• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.677-686
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• 2018

수문모형의 매개변수 추정에 필요한 유량 관측 자료의 수집은 시 공간적으로 제한이 있어 우리나라도 아직 상당수의 미계측유역이 존재하며, 이를 보완하고자 주변 유역의 정보를 활용하는 지역화 방법들이 연구되어 왔다. 그러나 지역적 특성이나 기후 조건에 따라 지역화 방법의 결과가 상이하여 어느 지역에 어떠한 지역화 방법이 가장 우수하다고 판단하기 어렵다. 본 연구에서는 보편적으로 사용되는 지역화 방법인 지역회귀모형의 설명변수에 공간근접모형으로 추정한 수문모형의 매개변수를 추가하여 회귀모형의 적합성을 향상시켰으며, 이를 하이브리드 지역화모형이라 정의하고 기존 방법들과 비교하였다. 계측유역으로는 관측 자료가 충분한 남한의 37개 유역을 선정하였고, 수문모형은 개념적 수문모형인 GR4J를 사용하였으며, 계측유역에 대한 수문모형의 매개변수 산정은 Shuffled complex evolution 알고리즘을 사용하였다. 유역 특성변수들 간 다중공선성을 고려하기 위해 Variation inflation factor를 사용하였고, Stepwise regression을 통해 회귀모형의 최적 설명변수를 선택하였다. 통계 값을 통해 모형의 적합성을 비교한 결과, 하이브리드 지역화모형에서 가장 작은 RMSE 값을 나타내었으며, 유역별 모의 값의 변동성이 줄어들어 결과의 불확실성 또한 낮아짐을 확인할 수 있었다. 따라서 하이브리드 모형이 미계측유역의 유출량 산정을 위한 하나의 대안이 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.7-14
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• 2018

전라남도 완도군 다도해해상국립공원 소재의 철새 중간 기착지 역할을 하는 배낭기미 습지는 다양한 종과 많은 수의 철새들이 관찰되는 장소이다. 철새의 서식환경의 효과적이고 과학적인 관리방안을 마련하기 위해 배낭기미습지의 수리 수문현장조사를 수행하였다. 기초자료 확보를 위하여 수리 수문현장조사와 철새 중간 기착지 서식지이용 실태조사를 병행하여 수행하였다. 배낭기미습지의 수리 수문조사는 2015~2016년(2개년)의 기간 중 연 1~2회 현장계측을 실시하였다. 지형 및 지질, 강우, 수리특성, 습지의 상태에 따라 크게 4개의 구역으로 분류하였고, 철새조사 지역과 동일한 3구역과 습지의 유출부 1구역을 조사 및 분석 대상으로 하였다. 또한, 봄철과 가을철 철새의 이동시기에 배낭기미습지로 도래하는 이동성 소형 조류들을 중점적으로 조사를 실시하였으며, 배낭기미습지 내 서식환경을 크게 3개의 지역으로 분류하였다. 각 지역에 따른 개체수와 종을 조사한 결과, 각 구역별 수심, 퇴적물 두께와 염도에 따라 서식환경이 달리 나타났으며, 철새가 선호하는 수리 수문특성을 확인하였다. 본 연구는 철새의 중간 기착지 역할을 하는 배낭기미습지의 과학적 관리방안을 위해 사용될 것이고, 서식환경과 기초 수리 수문자료의 연관성 검토를 통해 생태-수리학의 기초자료에 기여할 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권4호
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• pp.151-161
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• 2009

토양수리특성을 규명하는 것은 사면에서의 수문과정을 이해하는 과정에서 중요한 부분이다. 이 연구에서는 토양공극발달 및 수리학적 특성의 시간적인 변화특성에 대해서 조사하였다. 특히, 대공극 흐름이나 수리전도도와 관련된 특성들을 설마천 유역의 범륜사 사면과 광릉연구유역의 원두부 소사면에서 관측하였다. 연직 흐름의 측정을 위해 사용된 기기는 장력 침투계로 약 8개월동안 토양층 표면의 수리전도도를 측정하였다. 측정된 결과는 3월, 6월, 9월의 수리전도도가 상대적으로 크지만, 5월과 10월의 경우는 낮은 값을 보여준다. 이는 식생의 세근활동 등과 관련된 공극구조의 발달양상과 선행강우사상으로 인한 토양수분의 영향으로 설명될 수 있다. 침투과정에서 있어서 대공극은 산림 유역에서의 수리전도도에 미치는 영향은 대단히 크며, 수문학적 과정에 있어서도 매우 중요한 기작이다. 본 연구는 현장에서 측정된 토양 수리특성의 시간적 불균일성을 보여주는 사례로 사면에서의 침투과정이 동적인 과정임을 보여주고 있고, 관련된 다양한 토양 수리학적 특성들은 국내 산지사면에서 발생되는 수문기작을 이해하는데 중요한 기초 자료가 된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.823-833
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• 2022

HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran)는 미국과 우리나라에서 특히 많이 사용하는 유역 수문 및 수질 모델이다. 이 모델은 분산형 모델로서 각 유역의 지형, 지질 및 오염부하특성을 정확하게 반영하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 HSPF의 매개변수 중 조도계수(NSUR), 침투(INFILT), 토양 하부의 증발산(LZETP)에 대하여 실제 용담댐 유역의 토지피복과 토양의 종류에 따라 값을 차등 입력함으로써 단일 값을 입력했을 때에 대비하여 유량, 수문 성분 및 수질의 정확도 향상 여부를 분석하였다. 조도계수와 식물의 밀도를 의미하는 토양 하부의 증발산은 토지피복의 종류에 따라 입력하였고, 침투는 유역의 수문학적 토양 그룹의 분포에 따라 입력하였다. 분석 결과 유량과 수질은 단일 값을 입력했을 때보다 각 매개변수를 토지피복과 토양의 종류별로 차등 설정하였을 때 정확도가 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 조도계수(NSUR) 입력에 의해 지표유출과 첨두유량이 증가하였고, 침투(INFILT) 입력에 의해 기저유출이 감소하고 지표유출이 증가하였으며, 증발산(LZETP) 차등 입력으로 중간유출과 지표유출이 증가하고 지하수유출이 감소하는 등 각 매개변수의 설정이 유역 말단의 유량뿐 아니라 모든 수문 성분의 구성 비율에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 유역의 토지피복 및 토양의 비균질한 특성을 정확하게 표현하는 것이 이 모델을 이용한 유량 및 수질 예측의 정확도 제고에 중요하다는 것을 시사한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.343-350
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• 2022

하천합류부에서 수체혼합양상을 파악하기 위해서는 고해상도의 자료가 필요하다. 특히 하천분석에 있어 수리·수질 특성은 수생태 건강성에 대한 기초자료로 사용되기 때문에 지속적 모니터링을 통해 관측이 필요한시점이다. 또한 현제 기존의 모니터링 체계에서도 1차원적인 고정적인 측정방법을 통해 측정이 진행되기 떄문에 측정지점 주변의 제외한 하천 전체의 수리·수질 특성조사가 이루어지지 않고 있다. 그에 따른 고해상도의 측정자료를 얻기 위해서는 측정자가 부담을 많이 가지며, 측정할 수 있는 영역이나 시간적으로 제한적이다. 해상도는 낮추되 광범위한 데이터를 취득하기 위해서는 적절한 보간법이 선정되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 하천합류부에서의 고해상도 측정방법을 소개하고 계측결과에 따른 보간법 비교하였다. 이를 이용한 저해상도 측정결과에서의 예측과 보간법에 대한 시각화를 통해 하천의 전체적인 수리·수질정보를 표기하였다. 각각의 보간법을 비교함으로써 하천 매핑에 있어 IDW, Natural Neighbor, Kriging 기법을 적용하여 시각화된 자료와 정량적 평가를 통해 하천매핑의 정밀성을 향상시켰다. 본연구를 통해 공간보간을 통한 하천의 측정의 새로운 방안제시가 될것이라 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.337-352
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• 2023

일반적으로 강우-유출모형의 매개변수 최적화는 가용 자료 전체를 대상으로 수행하여 고유의 매개변수 집합을 활용한다. 그러나, 계절에 따른 강수량의 편차가 큰 국내의 기후 특성과 더불어 기후변화로 인하여 계절성에 따른 편차 및 변동성이 증가할 것으로 전망되고 있어, 물 수요자들에 대한 안정적인 공급을 위한 장기간의 계획에서 계절성을 반영한 매개변수 추정은 효율적인 물배분에 중요한 요소라 할 수 있다. 본 연구에서는 기후특성에 따른 강우-유출모형의 변동성을 분석하기 위하여 소양강댐 유역을 대상으로 GR4J 강우-유출모형을 활용한 지역적 민감도 분석을 수행하였으며, 산출된 민감도 분석 결과와 기상자료를 결합하여 SOM을 활용해 군집화하였다. 이를 통해 계절 분리를 수행하고 각 계절의 특징을 분석하여 강우-유출모형의 보정 기법을 개발하였으며, 통계적 지표를 이용하여 성능을 평가하였다. 결과적으로 비교적 유량이 적은 Cold 기간의 모형 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 몬순기후 등 강수편차가 큰 지역을 대상으로 수문모형의 성능 및 예측도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제49권3호
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• pp.153-175
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• 2016

대청호는 담수 초기부터 부영양화와 녹조현상을 겪었고, 조류경보제는 1997년에 도입되었다. 본 연구의 목적은 강우와 수문학적 요인이 녹조현상의 증감 변동과 조류경보제의 장기화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대청호에서 19년 (1997년~2015년) 동안 운영되어 온 조류경보제의 현황을 조사하고 분석하였다. 조류경보제의 총 발령횟수는 46회였고 8월과 9월에 각각 22회 (752일), 16회 (431일)로써 82.6%를 차지하였다. 이 기간에 빈도와 일수가 많았던 것은 강우, 유량 및 수위와 관련성이 컸다. 강우 및 수문사상은 장마와 태풍과 연관되어 6월~9월에 집중되었고, 총강수량은 연강수량의 69.9%를 차지하였다. 유입량의 증가는 강우의 강도, 빈도 및 그 양에 의존적이었다. 연간 총 유입량의 68.4%를 차지하여 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기였다. 총방류량도 강우량과 밀접한 관련성이 있었고, 발전방류와 수문방류의 특성이 잘 나타났다. 또한, 상류 댐의 조절 방류로 인해 대청호의 상류수역은 녹조현상에 취약할 수 있었다. 조류경보 발령은 저수지의 수문-여수로 방류의 유무와 관련성이 컸다. 수문방류는 총 25회가 있었고, 연중 7월~9월에 17일로써 최대였다. 개방횟수와 기간은 각각 1회~4회와 3일~37일 범위였다. 수문을 개방하였을 때 경보를 울린 해는 13년이었다. 수문개방에 의한 수체 및 녹조의 이동은 비개방 때보다 약 5배 정도 빨랐고, 저수지 내 조류경보제 장기화에 지대한 영향을 주었다. 녹조현상에서 CHU (소옥천의 추소리 수역)는 여전히 심각한 상태에 있으나, JAN (본류의 장계 수역)이 더욱 중요한 것으로 지적되었다. 조류경보제는 수문-여수로 방류를 중심으로 한 강우와 수문학적 영향을 반드시 고려하여 운영되어야 하겠다. 무엇보다 녹조현상의 대응책에 우리나라의 유역과 저수지 특성에 적합한 육수학적 대책이 포함되어야 하겠으며, 이제부터라도 조류경보제 운영지점에 녹조가 도착하기를 기다리는 것보다 장마 전에 녹조현상의 촉발에 근본적 원인이 되는 저수지 내 우심수역의 체계적 관리와 가이드라인이 필요하겠다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1071-1079
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• 2020

하천수의 통합적인 물관리를 위해서는 농업용수의 목적으로 취수되는 하천수량과 같은 기초자료의 확보가 필수적이다. 취입보를 통해 취수되는 하천수는 농업용수로를 통해 도수되는데, 계측지점의 특성에 맞는 취수량 계측방법이 필요하다. 본 연구에서는 만경강 유역 어우보의 농업용수로 도플러 효과를 이용해 표면유속을 산정하는 전자파 표면유속계를 적용하였는데, 주로 홍수기와 같이 고유량 상황에서 사용되고 있다. 저유량이나 고풍속에서는 표면유속이 단면 전체의 평균유속을 대변하기 어렵기 때문에 연중 지속적인 활용도가 낮다고 평가받고 있어, 농업용수로에서 전자파 표면유속계를 이용한 계측이 적합한지에 대한 검증이 필요한 상황이다. 전자파 표면유속계로 계측한 자료를 실측 유량자료와의 비교를 통해 농업용수로에서의 취수량 자료를 산정하였다. 농업용수로에서 최저유속 약 0.3 m/s, 최저유량 약 1.0 m3/s 이상시 전자파 표면유속계를 이용해 산정되는 일단위 유량은 기준유량 대비 경향성과 정확도가 높은 편인 것으로 확인되었고, 특히, 고유량일때 정확도가 높은 것으로 나타났다. 저유량에서는 양적인 측면에서는 유효한 결과를 얻을 수 있으나, 자료의 경향성이 불안정한 것으로 미루어 저유량시 표면유속으로 단면의 평균유속으로 산정하는 것에는 후속적인 연구가 필요할 것으로 판단한다. 본 연구를 통해 일정 유속 이상의 인공수로에서는 전자파 표면유속계를 통해 취수량을 산정하는 것이 적정한 것으로 사료되어 하천수 사용량 계측의 방안으로서 널리 보급되길 기대한다.

• 상하수도학회지
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• 제12권3호
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• pp.91-98
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• 1998

In this study, the hydrological changes due to urbanization were investigated and fundamental theory and characteristics of typical urban runoff model such as ILLUDAS was studied. Above model was applied for urbanizing Dongsucheon basin, Incheon. The main parameters (II, IA, IS) which are included in model depending on runoff results were determined, and dimensionless values such as total runoff ratio($Q_{TR}$), peak runoff ratio($Q_{PR}$), and runoff sensitivity ratio ($Q_{SR}=Q_{TR}/Q_{PR}$) were estimated in order to evaluate and compare the characteristics of model based on relative sensitivity analysis.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.448-451
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• 2005

This paper presents the methodology to analyze flow duration characteristics and performance prediction for small hydro power(SHP) plants and its application. The flow duration curvecan be decided by using monthly rainfall data at the most of the SHP sites with no useful hydrological data. It was proved that the monthly rainfall data can be characterized by using the cumulative density function of Weibull distribution and Thiessen method were adopted to decide flow duration curve at SHP plants. And, the performance prediction has been studied and development. One SHP plant was selected and performance characteristics was analyzed by using the developed technique. Primary design specfications such as design flowrate, plant capacity, operational rate and annual electricity production for the SHP plant were estimated. It was found that the methodology developed in this study can be a useful tool to predict the performance of SHP plants and candidate sites in Korea.