• 생태와환경
• /
• 제44권3호
• /
• pp.292-302
• /
• 2011

본 연구는 공단, 도심 및 농촌유역의 서로 다른 유역특성을 갖고 있는 시화호 유역을 대상으로 형광분석을 통해 각 소유역 유입하천에서의 오염물질 유출특성을 분석하였다. 4TG는 강우시 시공간적 오염물질 유출특성 분석 결과, 초기세척효과가 강하게 나타나 강우초기 단백질 및 휴믹계열의 고농도의 오염물질이 빠르게 유출된 후, 다시 유량증가에 따른 희석효과로 인해 오염물질 유출농도가 급격하게 감소하는 유출특성을 나타내고 있다. AS는 다른 도심유역 하천들이 갖고 있는 강우시 오염물질 유출 특성과는 다른 양상을 나타내고 있다. 토지이용특성상 도심유역 특성을 나타내고 있지만, 신도시 조성시 하천주변에 공원과 수변완충지역이 조성되어 있어 강우시 오염물질 유출속도를 저감시키는 역할을 하고, 단백질계열의 오염물질과 함께 휴믹계열의 오염물질도 함께 유출되는 유출특성을 나타내고 있다. MS는 입자성 오염물질과 함께 단백질계열의 오염물질 유입 현상이 뚜렷하게 나타나고 있어 단백질계열의 오염물질 저감방안이 함께 수립되어야 한다. 농촌유역 하천은 초기세척효과가 나타나지 않고, 후기유출현상이 강하기 때문에 충분한 사전 조사를 통해 오염물질이 최고농도에 도달하는 시점을 대상으로 선택적인 유역관리가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권2호
• /
• pp.151-163
• /
• 2018

본 연구에서는 미계측 유역에서 오염부하량 모의를 위해 LOADEST (LOAD Estimator) 기반 회귀모형의 최적 매개변수를 추정하고, 다중회귀분석 기법을 이용하여 유역특성에 따른 회귀 모의 모형의 매개변수 추정 방법을 개발하였으며, 개발된 모형의 적용성을 평가하였다. 오염부하량 모의모형으로, T-N (Total-Nitrogen)은 LOADEST의 5번 회귀모형을, T-P (Total-Phosphorous)는 3번 회귀모형을 선택하였다. 모의결과, T-N, T-P 모두 선택된 회귀모형이 실측치를 잘 반영하였으나, 두 물질 모두 오염부하량이 과소 모의되어 실측치와 편의가 발생하는 것으로 나타나, 분위사상법을 이용하여 모의치의 편의보정을 실시하였다. 보정결과, 모형의 정확도는 크게 변하지 않았으나, 오염부하량이 과소 모의 되는 경향이 감소하는 것으로 나타났다. 다중회귀분석을 이용하여 회귀모형 매개변수와 유역특성간의 회귀식을 개발하였으며, 개발된 식을 평가한 결과, 실측치를 잘 반영하여 모의할 수 있는 것으로 나타났으며, 기존 매개변수에 의한 모의치와 유사한 모의능력을 갖는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 매개변수 추정방법은 실측자료가 확보되지 않은 소유역에 대한 오염부하량 모의와 정책결정을 위한 스크린 모델로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.1-11
• /
• 2021

최근 우리나라에서는 기후변화로 인하여 기상재해의 위험성이 증가하고 있고 특히 강우로 인한 피해가 계속해서 강조되고 있다. 현재의 기상예보가 정량적 강우를 제시해주지만 피해 정도를 예상하는 데에는 여러 가지 어려움이 존재한다. 그래서 피해에 따른 영향을 파악하기 위해서는 유역별 한계강우량이 필요하다. 강우로 인한 피해는 지역별로 상이하게 일어나고 있고 각 유역의 특성인자가 고려된 분석은 한계가 존재한다. 또한 강우가 올 때마다 수문모델을 통한 강유-유출분석에는 시간이 많이 소모되고 단순 강우 데이터만 사용하여 분석되는 경우가 많다. 본 연구는 GIS데이터를 이용하였고 2개의 수문모델을 커플링하여 침수를 유발하는 한계유출량으로부터 한계강우량을 산정하였다. 산정결과는 실제사례와 비교하여 결과를 검증하였고 대체로 위험지역에 대해 피해가 난 것으로 분석되었다. 향후 본 연구를 통해 사전에 침수위험지역에 대해 대비를 할 수 있을 것이고 머신러닝 분석방법을 추가한다면 정확도가 높아질 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권spc1호
• /
• pp.1183-1193
• /
• 2021

Low flow는 하천수의 공급관리 및 계획, 관개용수 등 다양한 분야에 영향을 미친다. 이러한 유황곡선을 산정하기 위해서는 30년 이상의 충분한 기간의 유량자료의 확보가 필수적이다. 하지만 국가하천 단위 이하의 하천의 경우 장기간의 유량자료가 없거나 중간에 일정기간 동안 결측된 관측소가 있어 하천별 유황 곡선을 산정하기에 한계가 있다. 이에 과거에는 미계측 유역의 유황을 예측하기 위해 다중회귀분석(Multiple Regression Analysis), ARIMA 모형 등 통계학적 기반의 기법들을 사용하였지만, 최근에는 머신러닝, 딥러닝 모형의 수요가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 최신 패러다임에 맞는 머신러닝 기법인 DNN기법을 제시한다. DNN기법은 ANN기법의 단점인 학습과정에서 최적 매개변수 값을 찾기 어렵고, 학습시간이 느린 단점을 보완한 방법이다. 따라서 본연구에서는 DNN 모형을 이용하여 미계측 유역에 적용 가능한 유황곡선을 산정하고자 한다. 먼저, 유황곡선에 영향을 미치는 인자들을 수집하고 인자들 간의 다중공선성 분석을 통해 통계적으로 유의한 변수를 선정하여, 머신러닝 모형에 입력자료를 구축하였다. 통계적 검증을 통해 머신러닝 기법의 효용성을 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권5호
• /
• pp.371-381
• /
• 2022

지류 하천은 본류에 비해 수질 변동성이 심하므로, 지류하천에 대한 효과적인 수질관리를 위해서 단일 수질 항목에 의한 평가보다 다항목의 영향을 고려한 종합적인 평가 방법이 도입되고 있으나 유역 특성이 고려되지 못하는 한계가 발생한다. 본 연구에서는 한탄강 중권역을 도시화율 및 가축분뇨 발생량, 산업폐수 배출량으로 도시 유역과 비도시 유역을 분류하고 수질 특성 분석 및 CCME WQI, RTWQI, NSFWQI 산정을 통해 유역 특성별 수질지수의 적합성을 평가하고자 한다. 수질지수 산정시 사용되는 수질항목이 수질지수 결과에 미치는 영향을 파악하고자 요인분석을 활용하였다. 요인분석 결과, CCME WQI와 TC, FC의 관계가 도출되었으며, 도시 유역에서 RTWQI와 DO, SS, 비도시 유역에서 NSFWQI와 FC의 관계가 나타났다. 하천생활환경기준 항목인 BOD, T-P 등급과 수질지수 비교를 통해 적합성을 평가하였을 때 도시 유역에서는 수질지수의 적합성이 낮은 것으로 나타났으며, 비도시 유역에서 RTWQI를 활용한 종합적인 수질 평가가 가능한 것으로 해석되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.567-577
• /
• 2015

기후변화와 토지이용변화는 유역의 수문순환의 변화를 초래하여 가용수자원의 변화를 야기 시킨다. 본 연구에서는 안성천 ($371.1km^2$) 유역을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 미래기후변화와 토지이용변화가 유출특성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 미래 기후자료는 IPCC 제 5차 기후변화 평가보고서에서 생산된 RCP (Representative Concentration Pathway, 대표농도경로)기반의 기후변화 시나리오 중 기상청에서 제공한 RCP 4.5와 8.5 시나리오(한반도 영역; 12.5km)를 이용하였다. 기준 년과 비교한 결과 RCP 8.5의 2080s (2060-2099)에서 평균온도가 $4.2^{\circ}C$ 상승하였으며, 강우량은 최고 21.2% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용변화 추세는 CLUE-s (Conservation of Land Use and its Effects at Small regional extent)모형을 이용하여 예측되었고, 도시 면적 증가에 따른 3가지 시나리오(Linear, Exponential, Logarithmic)를 적용한 안성천 유역의 미래(2040s, 2080s) 토지이용도를 구축하였다. 각각의 시나리오에서 도시면적 비율은 2100년에 9.4%, 20.7%, 35%로 예측되었다. 기후변화만을 고려하였을 때 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5의 2080s에서 최고 20.6%, RCP 4.5의 2080s에서 최고 25.7% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토지이용변화만을 고려한 경우 증발산량과 총 유출량은 최고 3.7%, 2.9% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용과 기후변화 시나리오를 모두 적용한 경우 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5 2080s의 Linear 토지이용변화 시나리오에서 최고 19.2% 증가하였으며, RCP 4.5 2080s의 Exponential 토지이용변화 시나리오에서 최고 36.1%증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 미래의 유역 수문환경조건 변화에 따른 수자원을 정량적으로 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권7호
• /
• pp.553-562
• /
• 2006

본 연구에서는 유역규모의 응답과정에 대한 지표면유동과 하천유동의 상대적 기여도를 평가해 보고자 한다. 이를 위하여 GIUH 모형의 적률을 금강수계 보청천유역의 자료에 적용하였다. 본 연구에서 유도된 GIUH 모형은 하천 및 지표면에 대한 개별적인 배수경로들로 구성된다. 사전에 예상된 바와 같이, 양자의 특성속도는 현저하게 구별될 수 있었다. 이를 Rodriguez-Iturbe and Valdes(1979)의 모형에 의한 특성속도와 비교해본 결과 본 연구에서 산정된 특성속도가 보다 물리적인 의미를 내포하고 있음을 알 수 있었다. 또한 지표변유동의 경우 경로길이가 거의 일정한 반면, 하천유동의 경우 유역규모에 따라 경로길이가 길어지는 경향을 볼 수 있었다. 그 결과로서, 지표면의 동수역학적 거동특성이 전반적인 유역의 응답과정에 상당한 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이에 대한 보다 폭 넓은 해석을 위하여 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권1호
• /
• pp.53-64
• /
• 2012

본 연구 (II)에서는 앞선 연구 (I)에서 개발된 지표 및 지표하 유출해석 모듈의 적용성과 수치해석적인 안정성에 대한 분석하였다. 개발 모듈의 유출해석에서 기존 강우-유출해석 모형에 비해 특징적인 침투해석에 관한 모의를 위해 침투해석 방식이 서로 다른 FFC2Q 모형과 $Vflo^{TM}$을 비교대상으로 선정하여 동일한 투수층 유역에 적용하여 모의 결과를 비교분석해 보았으며, 강우의 크기와 토양의 유효토심 및 강우발생시점부터 강우종료 후 경과시간에 대한 모의조건을 설정하여 개발모듈의 적용성과 해석결과의 안정성을 검토해 보았다. 이상의 테스트에서 본 연구의 개발 모듈은 침투과정을 물리적으로 나타내는 전형적인 형태를 잘 나타내었으며, 토양조건 별 포화시점도 상이하였고, 수두가 증가되는 기울기도 다르게 구현함으로써 토양별 특성치를 비교적 잘 보여주었다. 또한, 강우강도가 유출에 미치는 영향과 시간분포에 대한 모의결과도 잘 반영하였으며, 마지막으로 타 모형과의 비교결과에서도 강우-유출해석에 대한 정확도가 높게 평가될 만한 결과를 도출하였다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.83-89
• /
• 2018

동해안 하천의 하구는 토사퇴적이 현저하게 진행되는 곳으로 하천과 바다의 소통이 단절되는 하구폐색현상이 발생하는 곳이 많다. 하구폐색은 수역을 정체시켜 수질악화 및 홍수시 안전도를 위협하는 등 하천 환경적으로 위험지역을 형성한다. 이에 본 연구에서는 하구폐색에 의해 방재기능이 상실 된 하구를 대상으로, 안정하도를 유지하고 홍수량을 안전하게 소통시킬 수 있도록 하구사주 부근의 유심부를 기준으로 유로의 위치와 폭 등을 변화하여 가장 안정된 흐름을 형성할 수 있는 유로의 형태를 찾고 그 결과를 검토하기 위해 2차원 수리학적 해석 모형인 SRH-2D(ver 3.0) 모형을 이용하여 수치모의를 수행하였다. 모의결과 유심부 주변 하구사주의 하상고를 전체적으로 동일하게 낮춰 주는 방법이 수리특성의 변동에 민감하지 않고 유수를 원활히 소통시키는데 가장 효과적인 방법으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제59권4호
• /
• pp.85-96
• /
• 2017

In this research, I performed rainfall monitoring by selecting the spot which can represent high altitude cool farm region in recent 3 years, and tried to understand the characteristic of outflow of non-point pollutants coming from high altitude cool farm region. As a result, it was shown that reducing rainfall runoff in highland farm area can reduce non-point pollution load and should consider priority to reduce runoff through management resources when selecting abatement method. Additionally, it is judged that reduction method related to base run-off should be selected by performing research on material motion of TN.