• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.65-65
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• 2020

기후변화에 관한 IPCC 제5차 평가보고서에 따르면 최근 나타난 기후 관련 극한 현상인 폭염, 홍수, 가뭄 등의 영향에 대해 생태계가 현재의 기후 변동성에 상당히 취약하게 반응하며, 기후변화를 위험에 초점을 맞추어 평가함으로써 대응책을 마련해야 한다고 강조하였다. 기후변화에 따라 강수량 패턴과 수문학적 시스템이 변하면서 수자원의 미치는 영향과 취약성, 적응에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있으며, 농업용수를 비롯한 수자원 관리 기술 및 적응역량을 강화하는 것이 필요하다. 수리답 면적에 대한 농업용수 공급의 61%를 차지하는 농업용 저수지의 경우 과거 10년 한발빈도로 설계되어 최근의 연속적인 가뭄 사상으로 인한 낮은 저수율을 나타내어 가용 수자원의 부족이 발생하였다. 이에 따라 저수지 설계 당시와 상이한 환경 및 기후의 변화로 농업용수 공급체계의 상황변화에 따른 용수공급능력 및 이수안전도의 재평가가 요구된다. 일부 가뭄대책지구에 대하여 기후변화에 따른 현장여건 변화 (논면적, 영농패턴, 작부시기 등)를 반영한 이수안전도를 재평가함으로써 농업용 저수지의 용수공급에 대한 정량적 분석이 수행되었다. 저수지별로 기후변화 및 현장여건 변화에 따른 영향이 다르므로 전국 농업용 저수지를 대상으로 확대, 적용하기 위해서는 저수지 특성을 분석하여 비슷한 패턴을 갖는 저수지로 유형화하기 위한 작업이 필요하다. 본 연구에서는 농어촌공사 관할 3,394개의 농업용 저수지를 대상으로 지역에 따라 인자별 군집분석을 실시하여 국내 농업용 저수지의 이수안전도 변화에 따른 물 공급 잠재능을 재평가하고자 한다. 본 연구의 결과는 기후와 영농방식, 지역별 특성 등 상호간의 관계를 고려한 농업용수관리와 유사한 특성을 갖는 지역계획의 추진단위를 결정하거나 지역간의 비교우위를 고려한 한해 대책 등과 같은 농촌지역개발계획 등에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.59-59
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• 2021

최근 기후변화에 따른 가뭄의 상습화와 농촌용수 수요증가에 대비할 수 있는 가뭄대책의 수립을 통한 용수부족 문제에 대한 근본적인 해소의 필요성 증가하고 있는 가운데 기존 수자원을 효율적으로 활용하기 위한 4차 산업기술을 적용한 순환형 농업용수 관리시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 2017년 가뭄이 극심하였던 충청남도 대사저수지, 풍전저수지와 경기도 마둔저수지에 대하여 기상분석, 관개분석, 수리분석 등을 수행하여 이수관리, 관개만족도, 회귀수의 재이용 등을 예측 관리할 수 있는 순환형 농업용수 관리 시스템을 개발하여 적용하고자, 선제적으로 가뭄 발생 들녘의 용수공급을 위한 농업용 저수지 소유역 순환용수 가용수량을 추정하였다. 2010년부터 2019년까지의 강우유출 모형을 적용하기 위하여 수원, 천안, 이천관측소의 강우, 최고/최저기온, 상대습도, 풍속, 일사량자료를 일자료로 활용하였고, 10년 평균 유출량을 순별로 산정하여 기본자료로 구축하여 주요 취입보 유입수량을 산정하였다. 주요 취입보 유입수량 산정과 취입보의 용적을 산출하기 위하여 시설별 높이차와 하천의 길이 및 폭을 측정하였으며 물수지는 보유용수량과 유입량의 합에서 공급수량을 제외한 값으로 정의하였고, 내용적을 초과하는 경우에는 범람되는 것으로 구현하여 마둔, 대사, 풍전저수지의 임의 지점(하천)별로 순환용수 가용을 위한 모의를 실시하였다. 공간 범위는 평야부 말단부로 선정하였고, 가상으로 약 2m 높이의 임시보를 적용하여 관개기 강우유출수 및 퇴수에 의한 가용수량을 산정하였다. 이를 위하여 하천의 폭과 표고를 이용하여 길이를 산출하여, 내용적을 산출하였다. 소유역별로 TANK 모형적용 결과를 입력자료로 활용하여 일 공급 양수량을 내용적 최대로 하였을 때 회복 기간에 대한 모의를 수행하였다. 강우유출수에 의한 소유역별 가용수량을 4월부터 모의 분석한 결과 유역별로 차이는 발생하지만 만수위에 도달하는 기간은 특이 유역을 제외하고는 약 50일 이상 걸리는 것으로 분석되었고, 관개기가 계속되면서 회복되는 기간이 짧아지는 경향을 보였다. 이를 통해 소유역별 농업용수 부족분 투입을 위한 위치선정과 용수량 판단이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.397-397
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• 2021

본 연구의 목적은 비매개변수적 리샘플링 기법을 이용하여 농업용 저수지 유입 설계홍수량의 구간을 추정하는 기법을 제안하는 데 있다. 본 연구는 설계홍수량을 점 추정하여 안전계수(safety factor)를 적용하는 기존 방법에 대한 대안을 제시하고자 한다. 설계홍수량의 구간 추정을 수행하기 위해 부트스트랩 기법(bootstrap technique)을 사용하였다. 부트스트랩 기법을 이용하여 95% 신뢰수준에 해당하는 신뢰구간을 추정하였다. 본 연구의 공간적인 범위는 남한의 30개 농업용 저수지이며, 시간적인 범위는 과거 기간(2015s: 1986-2015)과 미래기간(2040s: 2011-2040, 2070s: 2041-2070, 2100s: 2071-2100)을 설정하였다. 본 연구에서는 200년 빈도, 24시간 지속기간을 대표적인 결과로 선정하여 분석하였다. 빈도분석은 GEV 분포를 사용하였고, L-moment 방법을 이용하여 매개변수를 추정하였다. 설계홍수량은 HEC-1 모형을 이용하여 산정하였다. 최종적으로 설계홍수량 구간 추정한 결과를 기존의 점 추정한 뒤 안전계수를 적용한 기존 방법과 비교하였다. 97.5th BCa percentile 기준으로 상대적인 변화를 비교해보면, 미래로 갈수록 구간 추정으로 산정한 설계홍수량이 점차 증가하는 것으로 도출되었다. 한강 및 금강 유역에 위치한 농업용 저수지의 설계홍수량이 낙동강 유역에 비해 상대적으로 큰 변화를 보여주었다. 몇몇 농업용 저수지에 대해서 2040s 기간에 다소 감소하기도 하였으나 2070s 기간 이후에 다시 증가하는 결과를 보여주었다. 낙동강 유역의 위치는 농업용 저수지의 설계홍수량은 미래로 갈수록 크게 증가하지 않는 경향을 보여주었다. 본 연구는 설계홍수량을 추정하는 데 있어 결정론적인 방법에서 더 나아가 자료의 통계적인 특성을 고려하여 구간 추정을 수행하는 방법론을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.508-508
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• 2022

1973년 기상관측 이후 5년에서 7년 주기로 전국적 및 국지적 가뭄이 반복되고 있으며, 2010년을 기점으로 매년 가뭄이 발생하는 등 지역적 가뭄의 발생빈도도 증가하고 있다. 이러한 가뭄은 특히 농작물 생육 및 수확과 같은 농업 부분에서 가장 큰 영향을 미치고 있으며, 가뭄의 선제적인 대응을 위해서는 시공간적인 진행 상황이나 강도를 객관적인 기준을 통해 파악해야 한다. 가뭄의 경우 2016년 범부처 가뭄예·경보제를 시범 운영하여 2017년부터 본격적으로 시행하고 있으며, 매월 시군별 지역에 대한 농업용수의 가뭄 상황을 4단계 (관심, 주의, 경계, 심각)로 구분하여 발표하고 있다. 농업가뭄의 경우 저수지, 양수장과 같은 농업수리시설의 능력에 대한 의존도가 높아 가뭄이 발생했을 경우, 용수공급시설에서 용수공급이 가능한 물의 양을 파악하여 가용용수 능력을 평가함으로써 농업가뭄에 대응할 수 있는 정도를 파악해야 한다. 현행 농업용 저수지 물 관리 운영의 경우 과거 경험에 의존하는 실정으로 용수관리 및 물 관리자의 개인 역량에 따른 편차가 발생하고 있다. 또한, 전국 모든 농업용 저수지에 평년 저수율을 적용하여 가뭄단계를 산정하기 때문에 개별저수지의 특성을 반영하지 못하는 한계를 갖고 있다. 본 연구에서는 가뭄예·경보를 위한 농업용 저수지 저수율의 가뭄단계별 기준을 개선하고자 한국농어촌공사 관할 농업용 저수지 3,400개를 대상으로 백분위수 (Percentile)를 적용한 저수지 이수관리 기준을 제시하고자 한다. 또한, 빈도분석 및 연속이론 (Run theory)을 적용하여 과거 및 현행 가뭄 판단 및 이수관리 기준들의 가뭄에 대한 선제적 대비능력 및 민감성을 비교·분석하고자 한다.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.22 no.1
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• pp.16-25
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• 2003

Manun Reservoir, located in Andong district has the capacity of 2 million tons in irrigation water supply with the drainage area of $23.8\;km^2$. Manun Reservoir is over fifty year old, and shallow in depth. The ratio of drainage area (DA) to reservoir surface area (SA) as an effective physical parameter on water quality was 56.1 and was higher than those of other agricultural reservoirs. The ratio of reservoir storage (ST) to SA in Manun Reservoir was 4.79, and the mean depth was below 8m. Both ratios of DS/SA, total area (TA)/ST and ST/SA in Manun Reservoir were relatively higher than those in other agricultural reservoir and natural lakes in Korea. These physical parameters in Manun Reservoir, however, had a eutropic potential significance. Average of COD, IN, and TP in Manun Reservoir were 11.1 mg/L 1.426 mg/L, 0.093 mg/L, respectively. In the inflow stream of Manun Reservoir, the TN ($1.426{\sim}3.809\;mg/L$) was higher than those in reservoir. Only Lyngbya spp. was dominant in phytoplankton for this study period and Gymnodinium spp., Peridinium spp., and Cryptomonas spp. were dominant in zooplankton. According to the Carlson's trophic status index, Mnnun Reservoir was eutrophic in 1996, 1997, and 1999, and hypertrophic in 1998.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.19 no.5
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• pp.382-393
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• 2000

The principal indicators contributing to water qualities was screened by factor analyses, based on the monitored chemical parameters of water quality for various water resources from 1995 to 1999 in the small agricultural catchments of the Han River Basin. Water samples of streams, groundwaters, and reservoirs were taken four times a year from upper (Daegwanryong), middle (Dunnae and Chunchon) and lower (Guri) reaches of Han River Basin. In these areas, the respective type of farming practiced was alpine agriculture and livestocks raising, typical upland and paddy cultivation, and intensive cropping in the plastic film house. Water quality was monitored for twenty-one water quality parameters, including pH, EC, SS, T-N, T-P, COD, cations, anions, and heavy metals. pH, EC and COD of the stream waters were suitable for the Korea irrigation water quality guidelines. However, T-N and T-P concentrations of water samples in four catchments far exceeded the irrigation water guideline. Concentrations of canons and heavy metals in Wangsuk stream in Guri area were higher than those in streams in other areas. Factor analysis revealed that significant correlation was observed for 81 pairs out of 231 water quality indicators of stream water among the $21\;{\times}\;21$ cross correlation matrix of stream water quality indicators. The first factor accounted for 27.01% of the total variation in stream water quality indicators, and high positive factor loadings were shown on EC, K, Na, $NH_4\;^+-N$, $PO_4\;^{3-}$, $SO_4\;^{2-}$, and COD. Fifty-three water quality indicator pairs were significant out of 190 ground water quality parameters. The first factor accounted for 28.54% of the total variation in ground water quality indicators, and high loadings were revealed on EC, Ca, Mg, K, Na, $NH_4\;^+-N$, and $SO_4$. Twenty-nine pairs of reservoir water quality indicators were significant out of 66 pairs. The first factor accounted for 37.06% of the total variation in reservoir water quality indicators, and high loadings were shown on EC, Mg, K, Na, SS, T-P, Cl, and COD. These results demonstrate that EC was the first factor contributing to water quality.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.10
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• pp.668-676
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• 2018

Most reservoirs in Korea have a low water depth and are small in size. Water pollution of the reservoir is serious because of the organic matter flowing from livestock wastewater, domestic sewage, and farmland. In this study, an attempt was made to improve the water purification effect by replacing the secondary dam installed in the depression area of the agricultural reservoir with the riprap dam. To evaluate the long-term performance, a riprap dam was installed in a reservoir in Gyeonggi province and water purification effect for 36 months was measured. The field test results showed that COD was 14.6%, SS 38.6%, T-N 9.5%, and T-P 11.2%. The concentrations in the influent water exhibited a significant change according to season, and the water purification effect increased with increasing concentration of influent water. The pollutant flowing into the lake from the depression area can be blocked effectively if the secondary riprap dam for water purification is installed in the agricultural reservoir.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.15 no.4
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• pp.529-540
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• 2003

Recently, the researches on the durability design of concrete structures have been studied. As the examples, models to evaluate the service life prediction of the structure have been developed. The purpose of this article is to develop the model for predicting remaining service life. The final aim is to provide the user time for repairing the concrete structures. In addition, it makes possible to maintain the concrete structure economically. 70 reservoirs out of the inland concrete structures were selected and concrete structures of their components were surveyed. Two methods were used for measuring carbonation; TG/DTA method and Phenolphtalein indicator and, the value of pH was measured by the pH meter, After deriving correlations of calcium carbonate and used year, duration from completion year to 2002, pH value, and concrete cover depth the model was developed for predicting remaining service life by measuring data as small as possible. The conventional models had been developed on the basis of experiment data obtained from the restricted lab environment like as carbon gas exposure. On the other hand this model was developed on the basis of measuring data obtained from the real field that the complex deterioration actions are occurred such as freezing and thawing, carbonation, steel corrosion, and so on. The reliability of the developed model will be evaluated high in this point and this model can help to maintain concrete structures economically by providing the manager time to repair the deteriorated concrete structures in site of facility management.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.62 no.5
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• pp.105-119
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• 2020

Although there have been a lot of efforts to improve water quality in the estuarine reservoir, overall the water quality problems of the estuarine reservoirs remain. So, it is essential to establish water quality management plans under a comprehensive understanding of the environmental characteristics of the estuarine reservoir. Therefore, in this study, a resilience analysis framework for evaluating the estuarine reservoir's water quality was suggested for improving existing assessment method for water quality management plan. First, as a result of analyzing the static resilience to each scenario, it was found that from the S3 scenario in which dredging was conducted considerably, the resilience of about 30% more than the current estuarine reservoir system was restored. Second, as a result of analyzing the dynamic resilience, if cost and time are considered, there is no significant difference in robustness and resourcefulness, so it can be seen that the resilience of the estuarine reservoir can be efficiently improved by simply performing dredging up to the level of Scenario 3. Finally, as a result of comparing static and dynamic resilience, since static resilience is only presented as a single value, the differences and characteristics of the resilience capacity of the estuarine reservoir might be overlooked only by the static resilience analysis. However, in the aspect that it is possible to interpret the internal recovery capacity of the estuarine reservoir in multiple ways with various indicators (robustness, redundancy, resourcefulness, rapidity), evaluating water quality based on dynamic resilience analysis is useful.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.45 no.2
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• pp.252-260
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• 2012

The wetlands have eco-sociological values because their functions have proven to be useful to human society. Many countries are working to conserve and protect the wetland ecosystems. However, many wetlands have disappeared or have been fragmented due to a natural and/or anthropogenic disturbance. These isolated wetlands appear to work best in the landscape, as a spatially distributed system. We have analyzed the spatial-social distribution patterns of wetlands in Gyeongsangnam-do Province (GNP). We examined the frequency distribution of wetland sizes, the distances to the nearest wetlands, the shapes of the wetlands, land-use patterns, land owners, and official land values were confirmed as social characteristics for each wetland. A total of 146 wetlands (3,598.85 ha), including 76 riverine wetlands (1,955.60 ha), 49 palustrine wetlands (1,282.28 ha) and 21 mountain wetlands (1,282.28 ha) were identified in GNP. Most wetlands left for use to drainage were small (<2 ha) and located in agricultural areas. However, small and isolated wetlands were clustered, according to the location, indicating that these wetlands can be connected to each other using the linear riverine wetlands and water channels in agricultural areas. This is extremely valuable in maintaining the biodiversity, such that any loss of small wetlands will cause a direct reduction in the connectedness among populations of the remaining species. Due to most wetlands belonging to the nation or businesses, being classified as reservoirs (water storage areas), and consequently, degradation of wetlands will progress due to grand-scale engineering works. Therefore, wetland policy and ecologically sensitive laws and policies should be developed in order to promote the wise-use for wetlands.