• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.156-156
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• 2023

본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)과 PHABSIM(Physical Habitat Simulation System)을 활용하여 남강댐유역(2,983.0 km²)을 대상으로 유역환경변화에 따른 환경생태유량 확보량을 산정하였다. 유역환경변화를 고려하기 위해 유역환경변화 요인(토지이용, 지하수 이용, 산림생장, 도로개발, 토양깊이)를 1980s(1976~1985), 2010s(2006~2019)로 구분하여 보정된 SWAT에 적용하였다. 유역환경변화 분석결과 토지이용은 1980s 대비 2010s에서 도시와 농업지역은 증가하였으나, 산림과 수역은 감소하였다. 지하수 이용은 1980s 대비 2010s에서 +18.9 백만 m³/년 증가한 평균 31.5 백만 m³/년으로 분석되었고, 산림높이는 1980s 대비 2010s에서 +0.6 m 증가한 평균 12.4 m의 수고를 가지는 것으로 분석되었다. 토양깊이와 도로망의 경우 각각 1980s 대비 2010s에서 -0.2 cm, +29.2 km 증가한 61.3 cm, 51.5 km로 나타났다. 유역환경변화 요인을 SWAT에 적용한 결과, 남강댐유역의 평균 유량은 1980s 대비 2010s에서 -9.5 m³/sec 감소한 77.3 m³/sec로 분석되었다. 남강댐유역의 환경생태유량을 산정하기 위해 하류에 위치한 정암교가 위치한 하천에 대해 PHABSIM을 구축하였고, 대표어종인 피라미에 대한 서식처적합도지수를 적용하여 환경생태유량을 산정하였다. 최적 환경생태유량은 21.0 m³/sec로 나타났고, 가중가용면적-유량 관계를 활용하여 가중가용면적 비율별(100%~25%) 환경생태유량을 산정하였다. 2010s에서 환경생태유량을 만족하지 못하는 73일(Q293~Q365)에 대하여 각 유황과 환경생태유량과의 차이를 일별로 계산한 후 10일 간격의 차이의 총합을 확보량으로 정의하여 산정하였다. 100% 환경생태유량 기준일 때 평균 확보량과 확보기간은 각각 5.36 m³/sec, 73일로 나타났고, 80% 기준일 때 평균 확보량과 확보기간은 각각 2.75 m³/sec, 20일로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.375-381
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• 2008

본 연구에서는 자체 개발한 물리적기반의 격자다층 분포형 홍수유출모형을 이용하여 남강댐유역을 대상으로 유출해석을 하고, 최적 매개변수 산정을 위하여 각 매개변수별 민감도 분석을 실시하였다. 그 중 유출량에 가장 큰 영향을 끼치는 유역의 초기 토양함수 상태 및 포화 투수계수를 중심으로 유출량에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 강우유출해석의 결과로부터 모형의 적합성을 평가하기 위하여 체적오차의 백분율(VER)과 첨두유량 오차의 백분율(QER)을 이용하여 모형을 평가하였으며, VER과 QER이 각각 16.7%, 6.7%로 나타나 매개변수 보정 전에 비해 약 6% 향상된 결과를 보였다. 매개변수 민감도 분석 결과, 개발된 분포형 모형에서 유출에 가장 큰 영향을 미치는 부분이 토양 조건 중에서 투수계수와 층 분할 비율이라는 것을 알 수 있었고, 분포형모형의 특성상 매개변수의 초기보정 없이도 유량의 크기와 첨두시간 모두 관측값과 비교적 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5D호
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• pp.749-757
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• 2008

최근 집중호우나 태풍에 의한 홍수피해가 급증하면서, 댐방류시 하류하천의 홍수범람지역에 대한 가시화 정보가 요구되고 있다. 본 연구에서는 남강댐 하류지역을 대상으로 홍수범람지역을 가시화할 수 있는 3차원 GIS 시스템을 개발하였다. 먼저, TextureMaker와 HeightMaker 모듈을 이용하여 NGIS 수치지형도에서 추출한 DEM과 IKONOS 위성영상을 iWorld 엔진에 탑재 가능한 형태로 최적화 하였으며, 홍수분석모형(COSFIM)과 FLDWAV 수리모델을 이용하여 예측한 하천 횡단측선별 실시간 홍수위정보를 기반으로 댐하류 지역에 대한 홍수범람지역을 효과적으로 추출할 수 있게 되었다. 이러한 홍수범람 가시화 정보는 실시간 댐운영에 필요한 침수취약지역 파악 및 신속한 홍수재해 대처계획 수립에도 효과적으로 이용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.239-239
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• 2022

기후변화로 인한 홍수패턴 변화로 인해 침수피해 발생 빈도가 증가하고 있다. 특히 2020년에는 기록적인 장기간 폭우로 인해 댐 하류 지역의 수몰피해가 발생한 바 있다. 예상을 벗어난 이상 홍수 발생 시 댐 방류로 인한 하류 지역 피해예측 및 주민 안전을 위해 침수범위를 예측하고 대응하는 것이 필요하다. 남강댐은 인공방수로 운영을 통해 홍수량을 가화천과 분담하는 운영방식을 이용하고 있으나 댐 직하류에는 진주시가 위치하여 홍수방류에 따른 지역 침수구간을 예측하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 재현기간 별 남강댐 홍수 방류량에 대해 남강댐하류~낙동강 합류부 구간의 홍수위 변화 분석 및 침수면적 계산을 수행했다. HEC-RAS를 이용한 남강 본류 수리해석을 위해 2013년 하천기본계획 단면을 이용하였으며, HEC-geoRAS를 이용한 침수면적 계산을 위해 2020년 수치지형도를 이용했다. HEC-RAS 모의를 위한 상류 경계조건은 남강댐 홍수 방류량을 적용하였으며, 하류 경계조건은 빈도 별 홍수위를 적용한 정상상태 모의를 수행했다. 빈도 별 남강댐 홍수 방류량은 남강댐 상류로 유입되는 빈도 별 홍수량에서 남강댐 저류 가능 홍수량을 제외한 유량을 방류하는 시나리오를 가정하여 결정했다. 50년, 80년, 100년, 200년 빈도 홍수량에 대한 홍수위 모의 결과, 우안 지역은 제방고를 초과하는 홍수위가 발생하지 않은 반면 좌안에서는 농경지를 중심으로 하천범람이 발생했다. 특히 80년 빈도 이상 홍수량에 대해 범람지점이 50년 빈도 홍수량에 비해 2배 이상 증가했다. 또한 침수면적을 계산한 결과, 만곡부와 지류 합류부 주변에서 주로 침수가 발생함을 확인할 수 있었다. 빈도 별 침수면적을 비교해보면 50년 빈도의 침수면적을 기준으로 80년, 100년, 200년 빈도에서 각각 9.4%, 18.7%, 53.1% 증가한 침수면적을 나타냈다.

• 농업과학연구
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• 제50권3호
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• pp.331-347
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• 2023

The downstream submergence damages caused during the flood season in 2020, around the Yongdam-dam and five other sites, were analyzed using related dam management data. Hourly- and daily-data were collected from public national websites and to conduct various analyses, such as autocorrelation, partial-correlation, stationary test, trend test, Granger causality, Rescaled analysis, and principal statistical analysis, to find the cause of the catastrophic damages in 2020. The damage surrounding the Yongdam-dam in 2020 was confirmed to be caused by mis-management of the flood season water level. A similar pattern was found downstream of the Namgang- and Hapcheon-dams, however the damage caused via discharges from these dams in same year is uncertain. Conversely, a different pattern from that of the Yongdam-dam was seen in the areas downstream of Sumjingang- and Daecheongdams, in which the management of the flood season water level appeared appropriate and hence, the damages is assumed to have occurred via the increase in the absolute discharge amount from the dams and flood control capacity leakage of the downstream river. Because of the non-stationarity of the management data, we adapted the wavelet transform analysis to observe the behaviors of the dam management data in detail. Based on the results, an increasing trend in the discharge amount was observed from the dams after the year 2000, which may serve as a warning about similar trends in the future. Therefore, additional and continuous research on downstream safety against dam discharges is necessary.

• 한국습지학회지
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• 제3권1호
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• pp.1-17
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• 2001

남강 연안대의 습지 개발이 생태계에 미치는 영향을 밝히고, 연안대 습지의 보호 대책을 강구하기 위한 기초 자료를 제공하고자 경남 진주시를 관통하는 남강 주변의 비교란된 습지와 교란된 습지에서 1999년 8월 7일부터 8월 15일까지 관속식물의 종조성, 분포, 식물군락의 구조, 저토의 물리 화학적 특성 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 조사지역에 분포하는 관속식물은 52과 142속 189종 26변종 2품종으로 총 217종류였다. 수생 관속식물을 생활형별로 분류하면 정수식물 23종류, 부엽식물 1종류, 부수식물 4종류, 침수식물 6종류 등으로 총 13과 34종류였고 다른 관속식물은 183종류였다. 2. 조사지역 전체에서 우점종은 중요치가 10.26인 고마리였고, 돼지풀, 환삼덩굴, 달뿌리풀 등의 순이었다. 비교란지의 우점종은 중요치가 l3.86인 고마리였고 달뿌리풀, 환삼덩굴, 나도미꾸리낚시 등의 순이었으며, 교란지의 우점종은 중요치가 15.81인 돼지풀이었고, 매듭풀, 쇠치기풀, 쑥 등의 순이었다. 3. 조사지역에서 출현한 귀화식물은 총 26종류였는데 귀화식물의 중요치는 비교란지보다 교란지에서 상대적으로 높았다 4. 종다양성 지수는 비교란지인 Site 1이 1.819로 가장 높았으며, 균등도 지수는 교란지인 Site 8이 0.902로 가장 높았다. 군집 유사도지수는 Site 1과 Site 2가 0.578로 다소 높았으며, Site 1과 Site 10은 0.341 로 가장 낮았다. 5. 저토 환경은 pH 5.17~7.35, 전기전도도 $24.67{\sim}74.33{\mu}mhocm^{-1}$, 유기물량 1.09~3.82%, 총질소량 0.06~0.15%, 총인량 $0.0008{\sim}0.0034mg100g^{-1}$ 등의 범위였다. 6. 식물체내 총질소 함량은 1. 52~2.65%이고, 총인량은 $0.010{\sim}0,039mg100g^{-1}$였는데, 질소 함량은 비교란지에서, 인 함량은 교란지에서 다소 높았다. 7. 야생동물의 서식지를 확보하고 수생 및 습생 관속식물의 다양성을 유지하기 위한 대책이 제시되었다.

• 한국습지학회지
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• 제1권1호
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• pp.29-44
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• 1999

습지생태계의 변화를 예측하고 적절한 보호 대책을 강구하기 위하여 경남 진주시 남강댐 상류의 습지에서 1997년 4월부터 1997년 11월까지 수생 및 습생 관속식물의 분포 및 군락 구조와 버들류의 생장 유형, 현존량, 양분 흡수량 등을 조사하였다. 분포하는 수생식물은 정수식물 27 종류, 부엽식물 4 종류, 부수식물 3종류, 침수식물 9종류 등으로 43종류이고, 습생식물은 241종류였다. 초본층에서 우점종은 여뀌였으며, 종다양도는 1.59~1.89이고 균등도는 0.87~0.96으로 매우 높았으며 군집유사도 지수는 0.35~0.83이었다. 관목층 및 아교목층에 분포하는 버들류(Salix spp.)는 선버들을 포함한 17종으로서, 조사지역에서 천이 초기의 개척식물로 추정되었다. 버들류의 단위면적 ($100m^2$) 당 밀도는 27.5개체이고, 수간에서 분지된 가지수가 개체당 평균 5.0개였다. DBH 분포는 2cm 미만의 유목과 함께 역J자형의 경사분포형으로서 자연적인 후계림을 기대할 수 있었다. 버들류의 단위면적 ($m^2$)당 기저면적은 $24.87cm^2$이고, 용적은 $12,008cm^3$였다. 조사지역 전체에서 버들류의 식물현존량은 12,894 ton으로서, 이는 $9,551ton/km^2$에 상당하는 양이었다. 버들류의 부위별 생물량 분포는 수간부 64.1%, 분지 및 소지 28.1%, 잎 7.8% 등으로서 수간부의 생물량이 가장 많았으며, 버들류에 흡수된 질소 및 인의 현존량은 각각 68,022 및 19,823 kg이었다. 습지대 식물군락을 이용하여 댐내 수질오염에 미치는 악영향을 감소하고 습지대 식물군락을 보존하기 위한 대책이 제시되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권5호
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• pp.383-391
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• 2007

수계 내 농경지로부터의 비점오염은 토양유실과 밀접한 관련이 있어 토양침식 정도를 산정하는 것은 비점오염 관리의 기초가 될 수 있으며 환경오염 예측모델의 정도 향상에도 도움이 될 것이다. 본 연구는 표준유역단위인 소유역에서 토양연접군에 따라 소유역을 분류하고 소유역별로 토양침식 위험성을 산정해 통합적 수계관리의 방향을 제시하고자 수행하였다. 건설교통부 소유역 분류에서 토양조사가 되어 있는 10개의 소유역을 선정해 토양연접군에 따른 분류를 통해 금강본류 21, 남강 03, 동진천, 가평천 01, 경안천 02 소유역은 편마암 유래토양이 50% 이상을 차지하는 편마암 유래토양 소유역 그룹으로 분류되었고, 금강본류 16, 병성천 01, 대신천, 북천 02, 영상강 본류 08 소유역은 화강암 유래토양 면적이 60% 이상인 화강암 유래토양 소유역 그룹으로 분류되었다. 대상유역의 경지이용 형태는 편마암 유래토양이 주로 분포하고 있는 소유역 그룹에서 화강암 유래토양이 주로 분포하는 소유역보다 산림의 면적비율이 높게 나타났고 밭의 분포면적 비율이 그다지 높지 않은 것을 보여주었다. 또한 토양도 상의 경사도 분포는 편마암 유래토양이 주로 있는 소유역에서는 산림면적이 많은 관계로 경사 60% 이상인 E와 F slope이 많았고 화강암 유래토양이 주로 분포하는 소유역에서는 대부분의 유역이 경사도에 따라 고르게 분포하는 경향이었다. 각각의 소유역별 토양유실량 산정에 따른 면적별 분포는 산림이 포함된 관계로 편마암이나 화강암 유래토양 대부분에서 A나 B 등급이 많았으나 전체적으로는 편마암 유래토양이 주가 되는 소유역은 B와 C 등급이 많이 분포하고 있었으며, 화강암 유래토양이 주가 되는 소유역에서는 영산강 08을 제외하면 A와 B 등급에 많이 분포하고 있었다. 산림을 제외하는 경우에는 전체적으로 토양유실 등급의 면적분포가 A 등급이 많아졌고 편마암 유래토양 소유역에서 상대적으로 G 등급의 면적분포가 상승하고 등급별 분포가 고르게 되었다. 소유역에서 경지이용형태별 토양유실량은 논이 가장 작은 값을 보였고, 다음이 산림이었으며 제일 큰 토양유실량을 보인 것은 밭이었다. 토양유실량 산정에 따른 토양연접군별 소유역단위 특성을 살펴보면 송산지곡 연접군으로 분류할 수 있는 편마암 유래토양이 주로 분포하고 있는 소유역들의 연간 평균 토양유실량은 $7.66ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었고, 삼각상주 연접군으로 분류되는 금강본류 16, 병성천 01, 대신천, 북천 02 소유역의 평균 토양유실량은 $5.55ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 송정백산 연접군으로 분류할 수 있는 영산강 08 소유역의 토양유실량은 $9.6ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ 이었으나 이 연접 소유역군은 다른 소유역군들처럼 더 많은 분류가 있어야 평균 토양유실량을 산정할 수 있을 것으로 여겨진다. 이런 결과로 보아 토양연접군에 따른 소유역의 분류와 유역그룹별 토양유실량을 산정하면 토양연접군별 소유역그룹의 비점오염 기여도를 파악할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 다양한 수문 환경 모형들의 적용성을 확대시켜 수계 내 수질 관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권4호
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• pp.24-32
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• 2005

댐법시행령의 개정(2004년 7월)에 따라 2005년도 댐 주변지역에 대한 지원사업비 배분방식이 대폭 변경되어 새로운 기준에 의한 댐 주변지역 인구 및 면적 분석이 필요하였다. 기존에는 댐 주변지역을 계획 홍수위선으로부터 5km 이내의 지역만을 활용하였으나 개정된 댐 주변지역 분석을 위한 공간적 범위는 계획홍수위선을 기준으로 2km이내의 집수구역 및 집수구역외 지역과 2~5km 이내의 집수구역 및 집수구역외 지역에 포함되는 행정구역으로 구분된다. 본 연구에서는 GIS 공간분석기법인 buffer 연산과 중첩분석 등을 통하여 남강댐 주변지역의 공간적 범위를 분석하여 지원사업비 배분에 적용하였다. 기존 댐 주변지역의 분석 방법은 구적기 및 종이지도를 이용한 도화 등을 통하여 계획홍수위선을 계략 작성 추출하여 수행함으로써 지원사업비 배분을 위한 객관적인 자료로 활용 시 정확성 및 신뢰성 측면에서 한계가 있었으나, GIS를 이용한 댐 주변지역 분석방법은 합리적으로 지원사업비가 배분될 수 있는 객관적인 방법으로 적용이 가능하다. 이를 통하여 환경변화, 교통 불편 등 댐으로 인한 영향과 지역별 특성을 감안한 지원사업비 배분을 위하여 주변지역과 관련이 적은 수몰지역 면적비율을 축소하여 지자체가 탄력적으로 결정할 수 있는 비율을 확대 적용이 가능 할 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-11
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• 2009

홍수시 댐 방류에 따른 하류하천의 침수지역을 신속하게 가시화하는 것은 댐관리 업무에 매우 중요하다. 하천구간별로 모의된 홍수위를 기반으로 침수지역을 효과적으로 표출하기 위해서는 하천의 만곡부에서 나타나는 중복영역을 제거해야 된다. 본 연구에서는 홍수분석모형 (COSFIM)과 FLDWAV 모델을 연계하여 하천 만곡부를 고려한 침수지역 가시화를 위해 배수강제 알고리듬을 적용하였다. 배수강제 알고리듬은 자동유역추출시 지형상의 함몰점을 제거함으로서 수문학적 처리연구 등에 장점을 주는 보간법의 일종이다. 본 연구에서는 남강댐 하류구간을 대상으로 하천만곡부를 고려한 침수지역 레이어 제작기법을 제시하였으며, 이러한 프로세스를 자동으로 수행하기 위해 Arcobject 컴포넌트 기반의 시스템을 개발하였다. 침수지역레이어 자동추출시스템은 시간측면에서 대용량 데이터를 기반으로 수행되는 홍수범람가시화 업무를 효과적으로 절감시킬 수 있었다. 또한 침수지역 레이어는 IKONOS 위성영상과의 연계를 통해 홍수 재해관련 업무에 실감정보를 제공할 수 있었다.