• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.25 no.11
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• pp.33-43
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• 2024

In this study, data from the Gwangyang Automated Synoptic Observing System (ASOS) meteorological observatory were utilized for drought assessment. Drought occurrence days were evaluated using the Precipitation-based Standardized Precipitation Index (SPI) and two types of Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) (SPEI_Thornthwaite and SPEI_Penman-Monteith), considering precipitation and evapotranspiration. The SPI and SPEIs yielded generally similar quantitative results for drought occurrence days. However, the SPEI_Penman-Monteith, which uses the physically-based Penman-Monteith method for evapotranspiration estimation, showed a higher number of drought days compared to the SPI_Thornthwaite. The amount of evapotranspiration by the Penman-Monteith method had high seasonal variability and high moisture loss, while the amount of evapotranspiration by the Thornthwaite method had low variability and low moisture loss. Consequently, the SPEI_Thornthwaite had a higher correlation with the SPI compared to the SPEI_Penman-Monteith. Since the SPEI_Penman-Monteith index can more accurately calculate the amount of water loss caused by the hydrological circulation, more reasonable results are derived in calculating the number of drought occurrence days. However, due to the lack of sufficient high-quality meteorological data at ASOS observatories, the Penman-Monteith method may be difficult to apply. In such cases, the SPEI_Thornthwaite, estimating evapotranspiration based solely on monthly average temperature, can be used as an alternative.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.36-36
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• 2019

강원도 설악산 국립공원에는 국내 최장의 토왕성 폭포가 있다. 유역면적이 $0.54km^2$에 불과하여 평소에는 폭포의 물줄기를 볼 수 없지만, 비 온 뒤에는 며칠간 하얀 물줄기의 장관을 연출한다. 본 연구에서는 물리적 기반의 수문모형인 CAT3.0을 이용하여 강우시 토왕성 폭포의 유출량을 분석하고 강우량에 따른 유출지속기간을 산정하여 강우의 누적량 및 지속기간에 따른 폭포의 물줄기를 볼 수 있는 기간을 추정하고자 하였다. CAT 3.0은 다양한 침투방정식중에 Rainfall Excess, Horton Eq., Green-Ampt. Eq.을 이용하여 강우시 토양특성(토양깊이, 투수계수)과 잠재증발산량과 토양수분량에 의한 실제증발산량을 산정하고 유출량을 계산하는 수문모형이다. 토왕성 폭포의 유출 특성을 분석하기 위하여 속초지점의 19년간(2010~2018) 관측자료를 이용하였으며, 토양의 깊이는 10 cm, 30 cm를 가정하여 비교하였다. 유출해석을 위하여 일단위 자료를 사용하였으며, 강우지속일수 및 누가강우량에 따른 유출을 산정하고 폭포의 물줄기가 확연히 보일 수 있는 한계유출량을 추정하였다. 폭포로부터의 유출량을 측정하는 관측지점이 없으므로, 폭포의 물줄기를 볼 수 있는 기간은 방송사 뉴스, 신문기사, SNS 등의 다양한 정보원으로부터 유추해석하였다. 이러한 분석결과로부터 강우에 의한 토왕성 폭포의 물줄기를 볼 수 있는 기간을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.194-194
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• 2019

유역의 물안정성은 공공의 건강, 식량안전과 생태계 보호과 밀접한 연관이 있기에 그에 대한 관심사가 커지고 있다. 본 연구에서는 청색물발자국와 녹색물발자국 개념을 도입하여 물부족과 취약성을 지표로 한 한강의 물안정성을 평가하였다. SWAT모형을 적용하여 청색물 흐름, 녹색물 흐름, 녹색물 저류량을 계산하였다. 청색물은 유역의 물생성량와 지하수 저류량의 합으로 계산되고 녹색물은 실제 증발산량과 토양 수분 함유량의 합으로 계산되는데, 이러한 수문성분들은 SWAT 모형의 결과에서 얻을 수 있다. SWAT 모형은 SUFI-2 최적화 알고리즘을 이용하여 1990-2013년의 관측데이터에 대하여 보정 및 검증을 하였다. 계산결과 청색물의 시간적 분포는 강우패턴의 영향을 받고, 실제 증발산량인 월 녹색물의 흐름은 뚜렷한 계절 패턴을 보여주는 것으로 나타났다. 유역의 물안정성은 생활, 농업과 산업활동 등 인간활동의 물수요와 필요한 환경유지유량을 고려하여 산정하였다. 본 연구에서는 한강유역의 물부족과 취약성에 대한 시간적 변동성을 보여줌으로써 물자원 상황에 대한 이해도를 향상시키고 물 스트레스 기간을 제시하여 물자원의 계획과 관리를 개선 하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.206-206
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• 2023

지구온난화로 인한 기후변화에 따라 평균강수량과 증발량이 증가하며 강우지역 집중화와 강우강도가 높아질 가능성이 크다. 우리나라의 경우 협소한 국토면적과 높은 인구밀도로 기후변동의 영향이 크기 때문에 한반도에 적합한 유역규모의 수자원 예측과 대응방안을 마련해야 한다. 이를 위한 수자원 관리를 위해서는 유역에서 강수량, 유출량, 증발량 등의 장기적인 자료가 필요하며 경험식, 물리적 강우-유출 모형 등이 사용되었고, 최근들어 연구의 확장성과 비 선형성 등을 고려하기 위해 딥러닝등 인공지능 기술들이 접목되고 있다. 본 연구에서는 ASOS(동해, 태백)와 AWS(삼척, 신기, 도계) 5곳의 관측소에서 2011년~2020년까지의 일 단위 기상관측자료를 수집하고 WAMIS에서 같은 기간의 오십천 하구 일 유출량 자료를 수집 후 5개 관측소를 기준으로Thiessen 면적비를 적용해 기상자료를 구축했으며 Angstrom & Hargreaves 공식으로 잠재증발산량 산정해 3개의 모델에 각각 기상자료(일 강수량, 최고기온, 최대 순간 풍속, 최저기온, 평균풍속, 평균기온), 일 강수량과 잠재증발산량, 일 강수량 - 잠재증발산량을 학습 후 관측 유출량과 비교결과 기상자료(일 강수량, 최고기온, 최대 순간 풍속, 최저기온, 평균풍속, 평균기온)로 학습한 모델성능이 가장 높아 최적 모델로 선정했으며 일, 월, 연 관측유출량 시계열과 비교했다. 또한 같은 학습자료를 사용해 다층 퍼셉트론(Multi Layer Perceptron, MLP) 앙상블 모델을 구축하여 수자원 분야에서의 인공지능 활용성을 평가했다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.127-131
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• 2005

NOAA/AVHRR 위성영상을 이용하여 기상학적 가뭄을 평가하고, SWSI (Surface Water Supply Index)를 보완한 MSWSI (Modified SWSI)를 이용하여 전국을 32개 유역으로 분할 및 적용하여 수문학적인 가뭄을 평가하고, 농업용 저수지의 유입량 및 저수량을 이용하여 용수구역 단위의 농업가뭄을 평가하였다. 기상학적 가뭄평가를 위해서 NOAA/AVHRR 위성영상으로부터 추출된 실제증발산량과 Hamon 방법에 의하여 산정된 잠재증발산량을 이용하여 기후학적 물수지 분석을 수행하고 가뭄파악을 위한 지표인 습윤지표 분포도를 작성하였다. 수문학적 가뭄평가를 위해서 강우량, 하천유량, 댐유입량, 지하수위 자료를 이용하여 1974년부터 2001년까지의 유역단위 MSWSI 값을 산정하였다. 농업 가뭄을 평가하기 위하여 안성시 고삼저수지의 저수량과 SLURP 모형을 이용하여 산정한 유입량으로서 안고용수구역에 대하여 농업 가뭄을 평가하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.6
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• pp.713-724
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• 2001

Hydrologists have tried to develop monthly runoff simulation models which are important factor in wafer resources planning. One of the models called Kajiyama formu]a is widely used for monthly runoff simulation in Korea. In recent work by Xiong and Guo (1999), they suggested Two-parameter monthly water balance model to simulate the runoff and showed that the model can be used for the water resources planning program and the climate impact studies. However, they estimated two parameters of transformation of time scale, c and of the field capacity, SC by the trial and error method. Therefore, the purpose of this study is to suggest the estimation methodologies of c and SC, and compare Kajiyama formula with a Two-parameter monthly water balance model to simulate the runoff in Han river and IHP representative basins in Korea. The c is estimated by using the relationship of actual and potential evaporations, and SC is estimated from association with CN. We show that the estimated c and SC can be used as the initial or optimal values in the model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1154-1158
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• 2010

최근 전 세계적으로 GIS (Geographic Information Science) 및 RS (Remote Sensing) 데이터 등 디지털정보의 구축이 급속도로 진행되고 있고, 이들의 발달로 유역에 대한 정확하고 상세한 각종 수문매개변수 수집이 가능하여 유역을 부분유역으로 분할한 기존의 집중형 수문모형보다 유역내의 공간적인 유량변동을 보다 상세하게 고려할 수 있는 격자기반의 분포형 수문모형의 활용도가 높아지고 있다. 유역의 수문특성 및 지형특성을 동일한 매개변수로 적용하기 때문에 유역의 공간적인 수문 및 지형특성을 표현하기 어려운 집중형 모형과 달리 강우-유출해석에 있어서 분포형 모형은 실제 복잡한 유역에서의 유출과정 또는 물질의 수문순환과정을 잘 이해할 수 있고, 어떤 유역의 토지이용형태의 변화가 초래하는 영향과 효과를 사전에 예측할 수 있으며, 신뢰성 있는 과거의 수문자료가 없거나 부족한 유역에서의 유출 계산이 용이하다. 따라서 본 연구에서는 Fortran 90을 개발언어로 사용하여 GIS Data와 위성영상을 활용해 유출량을 모의하는 분포형 물수지 유출 모형을 개발하여 금강 상류유역인 용담댐 유역($930km^2$)을 대항으로 2000~2008년의 일 유출량을 모의하였다. 모형은 크게 3개의 모듈(유출량, 증발산량, 토양수분) 형태로 구성되었으며, 유출량은 강우 전 토양의 저류능을 추적하여 산정하였다. 모형의 결과는 셀별 값을 가지는 분포형으로 출력되며, 유역의 평균 수문자료가 Text file로 출력된다. 민감도 분석을 통하여 최적의 유출 관련 매개 변수를 선정하고 하류의 댐 유입량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2001-2004) 및 검증(2005-2008)을 실시하였다. 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.78~0.93로 모의치가 실측치의 경향을 잘 표현하는 것으로 나타났다. 유출량 분포도는 강우량을 매우 잘 반영하였으며, 같은 강우조건하에서 토양의 배수조건에 따라 유출이 확연히 다르게 표현되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2002.10a
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• pp.168-169
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• 2002

본 연구에서는 Tank model의 이론과 구조를 설명하고, 형산강 수계의 강우-증발-유량관측자료를 사용하여 모형의 매개변수를 산정하고 이를 기준값으로 하여 각 매개변수들의 특성을 파악하고자 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석을 통해서 얻어진 Tank model 매개변수들의 특성은 앞으로 형산강에 대한 하천 유출량 산정시 도움을 줄 수 있을 것이다. 이상과 같이 검증되어진 Tank모델을 사용하여 1997년부터 2001년까지의 5년간의 강우량, 증발산량 자료를 바탕으로 형산강 일별 하천 유출량을 산정하고 계절별, 권역별 하천수의 유하 특성에 대해서 고찰하였다. (중략)

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.6
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• pp.569-583
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• 2013

This study is to evaluate the future climate change impact on hydrological components in the Seolmacheon ($8.54km^2$) mixed forest catchment located in the northwest of South Korea using SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model. To reduce the uncertainty, the model was spatially calibrated (2007~2008) and validated (2009~2010) using daily observed streamflow, evapotranspiration, and soil moisture data. Hydrological predicted values matched well with the observed values by showing coefficient of determination ($R^2$) from 0.74 to 0.91 for streamflow, from 0.56 to 0.71 for evapotranspiration, and from 0.45 to 0.71 for soil moisture. The HadGEM3-RA future weather data of Representative Concentration pathway (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios of the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) AR5 (Assessment Report 5) were adopted for future assessment after bias correction of ground measured data. The future changes in annual temperature and precipitation showed an upward tendency from $0.9^{\circ}C$ to $4.2^{\circ}C$ and from 7.9% to 20.4% respectively. The future streamflow showed an increase from 0.6% to 15.7%, but runoff ratio showed a decrease from 3.8% to 5.4%. The future predicted evapotranspiration about precipitation increased from 4.1% to 6.8%, and the future soil moisture decreased from 4.3% to 5.5%.

• Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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• 1999.10c
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• pp.123-129
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• 1999

Evapotranspiration is one of the important water budget components . An experiment was conducted to measure evapotranspiration. Three lysimeters were used to measure daily evapotranspiration. Lysimetrically measured values were compared with estimated values of various methods in REF-ET model , and then crop coefficient was computed.