• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.1
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• pp.65-73
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• 2012

Recently climate change and increase of surface runoff caused the urban flooding. Traditional way of dealing with urban flooding has been to increase the sewer capacity or construction of pumping stations, however, it is practically almost impossible because of time, money and traffic problems. Multipurpose DRMS (Decentralized Rainwater Management System) is a new paradigm proposed and recommended by NEMA (National Emergency Management Agency) for both flood control and water conservation. Suwon City has already enacted the ordinance on sound water cycle management by DRMS. In this study, a flood prone area in Suwon is selected and analysis of DRMS has been made using XP-SWMM for different scenarios of RT installation with same total rainwater tank volume and location. Installing one rainwater tank of 3,000$m^3$ can reduce the peak flow rate by 15.5%. Installing six rainwater tanks of 500$m^3$ volume in the area can reduce the peak flow rate by 28%. Three tanks which is concentrated in the middle region can reduce peak rate more than evenly distributed tanks. The method and results found from this study can be used for the design and performance prediction of DRMS at a flood prone area by supplementing the existing sewer system without increase of the sewer capacity.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.20 no.1
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• pp.13-22
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• 2016

This paper presents development of an appropriate procedure and flow chart to analyze shale gas production data obtained from a multi-fractured horizontal well according to flow characteristics in order to calculate an estimated ultimate recovery. Also, the technical considerations were proposed when a rate transient analysis was performed with field production data occurred to only $1^{st}$ transient flow. If production data show the $1^{st}$ transient flow from log-log and square root time plot analysis, production forecasting must be performed by applying different method as before and after of the end of $1^{st}$ linear flow. It is estimated by an area of stimulated reservoir volume which can be calculated from analysis results of micro-seismic data. If there are no bottomhole pressure data or micro-seismic data, an empirical decline curve method can be used to forecast production performance. If production period is relatively short, an accuracy of production data analysis could be improved by analyzing except the early production data, if it is necessary, after evaluating appropriation with near well data. Also, because over- or under-estimation for stimulated reservoir volume could take place according to analysis method or analyzer's own mind, it is necessary to recalculate it with fracture modeling, reservoir simulation and rate transient analysis, if it is necessary, after adequacy evaluation for fracture stage, injection volume of fracture fluid and productivity of producers.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.118-118
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• 2012

수자원의 효율적 이용 및 관리는 심화되고 있는 기후변화에 선제적으로 대응하고 발생가능한 물위기에 대비하기 위한 필수조건이다. 그 중 가장 핵심이 되는 요소는 댐에 저수된 물을 효과적으로 이용하는 것, 즉 댐 건설목적에 따라 시간 및 공간별로 적절하게 할당시키는 것이라고 할 수 있다(Kim, 1998). 그러나 단일 댐의 운영과는 달리 수계내 댐군의 연계 운영은 매우 복잡하고 어려운 문제이다. 연계된 댐들간 저수 상황을 고려하여 유역내 시 공간적인 용수 수요의 지속적인 충족을 위하여 유입량 예측의 정확성을 높이도록 하고, 상류 댐에 최대한 저류하도록 하며, 여수로 방류 같은 불필요한 방류를 최소화 하고, 서로 상충되는 목표를 갖고 있지만, 홍수용량 및 발전수위를 최대로 확보하도록 하여야 한다. 이처럼 댐 운영을 위한 실제 상황은 단일 목적에 의한 최적화와는 달리 여러 상충되는 목적 및 구성 요소들간의 타협, 조정을 필요로 한다. 댐군의 연계운영 문제는 1960년대 초부터 현재까지 활발히 연구가 진행되어 온 분야 중 하나이나 문제의 복잡성과 어려움으로 인해 아직까지도 최선의 방안을 제시하기 어려운 문제이다(ReVelle, 2000). 이를 위한 방법은 시뮬레이션 모형 활용기법과 최적화 모형 활용기법으로 대별할 수 있으며 각 방법의 서로 다른 구조적 특성과 장단점으로 인하여 이원화된 체계로 사용되는 것이 현재의 국내 실정이다. 대부분의 실무에서는 이해도도 쉽고, 비교적 결과를 빨리 도출할 수 있는 시뮬레이션 기반의 모형을 활용하며 대표적으로 HEC-5, K-ModSim, HEC-ResSim 등이 활용되어왔다. 반면, 학계에서는 DP, MIP, SLP, SDP 등 최적화기법을 댐운영에 활용 할 것을 제안하고 있지만, 활용에 대한 거부감이 남아있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 시뮬레이션과 최적화기법의 원론적 비교를 통해 각 방법의 장단점과 한계점을 분석하고, 왜 이원화된 사용체계로 되었는지에 대한 고찰과 이에 대한 해결책으로 시뮬레이션모형의 장점과 최적화기법의 장점을 결합한 모형을 제안한다. 국내에는 Kim and Park(1998)이 시뮬레이션 기반의 최적화 모형 CoMOM(Coordinated Multi-Reservoir Operating Model)을 개발하였으며, 이후 21C프론티어 연구사업(2001-2011)에서 모형의 보완수정 검증을 통해 실무 활용도를 높여 왔다. 본 연구를 통하여 거부감의 원천을 추적해 보고, 타당한 이유가 있는지 대한 것을 심층 분석해보고, CoMOM모형과 시뮬레이션 모형, 다른 최적화 기법들과의 원론적 비교를 통해 각 방법들의 효율적인 활용방안과 최적화모형의 구체적인 활용방안을 제시하고자 한다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.42 no.2
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• pp.161-171
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• 2009

A 'continuous removal of organic matters (CROM) system' using a native freshwater bivalve in Korea Anodonta woordiana, was developed to determine its potential of controlling various sestons in eutrophic lake system, and to evaluate its effect on water quality improvement under consideration of sediment addition as habitat. We designed CROM experiments with four treatments: no mussels and no sediment (W, negative control), no mussels and sediment (WS, positive control), mussels and no sediment (WM), and mussels and sediment (WMS). The experiments were performed at the condition of 18${\sim}$25 L $h^{-1}$ of inflow, mussel density of 486.1 indiv. $m^{-2}$, and temperatures between 15 and $22^{\circ}C$ for 13 consecutive days. Physicochemical and biological parameters were measured at daily (10:00 am) intervals after the mussel addition. Results indicated that mussel stockings without addition of sediment effectively removed sestons (suspended solids and chlorophyll-a) at nearly same level over 80 percentage of the control during the study, while there were no differences in removal activities of sestons between with and without sediment (P>0.5). Therefore, it clearly suggests that CROM system using A. woordiana has a strong potential to control the seston in surface water of eutrophic lake.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.281-281
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• 2016

기후변화로 인한 기상학적 자연재해로부터 대비하고 안정적인 용수공급을 위해 유역의 다양한 수문 요소들에 대한 분석 필요성이 증가하고 있다. 계절적 강수량의 편차가 큰 우리나라는 유역 통합 물관리가 중요하며, 효율적 수자원 관리와 물안보 확보를 위해 유역내 물순환을 이해하는 것이 중요하다. 유역의 유출을 결정하는 요소들에는 강우, 증발산량, 토양 수분 및 지하수 등이 있으며, 시간적으로는 홍수와 같이 단기에 발생하는 유출과 장기적으로 발생하는 유출이 있다. 장기 유출은 단기 유출에 비해 토양내 수분량이 무시할 수 없을 정도로 영향을 미치게 되므로, 1년 이상의 장기 유출 해석을 위해서는 강우가 발생하지 않는 기간 동안의 토양 수분량 변화와 증발산 영향을 고려할 필요가 있다. K-water에서 자체 개발된 분포형 장단기유출 모델인 K-DRUM은 유역을 격자(grid)단위로 구분하고 각 셀들에 대한 매개변수는 흐름방향도, 표고분포도, 토지이용도, 토지피복도 등을 GIS처리하여 일괄 입력할 수 있도록 함으로써 매개변수 산정과정에서 문제가 되는 경험적인 요인을 제거하였다. 흐름의 구분은 얕은면 흐름, 지표하 흐름, 지하수 흐름으로 구분하여 운동파법과 선형저류법을 적용하였다. 또한 초기 토양함수 자동보정기법으로 실제의 기저유출량을 재현하여 전체적인 유출모의 정확도를 높였으며, FAO-56 Penman-Monteith법을 적용한 증발산량 산정모듈과 Sugawara et al.(1984)이 제안한 개념적 융설 및 적설모듈을 추가하였다. K-DRUM모형을 이용한 유출분석은 용담댐 시험유역을 대상으로 2013년도 1년간의 유출모의를 수행하였다. 입력자료는 용담댐 유역의 지형, 토양 및 토지특성 정보와 시단위 강우 및 기상정보(온도, 바람, 일사 등)를 활용하였다. 분석 결과, 총 관측유출량은 7,151 ㎥/s이고 총 계산유출량 $8,257m^3/s$이며, 관측유출량 대비 계산유출량은 약 115% 정도로 나타났다. 연간 총 강우량은 1303.5 mm로 유역면적 약 $930km^2$을 적용하여 유역 총 강우량을 산정하면 $14,030m^3/s$로서 관측유출량은 유역 총 강우량 대비 51%이고 계산유출량은 59% 정도로 나타났다. 즉 유역 유출율은 약 51% 수준으로 보통의 유역과 유사한 수준이다. 관측된 토양수분량과 K-DRUM 모형의 계산된 토양수분량을 비교하기 위하여 관측 토양수분량의 비율을 이용하여 비교하였다. 모의결과 토양수분은 강우에 의해 변화하며, 관측결과와 유사한 형태로 나타남을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.577-577
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• 2016

기후변화는 전 지구적 현상으로 이로 인한 홍수피해는 심화되고 있다. 기후변화 정부간 협의체 5차 보고서(IPCC, 2014)에 의하면 1980년대 이전 세계 평균 홍수피해액은 70억 달러 수준이었으나 2011년에는 240억 달러로 크게 증가한 것으로 나타났다. 2013년 필리핀에 태풍 '하이옌' 내습으로 인해 6,200여명이 사망하고, 2천여명이 실종되는 피해가 발생하였다. 국내의 경우 2014년 8월 경남 부산지역에는 시간당 130mm가 넘는 국지성 호우에 따라 차량 4,000여대가 침수, 5명 사망 등 약 125억원의 재산피해가 발생한 바 있다. 국회예산정책처(2012)와 소방방재청(2014)에 따르면, 자연재해 중 집중호우 및 태풍에 의한 호우피해가 85%를 차지하였으며, 전국 하천 피해액의 98.7%가 지방 및 소하천에서 발생하고 있다. 이에 따라 중소하천과 같이 소외된 지역의 물복지 향상을 위해서는 홍수재해 상황에 대하여 선제적 효과적 대응을 위한 과학적 체계적인 홍수통합관리 체계의 구축이 요구되고 있다. 특히 홍수관련 유관기관 자료를 연계한 실시간 상 하류 수문상황 모니터링, 홍수분석 및 하천수위별 대응기준 수립, 배수펌프장 등 수리시설원격 제어 등을 포함하는 홍수 통합관리체계 구축과 같은 비구조적 대책의 수립이 제방정비, 저류조 등 구조적 대책과 병행하여 반드시 추진되어야 한다. 이에 K-water는 ICT기반의 물관리기술력과 경험을 활용하여, 인력 기술력 예산 부족 등 열악한 재난관리 여건으로 어려움을 겪고 있는 지자체와 협업을 통해 홍수통합관리체계 구축을 지원하고 있다. 홍수통합관리체계 구축은 지자체 상 하류의 다양한 재난정보를 수집 통합하고, 수집된 정보를 활용한 홍수분석 및 홍수 대응기준 수립을 통해 예방적 재난대응 체계를 마련하는 것으로, K-water는 지난 2010년 남원시를 시작으로 무주군, 군산시, 진안군 등 21개 지자체의 홍수재해 통합관리체계 구축을 지원하고 있다. 특히 남원시의 경우 본 사업을 통한 시스템 구축후 홍수피해액이 50% 감소한 것으로 확인되는 등 재난관련 골든타임을 확보하고 홍수피해 최소화를 위한 홍수재해 통합관리 체계 구축은 이제 선택이 아닌 필수라 할 수 있다. K-water는 물관리 전문 공기업으로써의 역할을 다하고, 예방 중심의 재난관리 체계 마련을 위해 '지자체 맞춤형 홍수통합관리체계' 구축 지원을 지속적으로 확대해나갈 예정이다.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.49 no.2
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• pp.113-127
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• 2021

Although planning techniques linking parks, green areas, and waterways have become common, there are frequent disruptions in the operation and management of landscape-use artificial channels (LuAC). Therefore, this study examined a design to promote the sustainable management and operation of a LuAC using rainwater for the streamlets of the Jeonju-Wanju Innovative City. In order to accomplish the purpose of this study, scenarios were set up by dividing the design into waterhead and waterway portions. First, the scenario regarding the waterhead was analyzed to calculate the water supply and storage required for the waterway and waterhead. The analysis showed that the waterway requires a water supply of 676.8 tons/months, 3,018 tons to 5,512 tons of storage space, and a water depth of 0.75 m to 1.37 m considering the ecological and landscape aspects. The second scenario is to select an effective system of facilities for the operation and management of the LuAC. To accomplish this, a single-circulation system (SCS), which transports water to a highland location was compared to a multi-circulation system (MCS), which supplied water separately to each water space and operated independently. The results showed that the MCS, which was operated independently by small power units, was more effective owing to the vast difference in water supply operation times.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.9
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• pp.615-626
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• 2019

Soil moisture and runoff have very close relationship. Especially the water retention capacity and drainage characteristics of the soil are determined by various factors of the soil. In this study, a total of 40 rainfall events were identified from the entire rainfall events of Sulma basin in 2016 and 2017. For each selected events, the constant-K method was used to separate direct runoff and baseflow from total flow and calculate the runoff coefficient which shows positive exponential curve with Antecedent Soil Moisture (ASM). In addition to that, the threshold of soil moisture was determined at the point where the runoff coefficient starts increasing dramatically. The threshold of soil moisture shows great correlation with runoff and depth to water table. It was founded that not only ASM but also various factors, such as Initial Soil Moisture (ISM), storage capacity of soil and precipitation, affect the results of runoff response. Furthermore, wet condition and dry condition are separated by ASM threshold and the start and peak response are analyzed. And the results show that the response under wet condition occurred more quickly than that of dry condition. In most events occurred in dry condition, factors reached peak in order of soil moisture, depth to water table and runoff. However, in wet condition, they reached peak in order of depth to water table, runoff and soil moisture. These results will help identify the interaction among factors which affect the runoff, and it will help establish the relationship between various soil conditions and runoff.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.14 no.1
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• pp.61-72
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• 2021

There is an increasing need for water supply plan using sustainable groundwater to resolve water shortage problem caused by drought due to climate change and artificial aquifer recharge has recently emerged as an alternative. This study deals with recharge potential assessment for artificial recharge system and quantitative assessment for securing stable water and efficient agricultural water supply adapt to drought finding optimal operating condition by numerical modeling to reflect recharge scenarios considering climate condition, target water intake, injection rate, and injection duration. In order to assess recharge potential of injection well, numerical simulation was performed to predict groundwater level changes in injection and observation well respect to injection scenarios (Case 1~4) for a given total injection rate (10,000 m³). The results indicate that groundwater levels for each case are maintained for 25~42 days and optimal injection rate is 50 m³/day for Case 3 resulted in groundwater level rise less than 1 m below surface. The results also show that influential area of groundwater level rise due to injection was estimated at 113.5 m and groundwater storage and elapsed time were respectively increased by 6 times and 4 times after installation of low permeable barrier. The proposed assessment method can be contributed to sustainable agricultural water supply and stable water security for drought adaptation.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.32 no.4
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• pp.643-659
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• 2022

Geologic sequestration technologies such as CCS (carbon capture and storage), EGS (enhanced geothermal systems), and EOR (enhanced oil recovery) have been widely implemented in recent years, prompting evaluation of the mechanical stability of storage sites. As fluid injection can stimulate mechanical instability in storage layers by perturbing the stress state and pore pressure, poroelastic models considering various injection scenarios are required. In this study, we calculate the pore pressure, stress distribution, and vertical displacement along a surface using commercial finite element software (COMSOL); fault slips are subsequently simulated using PyLith, an open-source finite element software. The displacement fields, are obtained from PyLith is transferred back to COMSOL to determine changes in coseismic stresses and surface displacements. Our sequential use of COMSOL-PyLith-COMSOL for poroelastic modeling of fluid-injection and induced-earthquakes reveals large variations of pore pressure, vertical displacement, and Coulomb failure stress change during injection periods. On the other hand, the residual stress diffuses into the remote field after injection stops. This flow pattern suggests the necessity of numerical modeling and long-term monitoring, even after injection has stopped. We found that the time at which the Coulomb failure stress reaches the critical point greatly varies with the hydraulic and poroelastic properties (e.g., permeability and Biot-Willis coefficient) of the fault and injection layer. We suggest that an understanding of the detailed physical properties of the surrounding layer is important in selecting the injection site. Our numerical results showing the surface displacement and deviatoric stress distribution with different amounts of fault slip highlight the need to test more variable fault slip scenarios.