• 환경정책연구
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• 제8권1호
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• pp.73-95
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• 2009

댐 유역내 경작지나 산림에서의 가속화된 토양유실은 하류지역의 탁수문제를 야기시킨다. 토양유실은 탁수의 증가와 생태계 파괴의 원인으로서 사회적으로나 환경적으로 해결되어야만 하는 문제로 나타나고 있다. 또한 토양유실은 강우로 인하여 유출이 일어날 때 대부분의 경작지에서 발생하는데, 이는 수리 구조물을 불안정하게 만들고, 생태계를 파괴하며 취수를 악화 시키는 등 환경적 경제적 문제를 일으킨다. 이로 인해 수자원의 지속가능한 이용뿐만 아니라 하천생태계에도 많은 피해를 주고 있으나, 그동안 탁수문제는 저수지를 포함한 유역 물관리 운영에 적극적으로 고려되지는 않았다. 소양강댐 유역내 탁수의 주원인이 되는 탁수우선관리지역(우심지역) 세 개의 소유역 중 하나가 홍천에 위치한 자운리 지역이다. 특히 이 지역에서는 산림을 무허가로 밭으로 개간하여 소득작물을 재배하는 무허가 경작이 행해지고 있다. 본 연구의 목적은 Sediment Assessment Tool for Erosion Control(SATEEC) ArcView GIS를 기반으로 고해상도 위성사진과 지적도를 이용하여 현 상황을 보여주는 토지이용을 새롭게 구축하여 무허가 경작지를 산림으로 환원하였을 경우 토양유실저감을 평가하고자 함에 있다. 본 연구 결과에서 같이 무허가 경작지를 산림으로 환원한다면 17.42%의 토양유실 저감이 기대된다. 자운리 지역의 무허가 경작지는 경사도가 30%이상인 지역에서 47.48ha(30.83%), 경사도가 15%이상인 지역에서는 103.64ha(67.29%)를 차지하고 있다. 만약 모든 무허가 경작지를 산림으로 환원한다면 17.41%의 토양유실 및 유사량 감소가 기대되고, 경사도가 30%이상인 지역에서는 10.86%, 경사도가 15%이상인 지역에서는 16.15%의 감소가 기대된다. 따라서 자운리 유역에서 야기되는 토양유실과 이에 따른 학수발생을 저감시키기 위해서는 경사지에 위치한 무허가 경작지를 우선적으로 환원시켜야만 한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.21-39
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• 2015

유역 내부의 수문과정에 대한 관측치를 이용한 모형의 보정은 분산형 수문수질 모형의 적용성을 높이는 방법으로 권장되지만, 관측치가 충분하지 않은 경우가 많아 적용사례가 드문 실정이다. 본 연구는 경지에서 유역의 출구까지 여러 단계의 수문과정을 고려하여 분산형 수문수질모형을 보정하는 방법을 제시하고, 이와 같은 방법으로 보정된 모형의 적용성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 SWAT 모형을 이용하여 미국 조지아의 South Atlantic Coastal Plain에 있는 한 농업유역의 수문과정을 모의하였다. 또한, 유사와 영양물질의 구체적인 하천운송과정을 모의하기 위해 SWAT모형의 QUAL2E 모듈을 이용하였다. 모형보정은 유역의 유출량 및 유사와 영양물질의 양 뿐만 아니라 경지에서 관측된 바이오매스, 토양 침식량 및 영양물질 발생량, 수변지역 (riparian buffer)에서 발생하는 유사와 영양물질 감소, 하천운송과정 등을 고려하여 수행되었다. 모형의 보정 및 검증기간은 자료기간과 토양보전농법의 시행기간을 고려하여 선정되었으며, 보정된 모형의 적용성은 복수의 통계치 (NSE, RE, RSR 등)를 이용하여 분석되었다. 보정된 모형은 유역의 출구에서 하천유량과 총질소량을 각각 NSE 0.93 및 0.59의 정확도로 모의하였다. 그러나 유사 (NSE: 0.40)와 총인량 (NSE: 0.45)모의에서는 상대적으로 낮은 정확도를 보였다. SWAT의 QUAL2E 모듈을 이용하여 하천에서의 유사 및 영양물질 운송과정을 고려하는 것은 총인과 총질소 모의결과의 정확도를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 다단계 수문과정을 고려하여 보정된 SWAT모형은 유역 내부에서 발생하는 수문과정을 모의하는데 적용성이 있는 것으로 나타났다. 하지만, 계측방법 및 계측된 자료의 분석방법의 변화에 따른 오차와 토지이용의 시공간적 변화를 모의에서 고려하지 못해서 발생한 오차를 감안하더라도, 보정된 모형은 유역출구에서 관측되는 유사와 영양물질 양을 정확하게 모의하는데 실패 (NSE < 0.5)하였다고 평가할 수 있으며, 이는 SWAT 모형의 보정에서 다단계 또는 유역내부의 수문과정을 고려하는 것이 유역출구에서 높은 모의 정확도를 얻는데 기여하지 못할 수도 있음을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.375-386
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• 2004

갈수량은 수자원의 개발 및 관리에 매우 중요한 인자중의 하나이다. 신뢰성 높은 갈수량을 측정하기 위해 한국수자원공사는 2000년도에 용담댐 시험유역에 5피트 규격의 파샬플륨을 설치하였다. 파샬플륨은 유량측정을 하기 위해 독특한 모양을 가지고 있으며, 부정확한 유량관측을 유발하는 퇴사문제를 거의 해결한 시설물이다. 본 연구에서는 3차원 CFD (Computational Fluid Dynamics) 모형으로 5가지 수위에 대해서 완전월류(free flow)시 파샬플륨의 유동을 해석하였다. CFD모형에 의해 산정된 결과와 ISO에 제시된 유량공식, USBR에 제시된 유량공식 및 수위-유량관계식으로 산정한 유량을 비교하였다. 그 결과 ISO와 USBR의 공식에 의해 산정된 유량은 거의 동일했으나, 3차원 CFD모형에 의한 유량은 경험공식에 의한 유량보다 9%정도 크게 나타났고 수위-유량관계식에 의한 유량은 경험공식에 의한 유량보다 16%정도 작게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1082-1086
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• 2008

소양강댐 유역에서 몇 년간 계속되는 고탁수 문제가 좀처럼 개선되고 있지 않는 실정이다. 탁수발생의 원인은 여러 가지가 있지만 농경지를 중심으로 유입되는 토양유실이 가장 직접적인 원인으로 지적되고 있다. 특히, 고랭지 농경지에서 소득 작물에 대한 연작피해 경감, 작물의 생산성 향상과 농민들의 소득 증대와 연관되어 무분별하게 농경지에 행해진 객토와 농약 및 비료는 수질 악화의 매우 큰 영향을 미치고 있다. 이러한 문제로 인하여, 토양유실량 추정을 위한 여러 모형들이 개발되었다. 이 중, SWAT 모형은 미국 농무성의 농업연구소에서 개발된 유역단위 모형으로 대규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 수문과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대하여 예측하기 위해 개발된 모형이다. 이 SWAT모형은 유역내 수문 및 유사 모의시, DEM을 기반으로 유역 평균경사도를 이용하여 경사도-경사장 관계식 산정 경사장을 유역내 모든 수문학적 반응단위 (HRU: Hydrologic Response Unit)의 동일하게 적용한다. 이는 SWAT 모의 유사량과 실측 자료에 있어서 큰 차이를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 해안면 지역의 모든 농경지에 대해 강원발전연구원에서 전수 조사한 실측 경사장 및 경사도 자료를 반영할 수 있도록 소유역내 모든 HRU에 면적 가중 경사도/경사장을 할당해 주는 프로그램을 개발하여 준분포 모형인 SWAT의 단점을 극복하였다. 그 결과 유출량의 경우 면적 가중 실측경사장 및 경사도를 적용 유무에 따라 월 평균유량 3,951,537 m3/month, 3,953,947 m3/month로 2,410 m3/month의 큰 차이를 보이지 않았지만, 유사량의 경우 면적 가중 실측경사장 및 경사도 적용 하였을 경우 10,826 ton/month 이고, 기존 SWAT 예측 유사량은 월평균 3,642 ton/month으로 7,184 ton/month (66.4 % 차이) 큰 차이를 보였다. 이러한 결과는 SWAT 모형 적용시 경사장 및 경사도 산정에 따라, 유사량이 과소 또는 과대 평가 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.158-168
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• 2007

본 연구에서는 소양호유역의 탁수 및 토사유실 저감을 위해 수립중인 다양한 대책중 산림청과 지자체를 중심으로 계획중인 사방댐에 대한 저감효과를 분석하였다. 2005년 강우와 GIS 자료를 이용하여 분석한 결과 소양호유역의 토사유실은 4,819,494 ton으로 평가되었으며, 단위토사유실분석에서는 추곡천, 자운천 그리고 오항천이 다른 유역들에 비해 높은 값을 보였다. 94개의 사방댐 지점을 중심으로 GIS 공간분석을 이용하여 사방댐유역을 추출하였으며, 사방댐유역의 토사유실량과 유사운송비를 이용하여 저감효과를 분석한 결과, 2005년 사방댐의 토사유실저감효과는 6.8%(330,203 ton)으로 분석되었다. 또한 사방댐의 위치를 5,000 ton 이상인 지역으로 이동한 시나리오에서의 사방댐의 토사유실저감효과는 10.5%(506,783 ton)으로 증가되었다.

• 농업과학연구
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• 제37권3호
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• pp.435-449
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• 2010

Soils in the sloping uplands in Korea are subject to intensive land use with high input of agrochemicals and are vulnerable to soil erosion. Development of the environmentally sound land management strategy is essential for a sustainable production system in the sloping upland. This report addresses the status of upland agriculture and the best management practices for the uplands toward the sustainable agriculture. More than 60% of Korean lands are forest and only 21% are cultivating paddy and upland. Uplands are about 7% of the total lands and about 62% of the uplands are in the slopes higher than 7%. Due to the site-specificity of the upland, many managerial and environmental problems are occurring, such as severe erosion, shallow surface soils with rocky fragments, and loadings of non-point source (NPS) contaminants into the watershed. Based on the field trials, most of the sloping uplands were classified as Suitability Class III-V and the major limiting factor was slope and rock fragments. Due to this, soils were over-applied with N fertilizer, even though N rate was the recommendation. This resulted in decreases in yield, degradation of soil quality and increases in N loading to the leachate. Various case studies drew management practices toward sustainable production systems. The suggested BMP on the managerial, vegetative, and structural options were to practice buffer strips along the edges of fields and streams, winter cover crop, contour and mulching farming, detention weir, diversion drains, grassed waterway, and slope arrangement. With these options, conservation effects such as reductions in raindrop impact, flow velocity, runoff and sediment loss, and rill and gully erosion were observed. The proper management practice is a key element of the conservation of the soil and water in the sloping upland.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.247-260
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• 2005

회동저수지 집수분지 내 주요 도로변 퇴적물의 중금속 함량은 토양오염 우려기준보다 낮게 나타났다 중금속함량이 높은 지역은 대부분 교통량이 많은 7번 국도이며 , 특히, 커브지점, 우수관, 과속단속 지점, 횡단보도 등에서 높은 함량을 보인다. 도로변 퇴적물 내 입도별 중금속 함량은 세립 입도($63{\mu}m$이하)일수록 높은 값을 보여주고 있으나, 총 함량은 조립 입도의 퇴적물($100{\mu}m$이상)에 의해 결정된다. 이는 우기 시에 유출수에 의해 세립 퇴적물이 주변 수계로 이동된 결과로 해석되며 수영강 및 회동저수지의 수질에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 교통량이 많은 7번 국도와 퇴적물이 쉽게 주변 수계로 유입될 수 있는 한물교와 같은 교량에서 퇴적물의 이동을 조절할 수 있는 적절한 처리시설이 요구된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.41-52
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• 2009

새로 개발된 모형에 대한 민감도 분석은 입력변수의 선정 및 보정을 위한 필요한 지침을 제공하기 위해 수행되어야 할 필수적인 과정이다. 동적 농업비점오염 평가모델 (dynamic agricultural nonpoint source assessment tool, DANSAT)은 농업 최적관리기법(BMP)의 지표 및 지하수에 대한 영향을 평가하기 위해 개발된 3차원 모델이다. 본 연구의 목적은 서로 다른 토층 및 유역내 위치에서 입력변수의 변화에 따른 지표 및 지하관련 출력들의 반응을 토대로 DANSAT의 일반적인 민감도 분석을 수행하는 것이다. 선정된 입력변수들의 변화에 따른 세가지의 지표관련 출력 (유출량, 유사량, 유출수중 농약 부하량) 및 두가지의 지하관련 출력 (지하수로의 유입 유량 및 지하수로의 농약 유입량)의 반응이 고려되었다. 민감한 입력변수들은 하나의 격자만을 이용한 예비 민감도 분석을 통하여 선정되었는데, 대체로 토양 관련 인자들이 지표 및 지하에서 양적/질적으로 민감하게 작용하는 것으로 나타났다. 예비민감도 분석을 통해 선정된 토양입력변수들의 서로 다른 토층에서의 변화에 따른 모형 출력들의 반응을 고려한 수직적 민감도 분석결과, 지표관련 출력들의 경우 지표 부근의 상층 토양의 인자가, 지하관련 출력들의 경우 하부 토층의 인자가 각각 민감하게 작용하는 것으로 평가되었다. 유역내에서 입력변수들의 공간적 위치의 변화에 따른 반응을 고려하는 수평적 민감도 분석결과, 유역 경계의 주변보다 하천 주변에서의 입력변수 변화가 모형의 지표 및 지하관련 출력들에 민감한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 BMP의 지표 및 지하의 수문/수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 개발된 DANSAT 모형의 입력변수 선정 및 보정에 유용한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제9권3호
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• pp.51-61
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• 2007

자연하천은 하천개수사업, 유역의 토지이용 변화, 댐 및 저수지 건설, 골재채취 등 여러 가지 요인에 의해 하상이 변동하게 된다. 이러한 하상변동은 하천정비 및 다양한 습지계획, 안정하도 유지관리를 위해 매우 중요한 사항이다. 본 연구에서는 골재채취로 인해 저하된 하상이 점차 안정화 되어가고 있는 금강 및 미호천 국가하천 구간을 대상으로 하천측량, 하상재료 채취 분석을 실시하고, 이를 토대로 하도 형성을 지배하는 하도특성량 분석과 수치모형에 의해 장래 하상변동을 예측하였다. 연구결과 하상경사 및 마찰속도 등 하도특성량을 통해 분석한 하상변동 잠재성 평가 결과와 수치모형을 이용한 하상변동 예측결과가 비슷한 경향을 나타냈으며, 금강 및 미호천은 장래 하도가 안정화될 것으로 분석되었다. 이와 같이 장래 하상의 세굴 또는 퇴적경향 등을 예측하고 그 특성을 반영하면, 치수적인 대책 수립과 수리적으로 안전한 구간에서의 식생호안 설치 등 치수적으로 안전하고 친환경적인 하천 및 습지계획이 가능할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제34권5호
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• pp.515-524
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• 2016

산사태와 같은 피해는 집중 호우 등의 자연현상에 원인이 있다. 적절한 대응책으로는 사방댐 설치와 계류보전 등의 방식을 사용한다. 사방댐은 산비탈 붕괴지의 골이나 이에 접속된 계류의 최상류부에 설치하는 소규모의 댐을 말한다. 본 연구에서는 산사태가 난 후에 추가피해를 방지하기 위한 사방댐이 설치된 지역의 적정성을 분석하였다. 사방댐 최적지 분석을 위한 기존에 설치된 사방댐을 중심으로 접근성과 규모 등을 고려하여 GIS로 토사유실량을 검토하였다. RUSLE 모형으로 연구대상유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 III에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다.