• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1444-1449
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• 2006

우리나라는 전 국토의 70%가 산지로 되어 있고, 토지를 집약적으로 이용하므로 유역이 다양한 지형, 토양, 식생, 토지이용 등으로 구성되어 있다. 또한 이수 계획을 수립하기 위한 유출량의 계산을 위해서는 직접유출 뿐만 아니라 기저유출까지 재현할 수 있는 유역수문모형이 필요하다. 이에 따라 유역내 수문인자의 정량적.정성적 분석을 위해서는 유역출구에서 뿐만 아니라 유역전체에 대한 수문인자를 평가할 수 있는 분포형 모형이 요구되고 있으며, 효율적인 수자원관리 및 개발 계획수립을 위한 물리기반 수문모형의 개발 및 적용 요구가 증대되고 있다. 우리 공사도 유역조사에서 PRMS 모형에 의한 물수지 분석을 수행하고 있는 등 이수분야에 물리기반 모형의 적용이 증가하고 있는 실정이다. 기존 USGS WEASEL은 PC Arc/Info 기반에서 구동하는 방식으로 사용방법 및 사용자 인터페이스 제공 측면에 있어 불편함이 초래하고 있으며, 현재 GIS 기술의 발달과 함께 ESRI ArcGIS9.1이 개발되어 GIS를 이용한 분석에 있어 편리성을 제공하여 많은 분야에 적용되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 편리한 모델링 환경 제공을 신기술 적용 및 국내 자연환경에 적합한 유출매개변수 도출 시스템 개발을 위하여 선진 사례 벤치마킹을 통한 수자원 DB로부터 물리기반 수문모형 입력 자료를 효과적으로 추출하는 전 후처리기를 개발하고, 다양한 수문 수질모형에 적용할 수 있는 GIS 기반의 입출력 컴포넌트를 개발하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.149-153
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• 2006

강우는 물과 에너지 순환에서 가장 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 원격탐사를 이용하여 추출한 강우자료의 불확실성 (uncertainty)이 수치수문모형에서 수문인자 (토양함수, 토양온도, 유출, 증발산, 열전도 등)를 모의할 때 공간 스케일의 영향을 검토해 보았다. 지상강우관측을 이용하여 보정된 WSR-88D (NEXRAD)에 의해 추출한 강우자료와 현장에서 측정된 기상자료를 입력 자료로 사용하여, 오프라인 CLM(Community Land Model) 수문모형을 세 가지의 다른 공간 스케일 $0.25^{\circ},\;0.5^{\circ}\;and\;1.0^{\circ}$에 대하여 수행하였다. 이어서 현장에서 측정된 기상자료는 고정시키고 동시공간에 해당하는 IR (Infrared) 밴드를 기반으로 하는 인공위성 강우자료로 대치시켜 같은 모형을 수행하여 비교 검토하였다. 이 연구에서는 물리적 이론을 기반으로 하는 CLM수문모형의 매개변수는 지표면-대기의 수문반응 (land-atmosphere interaction)을 적절하게 묘사하도록 정의되었다고 가정한다. 모형의 실험결과는 강우입력의 불확실성이 수문반응의 공간분포 결과에 어떻게 영향을 미치는지를 보여준다. 이 연구는 수문모형을 수행할 때 수문반응의 불확실성에 대한 정보를 제공해 주며, 결국은 기후 변화에 따른 수자원의 재분배를 이해하는데 이바지 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권8호
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• pp.585-600
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• 2007

본 연구에서는 안양천 유역에 대해 HSPF 모형을 구축하고 중유역과 전체유역의 물순환 현황 및 BOD 부하량을 정량적으로 파악하였다. 모형을 구축하기 위해 HSPF모형의 수량 및 BOD 농도에 대한 민감도 분석을 수행하여 매개변수를 선택하였다. 또한 다양한 특성을 갖고 있는 안양천 유역을 토지이용, 경사도 및 사용한 기상자료 등에 따라 4개 지역으로 구분하여 검 보정을 실시하여 정확도를 향상시켰다. 물순환 모의 결과 하류로 갈수록 도시화 비율이 높으며 이로 인해 기저유출량은 11.1 % $\rightarrow$ 5.0 %로 줄어들고 직접유출량은 42.5 % $\rightarrow$ 56.9 %로, BOD 농도는 3.3 mg/L $\rightarrow$ 15.0 mg/L로, 단위면적당 원단위는 55.4 kg/ha/year $\rightarrow$ 354.5 kg/ha/year로 늘어났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권11호
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• pp.953-961
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• 2009

본 연구의 목적은 현재 국내 홍수예경보 시스템의 유출해석모형으로 이용되고 있으며 단일 호우사상에 대해 적용이 가능한 유역 및 하도 저류함수모형을 추계학적 연속형 저류함수모형으로 개발하고자 하는데 있다. 이를 위해 기존 저류함수모형에 토양수분 산정 컴포넌트를 추가하고 지표면유출, 중간유출, 지하수유출 및 실제증발산량을 토양수분의 함수로 나타내어 각 수문성분에 대한 연속적인 모의가 가능하도록 하였다. 또한 실시간 관측유량자료 동화를 위해 앙상블 칼만 필터 기법을 도입하여 확정론적 모형을 추계학적 모형으로 개선하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 추계학적 연속형 저류함수모형은 장기간의 연속적인 유출해석이 가능할 뿐만 아니라 관측자료 동화를 통해 기존 저류함수 모형보다 신뢰성 있는 결과를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.41-54
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• 2018

A method to account a detention in a rice paddy field in hydrologic modeling was tested at plot and watershed scales. Hydrologic Simulation Program - Fortran (HSPF) and its one of surface runoff modeling method, i.e Surface-Ftable, were used to simulate a inundated condition in a rice paddy culture for a study plot and basins in Saemangeum watershed. Surface-Ftable in HSPF defines surface runoff ratio with respect to surface water depth in a pervious land segment, which can be implemented to the feature of water management in a rice paddy field. A Surface-Ftable for paddy fields in Saemangeum watershed was developed based on the study paddy field monitoring data from 2013 to 2014, and was applied to Jeonju-chun and Jeongeup-chun basins which comprise 12% and 22% of paddy fields in the basins, respectively. Four gaging stations were used to calibrate and validate the watershed models for the period of 2009 and 2013. Model performed 7.13% and 9.68% in PBIAS, and 0.94 and 0.90 in monthly NSE during model calibrations at Jeonju and Jeongeup stations, respectively, while the models were validated its applicability at Hyoja and Gongpyung stations. The comparison of results with and without considering detention effect of paddy fields confirmed the validity of the Surface-Ftable method in modeling watersheds containing rice paddy fields.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2015

The information of flow regimes continues to be norm in water resource and watershed management, in that stream flow regime is a crucial factor influencing water quality, geomorphology, and the community structure of stream biota. The objectives of this study were to estimate Korean stream flows from landscape variables, classify stream flow gages using hydraulic characteristics, and then apply these methods to ungaged biological monitoring sites for effective ecological assessment. Here I used a linear modeling approach (MLR, PCA, and PCR) to describe and predict seasonal flow statistics from landscape variables. MLR models were successfully built for a range of exceedance discharges and time frames (annual, January, May, July, and October), and these models explained a high degree of the observed variation with r squares ranging from 0.555 (Q95 in January) to 0.899 (Q05 in July). In validation testing, predicted and observed exceedance discharges were all significantly correlated (p<0.01) and for most models no significant difference was found between predicted and observed values (Paired samples T-test; p>0.05). I classified Korean stream flow regimes with respect to hydraulic and hydrologic regime into four categories: flashier and higher-powered (F-HP), flashier and lower-powered (F-LP), more stable and higher-powered (S-HP), and more stable and lower-powered (S-LP). These four categories of Korean streams were related to with the characteristics of environmental variables, such as catchment size, site slope, stream order, and land use patterns. I then applied the models at 684 ungaged biological sampling sites used in the National Aquatic Ecological Monitoring Program in order to classify them with respect to basic hydrologic characteristics and similarity to the government's array of hydrologic gauging stations. Flashier-lower powered sites appeared to be relatively over-represented and more stable-higher powered sites under-represented in the bioassessment data sets.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.325-325
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• 2020

Low impact development (LID) is a widely used technology that aims to reduce the peak flow volume and amount of pollutants in stormwater runoff while introducing physicochemical, biological or a combination of both mechanisms in order to improve water quality. This research aimed to determine the effect of hydrologic factors in removing the pollutants on stormwater runoff by an LID facility. Monitored storm events from 2010-2018 were analysed to evaluate the hydraulic and hydrological performance of a small constructed wetland (SCW). Standard methods for the examination water and wastewater were employed to assess the water quality of the collected samples (APHA et al, 1992). Primary hydrologic data were obtained from the Korea Meteorological Administration. The recorded average rainfall intensity and antecedent dry days (ADD) of SCW were 5.26 mm/hr and 7 days respectively. During the highest rainfall event (27 mm/hr), the removal efficiency of SCW for all the pollutants was ranging from 67% to 91%. While on the lowest rainfall event (0.7 mm/hr), the removal efficiency was ranging from -36% to 62%. Rainfall intensity has a significant effect to the removal efficiencies of each facility due to its dilution factor. In addition to that, there was no significant correlation of ADD to the mean concentrations of pollutants. Generally, stormwater runoff contains significant amount of pollutants that can cause harmful effects to the environment if not treated. Also, the component of this LID facility such as pre-treatment zone, media filters and vegetation contributed to the effectivity of the LID facilities in reducing the amounts of pollutants present in stormwater runof.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2B호
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• pp.155-162
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• 2009

단변량 빈도해석법은 수공구조물 설계에 널리 사용되고 있다. 하지만 호우사상은 강우량, 최대강우강도, 강우지속기간과 같은 특성으로 표현되기 때문에 단변량 빈도해석법으로는 그 특성을 종합적으로 표현하는데 한계가 있을 수 있다. 이러한 호우사상의 특성들을 함께 표현해 줄 수 있는 이변량 빈도해석법의 사용이 수공구조물의 설계에 필요하다. 본 연구는 서울 강우관측소의 46개년(1961~2006) 시 강우자료를 Gumbel 혼합모형에 적용하여 빈도해석을 수행하였다. 이변량 강우빈도해석을 통해 결합누적분포함수를 산정한 후, 결합재현기간, 그리고 조건부 재현기간을 산정하였다. 이와 같은 이변량 강우빈도해석은 다양한 호우특성들에 대한 확률적 거동에 대한 예측정보를 제공함으로써 수공구조물의 계획 및 설계 그리고 위험도 평가 등의 문제 해결에 유용하게 사용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6B호
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• pp.551-560
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• 2010

본 연구에서는 현재 시행되고 있는 수질오염총량관리제 모니터링 시스템에 적용가능한 하천 오염부하량 추정기법을 제안하고 있다. 하도추적기능과 증발산량 계산 기능을 추가한 수정 TANK 모형을 이용하여 국립환경과학원에서 8일 간격으로 관측된 유량자료를 일 유량 자료로 확장하였다. 관측된 수질-유량 동시관측자료를 이용하여 7변수 대수선형모형의 매개변수를 최소분산 비편향 추정기법에 의해 추정하였다. 확장된 일 유량자료와 7변수 대수선형모형의 결과가 연계되어 관측지점별일 오염부하량이 계산되었다. 그 결과 SS, TN, TP 하천 오염부하량 추정에서 만족스러운 결과를 확인할 수 있었다. 적용의 일환으로 낙동강유역을 대표할 수 있는 SS, TN 및 TP 수질항목별 대표 단위면적당 부하량 유황곡선을 작성하였으며, 이를 통하여 낙동강 유역의 전체적인 하천오염부하량의 배출분포를 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1458-1464
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• 2011

본 연구는 유출분석을 위하여 수문학적 모델에 근거한 지형적인 특성을 반영한 TOPMODEL의 적용성을 평가하는 것이다. 적용대상은 섬진강 상류유역에 위치한 산악지역으로서 쌍치 소유역이고, 유역면적은 $126.7km^2$이다. 2006~2009년에 선택된 6시간 간격의 강우-유출 자료를 가지고 Pattern Search 방법에 의한 관측유출자료를 사용하여 모델의 매개변수들을 조정하였다. 쌍치 유역의 지형학적인 인자들은 $100m{\times}100m$ 격자의 수치 표고모델에 의하여 추출하였다. 분석결과에 의하면 모델의 매개변수인 지수저류 매개변수(m), 투수량계수(T0), 불포화대 지체시간(TD)등은 수문학적인 반응에 민감하였으며, 모의된 유출자료는 관측 유출자료와 잘 일치하여 합리적인 적용성을 보인다.