• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.spc
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• pp.1127-1134
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• 2018

According to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), climate change increases the frequency of abnormal weather phenomenon. As the frequency of abnormal weather phenomenon increases, frequency of disasters related to water resources such as floods and droughts also increases. Drought is the main factor that directly affects water supply. Recently, the intensity of drought and the frequency of drought occurrence have increased in Korea. So, there is a need for water resource securing technology for stable water supply. Korean Water Plan mentioned that water reserves concept is necessary for stable water supply. Most multi-purpose reservoirs in Korea have emergency storage in addition to conservation storage used for water supply. However, there is no clear use standard for emergency storage. This study investigated the use of reservoir reserves for stable water supply. In order to consider the climate change impact, the AR5-based hydrological scenario was used as inflow data for the reservoir simulation model. Reservoir simulations were carried out in accordance with the utilization conditions of emergency storage and water supply adjustment standard. The optimal reserves for each multi-purpose reservoirs was estimated using simulation results.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.39 no.6
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• pp.725-733
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• 2019

Sand dams are structures that can be used as auxiliary water resources in case of drought as sand accumulates due to barriers crossing valley rivers and valley water is stored in the voids, increasing the water level. This structure, which is mainly used in arid regions such as Africa, has not been installed in Korea. In Korea, there are only a few cases where water is taken from debris barriers that prevent debris flow. The purpose of this study is to evaluate the effect of water supply when the sand dam is installed downstream of the existing intake barrier in Seosang-ri valley, Chuncheon. For this purpose, modeling was performed by linking the basin hydrologic model and reservoir routing model. Changes in the water level, storage and discharge in the sand dam reservoir according to the size and intake of the sand dam are presented on a case-by-case basis. As a result of application, it was found that the water supply capacity due to the sand dam installation was improved at 95% reliability. Especially, when the size is L × B × H_o = 25 m × 15 m × 1 m and the pumping rates from intake barrier and sand dam are (Q₁, Q₂) = (30, 20), (35, 15) ㎥/day, the efficiency was the best for water supply of 50 ㎥/day.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.1
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• pp.57-70
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• 2020

This study is to establish the situation of inter-basin transfer from Seomjin river basin to Yeongsan river basin using SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Firstly, the SWAT modeling was conducted for each river basin. After, the inter-basin transfer was established using SWAT reservoir operating parameters WURESN (Water Use Reservoir Withdrawn) and inlet function from Juam dam of Seomjin river basin to Gwangju stream of Yeongsan river basin respectively. Each river basin was calibrated and validated using 13 years (2005~2017) data of Seomjin- Juam dam reservoir storage (JAD), release, transfer and Yeongsan-Mareuk (MR) stream gauge station. The results of root mean square error RMSE, Nash-Sutcliffe efficiency NSE, and determination coefficient R² of JAD were 2.22 mm/day, 0.62 and 0.86 respectively. The RMSE, NSE, and R² of MR were 1.38 mm/day, 0.69 and 0.84 respectively. To evaluate the downstream effects by the transferred water, the water levels of 2 multi-function weirs (SCW, JSW) in Yeongsan river basin and the Gokseong (GS) and Gurye (GR) stream gauge stations in Seomjin river basin were also calibrated. The RMSE, NSE, and R² of SCW, JSW, GS and GR were 1.49~2.49 mm/day, 0.45~0.76, 0.81~0.90 respectively.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.12
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• pp.1259-1273
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• 2012

In this study, a watershed-based surface water and groundwater integrated model, SWAT-MODFLOW was used to quantify the stream flow depletion due to groundwater pumping for the Sinduncheon watershed. Complex water use conditions such as water taken from a stream, sewage disposal release, irrigation from agricultural reservoir, groundwater pumping were considered for simulations. In particular, the model was revised to reflect the effects of reservoir operation and return flow from the used groundwater on streamflow variation. The simulated results showed that the groundwater pumping at current status has induced the decrease of more than 10% in annual average streamflow and 40% in drought flow at the outlet of the Sinduncheon watershed, The simulated results also revealed that the vast water withdrawals at green house areas during winter season have dramatically changed streamflow from April to June. The streamflow depletion was mainly attributed to pumping wells located within the distance of 300 m from the stream for Sinduncheon watershed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.33-33
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• 2018

농업이 기간산업이었던 고대사회에서 수리시설(水利施設)의 축조는 농업의 성패를 가늠하는 중요한 요소로 정치 경제 사회 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치는 국가적인 대규모 사업이었다. 이에 따라 수리시설의 축조 시기와 배경, 축조 기술과 운영, 구조, 몽리(蒙利) 효과 및 보수(補修)와 수축(修築) 등에 대한 연구는 우리의 농경(農耕)문화사를 밝히는데 중요한 관건이 된다. 관개(灌漑) 수리시설의 축조와 정비는 수전(水田) 개발과 밀접한 연관이 있다. 제방(堤防)을 축조함으로써 주변의 수전 개발을 촉진하고, 가뭄과 홍수로부터 안전하게 전답을 유지할 수 있어 수확량을 높이게 된다. 농업생산력의 향상은 대내적 체제 정비는 물론 치열한 국가 간의 경쟁에서 우위를 점하는데 필요한 경제적 배경이 된다. 이처럼 고대수리시설은 개인과 집단 나아가 국가의 생존을 뒷받침하는 근본이었지만, 과연 우리는 그 역사성과 의미에 대해 제대로 평가를 했던 것일까? 또한, 고대수리시설의 관개 및 치수(治水) 능력은 구체적으로 어느 정도였으며 근대에 비하면 어느 정도였을까? 일부 수리시설에 대해 관개면적을 추정한 경우는 있으나, 그 예도 많지 않을뿐더러 시기적인 변천 양상을 제대로 반영하고 있지 못하는 것이 현실이다. 본 연구는 고대로부터 원형을 비교적 잘 간직하고 있는 수리시설 중 경북(慶北) 영천(永川)의 청제(菁堤)를 대상으로 고고학적 역사학적 입장에서 보다는 수문학적(水文學的) 농업수리학적(農業水利學的) 관점에서 저수량(貯水量) 및 관개(灌漑) 면적에 따른 농업생산력을 살펴보았다. 지형 및 GIS (Geographic Information System) 정보를 이용하여 저수지의 규모 및 관개 면적을 추정하였으며 수문학적 해석 모형(模型)인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)(김현준 등, 2012)을 이용하여 저수량 및 관개 가능량을 분석하였다. CAT은 공간 단위별로 침투(浸透), 증발(蒸發), 지하수(地下水)흐름 등의 모의(模擬)가 가능하도록 개발된 모형이다. 특히, 농업용 저수지 및 홍수방재용(洪水防災用) 저류(貯留)시설 등의 저류량(貯留量) 및 방류(放流量)에 대한 모의가 가능하다(장철희 등, 2012). 고대수리시설의 저수량 및 관개 면적에 따른 농업생산력을 공학적 수문학적으로 해석하는 연구는 과거물 관리 및 생산력의 실태를 좀 더 자세히 파악할 수 있는 토대가 될 것이며, 역사학적 자료와의 비교 분석을 통해 우리나라 고대수리시설의 역사성 및 우수성을 찾을 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.376-376
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• 2019

최근 수공시설물의 설계규모를 넘어서는 극한 강우사상이 발생하여 치수 목적의 수리구조물이 파괴되는 등 사회경제적으로 많은 홍수피해가 발생하고 있다. 전 세계적으로도 지구온난화, 엘리뇨, 라니냐 등 지구 환경변화에 따른 기상이변의 영향으로 홍수 발생강도(magnitude), 빈도(frequency), 피해규모 등의 측면에서 지속적으로 증가 추세를 보이고 있다(2011년 태국 대홍수, 2013년 태풍 하이옌). 극한홍수에 대한 명확한 개념정립이 부재한 상황으로 극한홍수 개념을 보다 체계적으로 정립하고 이를 바탕으로 아시아-태평양지역 태풍위원회 회원국의 실제 현업에서 홍수관리 및 치수정책 수립시 활용 가능한 극한홍수예보시스템을 구축하였다. 극한홍수정의를 수문학적 측면과 사회-경제적 측면을 고려한 정의, 일반적 정의로 구분하여 다음과 같이 정리하였다. (1) 기존에 자주 발생하지 않던 홍수로 홍수량적으로, 침수시간적으로 지금까지는 경험하지 못한 홍수이며, 수문학적으로 500년 빈도 홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (2) 사회-경제적 측면을 고려한 설계홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (3) 홍수량 및 홍수지속기간 측면에서 자주 경험하지 못했던 홍수로 치명적인 인명, 재산피해를 야기한 홍수량을 말한다. 정의된 극한홍수 대응을 위한 극한홍수예보시스템은 가장 단순한 수위법(Stage Method)부터 집중형 수문모형을 이용하는 LEVEL2, 레이더강우자료를 활용하여 홍수예보를 구축한 LEVEL3, 댐, 저수지 등의 극한상황을 가정하여 극한상황에 대한 수문학적 분석과 Emergency Action Plan (EAP) 수립까지 수행 가능한 LEVEL4 단계로 구성되었다. 본 연구는 극한홍수에 대한 보다 체계적인 개념 정립을 시도하였으며 이를 바탕으로 가용데이터와 시스템 운영 측면에서의 실무역량 등을 고려하여 단계적으로 활용 가능한 총 4단계 구성의 극한홍수예보시스템을 설계, 개발하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.1
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• pp.760-767
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• 2020

Sustainable growth of hydroelectric power plants is expected in consideration of climate change and energy security. However, hydroelectric power plants always have a risk of water hammer damage, and safety assurance is very important. The water hammer phenomenon commonly occurs during operations such as rapid opening and closing of the valves and pump/turbine shutdown in pipe systems, which is more common in cases of emergency shutdown. In this study, a computational numerical model was developed using the MOC-FDM scheme to reflect the mechanism of water hammer occurrence. The proposed model was implemented in boundary conditions such as reservoir, pipeline, valve, and pump/turbine conditions and then applied to simulate hypothetical case studies. The analysis results of the model were verified using the analysis results at the main points of the pipe systems. The model produced reasonably good performance and was validated by comparison with the results of the SIMSEN package model. The model could be used as an efficient tool for the safety assessment of hydroelectric power plants based on accurate prediction of transient behavior in the operation of hydropower facilities.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.1
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• pp.45-55
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• 2015

In this study, when seawall or harbor gate is installed for coastal disaster prevention, a two-dimensional water analysis in the bay is carried out to consider the flood amount of river inflow and effect of harbor gate. The Yeongsan river and the port Mokpo area are selcected for the study region. Then, by analyzing the hydraulic characteristics of flood flow of the Yeongsan river, we analysed the compatibility of the results in the two-dimensional hydrodynamic model. A tw-odimensional water analysis were conducted for the four cases considering whether a harbor gate is installed or not, and whether the inland water boundary condition is considered or not, also with open sea boundary condition. The results of the two-dimensional water analysis shows that water level change near the port Mokpo area is mainly caused by the discharge of the estuary barrage of the Yeongsan river because the harbor gate was installed. In addition, it is revealed that the volume of reservoir created by the harbor gate and the estuary barrage is too much small compared to the volume of the discharge from the Yeongsan river. Therefore, when the harbor gate is installed in the open sea, we concluded that a flexible management between the harbor gate and the estuary barrage of the Yeongsan river is required. A initial water level of the bay and outflow from the harbor gate are proposed for disaster prevention in the coastal area of port Mokpo.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.371-371
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• 2019

우리나라는 홍수기(6~9월)에 집중되는 기상패턴과 하천 중하류부에 발달된 도시의 개발특성으로 인하여 가장 중요한 자연재해 중 하나로 홍수 및 도시침수가 거론되고 있다. 과거 집중호우로 침수 피해가 발생한 사례를 살펴보면, 피해가 발생하는 지역은 지방하천 및 소하천을 중심으로 형성된 도시지역이다. 중앙 지방 정부는 수차례 침수 피해를 겪으며 사후관리가 아닌 재난예방 및 사전관리 등의 방안 마련을 강조하고 있다. 하지만 기후변화에 의한 기상의 불확실성으로 치수 중심의 물관리 및 중 소하천의 하천 특성으로 여전히 홍수 발생에 대비할 수 있는 골든타임 확보 등에 어려움을 겪고 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 사전 예방적 차원에서의 홍수대응 방안으로 중 소하천을 담당하는 지자체 중심의 홍수피해 저감 방안이 필요하다. 본 연구에서는 A 지자체를 대상으로 모니터링 대상 경계를 설정하여 우량 알람 기준을 예비알람, 주요 관측지점에 대해 강우에 따른 수위 상승 정도를 홍수대응 기준인 직접알람과 연계함으로써 예방적 재난대응 체계를 구축하였다. 모니터링 대상 지역은 해당 지자체를 포함하면서 유역 개념을 적용하여 만경강유역 전체로 설정하였다. 만경강 유역 내 유관기관(지자체, 환경부, K-water, 기상청 등)이 관할하는 우량국(41개소) 및 수위국(28개소), 저수용량이 30만톤 이상이 되는 농어촌공사 저수지(7개소)를 고려하여 홍수분석 모형(COSFIM)을 구축하였다. 해당 모형은 2018년 8월 호우사상에 대해 주요 수위관측 지점에서 $R^2$가 0.8 이상의 우수한 검증 결과를 보였다. 구축된 모형을 통해 예상강우량별 하천 내 수위지점별 최고수위, 최대유량, 도달시간 등 예상 조견표를 제시하여 호우 발생시 지자체 담당자가 참고할 수 있도록 제시하였다. 또한 수위지점별 홍수대응 기준은 평시, 관심, 주의, 경계, 심각 단계로 구분하여 담당자가 수위별 위험 정도를 인지할 수 있도록 지점별 도달되는 수위의 위험 정보를 알람기준으로 제시하였다. 홍수분석 모형은 상류에 위치한 주요시설물의 운영현황을 연계하고 있어 실제 강우 발생 시 기상예보를 고려하여 하천 내 수위관측 지점별 수위 상승 정도를 예상함으로써 사전에 홍수에 대비할 수 있는 단계별 시간 확보에 활용 가능하다. 향후 홍수대응기준은 하천 환경 변화를 반영하여 지속적인 보완이 필요하며 유관기관과의 수문자료 공유체계 확대로 예방적 차원의 홍수 대응 체계가 구축되어야 할 것이다.

• 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.