• 한국수자원학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.379-390
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• 2005

본 연구에서는 경안천 유역을 대상으로 과거의 경년 항공사진과 지형도를 이용하여 하천형태의 변화를 분석하고, 하천주위의 토지이용변화를 비교해 보고자 하였다. 이를 위해 경안천 유역의 지방 1, 2급 하천에 해당하는 1966년, 1981년, 2000년 항공사진에 내, 외부표정을 실시하여 정사영상을 생성하였으며 또한 1914 - 1915년 지형도를 이용하여 1966년, 1981년, 2000년의 하천과 비교하였다. 이 영상을 이용하여 경년 하천형태와 하천부지의 토지이용을 분석하였는바, 주로 하천제방구역에서 뚜렷한 하천변화를 보였으며 이는 1974년의 팔당댐 건설에 따른 팔당호 유입부의 변화와 1980년대 후반의 하천정비에 따른 직선화 작업이 그 원인으로 판단된다. 또한 하천부지를 6개의 주요 분류 항목 (수역, 산림, 농지, 주거지, 도로, 모래톱)으로 토지이용도를 작성하여 그 면적변화를 분석해본 결과 농지, 주거지, 도로, 모래톱이 가장 큰 면적변화를 나타내었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.11-18
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• 2012

생물다양성에 대한 사회적 관심이 늘어남에 따라 생물다양성 평가, 보호지역 지정, 서식지 관리 및 복원 등 생물자원에 대한 공간적 평가의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 이러한 야생동물의 서식지에 대한 평가를 위하여 자료의 수집 및 모형화의 기법 연구와 생물종풍부도를 작성하는데 목적이 있다. 종분포모형을 위해 사용된 GAM (Generalized Additive Model)으로 기존의 중첩 분석이나 GLM (Generalized Linear Model)에 비해 환경변수와 반응변수의 관계가 명확하고 이에 따른 해석이 용이하다. 본 연구대상지로는 국립공원, 경관생태보호구역, 수달보호구역으로 지정된 지리산, 백운산, 섬진강을 포함하고 있는 유역을 선정하였다. 대상유역의 토지피복에 따라 층화추출을 통하여 야생동물(포유류와 조류)의 출현/비출현 형태의 현장자료를 수집하였으며, 야생동물의 서식에 영향을 미치는 자연, 사회 경제적 자료를 구축하였다. 각 종에 대한 서식지이용분석과 주요서식인자를 확인한 후, 출현/비출현 모형을 통해 서식지적합성모형을 개발하고, 개별 종에 대한 서식지적합성지도 작성하였다. 서식지 적합성지도를 산술 합산하여 분류군별(포유류, 조류) 종풍부도, 통합종풍부도를 작성하였다. 개별 종 서식지의 주요인자는 서식지선택에 따라 다르게 나타났다. 고라니나 박새와 같은 몇몇 종들은 저지대에 분포하나, 대부분의 포유류나 조류의 잠재서식지는 국립공원 경계구역이나 중산간지역에 많이 분포하였다. 본 연구의 결과는 환경부에서 수행하는 생물다양성의 평가, 보호지역의 지정 등의 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국환경생태학회:학술대회논문집
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• 한국환경생태학회 2003년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.105-126
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• 2003

In Korea most of annual rainfall is concentrated in several episodic heavy rains during the season of summer monsoon and typhoon. Because of uneven rainfall distribution many dams have been constructed in order to secure water supply in dry seasons. The Han River system has the most dams among Korean rivers, and the river is a series of dams now. Reservoirs need different strategy of water quality control from river water. Autochthonous organic matter and phosphorus should be the major target to be controlled in lakes. In this Paper some problems are discussed that makes efforts of water quality improvement ineffective in lakes of Korea, even after the substantial investment to wastewater treatment facilities.1) Phosphorus is the key factor controlling eutrophication of lakes and the reduction ofphosphors should be the major target of water treatment. However, water quality management strategy in Korea is still stream-oriented, and focused on BOD removal from sewage. Phosphorus removal efficiency remains as low as 10-30%, because biological treatment is adopted for both secondary treatment and advanced treatment. The standard for TP concentration of the sewage treatment plant effluent is 6 mgP/l in most of regions, and 2 mg/l in enforced region near metropolitan water intake point. TP in the effluents of sewage treatment plants are usually 1-2 mg/1, and most of plants meet the effluent regulation without a further phosphorus removal process. The generous TP standard for effluents discourages further efforts to improve phosphorus removal efficiency of sewage treatment. Considering that TP standard for the effluent is below 0.1 mg/l in some countries, it should be amended to below 0.1 mg/l in Korea, especially in the watershed of large lakes.2) Urban runoff and combined sewer overflow are not treated, even though their total loading into lakes can be comparable to municipal sewage discharges on dry days. Chemical coagulation and rapid settling might be the solution to urban runoff in regard of intermittent operation on only rainy days.3) Aggregated precipitation in Korea that is concentrated on several episodic heavyrains per year causes a large amount of nonpoint source pollution loading into lakes. It makes the treatment of nonpoint source discharge by methods of other countries of even rain pattern, such as retention pond or artificial wetland, impractical in Korea.4) The application rate of fertilizers in Korea is ten times as high as the average ofOECD countries. The total manure discharge from animal farming is thought to be over the capacity of soil treatment in Korea. Even though large portion of manure is composted for organic fertilizer, a lot of nutrients and organic matter emanates from organic compost. The reduction of application rate and discharge rate of phosphorus from agricultural fields should be encouraged by incentives and regulations.5) There is a lot of vegetable fields with high slopes in the upstream region of the HanRiver. Soil erosion is severe due to high slopes, and fertilizer is discharged in the form of adsorbed phosphorus on clay surface. The reduction of soil erosion in the upland area should be the major preventive policy for eutrophication. Uplands of high slope must be recovered to forest, and eroded gullies should be reformed into grass-buffered natural streams which are wider and resistant to bank erosion.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.495-504
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• 2005

본 연구의 목적은 HSPF 모형과 Landsat 영상을 이용하여 토지피복 변화에 따른 유출의 변화를 분석하는 것이다. 토지피복도는 경안수위관측소 상류유역($258km^2$)에 대하여 10년 단위로 3개의 토지피복도(1980, 1990, 2000)를 준비하였다. HSPF의 수문학적 인자들의 보정에는 1999년부터 2000년의 경안수위관측소의 자료를 사용하였고, 검증에는 2001년과 2003년의 자료를 사용하였다. 토지피복도를 입력자료로 한 유출변화의 모의 결과, 20년 동안의 산림 감소 ($15.0\;km^2$)와 도심지 증가($19.3\;km^2$)에 따라 총유출량과 첨두유량이 증가하였다. 총유출량은 풍수년(2003, 1709.4mm)과 갈수년(2001, 871.2mm)의 강수조건에서 각각 $0.6\%,\;1.0\%$의 증가율을 보였다. 첨두유량은 2000년의 최대강우강도 241.3mm/hr 조건에서 $13.3\%$의 증가를 보였고, 성수기와 비성수기로 구분한 총유출량은 평수년(2000, 1257.3mm)인 2000년 강수조건에서 각각 $4.4\%$ 증가와 $8.1\%$ 감소로 가장 큰 변화를 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.605-616
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• 2005

본 논문에서는 정밀한 수문기상자료를 보유하고 있는 설마천 시험유역의 강우유출자료를 이용하여 산지 소유역의 유출곡선지수(CN)를 산정하고, 이를 이용하여 국내 산지 소유역에 적합하다고 판단되는 선행강우량(ARC)의 적용기준을 제시하였다. 설마천 시험유역은 $97\%$가 산림으로 구성되어 있는 전형적인 미개발 산지 소유역으로서 기왕의 10개 주요 호우사상을 분석하여 산정된 CN값은 $51{\sim}89$ 범위에 있었으며 중앙값(median)은 72 정도인 것으로 나타났다. 선행강우량과 CN과의 관계에 대하여 검토한 결과 본 논문에서 제기한 가설인 ${\ulcorner}$5일 선행강우량 보다 1일 선행강우량이 산지 소유역에 대한 CN을 결정하는 데에 더욱 타당성이 높을 것${\lrcorner}$ 이라는 가설은 타당한 것으로 나타났다. 또한 본 연구를 통하여 1일 또는 5일 선행강우량으로부터 산지 소유역의 CN을 추정할 수 있는 회귀분석식을 제안하였다. 국내 산지 소유역의 유출곡선지수에 대한 체계적인 분석이 거의 없는 실정에서 본 연구를 통하여 국내 산지 소유역에 대한 실측자료를 기반으로 선행강우량을 반영한 CN 산정방법을 제시함으로써, 특히 산악지역에서 실측강우에 따른 유출수문곡선 재현시 선행강우조건을 반영하는 예비적인 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.221-221
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• 2015

Sustainable use of water resource and conservation of water quality are essential problems in the world. Especially, problems of water quality are serious one for human health as well as ecological system of all creatures on the earth. Recently, the importance of total effluent load as well as the concentrations of pollutant materials has been recognized not only for the conservation of water quality but also for sustainable water use in watersheds. However, the measurement or estimation of total effluent load from non-point source area such as farm lands or forests may be more difficult because both of concentration and discharge of the water are greatly changed depending on various factors especially metrological conditions such as rainfall, while the measurement from a point source area may be easy because the concentration of pollutant materials and amount of discharge water are relatively steady. Therefore, the total effluent load from a non-point source is often estimated by statistical relationships between concentration and discharge, which is called as L-Q equation. However, a lot of work and time are required to collect and analyze water samples and to get the accurate relationship or regressive equation. So, we proposed a new system for direct measurement of total effluent load of water quality from non-point source areas to solve the problem. In this system, the overflow depth at a hydraulic weir is measured with a pressure gage every hourly interval to calculate the amount of hourly discharge at first. Then, the operating time of a small electric pump to collect an amount of water which is proportional to the discharge is calculated to intake the water into a storage tank. The stored water is taken out a few days later in a case of storm event or several weeks later in a case of non-rainfall event and the concentrations of water quality such as total nitrogen and phosphorous are analyzed in a laboratory. Finally, total load of the water quality can be calculated by multiplying the concentration by the total volume of discharge. The system was installed in a small experimental forestry watershed to check the performance and know the total load of water quality from the forest. It was found that the system to collect a proportional amount of water to actual discharge operated perfectly and a total load of water quality was analyzed accurately. As the result, it was expected that the system will be very available to know the total load from a non-point source area.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.215-224
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• 2008

SLURP 준 분포형 수문모형을 이용하여 예측된 토지이용 자료와 미래 기후변화 시나리오에 의한 기상자료 및 식생지수 정보를 고려한 상태에서 하천유역의 유출에 미치는 영향을 분석하였다. 경안천 경안수위관측소 상류유역($260.4km^2$)을 대상으로 4개년(1999-2002) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(1999-2000)과 검증(2001-2002)을 실시하였다. 토지이용 예측은 1996년, 2000년, 2004년의 Landsat TM 및 ETM+ 위성영상을 이용하여 CA-Markov 기법으로 검증(2004)을 실시한 후, 미래의 토지이용(2030, 2060, 2090)을 예측하였다. 예측된 토지이용은 시간이 경과할수록 산림과 논은 지속적으로 감소하고 도시, 초지, 나지 등은 증가하는 경향을 보였다. 미래의 식생정보 예측을 위하여 NOAA/AVHRR 위성영상으로부터 추출된 월별 NDVI(1998-2002)와 월평균기온간의 선형 회귀식을 도출하여 미래의 식생지수 정보(2030, 2060, 2090)를 추정하였다. IPCC SRES A2, B2 기후변화 시나리오에 대한 CCCma CGCM2 모의결과 값(2030s, 2060s, 2090s)을 Stochastic Spatio-Temporal Random Cascade Model(SST-RCM) 기법을 이용하여 downscaling 한 뒤 하천유출의 변화를 분석한 결과, 기후변화에 따른 하천유출율은 1999-2002년의 59%에 비해 미래에는 13%~34%로 감소하는 것으로 모의되었고, 반면에 토지이용의 변화에 대한 유출율은 0.1%~1% 증가하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-69
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• 2020

산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R²)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.207-219
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• 2005

본 연구에서는 회동저수지 상류 수영강 유역에 발달된 토양을 대상으로 지질 및 토지이용별로 토양의 물리화학적 특성을 조사하고 그 영향을 다변량 통계분석법인 주성분 및 판별분석을 이용하여 고찰하였다. 연구지역내 토양의 토성은 안산암에서 발달한 토양이 화강암의 것보다 세립질이며 용출 무기성분, 점토 및 유색광물의 함량도 높았다. 경작지 토양 내 염류 집적(EC, 양이온, 음이온)과 pH증가는 대부분 경작과정에 투입된 비료의 영향에 의한 것이며 임야 토양에 비해 상대적으로 낮은 유기물 농도는 경운에 의한 유기물의 산화 촉진 및 작물 수확에 기인하는 것이다. 토지이용별 무기성분의 함량은 밭>과수원>논>임야 토양 순으로 나타났으며, 논 토양의 높은 $SO_4\;^{2-}$함량은 담수 상태 환원조건하 침전된 황화광물형태가 산화조건의 용출 실험에 의해 용해되어 증가되는 것에 기인한다. 주성분 분석결과는 토지 이용이나 지질에 따른 토양 특성을 잘 나타내었으며, 주성분 1은 시비, 광물 풍화작용 및 질소질 비료에 의한 이온교환 반응의 영향을 나타내었다. 토양 용출 성분과 성분비를 이용한 두 종류의 판별분석결과는 모두 토지이용별로 판별함수 1과 2에 의해 뚜렷하게 구분되며, 토양 성분을 이용한 판별분석에서 판별함수 1은 경작에 의한 비료의 영향을 나타내며 밭, 과수원, 논, 임야 토양 순서로 증가하였다. 판별분석에 의한 토지이용 특성의 조사 및 예측자료는 비교적 잘 일치하였으며 토지 이용의 변화를 확인할 수 있는 방법으로도 사용될 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권4호
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• pp.161-169
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• 2012

변화된 미래 기후조건에서 한반도의 식량수급전망에 긍정적 변수로 떠오르고 있는 가을보리의 안전재배지대 재설정 및 잠재 생산량 추정을 위해 한반도 지역 RCP8.5 기반 미래 기온전망을 현재 평년의 상세 전자 기후도와 결합하여 2011-2100 기간 중 보리 품종군별 재배안전지대의 지리적 변화를 10년 단위로 예측하였다. 먼저 1971-2000 기간 중 1월 최저기온과 평균기온 분포도를 30m 격자 해상도로 남북한 전역에 걸쳐 준비하고, 이 기준 기온분포도 위에 기상청의 RCP8.5 기반 한반도 12.5km 시나리오 기후자료에서 산출한 기준평년 기점의 10년 단위 기온상승폭을 중첩시켰다. 2100년까지 매 10년 단위 1월의 최저기온과 평균기온의 예상분포도상에 농촌진흥청에서 제시한 보리 추파재배 시 품종군별 안전월동기준에 따라 재배안전지대를 표현한 결과, 2020년대에는 강원도와 북한 남부 대부분 지역에서 겉보리 재배가 가능해지며 남한 전역에서는 쌀보리 재배가 가능해질 것이고, 2040년대에는 북한 평야지대 거의 모든 벼논에서 쌀보리 이모작이 가능해질 것으로 예상되었다. 현재 파악되고 있는 북한의 경지면적은 160만 ha 인데, 2040년대 이후 북한지방의 논에는 벼 수확 후 쌀보리를, 밭에는 옥수수, 감자 후작으로 겉보리를 재배한다면 연간 최대 400만 톤의 식량을 추가로 확보할 수 있을 것이다.