• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권11호
• /
• pp.915-923
• /
• 2015

본 연구에서는 유역 물수지 방법을 기반으로 제주도 지역에 적합한 용수량 산정방법을 제안하고, 이를 기반으로 4개 하천유역에 대해 지역 및 고도에 따른 증발산량, 용수량 특성을 평가하였다. SWAT-K 유역모형을 적용하여 1992~2013년 기간에 대해 잠재증발산량과 실제증발산량을 산정하고, 이로부터 유역의 순물소모량을 추정하였다. 고도증가에 따라 잠재증발산량은 선형으로 감소하는 반면, 실제증발산량은 강수량에 의한 토양내 가용수분의 증가로 인해 약 400m 고도까지는 증가하다가 이후 고도에서는 식생, 가용수분의 감소, 저온현상 등으로 인해 감소하는 것으로 나타났다. 고도에 따른 순물소모량은 강정천유역을 제외한 3개 유역에서 고도증가에 따라 순물소모량이 선형적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 고도 200m 이하 작물경작지에서의 순물소모량은 연간 559~680m로 분석되었다. 추정된 용수량을 실제 관정 이용량과 비교한 결과, 여름철(6~8월) 양수량은 급수관행으로 인해 크게 증가하는데 비해, 작물경작에 따른 순물소모량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이에 대해서는 향후 더 많은 관정 이용량과 추가적인 대상지역을 반영하여 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
• /
• 제33권3호통권91호
• /
• pp.267-273
• /
• 2000

온도와 연관된 줄날도래 (Hydropsyche kozhantschikovi)의 우화 양상을 연구하기 위하여 경기도 왕숙천에서 1999년 4월${\sim}$6월 동안 조사를 실시하였다. 우화하는 성충의 정량채집은 피라미드형 우화트랩을 이용하였다. 수온은 1999년에 1시간 간격으로 모니터링하였다. 우화는 일일 평균 수온이 약 10$^{\circ}C$에 도달한 4월 15일에 시작되었고, 그 이후 빠르게 증가하여 약 10일만에 우화의 정점에 도달하였으며, 5월 25일까지 40일간 지속되었다. 우화된 성충의 평균개체수는 35.8 inds./m$^{2}$였고, 암수의 성비는 수컷 : 암컷 = 1 : 2.04였다. 수컷이 암컷보다 2일 정도 우화가 빨랐다. 일일 우화 양상은 일몰 직후(19 :00${\sim}$21 : 00)에 제1정점(66.7%)이 나타나고, 일출 직전(05:00${\sim}$07:00)에 제2정점 (11.1%)이 나타나는 쌍생형 양상이었다. 본 연구의 적산온도 회귀모형에 따르면 우화의 시점, 정점, 그리고 완료에 도달하기 위한 누적적산 온도는 각각 453.89 DD (수컷 440.48 DD, 암컷 473.97DD), 615.71DD(수컷 610.18 DD, 암컷 622.09 DD), 그리고 820.24DD (수컷 828.25 DD, 암컷 804.71 DD)였다.

• 생태와환경
• /
• 제51권3호
• /
• pp.221-233
• /
• 2018

본 연구는 농업생태계 기후변화 지표식물의 현재와 미래의 분포 특성을 예측하고 분포에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 수행되었다. 전국을 대상으로 총 108개 지점에서 지표식물 7종(광대나물, 꽃마리, 냉이, 서양민들레, 큰개불알풀, 큰망초, 서양금혼초)의 실제 분포 유무 자료를 수집하고 Maxent 모형을 적용하여 현재와 기후시나리오에 따른 미래의 잠재적 분포를 예측하였다. 기후변화에 따른 미래 분포 예측에서 냉이, 서양민들레, 큰개불알풀 3종은 전체 분포 면적은 감소하였지만 분포 범위는 그대로 유지되는 것으로 예측되었고, 큰망초와 서양금혼초 2종은 분포면적과 범위가 모두 확대되는 것으로 예측되었다. 광대나 물과 꽃마리 2종은 분포 면적이 급격히 줄어들어 국지적으로 분포하거나 일부 해안가에만 나타나는 것으로 예측되었다. 광대나물, 꽃마리, 냉이, 서양민들레, 큰개불알풀의 경우 토지피복도나 고도와 같은 비기후인자가 상대적으로 중요한 것으로 나타났고 큰망초와 서양금혼초는 기후인자가 중요한 것으로 확인되었다. 이와 같은 기후변화 지표식물의 분포 예측 특성은 향후 지표식물의 모니터링 방향과 관리 계획 설정에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제40권3호
• /
• pp.265-276
• /
• 2007

홍수터에 식생된 하도에서 수리학적 특성의 이해는 하천복원사업을 계획하거나 홍수터를 관리하는데 중요하다. 본 연구에서는 길이 16 m，폭 0.8 m 의 실험수로에 인공식생을 이용하여 수리학적 특성변화를 분석하였다. 실험수로 단면은 단단면과 복단면으로 구분하였다. 하상경사는 0.5 %，유량은 $0.2\;m^3/s\;{\sim}\;0.4\;m^3/s$ 범위이고，수심비，식생밀도, 식생 위치를 변화시키면서 실험을 수행하였다. 단단면 수로 저면에 식생하였을 경우 수심비가 약，3.5 이상부터는 식생에 의한 수위 증가는 거의 없는 것으로 관측되었다. 복단면 홍수터에 관목을 식생 할 경우 수위 상승량은 최대 6% 정도이며，저수로 내 유속은 식생전의 단면평균유속에 비하여 약 25% ${\sim}$ 85% 정도로 증가하였다. 홍수터 식생에 의한 저수로 유속 증가량은 식생밀도와 비례하고 수심비와는 반비례한다. HEC -RAS 및 RMA-2 모형을 이용하여 산정된 식생 구간의 조도계수 범위는 단단면의 경우 0.055 ${\sim}$ 0.14 이며， 복단면에서는 0.063 ${\sim}$ 0.085 정도로 산정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 1990년도 수공학논총 제32권
• /
• pp.49-52
• /
• 1990

강우강도가 큰 집중호우가 지표면에 도달하게 되면 강우량중 상당 부분이 수문학적 손실성분인 침수, 증발산, 차단 및 저류등으로 시간에 따라 분포된다. 이 가운데 지표면에 분포된 식생계 및 낙엽등에 의한 차단(canopy interception effect)과, 지표가 포화시의 증발산(wetted environmental evapotranspiration) 및 각종 저류, 즉 지표면 저류(depression storage), 지표토양층에의 저류(retention storage) 성분 등을 들 수 있으며 이들 각 손실성분은 직접유출로 나타나는 초과우량의 발생시간을 지체시켜 주는 역할을 하나 차단성분 및 저류성분은 시간이 경과함에 따라 결국은 증발산 또는 침투성분으로 흡수된다. 따라서 침투성분은 초과우량 추정에 매우 큰 영향을 줄 뿐 아니라 지표면 아래의 흙의 변형을 야기시키며, 중간유출 및 지하수유출에 기여 한다. 대부분의 호우사상은 강우초기에 강우강도가 지표 흙의 침수계수(hydraulic conductivity)보다 작기 때문에 모두 각 손실성분에 의해 손실되며, 강우강도가 점차 커져 침수능을 초과하면 지표면에 순간적으로 물이 고이게 되는데 이것을 지표심수(surface ponding)라하고, 강우시작부터 이 때까지가 침수시간(ponding time)이 된다. 이 지표침수가 나타나는 순간이 곧 직접유출 시작 시간으로 볼 수 있을 뿐 아니라, 침수시간은 지표면의 물수지면에서 볼 때 초기손실량 및 침수율 결정에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각 손실 성분별로 유역의 제반 특성을 고려하여 구한 매개변수로부터 시간에 대한 손실율을 결정하여 산지 하천유역에 발생하는 부정강우사상(unsteady rainfall)의 초과우량을 추정하는 모델을 유도하였다. 대상유역으로는 현재 건설부에서 수행하고 있는 국제수문개발계획(IHP) 대표시험유역 가운데 평창강 수계내의 장평유역으로서, 본 유역은 자기 우량계 및 자기 수위계가 운용되고 있고, 인접 대관령 측후소로부터 기상자료를 획득, 이용할 수 있는 비교적 분석에 양호한 조건을 지닌 유역이다. 모델의 유도 과정은 대상유역 식생계로 피복된 산지유역임으로, 식생차단 저류효과를 고려해서 지표면의 흙에 도달되는 순강우주상도를 얻고 이로부터 침수시간 및 침투율을 결정해서 초과우량을 산정하는 모델을 유도하였다. 강우 지속시간내 즉, 유역이 완전 포화시의 증발산율의 결정은 Morton 모델로부터, 침수시간 및 침투율 결정은 Green-Ampt 방정식을 부정강우사상에 적용할 수 있도록 수정된 모델을 사용하였으며, 분석에 이용된 호우는 1986 ~ 1987년도 발생된 호우사상 가운데 강우강도 및 총 강우량이 비교적 큰 7개 강우사상을 선정하였다. 각 호우사상별로 손실율울 지표면에서 물수지개념을 이용하여 계산하고 산술지상에 구성시킨 결과는 다음 그림과 같다. 이 그림에서 굵은 실선으로 나타낸 곡선(B. L. R)은 각 손실을 곡선을 시간축에 따라 산술평균한 대표손실율곡선이다. 이 대표손실율곡선은 역지수함수형으로서 곡선식의 유도는 회기분석을 이용하였다. 초과우량 주상도를 얻기 위하여 이 대표손실을 곡선을 관측 강우주상도에 적용시켜 본 결과 식생계에 의한 차단 저류율은 약 6mm/hr 정도인 것으로 나타났으며, 이로 인한 침수시간 지체효과는 1~3시간 정도로서 비교적 그 영향이 큼을 알았다. 또한 각 호우사상별 침수시간 계산 결과 그 변동이 큰 것으로 나타났는데 이는 초기 강우강도에 민감하기 때문인 것으로 판단되낟. 한편 유역 포화시의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권2호
• /
• pp.111-119
• /
• 2017

치성천의 홍수범람이 빈번하게 발생하는 구간을 대상으로 하단배출형 가동보를 다단으로 배치하여 가동보의 관리수위별 저류 및 홍수조절 효과를 기존 고정보의 설치 경우와 비교분석하였다. 분석 결과를 기반으로 인공신경망 모형을 구축하여 목표하는 저류량과 하류부 홍수위 조절을 위한 가동보의 관리수위를 제안하였다. 하단배출형 가동보를 다단으로 배치할 경우 고정보 대비 하류부에서의 첨두 홍수위가 68.28%가 감소하였고, 대상구간의 총 저류량이 216%가 증가하였다. 인공신경망 학습모델의 구축을 위해 수치모의 결과 216개의 data 중 60%, 20%, 20%를 각각 학습, 검증 및 시험에 사용하였다. 학습결과 평균제곱오차가 $0.1681m^2$, 결정계수가 학습, 검증 및 시험에서 각각 0.9961, 0.9967, 0.9943으로 높게 나타났다. 인공신경망을 이용하여 목표하는 저류량과 하천의 하류부에서의 홍수위에 대한 각각 가동보의 관리수위의 결정방안을 제시하였다.

• 생태와환경
• /
• 제39권4호통권118호
• /
• pp.481-488
• /
• 2006

최근 우리나라에서는 유역단위로 배출되는 오염원의 40% 이상을 차지하고 있는 비점오염원의 제어가 중요해졌다. 유역의 비점오염원제어를 위해 전세계적으로 인공습지가 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 비점오염원 제어를 위한 현장실험을 2002년 6월부터 2004년 6월까지 실시하였다. 인공습지와 유수지가 하나의 시설로써 각각 4개씩 조성되어있으며, 면적은 0.88 ha이다. 습지의 식생은 식재를 하지 않고, 자연적 활착을 유도하였으며, 3번의 생장기를 거친 2004년도 식생조사 결과 각 습지별로 평균 약 90% 정도의 식생피도를 나타내었다. $BOD_5$, TSS, TN, TP의 평균 제거율은 각각 5.6%, 46.6%, 45.7%, 54.8%로 나타났다. $BOD_5$의 제거율은 낮게 나타났는데, 이는 유입수의 농도가 낮기 때문에 제거효율이 낮게 나타난 것으로 판단된다. 유수지-습지의 배치가 습지-유수지 배치보다 전체적으로 더 좋은 수질을 나타내었다. 일차반응모형 (First-order analysis)결과 TP는 온도에 많은 영향을 받지 않으며, $BOD_5$와 TSS는 TN보다는 온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 인공습지는 유역에서 유입되는 비점오염원의 처리시설로 효과적인 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권12호
• /
• pp.827-836
• /
• 2017

하도홍수추적 방법에서 많이 사용되고 있는 Muskingum 방법의 가장 중요한 매개변수는 저류상수와 가중인자이다. Muskingum 방법은 상류유입지점에서 하류 유출지점까지 측방유입량이 고려되지 않지만, 실제 유역에는 강우로 인하여 측방유입유량이 발생한다. 이로 인해 상하류 실측자료를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 것이 매우 어려운 상황이다. 이에 본 연구는 HEC-RAS 1차원 부정류 해석모형을 이용한 수리학적 홍수추적을 통해 측방유입유량이 제외된 상태에서의 하도에서 전파되는 유량을 산정하였고, 이를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 방법을 제시하였다. 이와 함께 저류상수가 유하시간과 관계있음을 감안하여 국내 하천기본계획 수립 시 사용되는 유하시간 경험 공식들을 저류상수로 적용한 결과를 비교 분석하였다. 마지막으로 유량이 고려된 유하시간 산정 식을 개발하고, 유입량의 변화에 맞춰 유하시간을 업데이트하여 모의를 수행하는 방법을 제시하였다. 유량을 고려한 유하시간을 저류상수로 적용한 경우, 유량의 상승 및 하강 과정, 첨두 유량, 그리고 첨두 시간에 대해서 잘 모의하는 것으로 분석되었다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.119-132
• /
• 2012

최근 급증하고 있는 국지성 집중호우로 인해 급경사지를 중심으로 산지토사재해가 빈발하고 있으며 이에 대한 예방과 취약지역 분석을 위해 산사태 위험지도의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 산지하천유역의 토사재해 위험지역 분석을 목적으로 수자원지리정보시스템 기반의 HyGIS-Landslide 콤포넌트를 개발하였다. HyGIS-Landslide는 산림청의 산사태 위험지 판정기준 및 등급기준을 토대로 수치공간자료의 연산결과를 분류한 후 산사태 위험성을 제시하도록 설계되었으며 위험지 판정기준의 가중치를 사용자가 재 설정할 수 있도록 구현하여 산사태 발생공간의 지역적 특성을 반영할 수 있도록 하였다. 본 콤포넌트에서는 사용자가 원하는 지역을 대상으로 현시성 있는 공간자료를 활용할 수 있으며 조사자의 점수보정 과정을 반영하여 시스템 활용성을 높이고자 하였다. HyGIS-Landslide는 HyGIS가 제공하는 지형분석 기능을 통해 사용자 편의를 확보할 수 있으며 산사태 발생구역도와의 중첩연산을 통해 위험지 분류결과의 검증이 가능하다. 본 연구에서는 강원도 인제군의 시험유역을 대상으로 HyGIS-Landslide를 적용하였으며 산사태 맵핑결과와의 중첩비교를 통해 모형의 활용성을 평가하고 위험지 판정기준의 가중치를 재조정하여 위험지역을 보다 효과적으로 분류할 수 있음을 제시하였다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.96-108
• /
• 2011

환경에 대한 관심이 고조되면서 환경용량을 정량적으로 평가할 수 있는 환경모델링에 대한 관심이 고조되고 있다. 환경 모델링, 특히 수질 모의에 있어 GIS는 정량적인 매개변수 추출과 산출 등을 가능케 하는 중요한 툴임에도 불구하고 표준화된 절차 등의 부재로 적용에 어려움을 겪고 있다. 이로 인해 동일한 모델을 사용하여 동일한 지역을 모의하더라도 연구자마다 다른 결론을 내고 있어 정책 입안시 혼란을 가중시키고 있다. 본 연구에서는 1차원 하천수질예측모델인 Qual2E와 수문형 GIS 툴인 HyGIS를 연계하여 시스템을 구축하고자 하였다. 이를 위해 Qual2E 모델의 구조화 분석을 실시하고 기존 모델링 절차를 표준화 하였으며, Qual2E 모형에 최적화된 데이터모델을 설계 구축하였다. 또한 입력파일과 출력파일을 통제할 수 있는 매개변수 산출 알고리즘을 개발하고 구축하였다. 시스템의 구축시 GIS 데이터의 제어는 GDK를 활용하고 GUI 및 기타 시스템 환경은 Visual Basic 6.0을 활용하였다. 개발된 시스템을 활용하여 시험평가를 수행한 결과, 모델 구동시간이 기존 모델링에 비해 최대 3배 이상 단축되는 것으로 나타났으며, 입력파일 오류 등으로 인한 모델수행 장애는 발생하지 않았다.