• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.175-181
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• 2004

본 연구에서는 고속철도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$역사 공사구간 중에 굴착구간에 인접하여 하천이 위치하고, 공사구간 좌측에는 항상 만수위 상태의 저수지가 위치하고 있어 지반굴착시 지하 5m 깊이에서 지하수위면이 발생하는 구간에 설치된 부력앵커의 거동특성에 관한 연구이다. 따라서 본 연구는 지하수위면이 발생하는 구간에서 설치된 부력앵커의 현장시험을 통해 시공시 영구적으로 지하수위에 의한 부력을 방지할 수 있는 부력앵커를 이용하여 구조물을 안정적으로 시공하고 지속적인 유지관리를 원활히 하고자 하는데 목적이 있다. 부력앵커 시험은 Bar Type Anchor를 Anchor의 길이와 규격별로 구분하여 인발시험을 실시하였다. 현장시험은 영구 앵커의 길이, Bar의 외경, 천공경을 변화시켜 가며 시험앵커 9본에 대한 시험을 수행하였다. 시험을 통해 앵커의 한계하중, 앵커체 바깥면의 인발저항, 하중 및 부착응력 분포, 앵커의 천공지경의 영향, 정착길이의 영향 및 지표면의 거동에 대하여 알아보았다. 그리고 부력방지용 Bar Type 앵커의 하중전달 및 파괴 메카니즘을 중심으로 앵커의 거동 특성에 대해 알아보았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.73-73
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• 2019

지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.46-46
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• 2015

강우가 지역별 계절별로 편중되어 있는 우리나라는 수자원의 안정적인 확보와 이용을 위해 다양한 형태의 댐을 건설하여 운영하고 있다. 그러나 대부분의 댐건설을 통해 형성된 저수지들은 탁수 장기화 및 녹조 발생 등의 환경, 생태적인 문제를 겪고 있으며, 그에 따른 사회적 우려로 인해 신규댐 건설을 통한 수자원확보는 더 이상 어려운 실정이다. 이러한 문제에 대응하기 위한 대안으로 기존 댐 저수지들(안동호-임하호)의 구조적 연계운영방안이 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 2차원 CE-QUAL-W2모형을 활용하여 안동호와 임하호의 구조적 연결에 따른 탁수의 이동과 각 저수지 내에서의 유동 변화를 해석하는데 있다. 저수지 연계 시나리오는 EL. 138 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m 의 콘크리트관(마찰계수 0.05)이 안동호 좌안인 임동면 마리와 임하호 우안 망천리를 연결하는 것으로 가정하였다. 모델의 보정은 실측자료가 풍부한 2006년도 수문사상을 대상으로, 개별 저수지에 대해 수행하였고, 탁수 유동 시나리오 해석은 임하호에 심각한 탁수장기화 문제가 발생했던 2002년을 대상으로 댐 연계 탁수모의를 수행하였다. 안동호와 임하호의 댐 앞에서 모의값과 실측값을 오차를 분석한 결과 탁수예측오차는 AME 0.5~24 mg/L, RMSE 0.7~30.2mg/L의 범위로 비교적 실측값을 잘 반영한 것으로 나타났다. 임하댐의 경우 탁수층의 위치와 두께, 그리고 최고 탁도값을 적절히 재현 하였지만, 안동댐은 최고 탁도값 예측에서 다소 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 안동호와 임하호 단독 운영시와 연계 운영시의 탁수변화 파악을 위해 초기 홍수사상이 발생한 8월 이후부터 저수지내의 TSS농도 분포를 비교하였다. 안동호의 경우 댐앞지점의 탁수분포는 수온성층구조에 영향을 받아, 단독 운영시(EL. 130 m)보다 연계운영시(EL. 140 m)에 탁수의 중심이 높은 위치에 형성되었다. 단독 운영시 10월 이후에 전도현상으로 인해 침강되지 않은 잔류 탁수층이 저수지 하부로 확산되었지만, 연계 운영시에는 재부상 되어 상층으로 확산되는 것으로 모의되었다. 또한 연계운영시 유량이동으로 인해 안동호의 탁수 댐앞 도달시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 반면 임하호는 연계 운영시 안동댐으로 유출이 생기면서 중층에서 탁수량이 저감되는 것으로 모의되었다. 저수지 내 탁수량 분석을 위해 SS 15 mg/L 이상의 잔류 탁수량을 분석한 결과, 연계운영시 안동호의 평균 잔류탁수량 비율은 11.8% 증가, 임하호의 경우 11.7% 감소하였다. 또한, 탁수의 댐하류 방류일수도 SS 15 mg/L 기준 임하호 9일 저감, 안동호는 70일 증가하여 임하호의 탁수가 안동호의 탁수 장기화에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.519-519
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• 2015

2007년 발간된 IPCC의 4차 평가보고서에서 자연재해, 환경, 해양, 농업, 생태계, 보건 등 다양한 부분에 미치는 기후변화의 영향에 대한 과학적 근거들이 제시되면서 기후변화는 현세기 범지구적인 화두로 대두되고 있다. 또한, 기후변화에 의한 지구 온난화는 대규모의 수문순환 과정에서의 변화들과 연관되어 담수자원은 기후변화에 대단히 취약하며 미래로 갈수록 악영향을 받을 것으로 6차 기술보고서에서 제시하고 있다. 특히 우리나라는 지구온난화가 전 지구적인 평균보다 급속하게 진행될 가능성이 높기 때문에 기후변화에 대한 담수자원 취약성이 더욱 클 것으로 예상된다. 따라서 지표수에 용수의존도가 높은 우리나라의 댐 저수지를 대상으로 기후변화에 따른 수환경 변화의 정확한 분석과 취약성 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 SRES A1B 시나리오를 적용하여 기후변화가 주암호 저수지의 수환경 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 지역스케일의 미래 기후시나리오 생산을 위해 인공신경망(Artificial Neural Network.,ANN)기법을 적용하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고온도, 최저온도)에 대해 강우-유출모형에 적용이 가능한 지역스케일로 통계적 상세화를 수행하였으며, 이를 유역모델에 적용하여 저수지 유입부의 유출량 및 부하량을 예측하였다. 유역 모델의 결과를 토대로 저수지 운영모델에 저수지 유입부의 유출량을 적용하여 미래 기간의 방류량을 산정하였으며, 최종적으로 저수지 모델에 유입량, 유입부하량 및 방류량을 적용하여 저수지 내 오염 및 영양물질 순환 및 분포 예측을 통해서 기후변화가 저수지 수환경에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 시나리오에 따른 상세기 후전망을 위해서 기후인자의 미래분석 기간은 (I)단계 구간(2011~2040년), (II)단계 구간(2041~2070년), (III) 단계 구간(2071~2100년)의 3개 구간으로 설정하여 수행하였으며, Baseline인 1991~2010년까지의 실측값과 모의 값을 비교하여 검증하였다. 강우량의 경우 Baseline 대비 미래로 갈수록 증가하는 것으로 전망되었으며, 2011년 대비 2100년에서 연강수량 6.4% 증가한 반면, 일최대강수량이 7.0% 증가하는 것으로 나타나 미래로 갈수록 집중호우의 발생가능성이 커질 것으로 예측되었다. 유역의 수문 수질변화 전망도 강수량 증가의 영향으로 주암댐으로 유입하는 총 유량이 Baseline 대비 증가 하였으며, 유사량 및 오염부하량도 증가하는 것으로 나타났다. 저수지 수환경 변화 예측결과 유입량이 증가함에 따라서 연평균 체류시간이 감소하였으며, 기온 및 유입수온 상승의 영향으로 (I)단계 구간대비 미래로 갈수록 상층 및 심층의 수온이 상승하는 것으로 나타났다. 연중 수온성층기간 역시 증가하는 것으로 나타났으며, 남조류는 (I)단계 구간 대비 (III)단계 구간으로 갈수록 출현시기가 빨라지며 농도 역시 증가하였다. 또한 풍수년, 평수년에 비해 갈수년에 남조류의 연평균농도 상승폭과 최고농도가 크게 나타나 미래로 갈수록 댐 유입량이 적은 해에 남조류로 인한 피해 발생 가능성이 높아질 것으로 예상된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제45권3호
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• pp.222-230
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• 2019

Objectives: This study aims to evaluate water quality in terms of microorganisms and identify the antibiotic resistance of Enterococci isolated from the recycling water in floor fountains at three parks and one reservoir in the Gwangju area. Methods: Water samples were analyzed for Enterococci using membrane Enterococcus indoxyl ${\beta}$ d glucoside agar (mEI) as described in USEPA Method 1600. The vancomycin-resistant Enterococci with VanA and VanB were identified by PCR. An examination of the antibiotic resistance of isolates against 14 antibiotics was performed by the disk diffusion method. Results: The drinking water quality criterion was exceeded for total colony counts in 68% of all recycling water samples. The average concentration of total califorms and fecal coliforms was 139,325 and 413 CFU/100 mL, respectively. VanA and VanB were not detected from the isolates. We found the antibiotic resistant Enterococci strains to be E. faecalis, E. faecium, E. durans, E. mundtii, E. hirae, and E. thailandicus. The isolates were resistant to Rifampin (50%), Erythromycin (25.8%), Tetracycline (10.2%), Nitrofurantoin (8.1%), Minocycline (3.1%), Erythromycin (1.2%), Penicillin (0.7%), Norfloxacin (0.5%), and Teicoplanin (0.5%) among the 14 antibiotics tested. Antibiotic resistance tests for Enterococci from the recycling water of floor fountains resulted in 30.2% showing resistance to two or more antibiotics. Conclusions: These results showed that the multi-antibiotic resistance of Enterococci, E. coli, and others should be investigated continuously in each environment field.

• 농업생명과학연구
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• 제52권6호
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• pp.139-153
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• 2018

본 논문은 최근 이상기후에 따른 재해 재난대비수단으로 유용하게 활용되고 있는 저수지의 개보수사업에 대한 경제적 효과를 계량적으로 분석한다. 이를 위해 저수지개보수사업의 목적을 자연재해에 대비한 안정적인 농업용수 공급과 시설노후에 따른 붕괴예방으로 나누어 그 효과를 각각 측정한다. 저수지 개보수사업에 대한 효과 측정은 저수지 일대에 거주하고 있는 주민들을 대상으로 개보수사업에 대한 지불의사와 금액을 가상가치평가법(CVM)을 이용하여 추정한다. 분석 결과, 자연재해와 재난 예방 관련 지불의사금액의 분포는 유사하게 나타났다. 표본 지역 주민들의 66%가 개보수사업에 지불할 의향이 있다고 응답하였다. 전체 표본에 대한 자연재해 예방 관련 지불의사금액은 주민 평균 32,250~46,147원이고, 재난 예방 관련 지불의사금액은 28,427~47,308원으로 나타났다. 지역유형별로 지불의사금액을 비교해 보면 논 농업 지역, 시설재배 지역, 도시 지역 순으로 높게 나타났다. 한편, 주민별 지불의사금액에 기초하여 각 지역의 저수지개보수사업에 대한 총 기대가치를 산출한 결과 논 농업 지역과 시설재배 지역의 총 기대가치는 실제 사업비 규모에 비해 상당히 높게 나타났다. 이는 주민들이 자연재해 및 재난 예방을 위한 저수지개보수사업의 중요성을 충분히 인지하고 있으며 현재 사업비가 충분치 않을 경우 추가적인 비용을 부담할 용의가 있음을 시사한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권2호
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• pp.201-206
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• 2019

의도적 도입 또는 비의도적 도입에 의해 국내에 확산되고 있는 침입외래식물은 경제적, 환경적인 해를 가할 수 있으며 자생종의 감소나 절멸을 초래하는 등 생물다양성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히 습지나 저수지 및 하안 생육지는 스트레스와 교란에 의해 외래식물 유입과 확산이 용이하므로 국립수목원에서는 이를 관리하기 위한 연구를 지속적으로 수행하고 있다. 본 연구에서는 수원시 하천변에서 발견된 바늘꽃과에 속하는 L. peploides subsp. montevidensis (Spreng.) P.H. Raven가 생태계교란종으로 확산될 우려가 있어 본 종에 대한 기재, 도해, 칼라도판 등을 첨부하여 침입외래식물 관리를 위한 기초자료를 확보하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.328-328
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• 2016

우리나라는 생활용수의 대부분을 지표수에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 지표수는 가뭄과 같은 기상변화, 수질사고 등으로 물 공급의 안정성에 문제가 되기도 한다. 향후 기후변화는 가뭄의 빈도와 강도를 증대시킬 것으로 파악되므로 수질 및 수량의 문제를 더욱 악화시킬 것으로 예상된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 지표수를 대수층 내에 인공적으로 함양한 뒤 대수층의 자연정화 기능에 의해 여과된 양질의 청정원수를 생산하는 기술을 본 연구에서 현장에 실증 적용하는 시설을 구축하였다. 이러한 기술은 기존의 지하 대수층을 이용하는 강변여과 등이 갖는 장점을 취하고 단점을 보완하였으며 친환경적이며 지속가능한 용수공급뿐만 아니라 청정 원수 확보를 통해 정수처리비용을 절감, 장기간의 가뭄이나 지표수 수질사고 시에 비상용수 공급 등 기존 취수원들과 달리 많은 장점을 갖고 있는 대규모 청정지하저수지 시험시설이다. 청정 지하저수지 기술이 주로 적용되는 지역은 해안지역 또는 하구 델타지역을 대상으로 한다. 해안 또는 델타지역은 해수침투로 인하여 염지하수가 부존되어 있기 때문에 지하수자원 활용에 매우 제한적이다. 따라서 지표수(담수)를 전처리하여 대수층에 인공적으로 함양을 하여 염지하수 대수층 안에 담지하수(담수체)를 형성할 수 있다. 이는 염수와 담수의 밀도차에 의해 희석되지 않는 특성을 이용한 기술이다. 청정 지하저수지 시험시설은 크게 지표수 취수시설, 전처리시설, 주입정, 양수정, 운영시스템으로 나눌 수 있다. 주입정 및 양수정은 원형의 형태로 지하저수지 조성범위 중심부에 9개의 주입정과 외각에 8개의 양수정을 설치하였다. 시험시설의 운영 과정은 하천수를 취수하여 전처리시설에서 탁도를 제거한 후, 피압대수층 염지하수에 동력으로 주입을 한다. 이때 기존에 부존되어 있던 염지하수를 밀어내고 담수체 지하수 형성을 유도한다. 일정기간 주입을 통해 목표 담수체를 만들어 내면 양수정에서 담수를 취수하되, 대수층의 모래자갈층을 일정거리 이동하여 취수하는 방식이다. 즉, 하천수를 대수층에 함양하고, 일정거리를 이동하여 취수하는 ASTR 방식의 대체수자원 확보 기술이다. 시험시설은 통합운영센터를 통해 원격감시 및 각종 제어/계측을 실시하며, 모니터링된 자료는 운영시스템에서 관리한다. 본 연구시설에서는 대수층 주입, 관정폐색, 미생물/지화학 수질반응, 지하수모니터링, 지반변형 등이 주요 핵심 연구를 진행하고 있도록 시설을 구성하였다. 본 시험시설은 2015년 8월 착공하여 2016년 4월에 완공 예정이며, 2016년 3월부터 주입을 시작하여 6개월간 피압대수층에 주입을 실시하고 이후부터 주입과 양수를 병행할 계획이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-11
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• 2021

위성영상을 활용한 하천, 습지, 호수 등 지표수 객체의 탐지는 해당 지역의 수자원 관리 및 조사 업무에 효율적으로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 원격탐사 분야에서 물을 탐지하기 위해 제공하는 수분지수(Water Index)와 영상으로부터 객체를 인식하는 데 폭넓게 활용되는 기계학습(Machine learning) 기법을 대구광역시를 촬영한 Landsat-8 위성영상에 개별적으로 적용하여 하천, 호수 등 다양한 지표수 객체를 탐지하고 그 결과를 비교하였다. 우선 Landsat-8 위성영상의 다중분광 밴드로부터 NDWI(Normalized Difference Water Index), MNDWI(Modified Normalized Difference Water Index) 영상을 생성하였고, 임계치를 적용하여 개별 영상으로부터 물과 그 외 지역을 구분할 수 있는 이진 영상(Binary image)을 제작하였다. 그리고 기계학습 기법인 SVM(Support Vector Machine)을 동일 위성영상에 적용하여 토지 피복 영상을 제작하고 이로부터 이진 영상을 제작하였다. 최종적으로 100개의 검사점(Checkpoints)을 사용하여 세 이진 영상으로부터 지표수 탐지를 위한 정확도를 오차 행렬을 활용하여 계산하였다. 그 결과, MNDWI 영상으로부터 제작된 이진 영상의 정확도(84%)가 NDWI 영상으로부터 제작된 이진 영상의 정확도(94%)와 SVM에 의해 제작된 이진 영상의 정확도(96%)에 비해 낮았으며, 모든 이진 영상에서 그림자 등의 원인으로 인해 일부 육지 분류 결과가 지표수 객체로 오분류되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권6호
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• pp.546-558
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• 2020

While industrialization has provided in abundance, the pollution it creates has caused untold damage to the environment, increasing the frequency and severity of natural disasters through changes in global climate patterns. The World Risk Forum's (WEF) World Risk Report presented the results of a survey of experts from around the world detailing the most influential risk factors over the next decade. Notably, the failure to respond to climate change ranked first and the global water crisis third. The extreme drought in the western Chungnam province was unexpected in 2016. At the time, the water level of Boryeong Dam was drastically decreased due to receiving less than half the average recorded rainfall in the region that year. The Boryeong Dam diversion pipeline has the capacity to solve the water shortage problem between these two regions by providing water from Geumgang to the western part of Chungnam, including Boryeong City. Current weather trends suggest drought is likely to continue in western Chungnam, which uses the Boryeong Dam as an intake source. This makes it necessary to operate Boryeong Dam diversion pipeline in an efficient and effective manner. SWAT is a watershed scale model developed to predict the impact of land management practices on water. The SWAT model was used in this study to evaluate the adequacy of the Boryeong Dam diversion pipeline operational plan by comparing it to present Boryeong Dam diversion pipeline operation. By investigating the number of days required to reach each reservoir stage, we determined that the number of days required to reach the boundary stage was less than that of the current operation. This determination accounts for the caveats that the Boryeong Dam waterway was not operated and only one pump will be operated from October to May of next year. As our results suggest, the most stable operation scenario is to operate two pumps at all times. This can be accomplished by operating two pumps from the caution stage to increase the number of pumps whenever the stage is raised. In addition to the stable operation of the Boryeong Dam pipeline, policy considerations are required with regard to imposing a water use charge on users of the Boryeong Dam region.