• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.617-621
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• 2007

최근 관심을 받고 있는 지속가능한 하천관리는 과거에 이루어졌던 이수 및 치수중심의 하천관리와 90년대 고조된 자연형 하천관리에서 진일보된 하천관리로써, 전체적인 하천시스템을 고려하여 자연과 인간이 함께 하천을 공유할 수 있도록 하기 위한 것이다. 환경유량은 이를 위한 필수적인 요소이며 하천 시스템에 절대적인 영향을 미치게 된다. 따라서 환경유량 산정시에는 하천의 특정 분야만 고려했던 과거와는 달리, 이 치수, 어류, 식생, 저서생물 등 하천의 전체시스템을 고려하여야 한다. 이를 위해 대상 지역의 전체적인 개황을 조사하고 환경유량 산정시 우선적으로 고려되어야 하는 영향인자를 결정하게 되는데 이때 각 분야의 전문가적 견해가 요구되어진다. 하천에 대한 전체적인 시스템 분석은 매우 다양한 방법으로 수행 될 수 있는데 하천의 유황변화, 하도의 변화, 하천을 중심으로 하는 수생 동식물의 변화, 하천에 설치된 수공구조물의 변화 등 여러 분야에 걸쳐 다양한 자료의 수집과 연계분석이 이루어져야 한다. 하천 생태계를 구성하는 가장 기본적인 환경유량의 파악은 이러한 다양한 분야의 연계 분석을 통해 이루어지며, 하천특성에 맞는 적절한 환경유량은 손상된 하천 생태계를 회복하는 근간이 될 수 있다. 환경유량의 영향인자를 결정하기 위해 현장답사를 통한 조사 분석이 수행되는데, 지금까지는 특정분야의 특정 전문가가 현장답사를 실시하고 특정 전문가의 견해에서 결과분석이 이루어져 왔다. 그러나 최근 선진국에서는 다학제간 전문가 그룹(Multi-disciplinary Expert Team, MET)을 통해 하천의 전체 생태시스템을 고려하여 환경유량을 산정하고 이를 유지할 수 있는 방안을 마련하고 있다. 본 연구에서는 금강유역의 환경유량을 산정하기 위하여 다학제간 전문가그룹의 접근방법을 구축하고 하천, 수질, 식생, 어류, 저서생물 등 각 분야별로 국내외의 전문가가 참여하는 MET를 구성하였다. 환경유량 산정을 위한 금강유역의 현장답사에 있어 MET의 기능과 역할을 분석하였으며 현장답사를 통해 금강유역의 전반적인 하천환경을 조사 분석하고 상호간 의견 교환을 통해 도출한 답사결과를 환경유량 산정에 적용하는데 있어 구성된 MET의 기능 및 역할을 현장답사 내용을 중심으로 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.99-99
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• 2015

본 연구에서는 금강 유역을 대상으로 토양저류함수모형기반의 개념적 강우유출모형의 장기 유출모의를 평가하였다. 연구유역인 금강 22개 계측유역을 주요 유역특성인자(면적, 경사도, SCS-CN등)을 수문학적 거리 산정방법을 활용하여 3개의 유역그룹을 선정하였다. 적용모형인 개념적 강우유출모형은 3개의 토양저류함수모형[확률분포모형(PDM: Probability Distributed Moisture), 유역습윤지수모형(CWI: Catchment Wetness Index), 수정펜맨타입모형(MP: Modified Penman type model)]과 3개의 유역추적모형[병렬2선형 저류지 유출 모형(2PAR: 2-conceptual reservoirs in parallel), 빠른 지표하 흐름을 고려한 병렬 2선형 저류지 유출모형(2PMP: 2Macro-pre Approach parallel structure), 병렬 3선형 저류지 유출모형(3PAR: 3-conceptual reservoirs in parallel)]의 조합인 9개의 모형을 사용하였으며, 2006년부터 2012년의 일자료를 바탕으로 검정(Calibration), 2001년부터 2005년의 일자료를 검증(Validation)을 Monte carlo method(Uniform Random Sampling)로 수행 후, 모형의 성능은 NSE(Nash sutcliffe Efficiency)로 평가하였다. 분석결과 유역그룹에 대한 모형성능의 편차는 작아서 유역그룹에 대한 토양저류 함수모형의 뚜렷한 상관성을 확인할 수 없었다. 이는 금강 유역을 단일 유역 그룹으로 적용할 수 있음을 제시하고 있다. 검정 검증성능 및 검정매개변수의 개수를 바탕으로 적용성 평가를 실시한 결과에서 토양저류함수모형인 확률분포모형(PDM)과 유역추적모형의 병렬2선형 저류지 유출모형(2PAR)와 빠른 지표하 흐름을 고려한 병렬2선형 저류지 유출모형(2PMP)의 조합이 금강 22개 유역에서 적용성이 우수함을 확인하였다. 향후 이 모형을 바탕으로 금강유역의 대표적인 강우유출모형을 개발하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.622-627
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• 2007

최근 하천의 모습은 이수 및 치수를 위해 설치된 수공구조물과 각종 오염원으로 인한 수질악화, 산업화 및 도시화에 따른 물순환시스템의 변화로 하천의 물순환 시스템이 바뀌게 되고 하천을 찾는 시민들의 환경의식 미성숙으로 인한 직간접적인 하천오염 활동이 이루어지고 있다. 하천에 대한 이러한 변화는 수질, 수량 및 하천의 구조적 측면에서 하천 생태계에 많은 영향을 끼치고 있다. 따라서 하천의 정상적인 기능을 회복시켜 하천 생태계 보전과 환경적으로 안정된 하천 조성이 이루어지도록 하기 위해서는 하천을 보다 자연스럽고 지속적으로 관리하기 위한 효율적인 환경유량의 관리가 필요하다. 하천의 전체적인 생태시스템을 고려한 환경유량의 관리를 위해서는 기존 환경유량의 개념, 산정방법 등 현황을 분석하고 하천 생태계에 영향을 미치는 인자들에 대한 관리방안을 마련하는 것이 중요하다. 본 연구의 목표는 하천생태계에 대한 영향인자의 장단점을 분석하고 이들이 어느 정도의 영향을 미치고 있는지를 정량적으로 파악함으로써 사회적으로 요구되는 환경유량을 산정할 때 어류 및 식생 등 하천의 생태계와 하천의 수량 및 수질, 하천의 수리구조물 등 하천의 구조적인 변화를 고려할 수 있는 방안을 마련하는 것이다. 이를 위하여 우선적으로 국외 선진국에서 활용되고 있는 다학제간 전문가 그룹(Multi-disciplinary Expert Team, MET)을 통해 하천 생태시스템을 분석하고 환경유량 산정 모형을 활용하여 저수지 댐과 연계 운영함으로써 어류 및 식생 등 생태서식처와 사회환경 개선에 필요한 유량을 유지할 수 있는 방안을 적용하고자 한다. 본 연구에서는 대상유역인 금강유역에 대해 환경유량을 산정하기 위한 개념모형을 구축하였다. 개념모형은 대청댐 건설 이전, 대청댐 건설이후${\sim}$용담댐 건설 이전, 대청댐과 용담댐 건설 이후 등 3개의 시나리오를 통해 하도 및 수변공간과 유량변화에 따른 유황분석 등을 통해 손실된 생태시스템을 정량화하여 궁극적으로는 복원을 위한 대응방안을 마련하도록 할 수 있도록 구축되었다. 또한 댐으로 인한 하류지역의 영향범위 및 하천생태계에 미친 영향을 감소하기 위하여 적절한 환경유량을 산정하기 위한 것이다. 구축된 개념모형을 바탕으로, 금강유역에 대한 기초적인 수문, 하천특성, 현장조사 등을 실시하였다. 향후에는 본 연구결과를 기초로 하여 환경유량을 산정하기 위한 모형을 개발하고 산정된 환경유량을 확보 및 관리하기 위한 방안과 친환경적인 댐 운영방안을 마련하게 될 것이다.

• 생태와환경
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• 제54권1호
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• pp.24-38
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• 2021

금강 상류지역에 조성된 26개의 샛강형 수로에서 서식처로서 효율성과 보전방안 마련을 위해 하상기질, 환경요인, 저서성 대형무척추동물을 조사하였다. 조사기간 동안, 총 85과 160종 9305개체 m^-2의 저서성 대형무척추동물이 출현하였으며, 하상기질이 주로 굵은자갈(Pebble)과 호박돌(Cobble)로 구성되거나 빠른 물 흐름(0.2m s^-1 이상)과 높은 용존산소(120% 이상)를 가진 샛강형 수로에서 높은 종다양성이 목격되었다. 유사도 분석(Hierarchical cluster analysis)과 비모수다차원척도법(NMDS)의 결과, 26개의 샛강형 수로는 총 3개의 클러스터로 구분되었다. 클러스터 1에서 아가미지렁이, 연못하루살이, 아시아실잠자리, 등검은실잠자리, 물달팽이 등의 저서성 대형무척추동물종은 수생식물과 관련되었으며, 깔따구류, 실지렁이, 늪깔따구류 등은 하상기질이 진흙(Silt and clay)이며, 탁도와 총인이 높은 샛강형 수로에서 주로 우점하였다. 클러스터 2에 포함된 저서성 대형무척추동물종(꼬마줄날도래, 알통하루살이, 동양하루살이, 털날도래 KUa, 큰줄날도래, 플라나리아, 작은강하루살이, 다슬기, 긴다리여울벌레, 등줄하루살이)들은 굵은자갈(Pebble) 및 가는자갈(Gravel)의 비율이 높고, 유속이 빠른 지역에서 주로 풍부하였다. 클러스터 3은 주로 호박돌(Cobble)로 주로 피복된 지점들이었으며, 먹파리류의 빈도가 높았다. 이와 같이 조사지역의 분명한 구분은 각 샛강형 수로가 명확한 서식환경에 의해 지배된다는 것을 의미한다. 일부 종다양성이 낮은 지점의 경우, 유입·유출부의 기능 개선, 사행조성, 호안부 식생 정착 유도 등의 자연성 회복을 위한 개선 방안이 요구된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제37권4호
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• pp.289-301
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• 2023

유역 내 산림은 생태계 유지에 있어 중요한 역할을 맡고 있으며 생태네트워크 체계를 구성하는 주요 기반 환경이다. 그러나 지난 수십여 년간 행해진 무분별한 개발사업으로 인해 산림 파편화 및 토지이용 변화가 가속화되었으며 본래의 기능을 상실하게 되었다. 산림 생태계를 파악하는 데 있어 산림의 구조적 패턴은 생태적 과정과 기능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 변화패턴을 파악하고 분석하는 것은 중요한 인자라 할 수 있다. 이에 본 연구는 금강 상류 댐 유역을 대상으로 FRAGSTATS 모델을 통해 시계열적인 토지피복변화에 따른 산림 경관의 구조적 변화를 분석하였다. 토지피복 변화탐지를 통한 금강 상류 댐 유역 내 토지피복변화는 1980년대부터 2010년대까지 산림 33.12km²(0.62%), 시가화건조지역 67.26km² (1.26%) 증가하였고 농업지역 148.25km²(2.79%) 감소하였다. 유역 내 산림 경관분석결과 No sampling 분석에서는 경관백분율(PLAND), 면적가중근접지수(CONTIG_AM), 평균 중심지 면적(CORE_MN), 인접지수(PLADJ)가 증가하였고 패치수(NP), 경관형태지수(LSI), 응집지수(COHESION)가 감소하였다. Moving window 분석을 통해 구조적 변화패턴을 파악한 결과, 경상북도 상주시, 충청북도 보은군, 전라북도 진안군 내 산림 경관은 상대적으로 잘 보전되어 있었으나 충청북도 옥천군, 영동군 그리고 충청남도 금산군 사이의 경계부와 전라북도 무주군과 장수군 인접 지역의 산림 경관에서는 파편화가 진행되고 있었다. 결과를 토대로 추후 해당 지역의 산림 관리전략 수립 시 파편화 지역을 대상으로 조림사업을 수립할 필요가 있을 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 산림 경관의 파편화가 예상되는 지역을 도출할 수 있었으며, 유역 산림의 건전성 평가 및 관리계획 수립을 위한 기초자료로써 활용될 가능성을 기대할 수 있다.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.310-319
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• 2006

⇒ 초록(한글) 입력자 : 본 연구는 금강 수계의 유구천 7개 지점을 선정하여 2005년 7월과 9월, 2회에 걸친 조사기간 동안의 생물통합지수 (Index of Biological Integrity, IBI) 모델분석 및 물리적 서식 지 지수 (Qualitative Habitat Evalution Index, QHEI) 분석을 실시하였다. 생태 건강도 평가를 위한 생물통합지수 모델은 국내 특성에 맞게 수정 ${\cdot}$ 보완된10개 다변수 메트릭 모델 (Multimetric model)을 이용하였고, 물리적 서식지 지수인 QHEI는 국내 하천 특성에 맞게 변형한 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 유구천의 생물통합지수는 평균 29.5 (n=7)로서 ‘보통상태’ (Fair)로 나타났으며, 지점별 모델값은 지점 3과 지점 7은 각각 23과 24로서 '악화${\sim}$보통상태' (Poor${\sim}$Fair), 지점 5는 28로 '보통상태' (Fair)로 나타났으며, 그 외의 지점은 31${\sim}$34로서 '보통${\sim}$양호상태' (Fair${\sim}$Cood)로 나타났다. QHEI 분석에 따르면, 7개 지점에 대한 평균값은 136으로 '보통${\sim}$양호상태' (Fair~Good)로 나타났으며, 지점별 QHEI 값은 지점 1에서 186으로 ‘최적상태’ (Excellent), 지점 4는 120으로서 ‘보통${\sim}$양호상태’ (Fair${\sim}$Good), 지점 3은 69로서 ‘보통상태’ (Fair)로 나타났으며, 그 외의 지점은 128${\sim}$156으로 ‘양호상태’ (Good)로 나타났다. 최상류인 지점 1이 물리적 서식지 측면에서 가장 서식 조건이 양호한 것으로 나타났고, 지점 3의 경우 물리적 서식지 측면에서 다른 지점에 비해 악화된 것으로 나타났고, 인근 생활하수 유입에 의한 유기물 과다 유입에 의한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.471-482
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• 2000

본 연구에서는 Landsat TM 자료와 GIS 기법을 이용하여 지표면 에너지 수지 요소를 공간적으로 추출하고, 추출된 에너지 수지 요소의 적용성을 검토하기 위해서 광역 증발산량을 추정하였다. 추정결과에 대한 정확도 및 열수지 요소가 증발산량에 미치는 영향을 분석하기 위해서 민감도분석과 오차분석을 실시하였다. 연구 대상지역은 금강 상류의 보정천이며, 1995년도 1월 11일, 4월 1일, 5월 3일, 10월 10일 및 11월 27일에 획득된 5개의 Landsat TM자료를 이용하였다. 연구결과 지표면의 경사 방향과 토지피복 형태에 따라 증발산량의 변화가 크게 나타났으며, 경사 방향이 북동이나 남동방향일 경우 식생지수(NDVI; Normalized Difference Vegetation Index) 값이 증가함으로써 지중열 전도량이 증가하게 되어 상대적으로 증발산랴이 감소하는 것으로 나타났다. 민감도 및 오차분석 결과, 순방사량이 12.5% 내지 23.6%의 민감도로서 지표면 온도와 대기온도 및 풍속 등도 다른 인자에 비해 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.357-365
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• 2011

본 연구는 국립수산과학원의 국가해양환경측정망 자료를 이용하여 2001년부터 2010년까지 년 4회 군산연안의 10개 정점에서의 용존성무기영양염류의 조사시기별 및 정점별 변동을 분석하였다. 용존성무기질소(DIN)의 연도별 평균값은 표층과 저층 모두 비슷한 농도 분포를 보였는데, 10년간 표층 평균은 0.421mg/L(0.198~0.846mg/L)였고, 저층 평균은 0.344mg/L(0.148~0.717mg/L)였다. 연도별 평균값은 표층에서 2002년 0.846mg/L로 가장 높았고 그 이후 차차 낮아지는 경향을 보여 2010년 0.198mg/L로 가장 낮은 값을 보였으며, 저층도 유사한 경향을 보였다. 군산연안의 10개 정점에서의 DIN의 10년간 평균의 암모니아질소, 아질산질소 및 질산질소의 비율은 각각 27%, 3% 및 70%정도로서 대부분 질산질소였으며, 표 저층간의 차이도 거의 없었다. 용존성무기인(DIP)의 연 평균값은 2002년 저층에서 0.085mg/L로 높은 값을 보인 것을 제외하고는 표 저층간의 농도 차이는 거의 없었으며, 표층에서 10년 평균이 0.024mg/L 였으나, 2008년 0.021mg/L, 2009년 0.007mg/L, 2010년 0.008mg/L로 농도가 급격히 낮아졌다. 2002년부터 2010년까지 DIN/DIP 농도비를 비교한 결과 표층에서 평균 6.0(3.2~10.1), 저층에서 평균 4.6(2.6~7.0)으로서 2002년을 제외하고는 연도별 및 표 저층 간에 큰 차이는 없었다. 2004년부터 조사된 용존성무기규소는 7년 평균이 표층에서 0.372mg/L, 저층에서 0.352mg/L로 표 저층간에 차이가 거의 없었으며, 표층에서 2005년 평균 0.552mg/L, 2006년 평균 0.575mg/L의 값을 보인 후, 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며, 2009년에는 0.130mg/L로 최소값을 보였다. 전체적으로 염분과 용존성무기영양염류와의 10년간 상관관계는 표층에서 용존성무기질소는 -0.72, 용존성무기인은 -0.46, 용존성무기규소는 -0.63 이었으며, 저층은 용존성무기질소는 -0.70, 용존성무기인은 -0.44, 용존성무기규소는 -0.57로서, 군산 연안의 용존성무기영양염류은 금강으로 부터의 담수유입에 의한 영향이 크게 나타났으며, 특히 금강을 통해 용존성무기질소가 많이 유입되는 것으로 나타났다. 용존성무기영양염류는 군산시에 가까운 정점 1, 2, 3에서 높은 값을 보였는데, 이는 금강과 군산시의 영향으로 생각된다. 조사 시기에 따른 농도 변화는 크지 않았으나, 연도별 평균값을 보면 2001년부터 용존성무기영양염류의 농도가 점차 감소하는 경향을 보여, 이에 대한 지속적인 모니터링과 그 원인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.361-371
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• 2005

본 연구는 금강의 지천인 대전천에서 도심하천에서의 생태학적 건강성 평가를 위해 2004년 8월부터 2005년 4월까지 어류를 이용한 생물학적 건강도지수 (IBI), 대전천의 수질 모니터링 자료 및 물리적 서식지 평가 지수 (QHEI)를 비교하여 총체적 하천생태계 건강도를 진단하였다. 상기 변수의 시공간적인 분석을 위해 대전천의 상류부에서 하류까지 4개의 지점을 선정하였다. 대전천의 생물학적 건강도 지수산정 및 적용을 위해 하천 건강도 평가모델(SHA model)을 개발하였고, 건강도 평가모델은 안 등 (2003)에 의해 국내 환경에 맞게 적용된 IBI (Karr, 1981: Barbour et al., 1999)모델을 이용하였다. 대전천의 이화학적 수질자료 분석에 따르면, 1995년부터 2004년까지 10년 동안 화학적 산소요구량 (COD), 생물학적 산소요구량 (BOD), 총질소 (TN), 총인 (TP)은 1.6 ${\sim}$ 5.3배까지 감소하였고, 상류부터 하류까지 4배 이상의 공간적인 수질 차이를 보였다. 생물학적 건강도지수를 나타내는 SHA모델 값은 평균 23였고, 지점에 따라 20 ${\sim}$ 26까지 변이를 보여 건강도는 ‘보통(Fair)-악화' 상태 (poor)로 나타났다. 서식지 건강도를 나타내는 물리적 서식지 평가지수는 상류부터 하류까지 39(악화상태) ${\sim}$ 124(양호상태)의 범위로 상류역에 위치한 지점 1을 제외하고는 나머지 3개 지점에서 모두 낮은 값을 보였다. US EPA (1993)의 기준에 의거할 때, 생물학적 건강도는 TN, TP, BOD 및 COD 값이 최고치를 보인 지점 4에서 ’악화상태‘로 나타났으며, 화학적 수질 및 서식지 건강도가 타 조사지점들보다 높은 최상류의 지점 1에서 생물학적 건강도는 양호한 것으로 나타났다. 또한 민감종의 상대빈도는 수질과 직접적인 함수관계에 있었으며, 이런 양상은 내성종의 구성비에서도 나타났다. 이 같은 결과는 어류를 이용한 생물학적 건강도는 이화학적 수질 및 물리적서식지 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.303-318
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• 2014

기후변화와 도시화는 기저유출이 하천유량에 미치는 계절별 특성에 변동성을 초래한다. 이러한 기저유출의 변동성은 수생태의 혼란을 유발할 뿐만 아니라 불안정한 수자원 관리를 초래할 수 있다. 토지이용변화는 직접유출과 기저유출에 영향을 주며, 결과적으로 다른 수문순환 요소들에게 미치게 된다. 일반적으로 기저유출은 관측된 하천유량을 통해 산정되지만, 모델링의 유량 예측을 통해서 미계측 유역의 기저유출량 산정에 유용하게 사용 될 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 1) RECESS 통해 alpha factor를 산정한 후, SWAT 모형에 적용하여 보정 예측을 향상시키고, WHAT 시스템을 미계측 유역의 적용하여 기저유출을 분석하며, 3) 토지이용변화에 따른 기저유출 특성을 평가하는 것이다. 이러한 목적으로 미계측 지역인 갑천 유역에 Period 1(1990-1996)과 Period 2(2000-2006)로 설정하여 적용하였다. RECESS를 통해 alpha factor를 산정한 후, SWAT 모형 보정에 적용한 결과는 유량예측의 정확성을 향상시키고, 기저유출의 특성인 감수부분도 반영되었다. 두기간 사이의 연평균 기저유출을 비교했을 때 토지이용변화는 연평균 기저유출량에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러나 두기간 사이의 계절별 기저유출의 분포를 비교했을 때 토지이용변화는 기저유출의 계절별 특성에서 큰 상이성을 초래했다. 따라서 토지이용변화로 인한 갑천 유역의 유량 및 기저유출의 변동성은 금강 본류로 전달되기 때문에 계절별 변화에 따라 전략적으로 분석 및 관리가 필요하다.