• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.261-261
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• 2020

물관리의 기본이 되는 연속적인 유량 자료 확보를 위해서는 정확도 높은 수위-유량 관계 곡선식 개발이 필수적이다. 수위-유량 관계곡선식은 모든 수문시설 설계의 기초가 되며 홍수, 가뭄 등 물재해 대응을 위해서도 중요한 의미를 가지고 있다. 그러나 일반적으로 유량 측정은 많은 비용과 시간이 들고, 식생성장, 단면변화 등의 통제특성(control)이 변함에 따라 구간분리, 기간분리와 같은 비선형적인 양상이 나타나 자료 해석에 어려움이 존재한다. 특히, 국내 하천의 경우 자연적 및 인위적인 환경 변화가 다양하여 지점 및 기간에 따라 세밀한 분석이 요구된다. 머신러닝(Machine Learning)이란 데이터를 통해 컴퓨터가 스스로 학습하여 모델을 구축하고 성능을 향상시키는 일련의 과정을 뜻한다. 기존의 수위-유량 관계곡선식은 개발자의 판단에 의해 데이터의 종류와 기간 등을 설정하여 회귀식의 파라미터를 산출한다면, 머신러닝은 유효한 전체 데이터를 이용해 스스로 학습하여 자료 간 상관성을 찾아내 모델을 구축하고 성능을 지속적으로 향상 시킬 수 있다. 머신러닝은 충분한 수문자료가 확보되었다는 전제 하에 복잡하고 가변적인 수자원 환경을 반영하여 유량 추정의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 본 연구는 머신러닝의 대표적인 알고리즘들을 활용하여 유량을 추정하는 모델을 구축하고 성능을 비교·분석하였다. 대상지역은 안정적인 수량을 확보하고 있는 한강수계의 거운교 지점이며, 사용자료는 2010~2018년의 시간, 수위, 유량, 수면폭 등 이다. 프로그램은 파이썬을 기반으로 한 머신러닝 라이브러리인 사이킷런(sklearn)을 사용하였고 알고리즘은 랜덤포레스트 회귀, 의사결정트리, KNN(K-Nearest Neighbor), rgboost을 적용하였다. 학습(train) 데이터는 입력자료 종류별로 조합하여 6개의 세트로 구분하여 모델을 구축하였고, 이를 적용해 검증(test) 데이터를 RMSE(Roog Mean Square Error)로 평가하였다. 그 결과 모델 및 입력 자료의 조합에 따라 3.67~171.46로 다소 넓은 범위의 값이 도출되었다. 그 중 가장 우수한 유형은 수위, 연도, 수면폭 3개의 입력자료를 조합하여 랜덤포레스트 회귀 모델에 적용한 경우이다. 비교를 위해 동일한 검증 데이터를 한국수문조사연보(2018년) 내거운교 지점의 수위별 수위-유량 곡선식을 이용해 유량을 추정한 결과 RMSE가 3.76이 산출되어, 머신러닝이 세분화된 수위-유량 곡선식과 비슷한 수준까지 성능을 내는 것으로 확인되었다. 본 연구는 양질의 유량자료 생산을 위해 기 구축된 수문자료를 기반으로 머신러닝 기법의 적용 가능성을 검토한 기초 연구로써, 국내 효율적인 수문자료 측정 및 수위-유량 곡선 산출에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 향후 수자원 환경 및 통제특성에 영향을 미치는 다양한 영향변수를 파악하기 위해 기상자료, 취수량 등의 입력 자료를 적용할 필요가 있으며, 머신러닝 내 비지도학습인 딥러닝과 같은 보다 정교한 모델에 대한 추가적인 연구도 수행되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.497-497
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• 2016

페루의 Rimac강은 수도인 Rima시를 관통하는 강으로 각종 용수공급 등의 기능을 담당하는 중요한 강이지만 광산, 공장 및 도시 등 점?비점오염원으로 인해 오염이 심각해지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Rimac강의 하천복원을 위하여 3단계 수질개선 목표를 설정하고 각 단계별 BOD, TP 및 중금속(Al, As, Cd, Fe) 예측을 수행함으로써 목표달성 가능 평가를 수행하였다. Rimac강 지류인 Rio Santa Eulalia 하천 유입후부터 하구까지 총 57 km를 대상으로 4개의 대구간(Reach), 57개의 소구간(Element)으로 구분하여 QUAL2E 모델을 구축하였다. 2013년을 대상으로 저유량시기(건기)인 12월과 고유량시기(우기)인 1월을 대상으로 BOD, TP, Al, As, Cd, Fe의 모델 재현성을 검토한 결과, Rimac강 하류의 Huaycoloro강 유입이후 BOD, TP가 증가하는 현상을 적절히 재현하는 것으로 나타났다. 중금속은 Romac강 상류와 하류 Huaycoloro강 유입 수질 농도차이가 크지 않아 거리별로 일정한 농도를 나타내는 것으로 모의되었으나 실측정값은 하구로 갈수록 낮아지는 경향이 다소 나타났지만 대체적으로 실측값의 경향을 따르는 것으로 모의되었다. 수질개선 시나리오는 1단계(2016-2018년), 2단계(2019-2021년) 및 최종 3단계(2022-2024년)로 구분하여 저유량시기와 고유량시기의 수질개선 대책에 따른 수질변화를 예측하여 Rimac강 하류의 대표 지점인 La Atargea 취수장 지점에서 목표수질 달성여부를 평가하였다. 저유량시기의 경우, BOD는 1단계 이후 5.9 mg/L에서 목표수질 5.0 mg/L 이하로 농도가 감소되었으며 최종 3단계에 2.2 mg/L로 63.3% 개선하는 것으로 예측되었다. TP는 1단계 25.8% 개선, 3단계는 51.6% 개선되어 목표수질인 0.15 mg/L를 만족하는 것으로 예측되었다. 중금속의 경우 Cd는 당초 수질목표를 만족시키는 상황이었으며 그 외 항목은 Al>As>Fe 순으로 개선효과가 나타났고, 3단계 이후 모두 목표수질을 달성할 것으로 예측되었다. 고유량시기 수질예측 결과, 1단계 BOD, TP는 약 49, 19% 저감효과가 나타났으며 3단계 이후 57, 25%까지 개선되는 것으로 예측되어 목표수질을 만족시키는 것으로 분석되었다. 중금속은 Al이 가장 큰 개선 효과가 나타났으며 3단계에서 77.5%의 개선 효과가 분석되었다. 페루 리막강 유역 수질개선 대책 수립에 따른 수질개선효과 분석 결과, 3단계까지 모든 수질항목의 목표수질 달성이 가능한 것으로 분석되었으나 TP, Al 및 As의 경우에 2단계까지 목표수질 달성이 어려워 더욱 체계적인 관리가 필요할 것으로 판단되었다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.28 no.1
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• pp.101-115
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• 2018

This study was carried out to evaluate the effects of various filter conditions on unconfined aquifer (alluvial aquifer). We made model test device which has filter layer, pumping well and observation well which consist of sand layer and gravel layer to test. Step drawdown test and long term pumping tests were carried out using the device. The permeability characteristics of each test group were confirmed and the optimal yield was calculated. As a result of comparing the optimal yield of double filter and single filter in sand, dual-filter SD-300 was valued at 216.8 % higher final optimal yield than single-filter SS-300. Comparing the dual filter SD-300 and the single filter SS-100 with a thin filter layer, dual-filter SD-300 was valued at 709.2% higher final optimal yield than single-filter SS-300. As a result of analysis of optimal yield change over time, It was confirmed that the ratio of optimal yield of single filter and dual filter increase over time. In order to evaluate the long-term change in water intake efficiency, we considered the point at which the initial optimal yield was reduced by 50%. The dual filter SD-300 is about 351.1% higher than SS-300, which is the same thickness filter, and about 579.0% higher than SS-100. From these results, Assuming that the point at which the initial quantity of water intake is reduced to 50% is the well life, double filters are expected to increase their lifespan by about 3.5 times over single filters of the same thickness and by about 5.8 times over typical single filter. These results can be used to design wells to river bank filtration or filtered seawater. In addition, it is possible to clarify the effect of the double filter through the comparison with the future field test results.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.19 no.1
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• pp.13-19
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• 2000

Seasonal variations of dominant algae species and the effects of these algae on coagulation and filteration of water treatment were investigated at Chilseo water treatment plant in downstream of Nakdong river from January in 1995 to Desember of 1998. The water quality of Nakdong river was found to be a hyper eutrophic state during the investigation periods. In the measurement, Chlorophyll-a contents ranged $20.7{\sim}180.9{\mu}g/l$ and total nitrogen contents(T-N) and total phosphorus contents(T-P) exceeded more than 3.4mg/l and 0.1mg/l, respectively. The changes in dominant algae species was in the order of Stepanodiscus sp., Asterionella sp., Melosira sp., Microcystis sp. and Synedra sp. from spring to winter. Microcystis sp. especially, was blooming during summer and Synedra sp. and Stepanodiscus sp. during winter. Although most diatomous algae appeared in the water treatment process caused filter clogging and reduced efficiency of coagulation and sedimentation, Synedra sp. and Stepanodiscus sp were revealed as the main trouble algae. Malfunction of water treatment process caused by Synedra sp. and Stepanodiscus sp. started at the algae concentrations of 800cells/ml and 1,820cells/ml, respectively. When chlorophyll-a content was $18.9{\mu}g/l$, the optimum amounts of coagulant were found to be 40mg/l of Alum and 16mg/l of PACS. Under condition of chlorophyll-a content of $154.1{\mu}g/l$, addition of Alum at the level of 75mg/l and PACS at the level of 35mg/l showed the lowest turibidity. The result indicates that increased amounts of the coagulants should be added for a better water treatment as chlorophyll-a contents increased. Addition of Alum at the amount of 60mg/l and 30mg/l of PACS removed Stepanodiscus sp. algae at the rate of 85% and 83%, respectively. In case of Synedra sp., 50mg/l of Alum and 25mg/l of PACS showed removal rates of 79% and 81%, respectively. Synedra sp. algae at the standing crops of 1,500cells/ml started filter clogging and a filtering process was completely inhibited after 8 hours. At this situation the filter clogging by Synedra sp. algae occurred at the depth of 5cm from the top anthracite layer. On the other, other algae did filter clogging at the depth of 10cm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1372-1376
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• 2006

기술개발자 혹은 기술공급자의 예측에만 의존하는 기술의 가치 추정은 과대평가 또는 과소평가될 우려가 있으며, 정확한 기술가치평가를 위해서는 공급측면에서의 분석과 함께 수요측면에서의 가치평가가 요구된다. 이러한 맥락에서 기술을 사용하게 될 잠재적 수요처를 파악할 필요가 있다. 또한 기술의 잠재적 수요처 파악을 통해 기술개발자들은 수요산업에 보다 적합한 제품을 개발하여 기술 가치를 극대화시킬 수 있다는 점에서 의의가 있다. 본 연구에서는 과학기술부가 시행하는 21C 프론티어 사업의 2단계 주요사업으로 선정된 수자원의 지속적 확보기술개발 사업에서 개발 중인 기술의 수요처 선정을 위한 준비 단계로써 공급지장비용 분석을 포함한 산업연관분석을 사용하여 수자원의 확보 또는 공급지장에 따른 산업부문별 파급효과를 산출하였다. 파급효과의 산업부문별 순위는 용수의 재분배 우선순위의 주요한 참고자료가 될 수 있으나, 공공재인 수자원의 특성과 산업의 특성에 따른 현실적인 제약조건들을 고려해볼 때 직접적으로 기술의 수요처라고 보기는 어렵다. 하지만 파급효과의 순위에 따라 기술의 수요가 발생했을 때 기술의 최대가치가 실현됨은 자명한 사실이며, 개별기술에 대한 사례연구 시에 수요산업의 대략적인 틀을 제시해 줄 수 있을 것이다. 또한, 기술개발자들이 수요처에 대한 인식을 보다 명확히 함으로써, 정부와 산업체를 통해 실용화될 수 있도록 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 연구결과 산업연관분석을 통해 수도산업의 수요측면 공급측면 파급효과가 산출되었고, 수도의 공급지장으로 인한 파급효과의 순위는 농림수산품 음식료품 제1차금속제품 순으로 나타났다. 본 연구를 통해 개별기술의 달성가능한 최대가치가 산출되고, 개별기술의 사례연구 시에 설문대상 산업이 선정되어 수자원의 지속적 확보기술의 수요처 선정을 위한 토대가 마련될 것으로 기대한다. 수 있었다. 인공순환에 의한 저감효과가 크지는 않을 것으로 예측된다. 조사 기간중 H호의 현존 식물플랑크톤량의 $60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전략은 존재하므로 이러한 전략을 개발 및 활용할

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1338-1342
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• 2006

수자원의 계획과 관리를 위해 정확한 유량 측정은 무엇보다 중요하다. 이를 위해 다양한 유량 측정방법이 개발, 적용되고 있다. 본 연구는 국내 하천에 적용 가능한 다양한 유량 측정방법을 시험하천에 동시에 적용하여 유량 측정 방법간 비교를 목적으로 수행되었다. 비교를 위해 적용된 방법은 유속면적법, 부자법, ADCP법 등의 비연속적 방법과 기존 보를 이용한 방법, 초음파 유량계를 이용한 방법, 유속지수법, 실시간 경사면적법 등의 연속적 방법이다. 평저수기에 주로 적용될 수 있는 비연속적 방법인 유속면적법과 ADCP법의 비교에서는 유속면적법이 방류량 대비 평균 ${\pm}4.7%$의 오차를 가지며, ADCP법의 경우 ${\pm}4.6%$의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 비연속적 방법과 연속적 방법을 동시에 비교하기 위해 평저수 5회, 홍수 2회를 포함하는 총 7회의 동시 유량측정이 수행되었다. 유속면적법과 ADCP법은 부적절하게 적용된 경우를 제외하면 오차는 대체로 10% 이내로 나타났다. 부자법의 경우 홍수시에만 적용되었으나 오차가 방류량 대비 20% 이상으로 다소 크게 나타났다. 연속적 방법은 기존 보의 경우 개발된 수 위-유량 관계의 이하의 저유량에 적용할 경우 오차가 다소 크게 산정되었으나 그 이외에는 대체로 10% 이내의 오차를 나타내었으며, 일부 저수위의 유속지수법을 제외하면 연속적 방법은 모두 오차가 10% 이내로 조사되었다. 향후 보다 장기간에 걸쳐 다양한 유량 범위에서의 검증이 필요하지만, 시험하천에서의 유량 측정 방법간 비교는 국내 하천에 적용할 수 있는 다양한 방법의 적용성을 평가하는데 기여할 수 있을 것으로 생각된다.향 범위는 최대 $0.07km^2$ 면적에 그 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되어, 남조 수화현상이 심화될 경우 인공순환에 의한 저감효과가 크지는 않을 것으로 예측된다. 조사 기간중 H호의 현존 식물플랑크톤량의 $60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략

• 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.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.39 no.2 s.116
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• pp.257-264
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• 2006

In order to evaluate the application of Algae Online Analyzer (AOA), an instrument of automatic measurement of chlorophyll a concentration, was tested and compared with the acetone extraction method on the basis of microscopic counting of phytoplankton in field water (Paltang Reservoir). We simultaneously conducted AOA operation and extraction method with the same water sample, to compare both results of chlorophyll a measurement. Phytoplankton were enumerated by inverted microscope with the Sedgwick-Rafter chamber, and classified into the genus or species. According to the AOA measurement, the diatom most (83.6%) strongly contributed to the total chlorophyll a concentration, followed by chlorophyceae> cyanophyceae>cryptophyceae. Overall, the results of both AOA and extraction method showed a similar trend and significant correlation (r=0.87, n=302, p<0.001), however, there were some differences according to the season and species. In particular, the relationship between AOA Chl-a density of the diatom (r=0.73, p=0.010) and cyrptophyceae (.=0.83, p=0.00154) were siginificant, while chlorophyceae (r= -0.13) and cyanophyceae (r= -0.16) showed no clear relationship during the study period. Although we can not fully understand why there was difference between both mothods, AOA application for alarming algal bloom and water quality management during the algal bloom appears to be very relevant. However, the further study or technical upgrade of AOA measurement is required, especially in the case of low density of phytoplankton or species-specific measurement.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.32-32
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• 2021

넥서스는 물, 에너지, 식량, 토지, 기후 및 환경 등의 부문 간 연관성과 상호의존성을 나타내며, 이러한 넥서스 개념은 최근에 학계와 정책결정자들에게 많은 관심을 받고 있다. 더 나아가 넥서스 관점의 도입으로 단일 부문별로 자원을 관리하는 기존의 정책 결정 체계의 한계를 극복하고, 관련 있는 부문 간의 시너지와 트레이드오프를 고려한 지속가능한 발전을 위한 의사 결정이 가능하게 되었다. 일반적으로 취수-도수-정수처리-송수-분배·급수-물이용-하수집수-하수처리-물재이용으로 구성되는 도시 물순환 시스템에서 공급과정에서 발생되는 물손실 관리를 위한 전략 및 프로그램은 물부문 만에서 평가를 통해 수립되고 있다. 본 연구에서는 시스템 다이나믹스(System Dynamics)를 적용하여 물, 에너지 및 환경 부문을 동시에 고려한 도시 물순환 시스템 모델을 개발하여, 넥서스 관점에서의 합리적인 도시 물손실 관리 방안을 도출하고자 하였다. 그리고 모델 내 부문 간 자원의 사용량 및 이동량의 정량화를 위해 물, 에너지, 환경 지표로 각각 물발자국(Water Footprint), 총 에너지 사용량(Total Energy Use) 및 탄소발자국(Carbon Footprint)이 적용되었다. 개발된 모델을 3개의 도시 에너지 인텐시티 현황(낮음, 보통, 높음)과 4개의 물손실 현황(낮은 물손실, 높은 물손실&낮은 명목손실비, 높은 물손실&보통 명목손실비, 높은 물손실&높은 명목손실비)을 고려한 12개의 시나리오에 적용하여 분석하였다. 그 결과 기존의 경제적인 측면 중심의 의사결정 과정에서는 명목손실이 물손실 관리 전략 수립 및 적용의 우선순위였으나, 넥서스 관점에서는 실손실 부분의 개선이 중요함을 알 수 있었다. 또한, 도시의 단위 물공급 에너지 인텐시티가 자원 사용 및 이동에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되어서, 넥서스 관점의 의사결정시 사전적으로 분석해야 하는 중요 항목인 것으로 도출되었다. 이와 같은 범용적이고 포괄적인 도시 물순환 물-에너지-환경 넥서스 모델을 통해, 지속가능하고, 체계적이며, 구체적이고, 실현가능한 넥서스관점의 물손실 관리가 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.278-278
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• 2012

최근 녹색도시를 지향하면서 도시 내에서의 물의 순환에 대한 관심이 높아지고 있으며 도시계획 단계에서부터 물의 순환을 고려하려는 시도가 이루어지고 있다. 국토해양부, 환경부, 소방방재청 및 지방자치단체들은 법령, 기준, 지침 및 조례 등을 제정하여 물순환을 도시개발 이전의 상태가 될 수 있도록 시설 설치를 유도하고 있다. 그러나, 개별시설들의 조합이 유역규모의 물순환에 미치는 영향 평가는 이루어지고 있지 못한 실정이다. 종래에는 홍수저감을 목적으로 홍수저류지와 침투시설에 대하여 설계하고 시공을 하였으나 장기적인 관점에서 LID 시설의 효과를 평가하여 도시 계획 단계에서 반영하지는 못하였다. 그리고 이들 개별 LID 시설(침투, 저류 등)에 대한 단위 시설의 규모 설계에 그치고 있어 개선 시설이 다중으로 조합되어 분산 계획되었을 경우, 유역 규모에서 물순환의 긍정적인 변화를 판단하기는 어려운 형편이다. 도시지역에서의 LID(Low Impact Development) 효과 분석과 연계된 유역 물순환 해석을 위하여 독일, 호주 및 미국에서는 STORM, Urban Developer, SUSTAIN(System for Urban Stromwater Treatment, and Analysis INtegratration) 및 SWMM LID(Storm Wastewater Management Model LID) 등의 모형을 출시하고 실무에 적용하고 있다. 그러나, 해외에서 개발된 기술은 국내의 유역 환경을 충분히 반영하기 어렵다. 저수지 혹은 하천에서의 취수 등과 같이 국내의 복잡한 물순환 형태를 반영하는데 한계가 있으며, 기존의 물순환 해석모형에 의한 LID 시설을 계획하는 방법은 홍수저감에 국한되어 있고, 하천 유량이나 지하수위 측정 자료가 부족한 대상지역에 대한 장기적인 유역 물순환 및 도시 개발과 같은 토지이용 변화가 물순환에 미치는 영향을 해석하는데 있어 제한이 있고, 개별적으로 설치된 LID 시설들이 유역의 물순환을 개선하는 효과를 종합적, 정량적으로 구현하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 도시 개발 지역의 장기간에 걸친 물순환의 변화를 예측하고 물순환을 개선시키는 대안 시설의 효과를 사전에 평가하는 것을 목표로 김현준 등(한국건설기술연구원, 2011)이 개발한 유역 물순환 해석 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 이용하였다. 특히, CAT은 사용자의 목적에 맞는 다양한 물순환 개선시설(침투시설, 저류지, 습지, 빗물저장 시설, 리사이클 및 외부급수 등)의 구현 및 모의가 가능하도록 개발되었다. 대상유역으로는 경기도 Y지구를 선정하였으며 도시개발 시나리오(전원도시 및 산업도시 등)에 따른 LID 효과 분석을 실시하였다. 대상지역에 대한 도시유형별 개발계획에 따른 개발 전 후 물순환 변화량 분석 및 LID 시설 계획에 의한 물순환 개선효과를 살펴보면 1998년부터 2007년까지의 평균 강우량을 1,271mm라고 할 때 산업도시의 경우 도시 개발 전의 증발산, 직접유출 및 기저유출은 각각 53%, 29%, 19%로 나타났으며 도시 개발 후 35%, 54%, 12%로 직접유출이 개발 전에 비해 86%나 증가하여 개발에 따른 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 이러한 개발에 따른 영향을 최소화하기 위하여 LID 시설을 계획하여 효과를 분석한 결과 증발산, 직접유출, 기저유출이 44%, 34%, 13%로 나타나 도시 개발 후의 왜곡된 물순환 체계가 개발전의 수준과 근접하게 나타나 LID 시설의 긍정적인 효과를 검토할 수 있었다. 이상에서와 같이 CAT 모형을 사용하여 도시유역의 물순환 체계를 진단하고, LID 시설의 효과를 평가할 수 있게 됨으로써 향후 도시유역에 대한 물순환 정상화를 실현하기 위한 정책 수립에 기초자료를 제공하고, 설계 실무에 활용될 수 있을 것이다.