• 한국수자원학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.161-168
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• 2009

본 연구에서는 팔당댐 지점을 중심으로 상류에 위치하고 있는 소양강, 충주 다목적댐 운영에 따른 빈도홍수량의 거동변화를 분석하고자 하였다. 이를 연구하기 위해서는 동일기간의 댐운영 여부에 따른 두 계열(조절유량, 비조절 유량)의 홍수량 자료를 합리적으로 획득하는 것이 무엇보다 중요하다. 홍수량 산정을 위해서는 단기 강우-유출모형을 이용해야 하지만, 계산의 어려움과 유역의 비선형으로 인해 그 결과를 증명하기 매우 어려운 현실이다. 따라서 상대적으로 유역면적이 클수록 일유량과 홍수량의 관계가 비교적 일정한 경향을 보인다는 점에 착안하여, 장기유출모형인 SWAT-K를 이용하여 댐운영 여부에 따른 두 계열의 일유량을 모의하였다. 일유량과 홍수량의 상관관계로 모의된 일유량을 홍수량으로 유도한 후, 댐운영 여부에 따른 빈도홍수량의 변화특성을 파악하였다. 홍수빈도분석을 위해 사용된 분포는 Extreme Type-I이며, 매개변수 추정은 L-moment 방법을 이용하였다. 연구결과에 따르면, 소양강, 충주 두 다목적댐 운영이 이루어지지 않은 상황에 대한 팔당댐 지점에서의 100년 빈도홍수량에 비하여, 소양강댐, 충주댐, 소양강과 충주댐의 운영유무에 따른 3가지 시나리오에 대한 빈도홍수량은 각각 91, 83, 71 % 규모로 분석되었다. 본 연구는 유역면적이 상대적으로 넓은 유역에서 댐운영 여부에 따른 빈도홍수량의 변화를 파악할 수 있는 새로운 시도였다. 이는 일유량 자료의 이용 및 분석에 있어 이수적인 측면뿐만 아니라 치수적인 측면에서의 활용성을 높일 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.377-377
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• 2017

다목적댐은 비어있는 저수지 용량을 활용, 상류에서 유입되는 홍수를 저류하여 하류의 피해를 경감시키고, 저류된 저수량을 활용하여 갈수시 생 공 유지용수 등을 목적에 맞게 하류로의 공급에 주요 목적이 있다. 이를 위해 댐 계획에는 상류에서 유입되는 목표 빈도 계획홍수량을 산정하고, 이에 따른 여수로의 계획방류량 등이 포함된 홍수 조절 방안이 수립된다. 다목적댐은 그 중요도 때문에 많은 사회적 재화(財貨)가 투입되어 하천에서 가장 높은 빈도인 200년 빈도 홍수량에 대비하도록 설계되어 있다. 그러나 대부분의 댐 하류 하천에서는 긴 연장에 따른 투자비용 등의 한계로 상류 댐에 미치지 못하는 100년 빈도 이하로 설정되어있다. 이런 상 하류의 홍수계획간 괴리로 댐의 계획 방류량 수준의 홍수 조절시에는 하류 하천에 재난상황으로 발생할 우려가 있다. 기상예보의 고도화로 단기 예보의 정밀도가 높아져 단기간 댐 운영에는 효과적으로 활용되고 있다. 하지만 5일 이후를 예보하는 중 장기예보는 아직까지도 불확실성이 높은 실정이다. 여기에 기후변화 등 기상의 불확실성을 고려하여 홍수기 초 장마와 태풍 등의 영향에 대비하기 위해 무작정 댐을 저(低)수위로 운영하면 이후 여름 가뭄에 취약해 지고, 반대로 저수량 확보의 고(高)수위 운영을 할 경우 연이은 태풍 등 홍수상황에 취약해 지게 된다. 최근 '14~'15년도 낙동강 수계에 여름가뭄으로 안동 임하댐이 가뭄단계에 돌입하는 등 홍수기초 적정 저수량의 확보는 안정적 수자원시설 운영에 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 이러한 불확실한 기상상황에 대비하고 댐의 이치수 목적 달성을 위해, 홍수기초 가능한 저수량을 확보하되 계획홍수량이 들어와도 하류피해는 경감시킬 수 있는 저수지 수위를 찾고자하였다. 이를 위해 낙동강 수계 9개 다목적댐(안동, 임하, 성덕, 보현산, 군위, 김천부항, 합천, 남강, 밀양댐)을 대상으로 댐 설계 및 직하류 하천 상황을 고려한 "홍수기초 댐 저수량 확보 수위 검토"를 실시하였다. 댐 직하류 하천의 홍수대비 상황 및 홍수조절시 제약사항 등을 조사해 주요지점(Critical Point)을 선정하고 그 지점의 홍수량을 파악한다. 이어서 저류함수 모형을 활용하여 댐별 저수지 모의 운영을 실시하였다. 대상 댐 저수지에 계획홍수량을 유입시키고 수위를 점차 조정하면서 하류 지점의 홍수량 내의 규모로 방류를 하는 저수지 모의 운영을 실시하였다. 이때 저수지의 계획홍수위를 초과하지 않는 등 안정적 홍수조절이 가능한 특정 수위를 찾아 하류 하천 환경을 고려한 댐 운영 수위로 선정하였다. 최근 홍수기총에는 강수량이 계속 줄어들고 홍수기 이후 더 많은 강수가 내리는 등 기후변화로 댐 운영은 날로 어려워지고 있다. 본 연구의 분석 결과는 홍수기초 가뭄 및 장마 또는 태풍 등에 대비하여 댐 운영의 이 치수 두 가지 목적을 달성하는데 참고가 될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권3호
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• pp.329-340
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• 2019

불투과형 사방댐에 의한 수질오염 문제는 산림유역관리에 있어 매우 중요하지만, 이에 대한 신뢰할 수 있는 연구는 상대적으로 부족하다. 이 연구에서는 이를 위하여 낙동강유역 사방댐을 대상으로 계류수와 저류수의 수질을 조사하였으며, 수질 특성과 유역의 물리적 환경과의 상관관계를 분석하였다. 전체 43개의 조사대상 사방댐 중에서 농업용수 등급이하로 판정된 곳은 10%미만으로 나타나 전반적으로 수질은 양호하였다. 계류수 및 저류수에서 공통적으로 상관성이 높게 나타난 항목은 TOC와 산소요구량, SS와 탁도, SS와 Chl-a, Chl-a와 탁도 등이었다. 계류수에서 높은 상관성을 보인 항목들은 BOD와 SS, BOD와 Chl-a, BOD와 탁도, TOC와 Chl-a 등이었다. 이 연구의 결론은 사방댐 저류수의 수질이 대부분 양호하였고 저류수 수질이 유출수 수질에 다소 영향이 있지만 개별 수질항목에 국한된다는 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권10호
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• pp.703-714
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• 2017

본 연구에서는 IPCC가 발간한 AR5 의 시나리오 중 임의로 선택된 RCP 4.5와 RCP 8.5 기후변화 시나리오가 용담댐 유역과 호내의 유량과 수질변화에 미치는 영향을 분석 및 그 방법론을 수립하기 위해서 SWAT 모델과 CE-QUAL-W2 모델을 차례로 사용하였다. 기후변화 시나리오는 용담댐 유역에 대해 상세화 된 자료를 사용하였으며 2016~2095년의 기간을 2016~2035년, 2036~2065년 그리고 2066~2095년의 세 가지의 기간으로 구분하고 또한 각 연도별로 5월과 10월 사이의 우기(Wet Season)와 11월과 4월 사이의 건기(Dry Season)로 또한 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대해 산술평균한 용담댐 유역의 유량과 TSS 및 TP는 RCP 4.5가 RCP 8.5 보다 큰 것으로 나타나고 TN의 경우 다른 경향을 나타내었다. 반면, 모델의 예측결과를 기간별 또는 연중 강우특성별로 구별하여 분석한 경우에는 각 경우마다 서로 다른 결과를 나타내고 있다. 기후변화 시나리오가 진행됨에 따라 전반적으로 강우일수는 감소하고 강우강도는 증가하여 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 홍수기에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었다. 상기와 동일한 기간에 대해 SWAT 모델에서 생성된 유역의 자료를 CE-QUAL-W2 모델의 경계조건으로 사용하여 용담댐의 수질변화특성을 모의하였다. TSS와 TP농도는 하절기 강우량의 증가에 따라 특히, 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었으나, 고형물질에 잘 흡착되지 않는 TN은 다른 경향이 나타났다. 따라서 기후변화에 의한 장래의 유량 및 수질 변화는 전반적인 경향과 더불어 지역적, 시기적 특성을 또한 반영하여 분석하는 것이 바람직하다고 판단되며 이에 따라 갈수 및 홍수에 의한 시기별, 지역별 유량 및 수질 관리 대책이 별도로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제24권1호
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• pp.27-36
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• 2006

대부분의 국내 다목적 댐은 유역면적이 넓고 강우기 집중강우로 인하여 토양의 상당량이 유실되며, 유실된 토양입자는 하천이나 댐 저수지에 장기간 축적되어 저수용량의 감소와 수질관리에 어려움을 야기한다. 지금까지의 퇴적물 조사방법은 관측주기가 길고 측선법에 의한 퇴적정도를 관측하여 정확성 확보에 어려움이 많았다. 본 연구에서는 댐 저수지 퇴적물에 대한 정밀 관측을 위해 항공 LiDAR 기술을 활용하였으며, 퇴적물의 근원지를 추적하고 그 이동경로를 연구하였다. 토양유실에 영향을 주는 토양, 피복, 지형특성을 보다 세밀하게 분류함으로써 유실되는 퇴적물의 정확한 분포량과 유실 위치를 파악할 수 있었으며, 정확도가 향상된 고정밀 DEM을 이용하여 수로화된 흐름을 추적함으로써 퇴적물의 유실경로 분석에 신뢰성을 유지할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.214-220
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• 2008

점토질의 중심코어부에 차수 역할을 의존하는 형식의 제체에 대한 안정성 검토에 자주 적용되는 B차원 전기비저항 탐사자료의 해석 시, 제체의 심벽 구조와 수위에 따른 왜곡 양상을 모델링을 통해 검증하였다. 3차원 구조인 제체의 해석을 주로 2차원으로 수행하는 과정에서 다양한 왜곡효과가 나타났다. 제체의 재료가 수평적으로 균질한 상태에서 수위와 연관지어 분석한 결과, 양안부보다는 제체 중앙부가 비저항 단면에서 수위선을 비교적 정확히 나타내며, 양안에 존재하는 지반 등 3차원 효과로 인해 양안부로 다가가면 수위선이 깊어지는 반응을 보였다. 또한 제체의 가장 외부구조인 채움재부의 경사가 일정할 때, 코어부의 경사가 급할수록 실제 수위와 비슷한 효과를 보였다. 코어부의 경사가 비슷할 때는, 외부 채움재부의 경사가 완만할수록 실제 수위와 비슷한 효과를 보였으며, 양안에서의 3차원 효과도 덜 나타났다. 채움재부의 경사가 급하면 2차원 역산 결과, 실제수위보다 더 깊은 위치에서 수위와 관련된 저비저항대를 지시하였으며, 양안에서의 3차원 효과가 크게 나타났다.

• 생태와환경
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• 제41권4호
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• pp.431-440
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• 2008

Turbid water or suspended sediment is associated with negative effects on aquatic organisms; fish, aquatic invertebrate, and periphyton. Effects of turbid water on fish differ depending on their developmental stage and a level of turbidity. Low turbid water may cause feeding and predation rates, reaction distance, and avoidance in fish, and it could make fish to die under high turbidity and long period. Therefore, it is very important to find out how turbid water or suspended sediment can affect fish in domestic watersheds. The objectives of this study were 1) to introduce international case studies and their standards to deal with suspended sediment, 2) to determine acute toxicity in 4 major freshwater fishes, and 3) to determine in relation to adverse effect of macroinvertebrates and fish. Impacts of turbid water on fish can be categorized into direct and indirect effects, and some factors such as duration and frequency of exposure, toxicity, temperature, life stage of fish, size of particle, time of occurrence, availability of and access to refugia, etc, play important role to decide magnitude of effect. A review of turbidity standard in USA, Canada, and Europe indicated that each standard varied with natural condition, and Alaska allowed liberal increase of turbidity over natural conditions in streams. Even though acute toxicity with four different species did not show any fatal effect, it should be considered to conduct a chronic test (long-term) for more detailed assessment. Compared to the control, dominance index of macroinvertebrates was greater in the turbid site, whereas biotic index, species diversity index, species richness index, and ecological score were smaller in the turbid site. According to histopathological analysis with gills of macroinvertebrate and fishes, morphological and physiological modification of gills due to suspended sediments can cause disturbance of respiration, excretion and secretion. In conclusion, in order to maintain good and healthy aquatic ecosystem, it is the best to minimize or prevent impact by occurrence of turbid water in stream and reservoir. We must make every effort to maintain and manage healthy aquatic ecosystem with additional investigation using various assessment tools and periodic biomonitoring of fish.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.569-579
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• 2004

최근 들어 지구온난화와 기상조건의 변화로 기후의 변동폭이 증가하면서 극심한 가물이 자주 발생하고 있다. 또한 기 개발된 용수원의 수질 오염, 물 분배에 관한 상류지역의 반대 및 지방자치단체간의 수리권 문제 등도 상류지역으로부터의 맑은 수자원 확보를 필요하게 만드는 요인이다. 따라서 이에 대한 용수공급 관리 방안의 필요성에 대한 인식이 부각되고 있으며, 수도권의 용수수요 변화에 대한 북한강 유역 댐의 용수공급 능력에 대한 적절한 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 북한강 유역 댐의 용수공급 가능성을 파악하고 적절한 용수 공급방안을 제시하기 위하여 shared vision 모형인 스텔라 소프트웨어를 이용한 모의 운영시스템을 개발하였다. 또한 이 모형에서는 수위에 따른 평균의 최소, 중간, 최대의 조건으로 3가지 Rule을 정하여 저수지의 운영곡선의 변화와 발전방류에 따른 안전 공급율 변화를 분석하였다.

• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.147-153
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• 2010

투수성이 낮은 매질로 설치되는 차수벽(Cut-off wall)은 댐 지역 비상여수로 터널 지역에서 지하수의 흐름을 차단하기 위한 기능을 갖는다. 임하댐의 3개 비상여수로 터널 입구부에 차수벽 설치시 지하수 유입의 차단 효과를 평가하기 위하여 MODFLOW 모델링을 활용하였다. 규모와 설치 방향 등을 고려하여 3가지 차수벽 설치 방안이 검토되었는데, 모델링을 통하여 추정된 비상여수로 터널내로 유입되는 지하수량은 약 64.26~65.49 $m^3/day$이며, 이중에서 차수벽 구간을 통과하여 유입되는 지하수량은 약 44.08~45.31 $m^3/day$로서 방안별로 유사한 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구지역에서는 방안별 차수 효과보다는 시공성, 환경파괴의 최소성 등을 고려하여 최적의 차수벽 설치 방안을 제안하였다.

• 한국농공학회지
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• 제36권4호
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• pp.95-102
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• 1994

The series of the papers consist of three parts to describe the development, calibration, and applications of the flood forecasting models for the Youngsan Estuarine Dam located at the mouth of the Youngsan river. And this paper discusses the hydrologic model for inflow simulation at Naju station, which constitutes 64 percent of the drainage basin of 3521 .6km$^2$ in area. A simplified TANK model was formulated to simulate hourly runoff from rainfall And the model parameters were optirnized using historical storm data, and validated with the records. The results of this paper were summarized as follows. 1. The simplified TANK model was formulated to conceptualize the hourly rainfall-run-off relationships at a watershed with four tanks in series having five runoff outlets. The runoff from each outlet was assumed to be proportional to the storage exceeding a threshold value. And each tank was linked with a drainage hole from the upper one. 2. Fifteen storm events from four year records from 1984 to 1987 were selected for this study. They varied from 81 to 289rn'm The watershed averaged, hourly rainfall data were determined from those at fifteen raingaging stations using a Thiessen method. Some missing and unrealistic records at a few stations were estimated or replaced with the values determined using a reciprocal distance square method from abjacent ones. 3. An univariate scheme was adopted to calibrate the model parameters using historical records. Some of the calibrated parameters were statistically related to antecedent precipitation. And the model simulated the streamflow close to the observed, with the mean coefficient of determination of 0.94 for all storm events. 4. The simulated streamflow were in good agreement with the historical records for ungaged condition simulation runs. The mean coefficient of determination for the runs was 0.93, nearly the same as calibration runs. This may indicates that the model performs very well in flood forecasting situations for the watershed.