• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.13 no.2 s.29
• /
• pp.111-118
• /
• 2007

Simple box budgets models are useful tools to understand the phenomena of natural system and to provide an insight into the complex processes including physical, chemical and biological processes occurring in natural system. Budgets of fresh water, salt and nutrients were estimated in order to clarify the characteristics of seasonal material cycle in the Masan Bay. Outflow volume of freshwater into system was approximately $307.4\times10^3\sim1,210\times10^3\;m^3/day$. Inflow masses of DIP and DIN were approximately $410.8\sim795.7\;kg/day$ and $4081.4\sim6525.3\;kg/day$, respectively. DIN is expected to accumulate in the system. The removal of nutrients from bottom sediments will contribute to the reduction of 21.0% of COD concentration in the system.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.47 no.6
• /
• pp.561-572
• /
• 2014

The backwater effect at a tributary junction increases the risk of flood damage such as inundation and levee overflow. In particular, the rapid increase in water level may cause injury to persons. The purpose of this research is the development of the real-time flood forecasting technique as a part of the non-structural flood damage reduction measures. To this end, the factors causing a water level rising at a junction were examined, and the empirical formula for predicting flood level at a junction was developed using the calculated discharge and water level data from the well-constructed hydraulic model. The water level predictions show that average absolute error is about 0.2~0.3m with the maximum error of 1.0m and peak time can be captured prior to 0~5 hr. From the results of this study, the real-time flood forecasting system of a tributary junction can be easily constructed, and this system is expected to be utilized for reduction of flood inundation damage.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.46 no.11
• /
• pp.1115-1128
• /
• 2013

The purpose of this study is to evaluate the suspended solids and eutrophication processes relationships in Chungju lake using CE-QUAL-W2, two-dimensional (2D) longitudinal/vertical hydrodynamic and water quality model. For water quality modeling, the lake segmentation was configured as 7 branches system according to their shape and tributary distribution. The model was calibrated (2010) and validated (2008) using 2 years of field data of water temperature, suspended solids (SS), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and algae (Chl-a). The water temperature began to increase in depth from April and the stratification occurred at about 10 m early July heavy rain. The high SS concentration of the interflow density currents entering from the watershed was well simulated especially for July 2008 heavy rainfall event. The simulated concentration range of TN and TP was acceptable, but the errors might occur form the poor reflection for sedimentation velocity of nitrogen component and adsorption-sediment of phosphorus in model. The concentration of Chl-a was simulated well with the algal growth patterns in summer of 2010 and 2008, but the error of under estimation may come from the use of width-averaged velocity and concentration, not considering the actual to one side inclination by wind effect.

• Korean Journal of Agricultural Science
• /
• v.37 no.2
• /
• pp.285-293
• /
• 2010

To secure instream flow at the Yudeung urban stream reach of Daejeon city in South Korea, Yudeung upstream diversion was designed with total water storage of $59{\times}10^4m^3$, and the upstream Seongol reservoir was planned to raise the bank with various sizes. Downstream streamflows were simulated by considering outflows from upstream diversion and reservoir, and after then flow durations were analyzed and compared with flows of no reservoir condition. In case of no diversion or reservoir upstream, flow durations were $1^{st}$ flow of $84.72m^3/s$, $95^{th}$ flow of $2.10m^3/s$, $185^{th}$ flow of $0.92m^3/s$, $275^{th}$ flow of $0.42m^3/s$, and $355^{th}$ flow of $0.31m^3/s$. In case of upstream diversion, flow durations were $1^{st}$ flow of $94.38m^3/s$, $95^{th}$ flow of $2.96m^3/s$, $185^{th}$ flow of $1.22m^3/s$, $275^{th}$ flow of $0.50m^3/s$, and $355^{th}$ flow of $0.35m^3/s$. The increase flow rates were $0.04m^3/s$ in $355^{th}$ flow, $0.08m^3/s$ in $275^{th}$, and $0.30m^3/s$ in 185th. In case of Seongol reservoir with effective storage capacities of $365{\times}10^4m^3$, $544{\times}10^4m^3$, $750{\times}10^4m^3$, and $992{\times}10^4m^3$, flow durations were $85.5{\sim}83.9m^3/s$ on $1^{st}$ flow, $2.85{\sim}2.57m^3/s$ on $95^{th}$ flow, $1.16{\sim}1.27m^3/s$ on $185^{th}$ flow, $0.64{\sim}0.99m^3/s$ on $275^{th}$ flow, and $0.56{\sim}0.94m^3/s$ on $355^{th}$ flow. The increase flow rates were $0.25{\sim}0.63m^3/s$ in $355^{th}$ flow, $0.22{\sim}0.57m^3/s$ in $275^{th}$, and $0.24{\sim}0.35m^3/s$ in $185^{th}$. The more the sizes of upstream reservoirs increased, the $1^{st}$ and $95^{th}$ flows decreased in which coefficients of determination were 0.92, 0.99, respectively and the $185^{th}$, $275^{th}$, and $355^{th}$ flows increased in which coefficients of determination were 0.93 to 0.99.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.51 no.9
• /
• pp.769-782
• /
• 2018

Estimation of design floods is typically required for hydrologic design purpose. Design floods are routinely estimated for water resources planning, safety and risk of the existing water-related structures. However, the hydrologic data, especially streamflow data for the design purposes in South Korea are still very limited, and additionally the length of streamflow data is relatively short compared to the rainfall data. Therefore, this study collected a large number design flood data and watershed characteristics (e.g. area, slope and altitude) from the national river database. We further explored to formulate a scaling approach for the estimation of design flood, which is a function of the watershed characteristics. Then, this study adopted a Hierarchical Bayesian model for evaluating both parameters and their uncertainties in the regionalization approach, which models the hydrologic response of ungauged basins using regression relationships between watershed structure and model. The proposed modeling framework was validated through ungauged watersheds. The proposed approach have better performance in terms of correlation coefficient than the existing approach which is solely based on area as a predictor. Moreover, the proposed approach can provide uncertainty associated with the model parameters to better characterize design floods at ungauged watersheds.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.39-50
• /
• 2003

This study aims to figure out water quality impacts due to sudden disturbances of sediments during dike construction in land reclamation for the northern part of the Siwhaho Lake where heavily deteriorated settlements from upstream loadings are outstanding. We exploit a 3-D water quality model CE-QUAL-ICM combined with a hydrodynamic model TIDE3D. Simulations are done accounting water-sediment interaction in a 4-$\sigma$ layers. Long-term simulation for 1-year shows that bottom layers around the disturbance location are only affected and marks very high concentration. Complete vertical mixing appears at least 5km apart to downward due to complex effects of geometry, bathymetry and river inflows. It should be addressed that existing condition of the Siwhaho Lake stands for high concentration of COD and TP in winter and spring due to relatively high incoming loadings, however the effect of sediment disturbances yields reverse phenomena, i.e., impacts of dike construction arise greatly in summer and fall. Refined grid system consisting of 150m${\times}$150m rectangular grid, which is doubled system compared to previous study (Suh et al.,2002), gives affordable results by reducing flux differences through a cell especially in front of gate.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.141-141
• /
• 2012

비점오염물질은 강우 시 유출되기 때문에 일간, 계절 간 유출량 변화가 대단히 크게 나타나며, 기후, 지형, 토지이용, 토양 등과 지역적인 특성과 유역 형상에 따라 변화되므로 비점오염원 유출량에 대한 정량화를 위해서는 강우지속시간동안 정확한 수질과 유량에 대한 측정 자료가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비점오염물질에 대해 현장 모니터링 및 현장 실측 관련 기존 연구자료 수집을 통해 중분류 토지피복분류별 원단위를 산정하였다. 또한 특정 유역에 중분류 토지피복 분류별 산정된 원단위를 적용하여 유역기반의 비점오염부하량을 산정 하였다. 대상 유역에 해당하는 하천 말단에서의 실측 자료를 활용하여 유역모형을 구축하고, 강우를 입력 자료로 하여 비점오염 물질별 부하량을 모의 산정하였다. 유역모형으로 HSPF(Hydrologic Simulation Program - Fortran)을 실제 대상유역에 적용하였고, 이에 따른 모의 결과를 실측치와 비교하여 부하량을 산정하였다. 이렇게 모의 산정된 부하량은 실측자료를 기반으로 산정된 원단위의 적용에 따른 부하량과 비교 검토하여 유역에 대한 비점오염원 부하량 산정 시 모형의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 대상유역은 동천유역으로 병성천의 주요 지류로서 유역의 상단에 위치하고 있다. 중분류 토지피복 중 공업지역, 교통지역, 과수원재배지, 비닐하우스재배지, 기타재배지에 대해서는 2008년부터 2010년까지 모니터링을 실시하였고, 이외의 중분류 토지피복에 대한 결과는 수계별 현재까지 진행되고 있는 환경기초조사사업 중 '주요 비점오염원 유출 장기 모니터링'사업의 자료를 활용하였다. 동천유역의 비점오염원 발생부하량을 산정한 결과, BOD 부하량은 대지의 경우 391.4 kg/day로서 중분류 군으로 구분한 결과에 비해 높게 산정되었다. T-N, T-P 발생부하량도 토지피복군이 대분류에서 중분류로 변화됨에 따라 부하량의 차이가 발생 하였다. 또한 동천유역에 대해 구축된 HSPF 모형의 적합도를 시기별 4개의 Case로 구분하여 평가해 보았는데 그 결과, 모형 모의치의 실측치에 대한 적합도가 높게 평가 되었다. 현재 특정 지역에 편중되어 조사되고 있는 중분류 토지피복을 조사 기관간의 교차 조사를 통해 지역적 제한성을 낮추고, 중분류에 속하는 세부피복지점을 확대하여 모니터링 지점의 다양성을 확보하여야 할 것으로 판단된다. 이와 동시에 한시적인 조사가 아닌, 장기간에 걸쳐 연구가 진행 될 경우 원단위에 대한 현재의 불확실성 및 제한성을 줄일 수 있을 것으로 판단되므로, 이러한 기초 자료 확보에 대한 장기적인 투자와 노력이 수반될 시 우리나라에 대표적으로 적용할 수 있는 비점오염원 원단위가 산정될 것으로 생각되며, 이러한 기틀이 마련되어야 비점오염원에 대한 적절한 유역관리방안을 수립할 수 있을 것으로 생각된다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
• /
• v.42 no.1
• /
• pp.58-66
• /
• 2009

The telemetry of eight adult manchurian trouts (Brachymystax lenok tsinlingensis) in the upper part of the Nakdong River, which is the southern limit of distribution of manchurian trout on the Korean peninsula, was used to examine migration patterns and evaluate characteristics of over-wintering and the spawning season between December, 2007 and May, 2008. Based on the tracking data, the tagged fish showed a limited migration between adjacent pools, moving only up to $8.6m\;day^{-1}$ during the winter season (December to February). Hydraulic conditions of over-wintering pool areas were, ca. 1m depth, slow moving surface water with areas of sand and gravel. The migration of tagged individuals was successful, moving up to $96.2m\;day^{-1}$ during the spawning season. Two tagged individuals (BL4, BL6) exhibited upstream migration, whereas others showed downstream movements. The timing of upstream migration of the two individuals was consistent with an increasing phases of water level and discharge. The fishes migrating toward the down stream moved to the wide pool areas downstream, where they spent the summer season for the growth.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.417-418
• /
• 2018

미국 국립가뭄경감센터 (National Drought Mitigation Center, NDMC)는 다양한 가뭄지수를 통합하여 미국 전역의 가뭄진행상황을 모니터링하고 가뭄대응정책 수립을 위한 주요 의사결정정보로 활용하고 있다. 대표적으로 1999년에 개발되어 현재까지 운영 중인 미국가뭄모니터 (United States Drought Monitor, USDM)는 미국 전역에 대하여 가뭄단계를 표시한 지도 (U.S. Drought Monitor map)를 매주 생성하여 제공하고 있다 (http://droughtmonitor.unl.edu/). 가뭄지표(drought index)는 가뭄의 현황과 시공간적인 전개 과정을 분석하고 정량적 가뭄심도 평가 및 가뭄대응계획 수립을 위한 도구로써 다양하게 개발되어 활용되고 있다. 가뭄의 정도를 정량화하기 위하여 개발된 다수의 가뭄지수는 대상과 평가방법에 따라 가뭄을 표현하는 특성이 서로 다르다. 하나의 가뭄지수로는 가뭄특성을 온전히 표현하기 어렵기 때문에, 최근에는 단일 가뭄지수에 의존하기 보다는 다수의 가뭄지수를 이용하되, 여러 가뭄지수 간의 특징을 고려하여 각 가뭄지수가 갖는 장단점을 상호 보완하여 사용하기를 권고하고 있다. USDM은 파머가뭄심도지수 (Palmer Drought Severity Index, PDSI), Soil Moisture Model (NOAA Climate Prediction Center, CPC), 미 지리조사국의 하천유량 주간보고 (USGS Weekly Streamflow), 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI) 등의 주요 가뭄판단지표를 선정하고, 가뭄판단의 기준으로써 각 가뭄지수의 가뭄심도 (drought severity) 및 백분위수 (percentiles)로 등급을 구분하였다. 가뭄등급은 '정상 상태 (none)'를 포함하여 '비정상적인 건조 (abnormally dry, D0)'에서 최악의 가뭄상태를 의미하는 '이례적인 가뭄상태 (exceptional, D4)'에 이르는 6 단계로 구분하고, 정상상태를 제외한 5 단계의 통합가뭄단계로 표시한다. 우리나라에서는 기상청, 수자원공사, 농어촌공사에서 기상/수문/농업관련 가뭄지수의 위험지도를 실시간으로 제공하고 있으며, 각 지표별로 상이한 기준으로 가뭄을 판단하고 있다. 각각의 가뭄지표에 대한 가뭄판단기준은 해당 국가의 장기적으로 축적된 자료를 활용하여 가뭄단계 및 가뭄판단기준의 재설정에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 SPI, SC-PDSI, 표준강수증발산지수 (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI), Evaporative Demand Drought Index (EDDI), 유효가뭄지수 (Effectvie Drought Index, EDI)의 다양한 가뭄지수를 활용하여 USDM의 가뭄심도 및 가뭄판단기준을 적용하고자한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.186-186
• /
• 2015

본 연구에서는 해안도시(부산광역시 수영구) 지역의 토지이용도와 미기상인자를 고려하여 증발산량을 산정하였으며, 증발산량 변동에 대한 미기상인자의 영향성을 구명하였다. 수영구 지역의 토지이용도와 미기상인자는 2001년 12월부터 2011년 11월에 관측된 일별 자료를 사용하였다. 토지이용도는 불투수(건물, 도로 등) 및 산림(임야), 초지(논밭, 공원 등), 수계(하천, 호수 등) 지역으로 분류하였으며, 4개 지역 특성을 고려한 최적의 추정식을 적용하여 증발산량을 산정하였다. 수영구 지역의 전체 증발산량은 4개 지역에서 산정된 증발산량에 토지이용 비율을 곱하여 구하였다. 연간 증발산량 변동은 1월부터 7월까지 증가하다가 8월부터 12월까지 감소하는 형태를 보였다. 수영구 지역에서 증발산량은 강수량의 약 13.3% 정도이었으며, 이는 연구지역의 72%에 해당하는 불투수 지역에서 배수로를 통한 물의 유출이 강우 발생 후 짧은 시간 동안 다량 발생하였기에 지속적인 증발산이 가능한 잠재수량의 저유량이 적었기 때문이다. 증발산량과 미기상인자 간의 상관분석을 수행하였으며, 증발산량과 이슬점 온도의 상관계수가 0.63으로 가장 높았다. 증발산량에 대한 기온 및 강수량, 순복사 인자의 상관계수는 0.5 이상으로 양의 상관성을, 기압 및 일조시간은 0.5 이상의 음의 상관성을 보였다. 증발산량에 대한 상관계수가 0.5 이상인 미기상인자(이슬점온도와 기온, 순복사, 기압, 강수량)에 대한 회귀 분석을 수행하였다. 이슬점온도와 기온, 순복사, 기압에 대한 증발산량 회귀함수 그래프는 강수의 유무에 따라 2가지 경향을 보였다. 이슬점온도에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.7$, 무강수 시에는 $ET=0.25{\times}e^{0.04x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.48과 0.96 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기온에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.53$, 무강수 시에는 $ET=0.13{\times}e^{0.06x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.39와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 순복사에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.79x+0.49$, 무강수 시에는 $ET=0.22x+0.03$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.34와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기압에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=-0.04x+37.91$, 무강수 시에는 $ET=5.18{\times}10^{22}{\times}e^{-0.05x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.25와 0.45 정도로 나타났다. 강수량에 따른 증발산량 회귀함수는 $ET=0.23lnx+0.90$으로 추정되었으며, 결정계수 0.61정도 나타났다.