기상예측정보 기반의 농촌용수구역 연계모형 개발

이재남 ( Jaenam Lee ),박지성 ( Jisung Park ),신형진 ( Hyungjin Shin ),노경륜 ( Kyunglyun Noh ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

기후변화에 따른 홍수 등 자연재해의 빈도 증가로 농작물 피해 및 수공구조물에 대한 호우 위험도가 점차 증가하고 있다. 우리나라에는 농업용수 공급목적의 농업용저수지가 약 18,000여 개소로 농촌마을의 상류에 위치하고 있으며, 전체 저수지의 70%가 축조된지 50년 이상으로 노후화됨에 따라 농촌지역의 홍수대응능력은 취약한 실정이다. 기상청에서는 KLBG, RDAPS, LDAPS, GloSea5 등의 수치예보시스템을 이용해 기상예측정보를 생산하고 있고 초단기·단기·중기·장기 예측자료 수요는 농림, 수자원 등 산업전반에서 늘어나고 있는 추세이나 농촌의 홍수피해 저감을 위한 기상 예측정보의 활용성은 아직 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 농촌에서의 홍수피해 방지를 위해 기상청에서 생성되는 초단기·단기·중기·장기 예측자료 기반의 농촌용수구역 연계모형을 개발하였다. 개발된 모형은 기상예측정보를 기반으로 농촌용수구역 단위에서 저수지 및 하류하천을 대상으로 홍수유입량, 방류량, 하도추적이 가능하다. 홍수유출모형은 한국농어촌공사 재해상황실에서 적용하고 있는 홍수유출모형을 적용하였고, 저수지 저류량 추적에는 농업용저수지의 저류량 및 방류량을 고려하였다. 저수지 방류량은 저수지의 자연물넘이식과 수문식으로 구분하였고, 하도추적은 저수지의 방류량을 반영하여 홍수량을 모의하도록 하였다. 이 모형은 유역 네트워크를 도입함으로써 유역-저수지-하천을 연계해 농촌지역의 홍수분석을 가능케 하였다. 본 연구는 농촌지역의 홍수대응능력 향상을 위해 기상예측정보의 활용성을 검토한 것으로 기상예측정보를 기반으로 농촌지역 홍수관리에 대한 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

이수관리곡선에 의한 증고저수지의 하천유지유량 공급 가능성 평가

이재남(Jaenam Lee),노재경(Jaekyoung Noh) 충남대학교 농업과학연구소 2010 농업과학연구 Vol.37 No.3

Baekgog reservoir is located in Jincheon county, Chungbuk province, of which full water levels will be heightened from EL. 100.1 m to EL. 102.1 m, and total storages from 21.75 ㎣ to 26.67 ㎣. The simulation for reservoir inflow was conducted by DAWAST model. The annual average irrigation water was estimated to 33.19 ㎣ supplied to 2,975 ha and the instream flows could be allocated with 0.14 ㎜/d from October to April with annual average of 2.52 ㎣. The operation rule curve was drawn using inflow, irrigation, and instream flow requirements data. The reservoir water storage was simulated on a daily basis in case of both normal and withdrawal limit operation. In case of normal operation, the annual average irrigation water supply increased from 31.95 ㎣ to 33.32 ㎣, the instream water supply from 2.40 ㎣ to 2.44 ㎣, the water storages from 15.74 ㎣ to 19.88 ㎣, and the water supply reliability from 77.3 % to 81.6 %. In case of operation with withdrawal limit, the amount of instream water supply was 2.52 ㎣ from reservoir regardless of the condition while the water storage increased from 16.77 ㎣ to 20.65 ㎣. The irrigation water supply capacity was appropriate for the case of normal operation with 2 m heightened condition. The present instream water supply capacity was 35,000 ㎥/d (6.86 ㎣/y) while 42,000 ㎥/d (8.36 ㎣/y) in 2 m heightened condition in case of withdrawal limit operation.

관개 재이용수가 양수저류지 규모결정에 미치는 영향

이재남 ( Jaenam Lee ),김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),신안국 ( Ankook Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

양수저류지는 자연적으로 용수확보가 어려운 지형적 특성을 지니고 있어 하류 저류지 또는 배수로 등에 저류되는 수량을 반복적으로 이용하는 특징이 있다. 양수저류지로부터 하류 수혜면적으로 공급된 용수는 관개용수로 활용되고, 그 회귀수가 배수로 등에 모이게 되면 양수시설을 이용하여 모인 수량을 다시 저수지에 채우기 된다. 이와 같이 한번 사용된 물을 다시 활용하는 양수저류지의 용수공급 특성상 양수저류지 설계규모를 결정에 관개 재이용수가 고려되어야 하며, 설계 실무자가 물수지 분석시 관개 재이용수를 얼마로 설정하느냐에 따라 양수저류지의 규모는 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 양수저류지 설계를 위한 물수지 분석에서 관개 재이용수의 설정유무와 그 설정 값에 따라 양수저류지 필요저수량의 변화를 분석하고자 하였다. 양수저류지 규모결정을 위한 물수지 분석을 수행을 위해 용수공급능력이 부족한 저수지를 선정하고 유입수량으로 반영되는 양수량은 관개 재이용수만 포함하는 것으로 가정하였다. 관개 재이용수 활용 비율에 따른 10년 빈도에 해당하는 저수지 규모를 산정해 재이용수의 설정 값이 양수저류지 규모결정에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구결과는 양수저류지의 설계자가 물수지 분석과정에 관개 재이용수를 어느 수준으로 설정하는 것이 적합한지를 판단할 수 있는 참고자료로 활용할 수 있다.

양수저류형 저수지 물수지 분석방법 표준화

이재남 ( Jaenam Lee ),김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),신안국 ( Ankook Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

양수저류형 저수지는 일반적인 저수지와 달리 자연적으로 유입되는 수량이 적어 인근에 있는 강이나 하천, 또는 배수로 등에서 물을 양수하여 인위적으로 저수량을 확보하는 구조이다. 과거 농업용수를 자연적으로 확보하기 어려운 도서지역을 위주로 설계되었으나, 최근 기후변화에 따른 물 부족이 빈번해짐에 따라 용수공급능력이 부족한 저수지에서 양수저류형태의 용수개발사업이 증가할 것으로 예상된다. 저수지 설계에서 물수지 분석은 필수적인 과정으로 양수저류지 물수지 분석은 기존 저수지의 물수지 분석과정에 양수시설 관련된 사항이 추가적으로 고려된다. 그러나 양수저류지는 지형적 특성에 다라 다양한 양수저류 형태가 존재하고 설계자체가 잦지 않다보니 실무자간 설계기술 전수에 한계가 있어 양수저류지의 물수지 분석에 대한 업무 매뉴얼이 요구되고 있다. 본 연구에서는 양수저류형 저수지의 설계업무에 활용할 수 있는 물수지 분석방법을 표준화하고자 하였다. 실제로 가뭄이 발생하여 양수저류사업이 시행된 지구의 사례분석을 통해 양수저류지의 용수공급체계를 분석하였고 그 대표유형을 선별하였다. 또한 양수저류형 저수지의 물수지 분석 표준화를 위해 저수지 및 양수장 설계를 위한 실무요령을 분석하였고 선별한 대표유형에 대한 물수지 분석 흐름도를 구체화하여 양수저류형 저수지의 설계인자를 고려한 물수지 분석 가이드라인을 작성하였다. 본 연구결과는 도서 및 물부족 지역의 농업용수 확보를 위한 양수저류형 저수지 설계에 필요한 물수지 분석과정을 표준메뉴얼로 실무자에게 제공할 수 있으며, 기존의 저수지 설계프로그램에 표준화된 물수지 분석과정에 대한 알고리즘을 적용함으로써 양수저류지 설계를 위한 추가 기능에 대한 고도화가 가능할 것으로 판단된다.

저수위 예측성 향상을 위한 농업용 저수지 모의시스템 개선

이재남 ( Jaenam Lee ),김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

농업용저수지의 저수위는 농업용수 관리에 활용되는 중요한 지표이다. 농업용저수지 관리기관인 한국농어촌공사의 농업용수 가뭄지표는 관심, 주의, 경계, 심각단계인 4단계로 구분하고 있으며, 관심단계는 농업적 가뭄이 발생하는 4~9월 시기가 되고 평년대비 최근 2개월의 누적강수량과 저수지 저수율에 따라 주의, 경계, 심각단계로 구분된다. 각 단계에 따라 가뭄대응 방법이 달라지기 때문에 농업용 저수지의 저수율 예측능력의 향상이 필요하다. 농업용저수지의 물수지 분석에 사용되는 HOMWRS (Hydrology Operation Model for Water Resources System) 프로그램은 설계 목적으로 개발 및 활용되고 있기 때문에 실제 물 공급량과 프로그램을 통해 산정한 물 공급량이 차이가 발생하고 있고, 저수위를 예측하기 위한 모형 적용 시에도 실제값과 모의값이 차이가 발생하고 있다. 저수위 예측의 구체적인 활용은 저수지 관리자인 한국농어촌공사의 물관리 조직(지사)별로 현재의 시점을 기준으로 3개월 또는 6개월 이후에 저수위의 변화량을 전망함으로서 조기 가뭄대책 수립여부에 대해 의사결정시 활용하기 위함이다. 단기 기후예측정보 적용에 따른 저수지 저수율을 정확하게 예측하기 위해서는 과거 저수지 운영기간 동안에 모의 저수율이 얼마나 정확한지에 대한 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 농업용 저수지의 설계 값을 적용한 저수지 물수지 분석을 수행하고, 과거기간의 관측 저수율 자료와 비교 평가를 통해 도출된 개선점을 반영하여 기존 농업용 저수지 모의시스템을 개선하고자 하였다. 본 연구에서 개선된 농업용 저수지 모의시스템은 기후예측 정보의 활용으로 사전에 저수지 저수율을 예측할 수 있어 기후변화 및 가뭄대비에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

논 물관리에 따른 절수기법 평가모듈 개발

이재남 ( Jaenam Lee ),이재주 ( Jaeju Lee ),신형진 ( Hyungjin Shin ),신안국 ( Ankook Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

우리나라의 농업용수 이용량은 하천유지용수를 제외한 물 사용량의 약 62%인 159억 ㎥로 수자원 이용의 많은 부분을 차지한다. 농업용수는 농민들의 물 사용 습관에 따라 용수 손실이 달라지므로 농어촌연구원에서는 실제 농민이 경작하고 있는 농경지를 대상으로 물을 절약할 수 있는 물 관리기법에 대해 실증화 연구를 수행하고 있다. 물 관리기법에 따른 절수효과를 분석하기 위해서는 논에서의 물수지분석이 필요하며, 실무에서는 HOMWRS를 이용하고 있다. 그러나 이 프로그램은 저수지 설계를 위한 관개용수량 산정을 위해 개발되어 절수관개를 적용한 논 물수지를 분석하기에는 한계가 따른다. 따라서 본 연구에서는 절수관개 시나리오에 따라 생육 상황에 따른 담수심을 다양하게 설정하여 논 물수지를 모의분석할 수 있는 절수관개 평가모듈을 개발하였다. 개발된 모듈은 생육시기 및 논 물관리 방법을 사용자가 임의로 설정하여 관개량, 배수량 등을 모의할 수 있도록 하였다. 시험포장에서 수집된 수문계측 자료의 절수효과를 손쉽게 검토할 수 있어 논 물관리 방법의 적정성 판단이 가능하게 하였고, 논 담수심 조절에 따른 모의를 사전에 분석함으로써 최적 물관리 방법을 도출할 수 있는 기능도 포함하였다. 본 연구결과는 실증화 연구의 시험포장에서 수집된 수문 모니터링 자료의 품질을 검증하고 나아가 절수효과를 정량적으로 분석하는데 활용함으로써 향후 절수기법의 확대방안을 마련하는데 기여할 것으로 판단된다.

논에서의 절수기법별 회귀수량 비교

이재남 ( Jaenam Lee ),박종환 ( Jonghwan Park ),신형진 ( Hyungjin Shin ),이재주 ( Jaeju Lee ),강문성 ( Moonsung Kang ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근 통합물관리 시대가 본격화되면서 농업용수에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리나라 농업용수는 하천유지용수를 제외하면 전체 물 사용량의 61%를 차지하고 있으며 농민들은 그동안 농업용수 이용에 대한 보장을 받아왔다. 그러나 현재 한정된 수자원의 배분측면에서 농업용수를 절약하고 절약된 물을 환경보전에 활용하고자 하는 의견이 대립하고 있는 실정이다. 농업용수는 모든 수량이 작물에 의해 소비되는 것이 아니며 공급된 일부수량은 다시 하천으로 회귀된다. 따라서 농업용수는 하천유량에 포함되어 작물 생산뿐만 아니라 하천유량의 증대에도 기여하는 바가 크다. 이때 회귀수량은 이론적으로 논에서의 관개방법에 따라 변화되는 요소이나 회귀수량 조사는 농촌지역의 용수공급체계가 복잡하고 장기간의 모니터링자료 확보가 어려워 이를 정량화하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 2016년부터 현재까지 장기간동안 농어촌연구원에서 운영하고 있는 절수기법 시험포장을 대상으로 실측 모니터링 자료를 이용하여 논에서의 관개방법별 회귀수량 및 회귀율을 산정하였다. 시험포장 물관리는 관행관개, 절대간단관개, 간단관개 시나리오에 따라 담수심을 각각 다르게 설정하였고, 각 시험포장에서 관개량, 배수량, 침투량 등의 자료를 계측하였다. 회귀수량은 강우의 영향이 없고 물관리가 안정된 기간에 대해 논에서의 물수지 분석을 수행하여 신속회귀수량과 지연회귀수량으로 구분하여 산정하였고, 관개기법별 회귀율을 비교 분석하였다. 본 연구는 논에서의 관행 물관리에 의한 농업용수 사용량이 하천유량에 기여하는 정도를 정량적으로 파악할 수 있을 뿐만 아니라 물절약을 위한 관개방법에 따라 하천유량에 미치는 정도를 분석함으로써 농촌지역의 용수관리계획을 수립함에 있어 기초자료로 활용할 수 있다.

기후변화에 따른 천천 유역의 하천유량 변화

이재남 ( Jaenam Lee ),노재경 ( Jaekyoung Noh ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

기후변화가 하천유량에 미치는 영향을 평가하기 위해 용담댐 상류에 위치한 유역면적 290.89 ㎢인 천천 유역을 대상으로 유량을 모의하였다. 유량 모의는 DAWAST 모형에 의하였다. 미래 기후변화 시나리오는 RCP(Representative Concentration Pathway, 대표농도경로) 4.5(온실가스 감소), 8.5(온실가스 현재 추세 유지) 시나리오를 편의보정 후 적용하였다. 기준기간은 2001~2012년, 미래기간은 2025s(2013~2040년), 2055s(2041~2070년), 2085s(2071~2100년)로 각각 구분하여, RCP 시나리오에 따른 미래 기간별, 월별, 계절별 유출량과 유황 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 미래 2025s, 2055s, 2085s기간의 평균 유출량은 기준기간에 비해 RCP 4.5 시나리오는 각각 -179.9mm, 15.2mm, -28mm, RCP 8.5 시나리오는 각각 -12.4mm, -35.1mm, 33.2mm로 차이가 났으며, 이는 기후변화에 따른 강우에 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 둘째, 미래기간의 6~8월 평균 유출량은 RCP 4.5 시나리오 보다 RCP 8.5 시나리오에서 크게 나타났고, 5월과 9월에는 감소하는 것으로 분석되었다. 셋째, 미래 계절별 평균 유출량은 기준기간에 비해 RCP 4.5 시나리오에서 봄철 7.2mm, 여름철 -14.3mm, 가을철 -9mm, 겨울철 -7.7mm, RCP 8.5 시나리오에서 봄철 -3.2mm, 여름철 -3.1mm, 가을철 -21.1mm, 겨울철 -2.4mm로 각각 차이나게 분석되었다. RCP 8.5 시나리오의 가을철유출량은 강우 변동량보다 1.85배 감소되었는데, 이는 강우량의 감소와 증발량의 증가로 인한 것으로 판단하였다. 넷째, 유황분석 결과를 비교해보면 RCP 4.5의 최고유량은 미래 2025s 기간을 제외하고 기준기간 보다 크게 나타났고, 풍수량 이하에서는 모두 감소하는 경향을 보였으나, RCP 8.5시나리오는 전체적으로 RCP 4.5 시나리오 보다 유량이 많은 것으로 분석되었다.

영동 도심하천유지유량 확보방안

이재남 ( Jaenam Lee ),노재경 ( Jaekyoung Noh ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

미래에는 국민 생활방식이 변화하고 쾌적한 휴식공간 제공과 레크레이션 공간 활용 등 하천에 대한국민의 요구수준이 크게 변할 것으로 예상되며, 사람과 자연생태계 사이의 물의 균형 배분이 큰 관심사가 될 것이다. 평갈수기 하천유량의 부족은 우리나라 하천이 당면한 큰 문제가 되고 있으며, 국민이 하천에 기대하는 요구가 높아짐에 따라 합리적인 하천유량확보 방안을 마련하여야 한다. 본 연구에서는 4대강 사업관련, 농업용 저수지의 증고로 영동군 도심지인 영동교 지점에서의 하천유량을 평가한다. 건천화 및 생태계 유지를 위한 목표유량을 0.39㎥/s으로 설정하고, 산막저수지를 증고 시나리오에 따라 죽촌지와 병렬모의하여 저수지 증고로 인한 확보량을 분석하고 추가확보방안을 검토하고자 한다. 재개발 저수지 분석은 이수안전도가 90%인 방류량을 고려하고, 목표지점의 유량은 산막지, 죽촌지의 방류량과 지류유입량을 더한 값, 방류량은 용수공급량과 월류량, 용수공급은 논용수만을 고려하여 35%가 하천수로 회귀되어 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 기존 규모의 저수용량은 971천 ㎥이며, 도심지 하천유황은 연평균하여 풍수량은 1.216㎥/s, 평수량은 0.539㎥/s, 저수량은 0.310㎥/s, 갈수량은 0.273㎥/s이다. 둘째, 기존 규모에서 4대강 사업계획이 반영된 3.17m 증고시 저수량이 기존 규모 대비 597천㎥ 증가하여 1,569㎥이며, 도심지 하천유황은 연평균하여 풍수량은 1.225㎥/s, 평수량은 0.557㎥/s, 저수량은 0.335㎥/s, 갈수량은 0.290㎥/s이다. 셋째, 기존 규모에서 6m 증고시 저수량이 기존 규모 대비 1,276㎥ 증가하여 2,247㎥이며, 도심지 하천유황은 연평균하여 풍수량은 1.234㎥/s, 평수량은 0.576㎥/s, 저수량은 0.353㎥/s, 갈수량은 0.305㎥/s이다. 넷째, 기존 규모에서 9m 증고시 저수량이 기존 규모 대비 2,194㎥ 증가하여 3,165㎥이며 도심지 하천유황은 연평균하여 풍수량은 1.263㎥/s, 평수량은 0.603㎥/s, 저수량은 0.373㎥/s, 갈수량은 0.322㎥/s이다. 4대강 사업에 반영된 산막저수지의 3.17m 증고로는 목표유량 0.397㎥/s 보다 0.107㎥/s 부족한 것으로 분석된다. 농업용 저수지 재개발 외에도 전국 평균 개발가능량 대비 이용량을 고려한 영동군의 지하수를 이용한 확보량은 0.042㎥/s이며, 하수처리수를 상류로 도수하여 시설용량의 60%인 0.114㎥/s 이상 활용한다면 목표유량의 확보는 충분하므로 도심지의 하천유지유량을 확보하기 위해서는 농업용 저수지의 재개발 뿐만 아니라 지하수 및 하수처리수를 적극 활용한다.

편측성 구순구개열 환자의 상악 전진술을 통한 안모개선 치험례

이재남(Jaenam Lee),전영재(Youngjae Jeon),경희문(Heemoon Kyung),홍미희(Mihee Hong) 대한구순구개열학회 2020 대한구순구개열학회지 Vol.23 No.2

Cleft lip and/or palate (CLP) is the most common congenital deformity in the craniofacial region. The growth and development of maxilla is restrained by scars on upper lip and palatal region. This case report is about a patient with unilateral cleft lip and palate patient. Our patient had his first visit at age of eight, however, his compliance was not good enough for treatment effect from his Face-mask wearing. Returning back to the department at 19-year-old, rapid palatal expansion appliance was used for expansion of narrowed maxillary arch and the dental decompensation was completed after maxillary teeth were well aligned. Finally, the second orthodontic treatment and orthognathic-surgery with iliac bone graft were performed for functional and esthetic improvement of maxilla and mandible. After two-year follow up, we could find some horizontal relapse on cleft palate area.