• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.11-18
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• 2018

본 연구에서는 다중 기후모델에 의한 미래 기후자료를 기반으로 SWAT-K 유역모형을 적용하여, 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수자원 영향을 평가하였다. 기후모델에 따른 미래 전망자료의 불확실성을 고려하여 9개의 GCM 모델의 기후자료를 미래기간(2010~2099년)에 대한 SWAT-K 모형의 기상자료로 적용하였다. 과거(1992~2013년) 및 미래기간에 대한 연도별 수문변화를 분석한 결과 강수량, 유출량, 증발산량, 함양량 모두 증가하는 추세로 나타났다. 과거기간에 비해 유출량의 변화가 가장 크게 나타났으며(최대 50% 증가), 증발산량은 상대적으로 작게 나타났다(최대 11% 증가). 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가에 따라 유출량과 함양량도 크게 증가하는 반면, 동일기간에 대한 증발산량은 감소하는 것으로 분석되었다. 1월과 12월은 반대의 경향이 나타났다. 미래의 물수지 변화를 분석한 결과 강수량 대비 유출량, 증발산량, 함양량의 비율은 변화가 크지 않으나, 과거와 비교했을 때 RCP 8.5 시나리오에서 유출량 비율은 최대 4.3% 증가하는 반면, 증발산량 비율은 최대 3.5% 감소하는 것으로 나타났다. 기존의 타 연구와 본 연구에서 도출한 결과를 종합해 볼 때, 현재 제시되고 있는 기후변화 시나리오 가정 하에서는 미래로 갈수록 점차 강수량과 유출량이 증가할 것이고 특히 여름철 강수량 및 유출량의 증가가 예상된다. 이로 인해 제주도 지역의 함양량도 함께 증가할 것으로 판단할 수 있다. 다만, 본 연구는 장기적인 측면에서 자연적인 기후변화로 인한 영향을 분석한 것이며, 추가적으로 단기적인 수재해 대응을 위한 홍수와 가뭄관리, 인위적인 용수 수급 관리 등에 대한 종합적인 분석을 통해 제주도 수자원의 지속가능한 이용을 위한 대응방안이 필요하다고 판단된다.

• 대기
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• 제29권4호
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• pp.367-380
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• 2019

Global warming causes various problems such as the increase of the sea surface temperature, the change of coastlines, ocean acidification and sea level rise. Sea level rise is an especially critical threat to coastal regions where massive population and infrastructure reside. Sea level change is affected by thermal expansion and mass increase. This study projected future sea level changes in the 21st century using the HadGEM2-AO with RCP8.5 scenario. In particular, sea level change due to water mass input from ice-sheets and glaciers melting is studied. Sea level based on surface mass balance of Greenland ice-sheet and Antarctica ice-sheet rose 0.045 m and -0.053 m over the period 1986~2005 to 2081~2100. During the same period, sea level owing to dynamical change on Greenland ice-sheet and Antarctica ice-sheet rose 0.055 m and 0.03 m, respectively. Additionally, glaciers melting results in 0.145 m sea level rise. Although most of the projected sea level changes from HadGEM2-AO are slightly smaller than those from 21 ensemble data of CMIP5, both results are significantly consistent each other within 90% uncertainty range of CMIP5.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.521-521
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• 2017

본 연구는 기후변화가 만경강에 서식하는 어류 서식처에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 기후변화 영향에 따른 수문자료는 RCP 8.5 기후변화시나리오 결과에 기반하여 SLURP 분포형 모델을 이용하여 일 유출량을 도출하였다. 기후변화 전후의 일 유출량 자료는 수문변화지표(indicator of Hydrologic Alteration, IHA) 통계분석모형을 이용하여 유출량의 규모, 빈도, 시기, 기간, 변화율 등 유황특성을 반영한 5가지의 환경흐름요소(Environmental Flow Components, EFC)로 나타냈다. 환경흐름요소는 수문기간 동안의 유황을 극히 낮은 흐름(Extreme low flow), 낮은 흐름(Low flow), 높은 흐름 펄스(High flow pulse), 작은 홍수(Small floods), 커다란 홍수(Large floods) 등 5가지의 스펙트럼 형태로 나타낼 수 있다. 어류의 물리서식처 모의를 위한 대상어종은 환경부 멸종위기 야생동식물 1급으로 지정 및 보호되고 있고 과거 만경강 봉동 일대에서 출현하였던 감돌고기를 선정하였다. 감돌고기의 서식처 적합도(HSI)는 과거 모니터링 결과 및 문헌자료 근거로 생애주기별(산란기, 성장기, 성어기)로 구분하여 나타내었고, River2D 모형에 적용하였다. 분석결과 생애주기별로는 기후변화 영향 후 산란기의 감돌고기의 서식처가중가용면적은 24.1% 증가, 성장기와 성어기의 가중가용면적은 각각 3.3%, 7.3%로 감소하는 것으로 예측되었다. 극한조건에서 서식처가중가용면적의 크기는 높은 흐름 펄스, 작은 홍수, 커다란 홍수, 극히 낮은 흐름 순으로 나타났다. 기후변화 영향으로 인한 가중가용면적의 변화는 작은 홍수를 제외하고 미래에는 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 극히 낮은 흐름, 커다란 홍수의 경우 빈도와 기간을 고려할 때 실질적인 가중가용면적은 더욱 악화될 것으로 예측되었다. 이러한 결과를 바탕으로 기후변화 영향으로 인한 만경강 유역의 미래서식처 요건은 악화될 것으로 예상되며 멸종위기종인 감돌고기의 서식처 확보방안의 제시가 필요할 것으로 판단된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권1호
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• pp.1-11
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• 2019

The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fifth Assessment Report (AR5) predicted that recent extreme hydrological events would affect water quality and aggravate various forms of water pollution. To analyze changes in water quality due to future climate change, input data (precipitation, average temperature, relative humidity, average wind speed and sunlight) were established using the Representative Concentration Pathways (RCP) 8.5 climate change scenario suggested by the AR5 and calculated the future runoff for each target period (Reference:1989-2015; I: 2016-2040; II: 2041-2070; and III: 2071-2099) using the semi-distributed land use-based runoff processes (SLURP) model. Meteorological factors that affect water quality (precipitation, temperature and runoff) were inputted into the multiple linear regression analysis (MLRA) and artificial neural network (ANN) models to analyze water quality data, dissolved oxygen (DO), biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), suspended solids (SS), total nitrogen (T-N) and total phosphorus (T-P). Future water quality prediction of the Anseongcheon River basin shows that DO at Gongdo station in the river will drop by 35% in autumn by the end of the $21^{st}$ century and that BOD, COD and SS will increase by 36%, 20% and 42%, respectively. Analysis revealed that the oxygen demand at Dongyeongyo station will decrease by 17% in summer and BOD, COD and SS will increase by 30%, 12% and 17%, respectively. This study suggests that there is a need to continuously monitor the water quality of the Anseongcheon River basin for long-term management. A more reliable prediction of future water quality will be achieved if various social scenarios and climate data are taken into consideration.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.517-517
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• 2016

최근 기후변화로 인해 하천 건천화가 빈번히 발생함에 따라 농업용 저수지로부터 하류 하천유량을 얼마나 공급할 수 있으며, 어느 시기에 공급하는 것이 적당한가에 대한 의문이 발생하고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 하천유지용수 공급에 대한 관점에서 용수배분을 자유롭게 모의조작 할 수 있는 모듈을 개발하였고, 이를 미호천 중류의 북일 수위관측소 유역 내 위치한 저수량이 100만 $m^3$인 농업용 저수지 9개소를 대상으로 적용하였다. 관개용수량은 작물증발산량, 담수심, 침투량, 손실율 등을 고려하여 산정할 수 있도록 하였으며, 하천유지용수 공급량은 기준갈수량을 기본값으로 하였다. 또한 하천유지용수의 공급방식은 무공급, 비관개기 공급, 연중 공급, 운영률에 의한 공급의 4가지로 구분하여 일괄적인 모의가 가능하도록 구성하였다. 기상청 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 미래 모의기간에 대한 유역 말단부의 갈수기 하천수량 변화와 유황패턴을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 하천유지용수을 비관개기에 공급하는 저수지 운영으로 하천수량은 하천유지용수를 공급하지 않는 저수지 운영보다 연평균 1.8백만(2.0%) $m^3$ 증가, 연중 공급하는 저수지 운영보다 4.3백만$m^3$(4.7%) 증가, 운영률에 의해 하천유지용수를 공급하는 운영은 연평균 13.1백만(14.6%) $m^3$ 증가하였다. 둘째, 하천유지용수를 비관개기에 공급하는 저수지 운영은 갈수기로 갈수록 유량이 증가하였다 감소하는 것으로 나타났다. 하천유지용수를 연중으로 공급하는 저수지 운영은 비관개기에 공급하는 저수지 운영보다 갈수량(Q355) 이하의 유량을 더 증가시킬 수 있는 것으로 분석되었고 풍수량(Q95)과 평수량(Q185) 사이의 하천유량이 상대적으로 크게 증가하였다. 운영률에 의해 하천유지용수를 공급하는 저수지 운영은 하천유지유량을 공급하지 않는 저수지 운영방식보다 하천유량의 증가와 갈수기 전반에 걸쳐 유황이 안정되는 것으로 분석되었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권11호
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• pp.310-317
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• 2017

Background: Many studies about climate-related range shift of plants have focused on understanding the relationship between climatic factors and plant distributions. However, consideration of adaptation factors, such as dispersal and plant physiological processes, is necessary for a more accurate prediction. This study predicted the future distribution of marlberry (Ardisia japonica), a warm-adapted evergreen broadleaved shrub, under climate change in relation to the dispersal ability that is determined by elapsed time for the first seed production. Results: We introduced climate change data under four representative concentration pathway (RCP 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5) scenarios from five different global circulation models (GCMs) to simulate the future distributions (2041~2060) of marlberry. Using these 20 different climate data, ensemble forecasts were produced by averaging the future distributions of marlberry in order to minimize the model uncertainties. Then, a dispersal-limited function was applied to the ensemble forecast in order to exam the impact of dispersal capacity on future marlberry distributions. In the dispersal-limited function, elapsed time for the first seed production and possible dispersal distances define the dispersal capacity. The results showed that the current suitable habitats of marlberry expanded toward central coast and southern inland area from the current southern and mid-eastern coast area in Korea. However, given the dispersal-limited function, this experiment showed lower expansions to the central coast area and southern inland area. Conclusions: This study well explains the importance of dispersal capacity in the prediction of future marlberry distribution and can be used as basic information in understanding the climate change effects on the future distributions of Ardisia japonica.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.37-37
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• 2019

기후변화에 따른 강우량 변화는 유역의 수문학적 변화와 하천 침식, 토양유실 등 물리적 변화를 함께 동반하여 유역환경에 영향을 미치게 된다. 최근에도 강우 발생시 집중강우에 의해 짧은 시간에 많은 강우가 발생하여 홍수피해가 발생하고 있으며, 건기시에는 가뭄이 지속되고 있다. RCP 4.5 및 8.5를 활용한 미래 기후시나리오 예측에 따르면 강우량과 증발산량은 증가할 것으로 예측되고 있으나, 우기시의 강수량은 증가하고 건기시의 강수량은 감소하여 계절 간 강수의 불균형이 심화될 것으로 예측되고 있다. 이러한 변화는 강수량, 하천유량, 침투량 등 유역의 수문체계에 영향을 끼치게 되고, 유량의 변화에 따라 하상변동 등 하천형상의 변화가 발생할 수 있으며, 하천 형상변화에 따라 유량이 변화하고, 토사의 유입이 증가하여 수질이 변화하여, 유역 내 유량 및 수질변화에 따른 불확실성이 높아지게 된다. 최근 개발에 의한 불투수면의 증가와 집중호우의 발생으로 인한 유출량 증가에 따라 강우발생시 직접유출량은 증가하고 침투량은 감소하여 우기시에는 홍수 및 침수가 발생하고, 건기시에는 기저유출에 의한 하천유지용수가 감소하여 하천이 건천화되고 수질이 악화 되는 등 물순환 체계가 훼손되고 있다. 강수량과 강우패턴의 변화에 따른 유출량 변화는 유역의 물순환에 직접적인 영향을 미치게 된다. 홍수나 극한강우가 발생할 경우 유역의 수문학적 특성에 따라 직접유출량은 증가하고 상대적으로 침투 및 증발산양은 감소하게 되며, 건기시에는 하천이 건천화 되는 등 물순환 체계가 훼손되고 유량의 변화에 따라 수질 또한 악화될 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 기후변화에 따른 유역 유출량 변화 및 하천형상 변화예측을 위해 기후변화 시나리오를 이용하여 하천환경변화에 대한 전망을 예측하고, 유역의 유출량을 구체적으로 분석 할 수 있는 유역모형을 활용하여 유역의 물순환에 미치는 영향을 검토하고 물순환을 고려한 유량 및 수질부하량을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.199-199
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• 2017

Sustainable wheat production is of paramount importance for attaining/maintaining the food self-sufficiency status of the rapidly growing nation of Pakistan. However, the average wheat yield per unit area has been dwindling in recent years and the climate-induced variations in rainfall patterns and temperature regimes, during the wheat growth period, are believed to be the reason behind this decline. Crop growth simulation models are powerful tools capable of playing pivotal role in evaluating the climate change impacts on crop yield or productivity. This study was aimed to predict the plausible variations in the wheat yield for future climatic trends so that possible mitigation strategies could be explored. For this purpose, Aquacrop model v. 4.0 was employed to simulate the wheat yield under present and future climatology of the largest agricultural province of Punjab in Pakistan. The data related to crop phenology, management and yield were collected from the experimental plots to calibrate and validate the model. The future climate projections were statistically downscaled from five general circulation models (GCMs) and compared with the base line climate from 1980 to 2010. The model was fed with the projected climate to simulate the wheat yield based on the RCP (representative concentration pathways) 4.5 and 8.5. Under the worst, most likely future scenario of temperature rise and rainfall reduction, the crop yield decreased and water footprint, especially blue, increased, owing to the elevated irrigation demands due to accelerated evapotranspiration rates. The modeling results provided in this study are expected to provide a basic framework for devising policy responses to minimize the climate change impacts on wheat production in the area.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.93-100
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• 2016

This study conducted a quantitative assessment on the environmental flows associated with climate change in the Gosam Reservoir, Korea. The application of RCP 8.5 climate change scenario has found that the peak value of High Flow Pulses has increased by 36.0 % on average compared to historical data (2001 ~ 2010), which is likely to cause disadvantage on flood control and management but the increase in peak value is expected to make a positive impact on resolving the issue of green algal blooms, promoting vegetation in surrounding areas and encouraging spawning and providing habitats for native species by releasing a larger amount of landslides as well as organic matters than the past. However, the decreasing pattern of the peak value of High Flow Pulses is quite apparent with the trend of delay on the occurrence time of peak value, necessitating a long-term impact analysis. The peak value of Large Floods shows a clear sign of decrease against climate change scenario, which is expected to lead to changes in fish species caused by degraded quality of water and decreasing habitats. A quicker occurrence of Small Floods is also expected to make an impact on the growth cycle of aquatic plants, and the reduction in occurrence frequency of Extreme Low Flows is to contribute to increasing the population of and raising the survival rate of native fish, greatly improving the aquatic ecosystem. The results of this study are expected to be useful to establish the water environment and ecological system in adapting or responding to climate change.

• 농촌계획
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• 제26권1호
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• pp.1-12
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• 2020

다수의 국가에서 농촌이 쇠퇴하는 현상을 확인할 수 있으며, 특히 경작 포기지의 비율이 빠른 속도로 향상되고 있다. 일본에서 경작 포기지의 증가는 농작물의 국내 자급률 감소, 농지의 중요한 기능 중 하나인 자연재해 방지 기능의 상실, 그리고 농촌 지역사회가 계승해 오던 다양한 형태의 무형적 자산의 소실 등을 야기하였다. 농지와 농촌 지역사회 활동의 보존은 지속가능한 개발을 위해 필수적인 요소이다. 생태계 서비스는 농지가 보유한 기능 중 하나이며, 일본의 중산간 지역 직불제는 농지의 보전과 농촌 지역사회 활동을 지원하여 생태계 서비스 보존 및 유지에 일조하기에 생태계 서비스에 대한 지불(PES)이라 볼 수 있다. 본 연구의 목표는 중산간지역 직접지불제도의 혜택을 받는 지역과 RCP8.5 시나리오 하에서의 자연재해 피해액 간의 관계를 파악하여 직불제의 효율성을 간접적으로 검증하는 것이다. 본 연구의 대상지는 일본 홋카이도의 농지 전체이며, 2005년, 2010년, 2015년의 강우량 예측 패널 데이터와 농업 센서스 패널 데이터를 이용하여 한계효과를 구하여 분석하였다. 분석 결과, 중산간지역 직불제 해당지역이면서 농촌 지역사회 활동이 활발할수록 자연재해 피해액이 적었다. 따라서 특히 중산간지역 직불제 해당지역일수록 재해피해 감소를 위해 농촌 지역사회 활동이 필수적으로 요구된다. 본 연구의 의의는 중산간지역 직불제의 효율성을 자연재해 피해액을 통해 검증한 데 있으며, 향후 직불제의 효율성에 대한 논의에 기초자료로 활용될 수 있다.