한국의 수자원 총량중 이용량은 26.3%로 강으로부터의 취수 비율은 3%에 불과하며, 중국, 인도, 이탈리아, 남아공 등과 함께 물 스트레스 기준 중~고에 해당한다. 따라서 본 연구에서는 댐 수자원 확보를 위한 적지선정과 관련하여 연구하였다. 미국, 일본 및 한국의 댐 건설절차에 대한 조사 결과, 정량적인 기준 및 계산 방법 또는 공식이 부재하였다. 댐 적지선정의 정량적 기준 제시를 위하여 먼저 기후 변화 시나리오를 조사, 분석하였으 며, IPCC제 5 차 평가 보고서에 제시된 12.5 km 격자 해상도의 RCP 4.5 및 8.5를 SWAT와 HEC-ResSim를 이용하여 유역 연구에 적용하였다. 댐 시뮬레이션 결과를 토대로 홍수 및 가뭄의 감소 효과를 정량적으로 제시하였다. 그리고 댐 적지 선정 지표 결정과, AHP 기법을 이용하여 평가지표에 대한 전문가 설문을 실시하여 가중치를 부여하였으며, 이를 통해 댐 적지 선정 함수식(FSDS)을 제안하였다. 함수식의 경우 4곳의 기 설치된 유 역에 대하여 보정 및 검증 하였으며, FSDS와 GIS의 'Model builder'를 사용하여 댐 적지선정 자동화 모델을 개발하였다.

기존의 저수지 운영 연구들은 미래의 기후가 과거와 유사하다는 정상성의 가정을 전제로 하였다. 하지만 기후의 비정상성으로 인해 불확실성이 더욱 커질 경우에는 큰 불확실성에서도 안정된 최적해를 찾을 수 있는 로버스트 최적화 과정(Robust Optimization, 이하 RO)이 필요하다고 알려져 있다. RO는 입력자료의 비정상성으로 인해 야기되는 불확실성을 제어하는 로버스트 항을 목적함수에 추가하여 기존의 최적화 방법을 개선한다. 본 연구는 기후변화의 비정상성을 대비하는 저수지 운영규칙 산정을 위해 추계학적동적계획법(Stochastic Dynamic Programing, 이하 SDP)과 RO를 결합하는 Robust-SDP를 제안하였고, 이를 최근 4년간 가뭄을 겪었던 보령댐에 적용하였다. 즉, 비정상성이 반영된 미래 유입량 자료를 생성하고 이를 6가지의 평가지표와 2가지의 의사결정 지원그림을 사용하여 과거 유입량 자료로부터 산출된 저수지 운영규칙의 수행능력을 평가하 였다. 그 결과, Robust-SDP가 기후의 비정상성 하에서 극단적인 물 부족 사건의 발생률과 물 부족 사건의 실패의 크기를 감소시켰지만, 작은 크기의 물 부족 발생률은 증가하는 상충관계(trade-off)를 가져옴을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 의사결정자가 우선시하는 평가지표의 결과에 따라 최적화 모형을 선택할 수 있음을 제안하였다.

Recently severe drought caused the water shortage around the western parts of Chungcheongnamdo province, South Korea. A Diversion tunnel from the Geum river to the Boryong dam, which is the water supply dam for these areas has been proposed to solve this problem. This study examined hydraulic impacts on the Geum river associated with the diversion plan assuming the severe drought condition of 2015 would persist for the simulation period of 2016. The hydraulic simulation model was verified using hydrologic and hydraulic data including hourly discharges of the Geum river and its 8 tributaries, fluctuation of tidal level at the mouth of the river, withdrawals and return flows and operation records of the Geum river barrage since Feb. 1, 2015 through May 31, 2015. For the upstream boundary condition of the Geum river predicted inflow series using the nonlinear regression equation for 2015 discharge data was used. In order to estimate the effects of uncertainty in inflow prediction to the results total four inflow series consisting of upper limit flow, expected flow, lower limit flow and instream flow were used to examine hydraulic impacts of the diversion plan. The simulation showed that in cases of upper limit and expected flows there would be no problem in taking water from the Geum river mouth with a minimum water surface level of EL(+) 1.44 m. Meanwhile, the simulation also showed that in cases of lower limit flow and instream flow there would be some problems not only in taking water for water supply from the mouth of the Geum river but also operating the diversion facility itself with minimum water surface levels of EL(+) 0.94, 0.72, 0.43, and 0.14 m for the lower limit flow without/with diversion and the instream flow without/with diversion, respectively.

댐의 이수안전도는 물 수요량, 저수량, 가뭄에 의한 유입량에 의해서 주로 영향을 받는다. 그러나 댐 운영방식에 따라 댐의 이수안전도는 차이가 발생할 수 있다. 우리나라의 수자원장기종합계획은 K-WEAP모형을 이용하여 댐 하류의 물부족이 발생하면 물 부족량만큼 공급하는 부족량공급(Deficit supply) 방식을 이용하고 있으나 일정방류(Prime flow) 방식을 적용하면 이수안전도가 달라질 수 있다. 본 연구의 목적은 댐 운영방식에 따른 댐의 이수안전도의 변화를 분석하는 것이다. 이들 결과는 하류의 유지유량공급, 수력 발전을 위하여 일정방류가 고려되는 환경에서 댐의 이수안전도를 재평가하는데 활용될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 물 부족량 공급 운영 방식(deficit-supply)에 의해 다목적댐을 모의 운영하고 그 결과 얻어진 저수량을 기반으로 댐별 물 공급의 안정성을 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 16개 다목적댐에 적용하였으며, 그 결과를 통해 댐별 물 공급 안정성을 평가하였다. 평가 결과, 소양강댐, 충주댐, 횡성댐, 안동댐, 임하댐 및 합천댐의 안정성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 섬진강댐과 부안댐의 안정성이 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. 특히 부안댐은 신뢰도, 회복도, 취약도에 있어 가장 낮은 수준의 평가 결과를 나타내고 있어 물 공급 안정성을 향상시키기 위한 대책이 필요한 것으로 나타났다.

최근에 이르러 기후변화에 따른 급격한 지구온난화에 대비하기 위해 많은 연구가 수행되고 있으며, 본 연구에서는 임하-안동댐 유역을 대상으로 미래 유량 변화에 대응하기 위한 다목적댐 운영 전략에 관하여 연구하였다. 미래 유량 전망결과를 이용하여 댐군을 연계운영하고 그 영향을 단독 댐 운영방법과 비교하여 평가하였다. 먼저 기후변화의 불확실성 을 고려하기 위해 GCM와 통계학적 축소화 기법인 일기발생기 LARS-WG, 유출전망 모형 abcd에 적용하여 미래 전망 댐 유입량을 산정하였다. 수위운영방법이 기존 댐 운영방법에 대한 모의로 선정되었으며, 대안으로서 New York City rule을 적용한 선형계획법의 댐군 연계운영 모형을 적용하였다. 미래 유입량 전망결과는 과거의 연 총 유입량에 비하여 안동댐에서 평균 72.81%, 임하댐에서 평균 65.65% 감소하였다. 미래 유입량 전망자료를 댐 운영모형에 적용한 결과, 연계운영한 결과의 신뢰도가 평균 62.22%로 단독 운영 결과의 신뢰도 47.55%에 비해 GCM 종류에 상관없이 전반적으로 높았다. 특히 수량 부족으로 인해 신뢰도가 낮은 경우, 편차는 더 크게 나타났다. 따라서 안동-임하 댐군에 연계운영을 적용하는 것이 상대적으로 기후변화에 따른 수량의 변화에 더 효율적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

본 연구의 목적은 앙상블 칼만필터링 기법과 연속형 강우-유출모형을 연계한 SURF 모형과 Auto ROM을 결합한 실시간 댐 수문량 예측모형(DHVPM)을 개발하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 충주댐 상류유역을 선정하였으며 2006∼2009년 동안 연최대 유입량이 발생한 4개 사례를 선정하였다. 관측유량 자료동화 적용에 따른 선행시간 1시간 유입량에 대한 첨두유량 상대오차, 평균제곱근오차, 모형효율성계수를 산정한 결과, 2007년 첨두유량 상대오차 결과를 제외한 모든 사례에서 자료동화기법을 적용한 결과가 우수한 것으로 나타났다. 현시점으로 가정한 가상시점에서 예측선행시간 10시간에 대해 유입량을 예측한 결과에서, 유역평균강우량의 오차가 큰 경우에 대해 자료동화기법을 적용함으로써 예측 유입량의 오차가 줄어드는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 실시간 예측유입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 관측유입량의 실시간 활용이 가능한 환경에서 자료동화기법을 연계한 유입량 예측모형을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

일반적으로 수계의 용수공급능력을 평가하기 위해서는 수요량을 단계적으로 증가시키며 용수부족 여부를 검토하고 그 결과에 따라 수요량을 조정하는 시행착오법을 사용한다. 이것은 시뮬레이션 모형 뿐 아니라 최적화 모형의 경우에서도 마찬가지다. 그러나 이 같은 시행착오법은 수차례의 최적화를 반복하는 번거로움을 수반한다. 이에 본 연구에서는 물 부족이 발생하지 않은 최대 용수공급능력을 보다 쉽게 찾을 수 있도록 2단계의 목표계획기반 최적화 모형을 제시하였다. 즉, 제 1단계에서는 제시된 모형을 유입량 정보가 정확하다는 가정아래 최대 용수공급능력을 산정한다. 그리고 제 2단계에서는 실제 용수공급 상황에서는 미래 유입량에 대한 정보가 없는 점을 고려하여 최대 갈수기간에 한해 실시간 모의운영을 통하여 용수공급능력을 산정한다. 이 방법을 다기능 보가 신설되어 기존 수문환경과 차이점을 보이는 금강 수계에 적용하고, 완전한 정보가 있는 경우와 그렇지 않은 경우의 결과를 비교함으로써 유입량 정보가 용수공급능력에 미치는 영향을 이해하고 평가할 수 있었다.

댐이 건설된 이후 댐직하류 하천구간은 하천구역내 사유지 경작과 하상주차장 등의 입지, 사주가 발달하여 하폭감소에 의한 문제가 발생하였다. 특히 하천정비의 미흡으로 홍수시 하천통수능력이 감소하여 유역전반에 영향을 미치고 있다. 댐 운영조건도 일부 제약을 받고 있는데 이의 해소를 통한 댐 기능의 회복과 운영의 효율성 제고가 하천의 치수 안정성 확보와 함께 개선대책이 필요하였다. 따라서 댐 운영관리개선과 연계된 댐직하류 하천정비사업이 시행되고 있는데 사업의

댐의 계획과 설계단계에서 설정된 유효저수용량은 여러 가지 이유로 운영단계에서 잘 지켜지지 못하는 경우가 있다. 어떤 댐은 운영과정에서 내 외적인 주변여건의 변화로 본연의 운영목적을 달성하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서 이를 개선하기 위해서는 시설물의 목표 달성을 위한 기능회복이 적절히 이루어져야 하며, 관련 대안들이 마련되어야 한다. 특히댐 하류하천의 부적절한 관리는 댐의 홍수조절기능과 하천환경에 부정적인 영향을 미친다. 결국 댐의 다목적 기능을

본 연구에서는 제한된 수자원 부존량을 효율적으로 사용하고 각 댐의 저류량, 수요에 대한 용수공급량 및 하천유지용수를 최대화하기 위해 댐 상 하류간의 연계운영 모형을 이용하여 연계운영 효과를 분석하고 댐과 보의 최적 연계운영을 통한 하류단의 수문학적 거동 특성 변화를 검토하여 댐운영 개선방안 도출 등 다양한 하천관리 개선 방안에 대해 연구하였다. 대상유역은 신뢰성 높은 수문자료를 획득 가능한 금강 수계 유역으로 하였으며 수문자료는 순물소모량을 감안한 '6

일본 고베지진(1995), 타이완 지지(Chichi)지진(2000), 우리나라 남해안 지역 및 대도시지역에서 지반 흔들림이 감지된 일본 후쿠오카지진(2005), 중국 쓰촨성대지진(2008), 일본 이와떼·미야기지진(2008), 최근의 일본 동북지방대지진(2011)과 같은 한반도 주변지역에서의 지진발생 사례와 함께 한반도내에서 최근 발생된 강원도 월정사지진(2007년) 등은 한반도의 지진발생 빈도 증가와 더불어 지진에 대한 안전지대가 아니라는 경각심과 함께 지진 피해 가능성에 대한 인식을 제고시키고 있다. 최근 일본 동북지방대지진(M9.0)과 중국에서 발생한 쓰촨성대지진(M8.0), 일본 이와떼·미야기지진(M7.2)은 진앙지 주변지역에 위치한 많은 댐들에 크고 작은 지진 피해를 발생시켰다. 특히, 중국 쓰촨성 대지진은 쓰촨성 일대 약 400개의 중·대형댐에 크고 작은 손상을 입힘으로써 지진대비 댐시설물 안전관리에 대한 대책 마련의 필요성을 부각시키고 있다. 댐 시설물은 국민생황과 안전에 밀접한 공공성이 강한 국가 주요시설물이므로 댐 관리주체는 지진대비 댐의 안전성을 확인함으로서 지진에 의한 피해를 최소화 할 의무가 있다. 일본 고베지진 이후 국내 내진설계기준(건설교통부, 1997)이 개정되었으며 2011년 개정된 댐설계기준·해설(건설교통부)에는 내진특등급 댐의 경우에는 의무적으로 지진계를 설치하고 정상상태를 유지하여야 함을 규정하고 있다. 이에 국내에서 대부분의 중요한 대댐을 관리하고 있는 한국수자원공사는 31개의 신규댐 및 설계당시 지진계가 설치되어 있지 않은 기존댐에 총 99대의 지진가속도계 설치를 2008년 완료하여 운영중에 있으며, 4대강살리기사업 16개 보에 총 30대의 지진가속도계 설치를 완료하였다. 현재 31개 댐에 설치된 99대의 지진가속도계는 실시간으로 각 댐에서 감지되는 지진파형을 모니터링하고 최대 가속도를 분석하여 댐의 내진안전성을 신속히 파악하기 위해 댐 실시간지진감시시스템(Dam Earthquake Monitoring System)에 연계되어 통합운영되고 있으며, 향후 4대강 16개 보 지진가속도계의 추가연계와 소방방재청 등 국가지진관측망과의 자료공유를 위해 시스템을 업그레이드할 계획이다. 댐의 내진안전성에 대한 연구사례는 다음과 같다. 한국수자원공사는 2001년에서 2003년까지 고베지진이후 강화된 내진설계기준에 따라 동적해석기법으로 다목적댐과 용수전용댐에 대한 내진성능평가를 실시하였으며, 평가결과 다목적댐과 용수전용댐은 현재의 강화된 내진설계기준에 대해 모두 내진안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용한 지진발생시 댐의 안전성 평가는 댐재료의 동적물성 및 해석결과의 적정성을 평가하여야만 그 결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다. 이를 위해 지진계측기록을 활용하여 댐의 실제 고유주기(Fundamental period)를 산정하는 방법에 대한 연구(하익수, 2008)가 수행되었고 수치해석에 의한 고유주기를 계측에 의한 고유주기와 일치시켜 동적물성을 검증하는 방법에 대한 연구(하익수와 오병현, 2011)와 기존댐 실대규모 발파진동실험을 실시하여 댐의 발파진동가속도 응답특성 및 동적물성 역산에 대한 연구가 수행되었다(이종욱 등, 2011).

홍수기에 집중되는 유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 구조물이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 대비하여 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 갈수 시 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차, 수요에 대한 용수공급 부족량, 그리고 하천유지

본 논문에서는 대청댐 하류 금강을 대상으로 댐건설에 따른 유황 변동이 어류서식처 환경에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 분석에는 RAP을 이용하였고, 대표어종으로는 쉬리, 참마자, 감돌고기를 선정하였다. 분석 결과에 따르면 유량이 감소하는 갈수기에 대청댐의 건설과 더불어 서식처 조건이 향상 하였으나, 용담댐 건설의 영향은 미미한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 댐건설에 따른 갈수기의 방류량 증가가 본 연구에서 선정한 대표어종들이 선호하는 서식처

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 유역면적

본 연구에서는 금강의 생태계에 영향을 끼쳤을 가능성이 있는 주요 개발 및 관리 활동들을 기초로 하여 생태수 문학적인 하천평가 시나리오 구성을 위한 개념모델을 제시하였다. 또한 생태수문학적 하천평가를 위하여 여러 지원 프로그램과 함께 유역물수지 모델인 KModSim과 하천생태분석 모델인 RAP을 이용한 분석방법을 개발하였다. 용담댐과 대청댐의 건설 및 운영에 따라 예측되는 유황변화를 분석하기 위하여 다양한 시나리오에 따른 수문분석을 실시한 결과에 의하면,

요인분석은 시스템이나 현상에 대한 정보를 하고 관련 자료를 축약하는데 사용되는 다변량 분석기법의 하나이다. 이 기법은 변수들을 통계적 특성을 고려하여 몇 개의 요인들로 그룹화하고 분석결과는 중요도가 상대적으로 낮은 변수를 제거하는데 이용이 된다. 본 연구에서는 요인분석을 한강수계의 댐 군 연계운영에 대한 영향요인 추출에 적용하였다. 한강 수계에는 소양강댐, 충주댐과 같은 2개의 다목적 댐이 있으며, 이들은 이수기에 연계 운영되어 하류로 용수를 공급하고

본 연구에서는 댐군을 연계운영할 경우 발생하는 효과를 이수측면에서 평가할 수 있는 방법을 개발하여 한강수계 댐군 운영 실적의 평가에 적용하였다. 개발된 평가방법에서는 용수공급과 유황개선 부분에서 연계운영의 효과를 평가하기 위하여 평가지점에서 필요수량에 대한 충족률과 유황안정도를 평가지표로 사용하였다 발전 부분에서 연계운영의 효과는 댐군에 의해 생산된 총발전량을 평가지표로 사용하였다. 실제 운영실적은 공칭공급량을 공급하는 단독운영과 최적화 모형에 의한 평

최적화란 목적함수가 최대 또는 최소가 되도록 하는 결정변수를 찾아가는 절차이다. 기존의 많은 연구자들은 최적해의 효율적인 탐색과정에 집중한 반면 최적화의 시작점이라 할 수 있는 목적함수 구성을 위한 연구는 상대적으로 미진한 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 빈번히 사용되고 있는 가중평균법을 사용하여 tradeoff를 고려한 목적함수와 절대우선순위를 위한 가중값을 적용한 목적함수를 구성하여 표본추계학적 동적계획법을 통해 산정한 최적운영률을