SWAT 모의에서 실측자료에 기반한 alpha factor 적용

이관재 ( Gwanjae Lee ),이지민 ( Ji Min Lee ),정영훈 ( Younghun Jung ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

기후변화에 따른 전략적인 수자원으로 지하수가 대두되고 있으며, 지하수를 포함한 통합유역관리를 위해서는 기저유출의 분리 및 감수곡선의 분석이 매우 중요하다. 이러한 기저유출의 분리에는 다양한 방법들이 있으며, 그 중 주-지하수 감수곡선법은 정확성이 매우 높아 널리 사용되고 있다. 미국지질조사국(United States Geological Survey, USGS) RECESS 모델은 주-지하수 감수곡선법을 이용하여 기저유출을 분리하며, 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구는 미계측유역에서 쉽게 기저유출 분리를 할 수 있는 Web 기반 RECESS 모델에서 제공되는 alpha factor를 SWAT 모형에서 input 자료로 이용하여 적용성을 평가하였다. 연구결과에 따르면, 미계측 유역의 기저유출 특성은 유역의 토지이용과 경사각도에 영향을 받을 뿐만 아니라, 강수량과 하천유량에 의해서도 영향을 받는 것으로 나타났다.

금강산댐 건설로 인한 하류 유량감소에 따른 영향 연구

이관재 ( Gwanjae Lee ),이서로 ( Seoro Lee ),최유진 ( Yujin Choi ),양동석 ( Dongseok Yang ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ),김종건 ( Jonggun Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2019 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2019 No.-

금강산댐 건설로 인한 하류유역 유량감소에 따른 영향 연구

이관재 ( Gwanjae Lee ),이혜원 ( Hye Won Lee ),이용석 ( Yong Seok Lee ),최정현 ( Jung Hyun Choi ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ),김종건 ( Jonggun Kim ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

In Korea, the North Han River is composed of about 43.4 % of the inflows to the Paldang Lake (main drinking water source), which is the Transboundary River between South Korea and North Korea. The river can be divided into the upstream and downstream basins by Demilitarized Zone (DMZ). The Kumgangsan Dam (constructed in 2012) is located in the upstream basin of North Han River (in North Korea) and other five dams are located in the downstream basin (in South Korea). The Transboundary River between South and North Korea is causing various problems in terms of water quality and quantity because of the unilateral use of water in North Korea. The reduced flow in North Han River increases the hydraulic retention time of the reservoir, which can cause water quality degradation. Therefore, it is important to understand the effects of the decreased water quantity on water quality and algal bloom growth. Thus, this study analyzed the changes in the inflow of North Han River by the construction of Kumgangsan Dam through hydrological modeling and examined the discharge amount of Chuncheon Dam considering the flow control in the Kumgangsan Dam under the dry season scenario. This study constructed the fundamental data of the Kumgangsan Dam watershed which had no required data for hydrological analysis and calibrated the hydrological model (SWAT). Based on the results of this study, it was found that the discharge flow from the Kumgangsan Dam has a wide effect on the downstream dams located in South Korea. As shown in the results of this study, it is estimated that about 25.08 hundred million tons of annual outflow will occur in the Kumgangsan Dam from 2004 to 2012, and about 3.74 hundred million tons of water will be released annually. The inflow of downstream dam was significantly influenced by the discharge of upstream dam, and the base flow was also affected by the discharge of dams. The economic loss due to the Kumgangsan Dam construction was estimated to be only about 264 hundred million won in terms of hydropower generation. Based on these finding, watershed managements that minimize artificial activities that disturb the lake ecosystem, and upstream dam managements should be carefully considered to maintain the aquatic ecosystem for the downstream Dam watershed.

유역단위 경작지별 BMPs 적용에 따른 저감효율 평가

이관재 ( Gwanjae Lee ),이서로 ( Seoro Lee ),최유진 ( Yujin Choi ),양동석 ( Dongseok Yang ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

기후변화에 따른 물 순환과정의 변화는 유역내 강우패턴 및 강우강도, 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역내 강우패턴 및 강우강도 등 물 순환과정의 변화는 강우에 의한 유출과 밀접한 관련이 있는 비점오염원에 중대한 영향을 미친다. 특히, 고랭지밭에 밀집되어 있어 강우에 따른 토사로 인한 탁수가 빈번하게 문제가 되고 있는 소양호 유역은 비점오염원관리지역으로 지정되어 탁수를 저감하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. 이러한 노력들 중 환경부에서는 개별 경작지마다 BMPs(Best Management Practices)를 적용하여 강우에 의한 탁수를 저감하고자 하였으며, 앞으로도 지속적으로 설치할 계획에 있다. 그러나 이러한 비점오염저감시설을 적용하였을 때의 저감효율은 밭의 면적이나 경사도, 경사장 등 다양한 조건을 고려해야 하는 어려움이 있어, 이에 대한 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 이에 따라, 각 경작지에 적용된 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구 역시 미비한 실정이다. 그러나 비점오염저감대책 및 계획은 유역 말단을 기준으로 하는 경우가 많고, 유량 및 수질에 대한 모니터링 자료 역시 유역 말단에 위치하기 때문에 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유역단위 평가모델 중 하나인 SWAT을 이용하여 각 경작지 별로 실측 경사장 및 경사도, 개별 비점오염저감시설을 적용하였으며, 개별 비점오염저감시설이 유역말단에 미치는 영향을 평가하였다.

APEX 모델 및 머신러닝을 활용한 작물 생산량 예측

이관재 ( Gwanjae Lee ),배주현 ( Joo Hyun Bae ),이서로 ( Seoro Lee ),양동석 ( Dongseok Yang ),조태우 ( Tae Woo Cho ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

유역단위 경작지별 BMPs 적용에 따른 저감효율 평가

이관재 ( Lee Gwanjae ),이서로 ( Lee Seoro ),양동석 ( Yang Dongseok ),김수홍 ( Soohong Kim ),임경재 ( Lim Kyoung Jae ),장원석 ( Jang Won Seok ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

기후변화에 따른 물 순환과정의 변화는 유역내 강우패턴 및 강우강도, 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역내 강우패턴 및 강우강도 등 물 순환과정의 변화는 강우에 의한 유출과 밀접한 관련이 있는 비점오염원에 중대한 영향을 미친다. 특히, 고랭지밭에 밀집되어 있어 강우에 따른 토사로 인한 탁수가 빈번하게 문제가 되고 있는 소양호 유역은 비점오염원관리지역으로 지정되어 탁수를 저감하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. 이러한 노력들 중 환경부에서는 개별 경작지마다 BMPs(Best Management Practices)를 적용하여 강우에 의한 탁수를 저감하고자 하였으며, 앞으로도 지속적으로 설치할 계획에 있다. 그러나 이러한 비점오염저감시설을 적용하였을 때의 저감효율은 밭의 면적이나 경사도, 경사장 등 다양한 조건을 고려해야 하는 어려움이 있어, 이에 대한 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 이에 따라, 각 경작지에 적용된 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구 역시 미비한 실정이다. 그러나 비점오염저감대책 및 계획은 유역 말단을 기준으로 하는 경우가 많고, 유량 및 수질에 대한 모니터링 자료 역시 유역 말단에 위치하기 때문에 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유역단위 평가모델 중 하나인 SWAT을 이용하여 각 경작지 별로 실측 경사장 및 경사도, 개별 비점오염저감시설을 적용하였으며, 개별 비점오염저감시설이 유역말단에 미치는 영향을 평가하였다.

L-THIA 시단위 유량-수질 예측 시스템 개발

이관재 ( Gwanjae Lee ),이서로 ( Seoro Lee ),최용훈 ( Yong Hun Choi ),김종건 ( Dong Seok Shin ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

기후변화 및 도시화에 따른 강우 패턴의 변화는 수문 변화를 야기시키며, 이에 따른 영향을 평가하고 예측하기 위해서는 수문학적 모델을 통해 정량화하는 과정이 필요하다. 그러나 기존에 개발되어 사용되고 있는 대부분의 수문학적 모델은 해외에서 개발되어 국내 유역 특성을 반영하지 못하는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서 L-THIA ACN-WQ 2016과 2018 모델이 개발되어 적용성이 평가된 바 있다. 하지만 L-THIA ACN-WQ 모델의 경우 시단위 유량 및 수질 모의가 불가능한 한계점이 있다. 소규모 유역이나 도시화된 지역에서는 하루에 여러 번의 강우 이벤트가 발생하거나 단기간에 많은 양의 강우가 발생하는 경우가 많기 때문에, 이러한 강우-유출을 평가하기 위해서는 시단위 모의가 필요하다. 본 연구에서는 시단위 유량-수질 모의가 가능한 L-THIA sub-daily WQ 모델을 개발하였으며, 갑천 유역과 복하천 유역에서 적용성을 평가하였다. L-THIA sub-daily WQ 모델은 SCS-CN 방법과 Green-Ampt 방법을 함께 고려할 수 있도록 개발하였으며, 국내의 토지이용 및 강우 특성을 고려할 수 있도록 점근 CN과 강우 계급별 EMC를 활용하였다. 갑천 유역과 복하천 유역에서 시단위 유량 예측 결과 R2는 0.61∼0.69, NSE는 0.61∼0.65, PBIAS는 -4.0∼-7.3으로 모의된 시단위 유량이 자연현상을 잘 모의하는 것으로 나타났으며, 수질 예측 결과 T-P와 SS가 자연현상을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 개발된 L-THIA sub-daily WQ 모델은 점오염원을 포함하고 있는 도시유역에서 비점오염원에 평가에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

유역단위 경작지별 BMPs 적용에 따른 저감효율 평가

이관재 ( Lee Gwanjae ),이서로 ( Lee Seoro ),양동석 ( Yang Dongseok ),김수홍 ( Soohong Kim ),임경재 ( Lim Kyoung Jae ),장원석 ( Jang Won Seok ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

기후변화에 따른 물 순환과정의 변화는 유역내 강우패턴 및 강우강도, 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역내 강우패턴 및 강우강도 등 물 순환과정의 변화는 강우에 의한 유출과 밀접한 관련이 있는 비점오염원에 중대한 영향을 미친다. 특히, 고랭지밭에 밀집되어 있어 강우에 따른 토사로 인한 탁수가 빈번하게 문제가 되고 있는 소양호 유역은 비점오염원관리지역으로 지정되어 탁수를 저감하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. 이러한 노력들 중 환경부에서는 개별 경작지마다 BMPs(Best Management Practices)를 적용하여 강우에 의한 탁수를 저감하고자 하였으며, 앞으로도 지속적으로 설치할 계획에 있다. 그러나 이러한 비점오염저감시설을 적용하였을 때의 저감효율은 밭의 면적이나 경사도, 경사장 등 다양한 조건을 고려해야 하는 어려움이 있어, 이에 대한 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 이에 따라, 각 경작지에 적용된 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구 역시 미비한 실정이다. 그러나 비점오염저감대책 및 계획은 유역 말단을 기준으로 하는 경우가 많고, 유량 및 수질에 대한 모니터링 자료 역시 유역 말단에 위치하기 때문에 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유역단위 평가모델 중 하나인 SWAT을 이용하여 각 경작지 별로 실측 경사장 및 경사도, 개별 비점오염저감시설을 적용하였으며, 개별 비점오염저감시설이 유역말단에 미치는 영향을 평가하였다.

SWAT-C를 활용한 토양유실량 저감에 따른 TOC 저감효과 평가

이관재 ( Gwanjae Lee ),이서로 ( Seoro Lee ),최용훈 ( Yonghun Choi ),남내현 ( Naehyeon Nam ),정예찬 ( Yechan Jeon ),이상철 ( Sangchul Lee ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

우리나라의 가용 수자원은 강우량의 계절적 편중으로 인하여 세계 평균의 약 1/11에 불과하다. 또한, 1970년대 이후 급속한 산업화 및 도시화로 인한 수자원 사용량의 증가는 수질 악화를 초래하였다. 이러한 수질 오염을 예방하기 위해서 환경부에서는 2004년부터 수질오염총량관리제도를 도입하여 시행하고 있다. 특히, 금호강 및 남강 유역은 낙동강 하류에 미치는 총유기탄소의 영향이 높아 총유기탄소총량제 시범사업 시행 계획에 있다. 총 유기탄소는 물 속의 유기물질만 측정 가능하며, 측정시간이 짧아 하천의 유기물질 관리 지표로 평가된다. 따라서 본 연구에서는 SWAT-C 모형을 사용하여 금호강 유역의 TOC를 모의하고, 토양유실량을 저감에 따른 TOC 저감 효과를 평가하였다. 향후 토양유싱량 뿐만 아니라 방류수 수질강화, BMPs 적용 등에 따른 TOC 저감효과를 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

만대지구 BMPs 적용에 따른 유사 저감효율 평가

이관재 ( Gwanjae Lee ),이서로 ( Seoro Lee ),이지민 ( Jimin Lee ),양동석 ( Dongseok Yang ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ),장원석 ( Won Seok Jang ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

기후변화는 수생태 및 수자원에 다양한 변화를 야기하며, 물순환과정과 지표유출에 많은 영향을 미친다. 이러한 변화는 강우에 의한 유출과 밀접한 관련이 있는 비점오염원의 거동에 큰 영향을 미친다. 비점오염원은 수질에 큰 위협을 미치며, 오염물질의 유출 및 배출경로가 명확하지 않고 강수량과 같은 기상조건의 영향을 많이 받아 관리에 어려움이 있다. 한강 상류의 소양호 지역은 고랭지밭이 밀집되어 있어 강우시 토사유출에 따른 탁수가 발생되는 문제가 자주 일어나고 있으며, 특히, 만대지구는 강우시 다량의 토양유실이 발생되고 있다. 이에 환경부에서는 만대지구를 비점오염원관리지역으로 지정하여 다양한 비점오염저감시설을 설치하여 관리하고 있지만, 이에 대한 저감효율 평가에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SWAT 모델을 이용하여 만대지구에 설치된 비점오염저감시설의 토양유실량 및 SS 저감효율을 평가하였다. 이를 위해 본 연구에서는 만대지구 내 모든 경작지를 디지타이징 하여 토지이용도에 적용하고, 경작지별로 경사장과 경사도를 입력하였다. 또한, MUSLE 공식의 지수 및 계수를 수정하여 토양유실량을 보정하였으며, 각 경작지에 비점오염저감시설을 적용한 후 시나리오 분석을 통해 비점오염저감시설 설치 전후의 토양유실량 및 SS 를 비교하여 저감효율을 평가하였다.