• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.544-544
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• 2016

최근 지구온난화 등 기후변화에 따른 돌발 홍수가 계절과 관계없이 빈번하게 발생하고 있으며, 국지성 호우 및 태풍의 영향으로 인한 홍수피해가 매년 발생하고 있다. 이와 같은 피해를 저감하기 위해서는 정확한 강우 관측 및 홍수량 산정이 매우 중요하기 때문에 많은 수문학적 연구와 기술 발달이 이루어지고 있다. 그 중 강우의 변화를 실시간으로 관측 가능한 레이더영상 자료의 활용성이 증대되어 활발한 연구가 진행되고 있으나, 제주도의 경우 다른 지역에 비해 연구가 미흡한 실정이다. 이에 따라, 제주도 유역을 대상으로 유역의 공간적 특성을 격자기반으로 분석하고 매개변수 산정 시 경험적 요인을 제거할 수 있는 분포형 모형인 Vflo와 기상청에서 제공하는 레이더 영상자료 및 강우자료를 활용하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 Arc-GIS를 이용하여 제주도 도심하천인 외도천 유역의 지형적 지리적 특성(DEM, 토양도, 토지피복도 등)을 $30m{\times}30m$ 격자크기로 분석하고, 레이더영상 자료로부터 강우 자료를 추출하였으며, 분포형 모형(Vflo)을 활용하여 유출량을 모의하였다. FSIV기법을 통해 현장 관측한 유출량과 비교 분석하였으며, 레이더 영상자료로부터 추출한 강우자료는 AWS자료를 활용하여 제주도에 적합한 강우보정계수를 산정하였다. 이와 같은 연구를 통해 향후 제주도 미계측 유역의 홍수량 산정이 가능할 것으로 판단되며, 하천기본계획 및 유역종합치수계획 등 치수계획 수립 시 많은 활용이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.310-310
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• 2021

지난 수년간 하천 인근에서 홍수로 인하여 다양한 피해가 발생하고 있다. 이러한 홍수피해를 경감하기위해 구조적 비구조적 대책들을 세우고 있으며, 중요한 비구조적 대책 중의 하나가 홍수경보시스템을 구축하는 것이다. 일반적으로 홍수경보시스템을 구축하기 위하여 홍수경보기준지점의 수위를 설정하며 이에 대응하는 한계유량을 산출하고 GIUH 강우-유출모형을 통하여 한계유량에 대응하는 경보강수량을 산정하는 방식을 택하고 있다. 특히 한계유량을 산출하는 경우, 다양한 연구에서 Manning 공식을 통하여 한계유량을 산출하고 있다. 이에 대한 적정성을 비교하기 위해 본 연구에서는 HEC-RAS모형을 통하여 한계유량을 계산하였고 Manning식에서 나온 값과 비교하였다. 비교결과 Manning식에서 산출된 한계유량은 과다한 경보 강수량 값을 채택하고 기존 설계강수량에 비해 매우 큰 값임을 확인할 수 있었다. 이에 비해 HEC-RAS의 한계 유량값은 적정한 경보강수량 값을 제시하였고 연평균알람기준에도 적정함을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 통해, 현재 다양한 하천사업이 이루어져 대부분의 하천의 측량이 이루어진 상황에서 기존의 Manning식에 의한 한계유량 산출보다는 HEC-RAS를 통하여 한계유량을 산정해야하는 것이 보다 적정해 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.174-174
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• 2021

지표면에서 소규모의 요철로 이루어진 미세지형 (Micro Topography)은 자연 지형의 일반적인 특징이다. 지표면에서의 흐름해석 시 이러한 미세지형에 의한 효과를 정확히 고려하기 위해서는 고해상도의 지형격자를 사용하여야 하나, 대부분의 지표유출모델은 미세지형이 존재하지 않는 저해상도의 거친 표면으로 간주함으로써 바닥 마찰 효과를 증가시켜 미세지형에 의한 영향을 대략적으로만 반영한다. 본 연구에서는 보다 정확한 강우-유출 및 유사-유출 해석을 목적으로 고해상도의 지형격자를 사용하여 미세지형을 포함한 건조 및 반건조 지대에서의 흐름을 수치적으로 모의하였다. 미세지형의 형태는 마루와 골 사이가 직선으로 이루어진 파동의 형태로 이상화 하였으며, 파동의 진폭과 파장을 조절하여 다양한 형태의 미세지형을 고려하였다. 수치모형은 흐름의 움직임에 대한 Saint-Venant 방정식과 침식 및 유사이송에 대한 Hairsine-Rose 방정식을 함께 계산하는 통합모형인 tRIBS-FEaST를 사용하였다. 수치 모의 결과에서 나타난 미세지형의 핵심 영향은 최대 유량 및 유사량 도달시간의 지연, 유사 입자 크기별 유사-유출량 증감, 그리고 하천 유출(stream flow)의 생성이었다. 또한, 미세지형의 형태에 따라 미세지형과 강우-유출 및 유사-유출 사이에 비례 혹은 반비례 관계가 성립함을 보였다. 수치 모의 결과를 종합적으로 검토하여 미세지형이 강우-유출과 유사-유출에 미치는 영향에 대해 논의하였으며, 기존 Manning 거칠기 계수를 통한 해석 방법의 적부를 판단하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.361-367
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• 2011

축분 부산물비료에 대한 양분 유출과 유출량 산정을 통하여 축분 부산물비료별 양분유실량을 구명하고 농업환경부하 평가에 기초자료로 제시하고자 경사도에 따른 축분 부산물비료 별 양분유출 시험을 수행하였다. 유실된 토양에서의 T-N 함량은 축분 부산물비료 간에 의한 유출의 차이보다 경사도 (%)에 따른 T-N 유출의 차이가 더욱 큰 것으로 조사되었다. 경사도 5%에서 T-N 유출은 NPK + 계분부산물비료 처리구에서 가장 높은 것으로 나타났으며 경사도 20%와 35%의 경우에도 같은 경향을 나타냈다. 축분 부산물비료에 의한 유출의 차이보다 경사도 (%)에 따른 T-N 유출의 차이가 더욱 큰 것으로 조사되었다. 경사도 5%에서 평균 T-N 유출은 8.37, 경사도 20%와 35%에서는 각각 57.41과 $71.50kg\;ha^{-1}$의 T-N 유출을 나타냈으며 경사도 5%와 20, 35% 간에는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 경사도 20%와 35% 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았으나 경사도 (%)에 따라 정의 상관관계를 나타내고 있다. 유효인산 및 치환성 양이온 (Ca, Mg, K, Na)도 경사도에 따라 통계적으로 매우 유의한 차이를 나타냈다. 경사도 20% 에서 유거수량에 의한 T-N과 T-P의 유출은 화학비료 (NPK) + 계분 부산물비료가 가장 높았으며 화학비료 (NPK)처리구 가 가장 적은 값을 나타냈다. 경사도 5%에서의 평균 T-N 유출은 11.1, 경사도 20%와 35%에서의 T-N 유출은 29.2, $41.7kg\;ha^{-1}$로 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 경사도 20%에서의 배추의 T-N 함량은 돈분 부산물비료와 계분 부산물비료가 화학비료 (NPK) 처리구와 화학비료 (NPK) + 계분 부산물비료처리구에 비해 유의성 있게 낮게 나타났는데 이는 토양유실로 인한 T-N 유출이 돈분 부산물비료와 계분 부산물비료에서는 높게 나타난 것이 하나의 원인이 될 수 있다고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.70-76
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• 1999

영양염류는 하천이나 저수지의 부영양화를 유발하며 농경지는 영양원소의 주된 오염원으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 비점오염원에 의한 영양염류 유출 현상을 구명하기 위하여 경북 영천군 임고천 상류의 소유역에서 질소, 인, 유기물의 연간 부하량을 조사하였다. 유역 총면적은 1,420ha 였고 그 중에서 논과 밭을 포함한 경작지 면적은 약 25% 였으며 나머지는 대부분 산림이었고, 한우와 돼지 등의 가축 사육이 농가별로 소규모로 이루어지고 있었다. 조사 기간 동안 하천수중의 $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 농도는 각각 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 및 2.51mg/L였다. 97년도 연간 총 하천유수량은 6,681,500m3로 평가되었으며, $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 연간 부하량은 각각 28,991, 3,010, 37,006, 590, 29,138kg으로 추정되었다. 강우량과 하천 유수량 사이에는 밀접한 정의 상관관계가 있었으며, 오염물질의 배출량 또한 유수량이 증가함에 따라 증가하였고 화학비료의 시용 시기와도 일치하여 강우량이 많았던 5월부터 8월 사이에 대부분의 영양염류의 부하가 발생하였다. 조사유역의 산업이 농업활동에 국한되어 있는 것을 감안할 때 이들 오염물질의 부하는 농경지로부터의 유실과 축산활동 등을 포함한 농업 비점오염원에 의한 것으로 볼 수 있으며 각 비점오염원별 부하량 정도를 구명하고 이를 제어할 수 있는 다양한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.367-377
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• 2014

국내 최대 상수원인 팔당호는 하천형 호소로 분류되며, 팔당호 수질은 외부오염원의 영향이 크다. 이에 본 연구에서는 팔당호 상류지역의 오염원 분포와 오염물질 유출특성을 분석하여 BOD와 TP 관리를 위한 중점관리 오염원을 선정하고자 하였다. 이를 위해 11개 단위유역에 대한 오염원별 발생부하량과 배출부하량을 조사하고, 74개 소하천의 수질 유량 측정결과를 이용하여 유달부하량과 유역면적당 유달부하 밀도를 분석하였다. 오염원별 BOD, TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량을 분석한 결과, BOD 발생부하량은 축산계가 66.0%로 가장 높은 비율을 차지하였고, BOD 배출부하량은 생활계가 42.7%를 차지하였으며, BOD 유달부하량은 축산계와 생활계가 각각 36.4%, 34.3%를 차지하는 것으로 나타났다. TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량 모두 축산계에서 가장 높은 비율을 차지하였으며, 각각 82.5%, 44.4%, 46.7%로 나타났다. 또한 BOD 유달부하밀도는 인구밀도가 높은 경안천 유역이 $14.6kg/km^2/d$으로 가장 높았고, TP 유달부하밀도는 가축사육두수가 많은 청미천 유역이 $1.23kg/km^2/d$이 가장 높게 나타났다. 이러한 연구결과를 통해 팔당호 수질개선을 위해서는 생활오수와 가축분뇨를 중심으로 오염원관리가 필요하며 경안천 유역은 생활오수에 대한 관리가 필요하고 남한강 유역, 특히 청미천 유역은 가축분뇨에 대한 관리가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제7권1호
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• pp.119-128
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• 2005

유역의 토사발생은 하상 변동 등에 의한 하천의 통수 단면 감소 등을 유발하며 하천수질 악화와 담수생태계에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 산지 및 농경지 유역과 도시유역의 관류하는 무심천 유역에서 유역의 토지이용 특성에 따른 유출토사의 특성을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 무심천 상류는 농경지와 산림지역으로 구성되어 있다. 부유토사량은 10개의 강우사상에 대하여 5개 지점에 대하여 관측하였다. 토지이용특성 분석결과 방서교 유역은 전체 무심천 유역의 69%의 면적을 차지하며 이중에서 농경지(27.1%)와 산림지역(63.7%)이 방서교 상류의 90.8%를 차지하고 있다. 이에 따라 이 지역에서 유사량이 많이 발생될 것으로 판단되었다. 하류 도시지역을 통과하면서 부유사량 농도는 감소하였다. 무심천 유역의 부유사량 농도는 유역 상류 지역인 방서교지점 이전에서 영향을 받고 이후 하류의 도시지역에서의 영향은 미미한 것으로 나타났다. 또한 부유사량과 유출량 관계식을 유도하였으며 $R^{2}$는 상류지역이 0.506이었고, 하류지역에서는 0.656이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.23-32
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• 1988

미계측유성(未計測流城)에서의 시간별 강우(降雨)로부터 부분침투천하(部分浸透川下)의 비피압대수층내(非被壓帶水層內)의 지하수(地下水)흐름에 기여하는 침투량과, 이로 인(因)하여 발생되는 하천수로상(河川水路上)에서의 시간별 기저유량(基底流量)의 동시적(同時的) 결합(結合)이 지형도(地形圖)나 토양도(土壤圖)부터 획득된 수리(水理) 및 수문(水文) 특성인자(特性因子)들에 의하여 수행(遂行)되었다. 지하수(地下水)흐름과 이의 개수로상(開水路上)의 흐름추적은 Boussinesg의 비선형방정식(非線形方程式)을 선형화(線形化)한 기법(技法)과 St. Venant의 간편화 공식을 각각 이용하므로써 결정되어졌다. 이의 해(解)를 위한 유출모형(流出模型)은 전류성(全流城)을 분할한 분포모형(分布模型)을 사용하였으며, 수치해법(數値解法)은 운동파방정식(運動波方程式)의 유한차분법(有限差分法)을 이용하였다. 그 결과로서, 수문지질(水文地質)의 다변성(多變性)에 따른 수문곡선분리(水文曲線分離)의 합리성(合理性)은 물리적(物理的)으로 바탕을 둔 지하지표수(地下地表水)의 모형을 개발하므로써 이루어져야 한다고 제안(提案)된다. 본 연구의 실하천유역(實河川流域)에 대한 적용 예로서는, 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)을 선정(選定)하였으며, 그 결과로부터 본(本) 기법(技法)은 미계측유역에서의 강우의 지하침투량에 의한 기저유량을 모의발생(模擬發生)시킬 수 있으리라 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1433-1446
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• 2013

본 연구에서는 도시하천을 대상으로 Monte Carlo Simulation (MCS)에 의한 모의발생 기법 적용으로 최적화된 강우-유출 모형과 홍수위 추적모형 연계를 통한 고수위 Rating Curve 작성법을 제안하였다. 대상유역의 관측 자료로부터 작성된 수위-유량곡선식은 유량측정의 오차와 더불어 고수위에 대한 불확실성을 내포하고 있음을 확인할 수 있었으며, 관측치와의 표준오차($S_e$)는 0.056으로, 무작위 불확실성($2S_{mr}$)은 평균 ${\pm}1.43%$, 최대 ${\pm}4.27%$로 분석되었다. 또한, 전대수지법과 Stevens방법에 의한 고수위 연장은 도시하천 유역 규모에 비하여 수위에 따른 홍수량이 과대 산정되는 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 마지막으로, MCS에 의한 다량의 수문자료군 확보를 통한 수위-유량 관계곡선의 연장방법은 고수위에 대한 불확실성을 감소시켜며, 보다 신뢰성 있는 고수위 연장이 가능하였다. 향후 본 연구의 결과는 MCS에 의한 고수위 연장 시스템 구축을 통한 도시하천유역의 실시간 홍수 예 경보 활용에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.12-17
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• 2007

유역관리모형은 유역내 비점원 오염부하를 예측하고, 서로 다른 오염원과 토지이용형태에 따른 영향을 판단하는데 사용 되어진다. 많은 모형들이 비점원오염의 예측이 가능하지만, 각기 서로 다른 한계를 갖고 있다. 모델의 선택의 연구목적과 축적된 가용자료에 부합해야 한다. 최근 한국에서는 SWAT모형이 농촌유역의 비점원오염 유출을 예측하기 위해서, 많이 이용되고 있다. 대부분의 자료들이 GIS를 이용하여 자동적으로 생성되지만, 일부 자료들은 농민들과 연구자들을 통해 직접 수집해야 한다. AvSWAT모형에 의해 시뮬레이션된 유량과 관측유출은 매우 좋은 결과를 나타내었다. 그러나 유출은 경향은 주로 강우와 물부족기간에 의해 그 경향을 따라간다. AvSWAT 모형을 농촌유역에 적용하여 유출을 평가한 결과 모델치는 1023.3 mm이고, 관측치는 967.4 mm인 것으로 나타났다. 또한 수질의 경우 모델치와 관측치의 결정계수는 인이 질소보다 더 높은 값(0.79)을 보여주고 있었다.