SWAT 모형과 TOPSIS 기법을 이용한 우리나라 물이용 취약성 평가

원광재,성장현,정은성,Won, Kwyang Jai,Sung, Jang Hyun,Chung, Eun-Sung 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.8

본 연구는 국내 12개수계인 한강, 안성천, 금강, 삽교천, 영산강, 섬진강, 탐진강, 만경강, 동진강, 낙동강, 태화강, 형산강 유역에 대한 물이용 취약성 평가를 실시하였다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 국내 12개 수계의 연유출량을 도출하였고, 각 유역별 면적 및 인구당 유출량을 비교하였다. 취약성 평가를 위해 18개 지표로 구성하였고, 물이용의 수요, 손실 및 공급의 측면으로 구분하였다. 이때의 가중치는 객관적 가중치의 적용을 위해 엔트로피(Entropy)방법을 사용하였고 정량적인 물이용 취약성 평가를 위해 다기준 의사결정기법 중 하나인 TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) 기법을 적용하였다. 그 결과, 형산강의 물이용이 가장 취약하였고, 삽교천, 동진강, 섬진강, 안성천, 만경강, 낙동강, 탐진강, 영산강, 금강, 태화강, 한강 순이었다. 본 연구 결과는 향후 기후변화 취약성 평가를 위한 지표 개발에 이용할 수 있겠다. This study assessed the water use vulnerability for 12 basins of South Korea. The annual runoff of 12 basins are derived using a Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and the calculated runoff per unit area and population are compared with each basin. The 18 indicators are selected in order to assess the vulnerability. Those are classified by aspects of demand, loss and supply of water use. Their weighting values used Entropy method to determine objective weights. To quantitatively assess the water use vulnerability, the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) based on multi-criteria decision making are applied. The results show that the water availability vulnerability of Hyeongsan River has the highest value followed by Sapgyo River; Dongjin River; Seomjin River; Anseong River; Mangyung River; Nakdong River; Tamjin River; Youngsan River, Geum River; Taehwa River; and Han River. The result of this study has a capability to provide references for the index deveopment of climate change vulnerability assessment.

국가 별 수자원 취약성 지수의 산정

원광재,정은성,김연주,홍일표 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.2

최근 수자원 취약성에 대한 논의 및 지속가능한 개발 개념에 적합한 지수 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 지수를 바탕으로 현재 또는 미래의 수자원 취약성을 판단하고 진단하고 있다. 본 연구는 자료의 확보가 가능한 World Bank, 취약성-탄력성지수(Vulnerability Resilience Indicator, VRI), 환경지속가능성지수(Environmental Sustainability Index, ESI)에서 사용된 수자원 평가 관련 지표들을 활용하여 우리나라를 포함한 전 세계 152개 국가의 수자원 취약성 순위를 도출했다. 이러한 지표를 바탕으로 수자원 취약성의 정량적 평가를 위해 TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) 기법을 적용하여 국가 별 수자원 취약성을 지수화하고 취약성 순위를 도출하였다. 연구결과 우리나라는 152개국 중 88위로 나타났고, 대륙 별 비교 시 오세아니아가 취약성이 낮았고, 아프리카는 취약성이 심각한 것으로 나타났다. 주요 국가 비교 시, 미국, 일본, 우리나라, 중국 순으로 취약성의 정도가 심각했다. 따라서 본 연구는 국가 별 수자원 취약성 순위를 통해 우리나라의 상황을 파악하고 국가의 수자원 계획 수립 및 대책을 제시할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것이다. Discussions for water resources vulnerability and index development with sustainable concept are actively being made in recent years. Based on such index, water resources vulnerability of present and future is determined and diagnosed. This study calculated the water resources vulnerability rankings by 152 nations, using indicator related to water resources assessment that can be obtained from World Bank, VRI(Vulnerability Resilience Indicator), ESI(Environmental Sustainability Index). In order to quanti-tatively assess of water resources vulnerability based on this indicator, TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) technique was applied to index water vulnerability and to determine the rankings by nations. As a results, South Korea was ranked as the 88th among the 152 nations including Korea. Among the continents, Oceania was the least vulnerable and Afirica was the most vulnerable in continents. WUnited State, Japan, Korea and China were vulnerable in order among the major countries. Therefore, water resources vulnerability rankings by nations in this study helps us to better understand the situation of South Korea and provide the data for water resources planning and measure.

SPEI와 RDI를 이용한 한강유역 가뭄의 특징 분석

원광재,정은성,이보람,성장현,Won, Kwang Jai,Chung, Eun-Sung,Lee, Bo-Ram,Sung, Jang Hyun 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.3

증발산량과 강수량을 변수로 하는 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)는 보편적으로 기상학적 가뭄심도를 정량화하는데 이용되고 있다. 또한 RDI (Reconnaissance Drought Index)는 가뭄의 피해를 받고 있는 지역에 활용도가 높은 가뭄지수이지만 이를 이용한 국내 적용사례는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 Thornthwatie, Hargreaves, Blaney-Criddle 증발산량 산정 방법을 이용하여 증발산량과 강수량을 변수로 하는 SPEI와 RDI를 비교하였다. 1992년부터 2015년까지 한강 유역에 대한 가뭄 정량화 및 특징 비교를 위해 기상청 관할 16개 지점의 기상자료를 이용하였다. 연구결과, 한강유역의 경우 최근 들어 급격히 극한 가뭄이 발생하고 있는 지점들이 증가하였다. 두 가뭄지수 사이에 상관정도는 비교적 높았으나 가뭄의 심도 및 극한가뭄의 발생 연도 사이에는 일부 차이를 보였다. 따라서 가뭄 심도와 발생 시기의 정량화를 위해 RDI 또한 활용이 필요함을 확인하였다. Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) considering evapotranspiration and precipitation is generally used to quantify the drought severity. Also, Reconnaissance Drought Index (RDI) has been frequently used in the arid regions which is suffering severe droughts, but drought analysis in association with RDI has been the focus of few studies in South Korea. Therefore, this study compared two meterological drought indices based on precipitation and evapotranspiration using Thornthwaite, Hargreaves, and Blaney-Criddle evaportranspiration calculation methods. Meteorological data of sixteen weather stations which are operated by Korea Meteorological Administration (KMA) were used to quantify drought and to compare characteristics of drought for the Han River Basin from 1992 to 2015. As a result, in case of Han River Basin, severe drought sharply increased in recent years. While the correlation coefficients are relatively high between the SPEIs and RDIs, the drought severity and year of severe drought are partially different. Therefore, it is necessary that RDI will be also measured to quantify severity and occurrence year of drought.

기상학적, 농업학적, 수문학적 가뭄지수를 이용한 청미천 유역의 가뭄 분석

원광재,정은성 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.6

본 연구는 1985년부터 2015년까지 지속기간에 따른 청미천 유역의 가뭄을 분석하였다.가뭄의 정량적 평가를 위해 기상학적 가뭄지수와 수문학적 가뭄지수를 사용하였다. 기상학적 가뭄지수로는 강수량을 변수로 하는 SPI(Standarized Precipitation Index)와 강수량과 증발산량을 변수로 하는 SPEI(Standarized Precipitation Evapotranspiration Index)를 사용하였다. SWAT 모형의 모의를 통해 도출된 결과를 바탕으로 농업학적 가뭄지수 인 PDSI(Palmer Drought Severity Index)와 수문학적 가뭄지수인 SDI(Streamflow Drought Index)를 적용하였다. 산정 결과, 극한 및 평균 가뭄의 평균에서 2015년과 2014년이 가장 가뭄에 취약함이 확인되었다. 빈도분석에 따른 가뭄의 변동성은 서로 다른 형태를 보였다. 또한 상관분석에서 극 한 가뭄 및 평균 가뭄은 PDSI를 제외한 SPI, SPEI, SDI 가뭄지수간에는 높은 상관관계가 확인되었다.하지만 각 가뭄지수는 서로 다른 극한가뭄의 시기 및 강도를 보였다. 따라서 가뭄분석시 다양한 특성을 지닌 가뭄지수를 활용하는 것이 필요하다. This study assessed drought of Cheongmicheon watershed from 1985 to 2015 according to duration. In order to quantify drought, we used meteorological and hydrological drought index. Standardized Precipitation Index(SPI) based on precipitation and Standardized Precipitation Evapotranspiration Index(SPEI) based on precipitation and evapotranspiration were applied as meteorological drought index. Palmer Drought Severity Index(PDSI) and Stream Drought Index(SDI) based on simulation of Soil and Water Assessment Tool(SWAT) model were applied as agricultural and hydrological drought index. As a result, in case average of extreme and averaged drought, 2014 and 2015 have the most vulnerable in all drought indices. Variation of drought showed different trend with regard to analysis of frequency. Also, the extreme and averaged drought have high correlation between drought indices excluding between PDSIs. However, each drought index showed different occurrence year and severity of drought Therefore, drought indices with various characteristics were used to analysis drought.

SPEI와 RDI를 이용한 한강유역 가뭄의 특징 분석

원광재,정은성,이보람,성장현 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.3

증발산량과 강수량을 변수로 하는 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)는 보편적으로 기상학적 가뭄심도를 정량화 하는데 이용되고 있다. 또한 RDI (Reconnaissance Drought Index)는 가뭄의 피해를 받고 있는 지역에 활용도가 높은 가뭄지수이지만 이를 이용 한 국내 적용사례는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 Thornthwatie, Hargreaves, Blaney-Criddle 증발산량 산정 방법을 이용하여 증발산 량과 강수량을 변수로 하는 SPEI와 RDI를 비교하였다. 1992년부터 2015년까지 한강 유역에 대한 가뭄 정량화 및 특징 비교를 위해 기상청 관할 16개 지점의 기상자료를 이용하였다. 연구결과, 한강유역의 경우 최근 들어 급격히 극한 가뭄이 발생하고 있는 지점들이 증가하였다. 두 가뭄지수 사이에 상관정도는 비교적 높았으나 가뭄의 심도 및 극한가뭄의 발생 연도 사이에는 일부 차이를 보였다. 따라서 가뭄 심도와 발생 시기의 정량화 를 위해 RDI 또한 활용이 필요함을 확인하였다. Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) considering evapotranspiration and precipitation is generally used to quantify the drought severity. Also, Reconnaissance Drought Index (RDI) has been frequently used in the arid regions which is suffering severe droughts, but drought analysis in association with RDI has been the focus of few studies in South Korea. Therefore, this study compared two meterological drought indices based on precipitation and evapotranspiration using Thornthwaite, Hargreaves, and Blaney-Criddle evaportranspiration calculation methods. Meteorological data of sixteen weather stations which are operated by Korea Meteorological Administration (KMA) were used to quantify drought and to compare characteristics of drought for the Han River Basin from 1992 to 2015. As a result, in case of Han River Basin, severe drought sharply increased in recent years. While the correlation coefficients are relatively high between the SPEIs and RDIs, the drought severity and year of severe drought are partially different. Therefore, it is necessary that RDI will be also measured to quantify severity and occurrence year of drought.

기상학적, 농업학적, 수문학적 가뭄지수를 이용한 청미천 유역의 가뭄 분석

원광재,정은성,Won, Kwang Jai,Chung, Eun-Sung 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.6

본 연구는 1985년부터 2015년까지 지속기간에 따른 청미천 유역의 가뭄을 분석하였다. 가뭄의 정량적 평가를 위해 기상학적 가뭄지수와 수문학적 가뭄지수를 사용하였다. 기상학적 가뭄지수로는 강수량을 변수로 하는 SPI(Standarized Precipitation Index)와 강수량과 증발산량을 변수로 하는 SPEI(Standarized Precipitation Evapotranspiration Index)를 사용하였다. SWAT 모형의 모의를 통해 도출된 결과를 바탕으로 농업학적 가뭄지수인 PDSI(Palmer Drought Severity Index)와 수문학적 가뭄지수인 SDI(Streamflow Drought Index)를 적용하였다. 산정 결과, 극한 및 평균 가뭄의 평균에서 2015년과 2014년이 가장 가뭄에 취약함이 확인되었다. 빈도분석에 따른 가뭄의 변동성은 서로 다른 형태를 보였다. 또한 상관분석에서 극한 가뭄 및 평균 가뭄은 PDSI를 제외한 SPI, SPEI, SDI 가뭄지수간에는 높은 상관관계가 확인되었다. 하지만 각 가뭄지수는 서로 다른 극한가뭄의 시기 및 강도를 보였다. 따라서 가뭄분석시 다양한 특성을 지닌 가뭄지수를 활용하는 것이 필요하다. This study assessed drought of Cheongmicheon watershed from 1985 to 2015 according to duration. In order to quantify drought, we used meteorological and hydrological drought index. Standardized Precipitation Index(SPI) based on precipitation and Standardized Precipitation Evapotranspiration Index(SPEI) based on precipitation and evapotranspiration were applied as meteorological drought index. Palmer Drought Severity Index(PDSI) and Stream Drought Index(SDI) based on simulation of Soil and Water Assessment Tool(SWAT) model were applied as agricultural and hydrological drought index. As a result, in case average of extreme and averaged drought, 2014 and 2015 have the most vulnerable in all drought indices. Variation of drought showed different trend with regard to analysis of frequency. Also, the extreme and averaged drought have high correlation between drought indices excluding between PDSIs. However, each drought index showed different occurrence year and severity of drought Therefore, drought indices with various characteristics were used to analysis drought.

CFD 해석을 통한 굴삭기 엔진룸 방열성능 평가 프로세스 개선

원광재(Kwang-jae Won),최종혁(Jong-hyeok Choi),남경우(Kyung-woo Nam),김원년(Won-nyun Kim),임계현(Kye-hyun Lim) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2013 No.11

엔트로피 이론을 이용한 홍수 취약성 평가

원광재(Won, Kwang Jai),정은성(Jung, Eun Sung),조재화(Jo, Jae Hwa),공병호(Gong, Byung Ho) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

CFD 해석을 통한 굴삭기 엔진룸 방열성능 평가 프로세스 개선

원광재(K. J. Won),최종혁(J. H. Choi),남경우(K. W. Nam),김원년(W. N. Kim),임계현(K. H. Lim) 유공압건설기계학회 2015 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.6

의류건조기의 건조성능 예측 프로그램 개발

원광재(Kwangjae Won),송시몬(Simon Song) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11

To predict the performance of a domestic cloth dryer with a water-cooled condenser, we performed experiments on the dryer and evaluate the performance of the condenser. We measured temperature, humidity and flow rate in the dryer using thermocouple, psychrometer and vane probe velocimeter, and evaluated thermodynamic properties of the condenser. Also, numerical modeling on the condenser is carried out to develop a simulation program to estimate the drying performance. The numerical results are in a good agreement with experimental data.