 이로 인한 토지변화는 유역의 수문순환체계를 변화시킨다. 또한 산업활동의 증가로 기후변화에 따른 지구온난화가 심해지고 있어 정상범위를 벗어난 이상기후 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 고도산업화에 의해 물에 대한 수요가 매해 증가하고 있는 상황에서 이상기후 현상과 무분별한 개발이 지속적으로 이루어진다면 물 수요량에 대한 대응이 어려워져 올바른 수문순환 건전성을 기대하기 어렵다. 최근 강남에서 빗물 처리 제반 시설 부족과 불투수면의 증가를 원인으로 도시홍수가 발생했다. 강우사상의 급격한 변화와 밀도 높은 도시화·산업화로 인한 불투수면의 증가는 각종 물순환 문제를 발생시키는 문제의 중심에 있다. 이에 본 연구에서는 도시 내에서의 자연계·인공계로 구분되는 물순환을 평가지표를 활용하여 종합적으로 평가하고자 한다. 도시 물순환 왜곡 현상을 최소화하기 위해 유량, 수위의 상관성 분석 및 지수, 지표를 적용하여 수문순환 건전성을 평가하려 한다. 기존의 수문순환 변동 양상 및 대책 마련 연구들과 함께 본 연구에서 제시된 평가지표를 이용해 수문순환 불균형에 대응할 수 있는 결과 도출로 효율적이고 안정적인 수자원 관리에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.