토석류 재해는 발생의 시기를 예측하기 어렵고 발생 시 많은 피해가 순식간에 일어나기 때문에 피해를 예측하고 이를 사전에 예방할 수 있는 저감시설의 도입이 필요한 자연재해이다. 2006년 강원도에 발생한 대규모 산사태 및 토석류 재해와 올해 7월 서울 서초구 우면산 일원 및 춘천시 천전리 일원의 토석류 재해 발생은 이러한 점을 잘 나타내는 사건이라 할 수 있다. 본 연구에서는 실제 토석류 발생위험지역에 대해 조사하고 시설물(사방댐)을 이용한 토석류 발생량을 예측하여 토석류 저감시설의 설치조건에 따른 저감효과를 분석해보기 위해 수치해석모형을 이용하여 모의하고 결과를 분석하였다. 하류 모니터링지점의 통과 토사량을 발생량으로 가정하고 토석류 저감시설물의 설치위치와 규모를 다양하게 변화하여 모의한 결과 토석류유출량을 최소화 할 수 있는 시설물의 설치조건을 선정할 수 있었다. 이러한 연구방법과 연구결과는 토석류 저감시설물의 설치계획을 효율적으로 세우기 위해 활용성이 높을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 지표수문해석모형을 활용한 동아시아 지역의 유출해석을 수행하고 그 적용성을 평가하였다. 이에 전지구 자료를 수집한 후 모형의 입력자료로 재구성하였으며, 모의 결과의 검증을 위해 GRDC에서 제공하는 국외 34개 지점의 관측유량자료를 수집하였다. 쾨펜의 기후대 구분을 통한 매개변수 전이 방법을 이용하여 미계측지역의 유출 매개변수를 결정하였으며, 동아시아 지역에 유출해석을 수행하였다. 그 결과 미계측지역으로 가정한 17개 유역에서 모의치가 관측치와 유사하게 거동하는 것으로 나타나 결과의 신뢰성이 높음을 확인하였다. 최종 결정된 매개변수로부터 동아시아 전역에 수문성분을 산정하였으며, 대체로 동아시아 지역의 국가들의 수문성분 거동은 계절별로 유사한 것으로 확인되었다. 또한, 중국의 남부지역, 일본 및 대만은 동아시아 내에서도 유출의 발생이 가장 높은 반면, 몽골 및 중국 북부지역에서는 매우 낮은 것으로 분석되었다.

최근 지구온난화로 인하여 지난 100년(1906~2005년) 동안 지구의 평균기온은 약 0.7℃ 상승하였으며, 이러한 추세는 1990년 이후 더욱 급격히 변하고 있다. 이러한 기후변화는 수문 현상에 많은 영향을 미쳐 물 순환 과정의 정확한 파악을 더욱 어렵게 하고 있으며 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립에 불확실성을 증대 시키고 홍수나 가뭄 등과 같은 극심한 자연재해의 대비책 마련에 어려움을 가중시키고 있다. 이는 기후변화의 영향이 국가 수자원계획을 비롯한 수자원 관리 실무에 적극 반영되어야 함으로 대변 할 수 있다(국토해양부, 2009). 본 연구에서는 기후변화에 따른 수자원 영향평가를 위해 준 분포형 강우-유출모형인 SLURP 모형을 선택하고 새로운 온실가스 배출시나리오인 RCP 시나리오를 이용하여 생성한 모의기상자료를 활용하여 유출량을 산정한 후 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 분석하였다.

우리나라의 중소하천의 홍수 예·경보의 경우 저수지의 저류효과를 고려하지 않은 홍수 예·경보의 경우가 대부분이다. 이러한 이유는 농업용 저수지가 실질적으로 방치되는 경우가 대부분이여서 홍수추적에 필요한 자료 확보에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 경상남도에 위치한 남강유역을 대상으로 저수지의 저류효과를 고려한 한계유출량에 따른 한계강우량을 산정하였다. 소유역 구분은 ArcGIS의 Hec-GeoHMS를 이용하여 자료를 구축하였으며 구축된 매개변수를 Hec-HMS에 적용하여 홍수유량을 산정하였다. 또한 산정된 홍수유량을 이용하여 한계유출량을 산정 후 지속시간 20분에 따른 한계강우량을 산정하였다.

토지이용의 다양성은 각종 오염물질이 흡착된 다양한 입자 축적을 유발하며, 강우에 의하여 수계로 유출되어 퇴적층을 형성하게 되고 장기적으로 내부수질오염의 원인이 된다. 이러한 퇴적층은 수층에 영향을 끼치는 내부오염원으로 인식되고 있지만 오염도를 평가할 수 있는 기준은 현재 존재하고 있지 않다. 또한 퇴적물의 관리기준은 관리대상 및 사용목적에 따라 다양한 형태로 임시방편으로 정해지고 있기 때문에 체계적 퇴적물 관리기준이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 다양한 토지이용에서 발생하는 퇴적물의 물리화학적 특성을 비교분석하여 퇴적물 관리 대책 수립에 필요한 기초자료를 제공하고 적정한 관리방안을 제시하고자 한다. 본 연구를 위한 퇴적물 채취 위치는 충남 천안시에 위치하는 포장지역, 충남 논산시 연무읍에 위치한 축산단지와 전북 새만금 사업지구에 위치한 동경강과 만경강 하천지점 등에서 수행되었다. 시료채취는 포장지역의 경우 교란 시료 4회, 하천지역은 교란 및 비교란 시료를 각각 총 7회, 축사지역은 교란 시료 2회, 비교란 시료 15회를 수행하였다. 채취한 퇴적물은 토양오염공정시험방법과 ICP를 이용하여 유기물, 영양염류 및 중금속의 분석과 입도분석을 수행하였다. 토지이용별 퇴적물의 물리·화학적 분석 결과 포장지역은 대부분 입자가 큰 모래로 구성되었으며 IL이 43.92% COD가 43.88g/kg으로 가장 높았다. 또한 하천과 축사지역은 실트 및 모래로 분포되었으며 축사지역에서는 TN이 1.22g/kg, TP가 1.34g/kg으로 가장 높게 나타났다. COD：TN：TP비는 포장지역의 경우 66：8：1로 총인함량에 비해 유기물 함량이 가장 높았으며 축사지역은 21：5：1로 질소 과다함량으로 나타났다. 반면 하천지역은 12：1：1로 자정작용으로 인한 유기물 제거 또는 인의 과다로 판단된다. 반면 중금속의 경우 모든 토지이용에서 한국, 미국 및 캐나다의 오염기준치 이하로 폐기물이 아닌 토양으로의 활용이 가능한 것으로 판단된다. 하지만 하천의 퇴적물 제거기준과 유기물 및 영양염류의 오염도를 비교한 결과 제거가 필요한 것으로 포장지역은 도로청소, 비점오염원 저감시설 설치, 하천지역은 생태습지조성, 하천정화 활동, 축사지역은 가축분뇨 저감 및 배출관리 등으로 제안한다.

국내 최초의 분산형 생태환경저류지 시스템으로 방재기능뿐만 아니라 초기 비점오염원에 대한 생태적 수질정화 및 생태복원, 근린공원의 친수적 이용성, 토지이용도 제고 등의 다양한 기능을 융합하여 대상지 특성에 적합한 다목적용 저류지가 조성되었다. 복원 후 수리·수문 모니터링 결과는 서울지역 재현기간 10년의 강우량과 홍수량에서 첨두홍수량은 12% 감소하고 20분의 지체효과를 보였다. 생태환경수로의 하상 평균소류력의 범위는 86.29-376.18N/m2, 유속의 범위는 2.76-10.07m/s이었다. 하상보호공은 평균 소류력이 133.94N/m2 이하인 곳에는 자연석을, 133.94N/m2 이상인 곳에는 생태목틀이 적용되었다. 현장조사결과 생태목틀과 자연석이 적용된 생태환경수로는 자연석의 이탈이나 자연석 주변 하상 세굴과 토사의 퇴적이 발생하지 않았음을 확인하였다. 생태환경 저류지 시스템의 홍수저감효과와 생태환경 수로의 안정성을 입증하였다. 국내 융합적인 생태환경 저류지나 생태하천의 표준화와 적용에 필요한 중요한 기준을 확립하는데 기여할 수 있을 것이다. 다만 생태환경저류지 시스템 조성이후 생태적 안정화 기간인 2년 이상의 연구개발자(전문가)의 유지관리 참여가 필요하다. 이를 통해 일반기술자도 생태환경저류지의 조성 및 유지관리가 용이하도록 지침을 마련해야 할 것이다.

파키스탄 Kunhar강 유역(2,500km2)은 국내유역과는 달리 표고차가 4,000미터로 고도가 높고 좁은 지형으로 경사가 급한 지형특성을 가지고 있다. 따라서 고도에 따른 기온차가 매우 크게 나타날 수 있으며, 일정고도 이상에서는 강수가 눈의 형태로 존재하게 됨에 따라 유역 내 적설분포가 복잡한 형태로 존재할 수 있다. 따라서 유역 내 유출량을 정확하게 모의하기 위해서는 고도분포에 따른 기온변화와 적설 및 융설 모의가 가능한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 GIS 공간 수문자료를 입력자료로 활용하는 물리적기반의 격자단위 분포형 강우유출모형(K-DRUM, K-water Distributed Runoff Model)을 파키스탄 Kunhar강 유역에 구축하였으며 유출량 모의결과를 비교 분석하였다. GIS 수문입력자료로 DEM은 USGS에서 운영하는 웹사이트에서 입수하였으며, 투영 및 좌표변환 등의 전처리를 통하여 모형의 입력자료로 ASCII포맷의 격자단위의 표고값, 흐름방향도, 하천격자, 하천경사도 등을 생성하였다. 기온, 풍속, 일조시간, 이슬점온도, 강우 등의 기상자료는 기온 및 강우 시계열 자료 분석 결과 동일한 유역 내 표고에 따른 기온 및 강우차가 국내유역과는 달리 매우 심하게 나타나 기온감율 및 고도감율을 적용하여 모형의 입력값으로 산정하였다. 해발고도 4,000m차이의 융·적설 특성을 반영한 유출량 재현성은 비교적 양호하였으며 연중 유출패턴은 여름철 기온상승에 의해 융설로 인한 유출이 강하게 나타나고 있었다.

기후변화로 인한 집중호우와 도시화로 인한 불투수면의 증가는 많은 양의 비를 바로 하수관거로 유출시켜 관거 용량초과로 저지대 침수 등의 피해를 일으킨다. 지금까지는 도시의 치수안전도를 높이기 위해 하수관거를 확장하고, 빗물펌프장의 용량을 증대하는 등의 방법을 주로 채택하고 있지만 많은 비용과 시간의 소비를 필요로 하여 현실적으로 불가능에 가깝다. 최근 소방방재청과 수원시는 기존 우수배수 시스템의 한계를 보완하고 대처하기 위한 새로운 대처방안으로 다목적 분산형 빗물관리를 제안하고 있다. 본 연구에서는 수원의 상습침수 지역인 M마을을 연구 대상지로 하여 XP-SWMM을 이용하여 분산형 빗물저류조 적용에 따른 첨두유출 저감 효과를 확인을 위해 설치 개수, 배치유형(설치위치)을 다르게 하여 집중호우 시 치수 안전도에 미치는 영향을 모의하였다. 그 결과 3,000m3 용량의 빗물저류조 한 개를 설치할 경우 첨두유출이 15.5% 저감되었으며, 500m3 용량 저류조를 6개 설치하였을 때는 첨두유출이 28% 저감되었다. 빗물저류조 배치유형의 경우 상류 지역에 가장 비중 있게 설치하고 중류, 하류 순으로 비중을 두어 설치한 형태가 가장 첨두유출 저감효과가 좋았다. 본 연구에서 얻어진 다목적 분산형 빗물관리 시스템의 해석방법은 기후변화에 대비하여 하수관거 용량을 증설하지 않고도 치수 안전도를 증가시킬 수 있는 시스템을 경제적으로 설계하고, 그 효과를 예측하는데 사용될 수 있다.

본 연구 (II)에서는 앞선 연구 (I)에서 개발된 지표 및 지표하 유출해석 모듈의 적용성과 수치해석적인 안정성에 대한 분석하였다. 개발 모듈의 유출해석에서 기존 강우-유출해석 모형에 비해 특징적인 침투해석에 관한 모의를 위해 침투해석 방식이 서로 다른 FFC2Q모형과 VfloTM을 비교대상으로 선정하여 동일한 투수층 유역에 적용하여 모의 결과를 비교분석해 보았으며, 강우의 크기와 토양의 유효토심 및 강우발생시점부터 강우종료 후 경과시간에 대한 모의조건을 설정하여 개발모듈의 적용성과 해석결과의 안정성을 검토해 보았다. 이상의 테스트에서 본 연구의 개발 모듈은 침투과정을 물리적으로 나타내는 전형적인 형태를 잘 나타내었으며, 토양조건 별 포화시점도 상이하였고, 수두가 증가되는 기울기도 다르게 구현함으로써 토양별 특성치를 비교적 잘 보여주었다. 또한, 강우강도가 유출에 미치는 영향과 시간분포에 대한 모의결과도 잘 반영하였으며, 마지막으로 타 모형과의 비교결과에서도 강우-유출해석에 대한 정확도가 높게 평가될 만한 결과를 도출하였다.

유역내에서 발생하는 유출은 지표 유출과 지표하 유출이 있으며, 서로 상호작용 상태를 유지하게 된다. 일반적으로 지표와 지표하 둘 중 한 가지 알고리즘으로 해석이 힘든 유역에 대해 지표와 지표하 사이의 동적인 관계를 상세하게 모의해야 하는 경우 상호작용에 관한 요소를 고려하여야 한다. 동적인 상호작용 시스템의 구동에서는 시·공간적인 매개변수가 중요하며, 적절한 모의를 위해 시·공간적인 매개변수는 시스템 상에서 지표와 지표하 항에 대한 복합적인 메카니즘으로 구성되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 지표 및 지표하 유출의 상호작용에 관한 알고리즘을 위해 2차원 확산파 방정식을 이용하여 지표 유출을 해석하고, Darcy의 법칙과 Dupuit-Forchheimer의 가정을 이용한 Boussinesq 방정식을 적용하여 포화상태의 지표하 유출의 알고리즘을 구성하였다. 커플링 방정식으로 공간에 대해서는 유한체적법을 사용하고, 시간에 대해서는 Crank-Nicolson 방법을 이용하였으며, 지표와 지표하 흐름의 상호작용에 대해서는 질량보존의 법칙에 기반하여 구성하였다. 이상의 과정을 통하여 지표 유출해석, 지표하 유출해석, 상호작용, 수치해석 부분의 4가지 주요 모듈을 만들었으며, 4가지 주요 모듈을 통합하여 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석 모듈을 개발하였다.

SWMM은 도시유역의 홍수유출 해석에 관한 대표적인 모형으로서 국 내외에서 활용도가 높은 반면, 다수의 불명확한 매개변수를 포함하고 있어 사용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 SWMM에 집합체 혼합진화(SCE-UA) 알고리즘을 결합하여 자동 보정 모듈을 개발하였다. 최적화 문제는 목적함수에 따라 그 결과가 상이하게 도출될 수 있으므로 연구에서는 5개의 단일 목적함수를 적용하여 가장 적합한 목적함수를 도출하였다. 그리고 홍수유출 해석에는 첨두유량의 정확성이 중요하므로 이를 고려할 수 있는 다목적함수를 구성하였고, 파레토 최적해의 결정을 통해 결과를 도출하였다. 작성된 자동 보정 모듈은 구로1 빗물펌프장 유역에 내린 2009년 3개의 강우사상에 적용되었다. 다목적함수의 구성을 통해 자동 보정된 결과는 단일 목적함수에 의해 도출된 결과보다 첨두유량과 유출체적의 오차를 포함한 대부분의 모형평가 지표에서 우수한 것으로 나타났다. 또한, 다목적함수에 의해 보정된 모형의 검증 결과도 신뢰적인 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 SWMM의 자동 보정 프로그램은 도시유역의 다양한 홍수유출 해석 문제에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

This April 5th dam and Hwanggang dam, which are located in Imjin river, North Korea, become the main causes of water shortages and damages in Imjin river downstream. April 5th dam is assumed a small or medium-sized dam, its total storage volume reaches about 88 million ㎥. And Hwanggang dam, multi-purposed dam of total storage volume approximately 0.3 billion ㎥ to 0.4 billion ㎥ is used as source of residental or industrial water in Gaeseong Industrial Complex. North Korea, which has April 5th dam and Hwanggang dam in Imjin river, manages water of approximately 0.39 billion ㎥ to 0.49 billion ㎥ directly. As water is storaged or discharged through dam, it causes a severe damage to areas in Yeoncheon-gun and Paju city, South Korea. Therefore, this study intends to analyze and estimate runoff through dam construction by using hydrological observation data and artificial data such as service water supply and agricultural water in Imjin river, water shortage and damage correctly.

본 연구에서는 금강유역 내 대청댐 및 용담댐유역을 대상으로 기상청에서 제공하는 공간해상도 27 km 지역규모의 A1B시나리오 기반의 RCM모형과 SWAT모형을 이용하여 미래 유출량 전망을 분석하였다. 기본적으로 GCM 및 RCM은 시공간적 스케일의 상이성으로 인해 수자원 영향 평가를 위한 자료로서 직접적인 이용은 현실적으로 곤란하다는 점에서 본 연구에서는 RCM 격자자료를 유역단위에서 강우관측소지점 단위로 공간적 다운스케일링을 실시하였으며 RCM 월자료

본 연구에서는 우리나라에 적합한 한계유출량 산정기법을 제안하고 이를 평가하고자 한다. 대상유역은 한강유역이며, 유역의 하도구간을 산지소하천 자연하도, 인공하도 그리고 본류하도의 3구간으로 구분하였다. 산지소하천의 경우 산지계곡의 야영객 및 등산객들의 피해를 방지하기 위해 0.5 m 수위상승을 기준으로 한계유출량을 산정하였다. 산지소하천 자연하도의 한계유출량은 유역 및 하도 매개변수 간의 지역적 회귀분석을 통해 소유역별 한계유출량을 계산하였다. 산지소하천

전세계적으로 토사유출은 심각한 문제로 알려져 있다. 환경관리자, 농부 및 다른 토지소유자들을 위해 다양한 모델링 테크닉이 개발되어왔고, 토양유실 저감을 위해 다양한 site-specific 최적관리기법의 효율을 산정하여 활용하였다. 물리적기반인 WEPP 모형은 시 공간적으로 작은 유역과 필지에서 발생하는 토양유실을 산정할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 WEPP watershed version을 이용하여 강원도 홍천군 자운리에 위치한 연구지역에 빗물

In Jeju island, runoff has frequently happened when the rainfall depth is over a threshold value. To simulated this characteristic rainfall-runoff model structure has to be modified. In this study, the TRSM (Threshold Runoff Simulation Method) was developed to overcome the limitations of SWAT in applying to the hydrologic characteristics of Jeju island. When the precipitation and soil water are less than threshold value, we revised the SWAT routine not to make surface/lateral or groundwater discharge. For Hancheon watershed, the threshold value was set as 80% of soil water through the analysis of rainfall-runoff relationship. Through the simulation of test watershed, it was proven that TRSM performed much better in simulating pulse type stream flow for the Hancheon watershed.

In this study, occurrence status of nonpoint pollutants and characteristics of discharge by each nonpoint pollutants were examined through monitoring on nonpoint pollutants caused when raining in vineyard belonging to the agricultural area of various land use patterns. Also, the first flush analysis limited to studies on the existing non-percolation area was applied to percolation area to ascertain availability and criteria of study. Various water quality and sluice of nonpoint pollutants were analyzed, based on which discharge of nonpoint pollutants in agricultural area was ascertained to be influenced greatly by artificial factors such as period, cultivation, management, etc. Meanwhile, the first flush phenomenon at agricultural area was ascertained to occur, and the first flush was quantified through calculation of the first flush ratio. If MFF30 is based, discharge load by each nonpoint pollutants caused when raining was investigated to include 40.8% on the basis of total discharge. In case of SS in pollutants showed the highest first flush phenomenon of 64.8%. Through such a result, calculation possibility of the initial rain criteria was ascertained, and it was determined that reliability-assured criteria were calculated through further monitoring.

본 연구는 기상청에서 실시간으로 생산하고 있는 레이더-AWS 강우강도(RAR) 자료의 유출모의 적용성을 평가하고자 하는데 그 목적이 있다. 춘천댐 상류유역(4859.73 )을 대상유역으로 선정하고 5개소유역에 대한시단위 AWS와 RAR 유역평균강우량을 산정하였다. 미계측 유역에서는 AWS와 RAR의 상관성이 낮고 계측유역에서는 높은 것으로 나타났다. 시단위 AWS와 RAR 유역평균 강우량은 강우분포형태에 따라차이가 크게 발생하는 것으로 나타났다. 두 자

본 연구에서는 용담댐 하류부터 대청댐상류까지 총 유역면적 3108.29 유역을 대상으로 SWAT 모델을 적용하여 유출유량모의를 실시하는데 있어서최적의매개변수를추정하는방법을보고하고있다. SWAT 모델의 모의를 위해서는 방대한 양의 매개변수가 요구되며 이러한 매개변수의 최적값을 산정하는 것은 어려운 실정이다. 본 연구에서는 SWAT-CUP에서 제공하는 4가지 통계 알고리즘 중에서 GLUE와 SUFI-2의 2가지 내부 프로그램을 이용하여 각각 2,000회의