CAT을 이용한 저수지 수위 예측

장철희,김현준,김진택,Jang, Cheol-Hee,Kim, Hyeon-Jun,Kim, Jin-Taek 한국농공학회 2012 한국농공학회논문집 Vol.54 No.1

This study is to analyse the hydrological behavior of agricultural reservoir using CAT (Catchment hydrologic cycle Assessment Tool). The CAT is a water cycle analysis model in order to quantitatively assess the characteristics of the short/long-term changes in watershed. It supports the effective design of water cycle improvement facilities by supplementing the strengths and weaknesses of existing conceptual parameter-based lumped hydrologic models and physical parameter-based distributed hydrologic models. The CAT especially supports the analysis of runoff processes in paddy fields and reservoirs. To evaluate the impact of agricultural reservoir operation and irrigation water supply on long-term rainfall-runoff process, the CAT was applied to Idong experimental catchment, operated for research on the rural catchment characteristics and accumulated long term data by hydrological observation equipments since 2000. From the results of the main control points, Idong, Yongdeok and Misan reservoirs, the daily water levels of those points are consistent well with observed water levels, and the Nash-Sutcliffe model efficiencies were 0.32~0.89 (2001~2007) and correlation coefficients were 0.73~0.98.

토양수분 거동특성 분석을 이용한 산사태 예측 및 모의

장철희(Jang, Cheol Hee),김현준(Kim, Hyeon Jun) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

地形과 水文學的分析을 통해 본 古代水利施設의 農業生産力연구

장철희(Jang, Cheol Hee),김현준(Kim, Hyeon Jun),성정용(Sung, Jung Yong) 한국상고사학회 2015 한국상고사학보 Vol.89 No.-

농업이 기간산업이었던 고대사회에서 水利施設의 축조는 농업의 성패를 가늠하는 중요한 요소로 정치·경제·사회 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치는 국가적인 대규모 사업이었다. 이에 따라 수리시설의 축조 시기와 배경, 축조 기술과 운영, 구조, 蒙利효과 및 補修와 修築등에 대한 연구는 우리의 農耕문화사를 밝히는데 중요한 관건이 된다. 灌漑수리시설의 축조와 정비는 水田개발과 밀접한 연관이 있다. 堤防을 축조함으로써 주변의 수전 개발을 촉진하고, 가뭄과 홍수로부터 안전하게 전답을 유지할 수 있어 수확량을 높이게 된다. 농업생산력의 향상은 대내적 체제 정비는 물론 치열한 국가 간의 경쟁에서 우위를 점하는데 필요한 경제적 배경이 된다. 이처럼 고대수리시설은 개인과 집단 나아가 국가의 생존을 뒷받침하는 근본이었지만, 과연 우리는 그 역사성과 의미에 대해 제대로 평가를 했던 것일까? 또한, 고대수리시설의 관개 및 治水능력은 구체적으로 어느 정도였으며 근대에 비하면 어느 정도였을까? 본 연구는 고대로부터 원형을 비교적 잘 간직하고 있는 수리시설 중 慶겗 永川의 菁堤, 원형은 남아 있지 않지만 우리 史書에 기록된 수리시설로는 가장 크고 가장 오래된 갏堤의 碧骨堤를 대상으로 고고학적·역사학적 입장에서 보다는 水文學的관점에서 貯水量및 灌漑면적에 따른 농업생산력을 연구·고찰하였다. 지형 및 GIS (Geographic Information System) 정보를 이용하여 저수지 규모 및 관개 면적을 추정하였으며 수문학적 해석 模型인 CAT (Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 이용하여 저수량 및 관개 가능량을 분석하였다. CAT은 공간 단위별로 浸透, 蒸發, 地下水흐름 등의 模擬가 가능하도록 개발된 模型이다. 특히, 농업용 저수지 및 洪水防災用貯留시설 등의 貯留量및 放流量에 대한 模擬가 가능하다(장철희 등, 2012). 고대수리시설의 저수량 및 관개 면적에 따른 농업생산력을 공학적·수문학적으로 해석하는 연구는 과거 물관리 및 생산력의 실태를 좀 더 자세히 파악할 수 있는 토대가 될 것이며, 역사학적 자료와의 비교·분석을 통해 우리나라 고대수리시설의 역사성 및 우수성을 찾을 수 있을 것이다. Construction of an irrigation facility in an ancient society was an important factor that made or broke agriculture and was a large scale national project that had a great effect across the whole politics, economy and society. For this reason, studies on the construction time and background of irrigation facility, construction technology and operation, structure, irrigation effect, and repair and reconstruction are the important keys in establishing our cultural history of agriculture. Construction and maintenance of irrigation facility are closely related to development of rice farming. Development of rice farming was promoted in the surroundings by building a river bank, which increased the crop yield as the farmland could be safely protected against drought and flood. Agricultural productivity was an economic background required in reforming the internal system and also in holding a lead in the fierce competition between nations. Though ancient irrigation facilities were the bases that supported survival of individuals and groups as well as nations like this, did we properly evaluate its historicity and meaning indeed? Also, how were the irrigation and flood control capabilities of ancient irrigation facilities in the concrete and what was the level in comparison to those of the modern ones. In this study, the agricultural productivity depending on storage and irrigation area was studied/reviewed in the hydrologic point of view rather than in archaeological/historical point of view, selecting as the objects Cheong je of Yeongcheon, Gyeongsangbuk-do, among the irrigation facilities that are relatively well maintaining the ancient original forms and Byeokgol je of Gimje that is the biggest and oldest among the irrigation facilities recorded in our history though no original form is maintained. The size of the reservoir and the irrigation area were estimated using the topography and GIS (Geographic Information System) information, and the storage and the potential irrigation water were analyzed using CAT (Catchment hydrologic cycle Assessment Tool), a hydrologic analysis model. CAT is a model developed to allow simulation such as infiltration), evapotranspiration and groundwater movement by spatial unit. In particular, it can simulate storage and discharge of, for example, agricultural reservoirs and detention facilities for flood disaster prevention. Studies that analyze agricultural productivity of ancient irrigation facilities depending on storage and irrigation area in an engineering/ hydrologic way will become a foundation that enables the actual situation of the past water management and productivity to be grasped in more detail, and the historicity and superiority of our ancient irrigation facilities can be found through comparative analysis with the historical data.

분포형 수문모형을 이용한 도시지역 옥상녹화에 따른 물 및 열순환 영향 평가

장철희(Jang, Cheol Hee),김현준(Kim, Hyeon Jun),김연미(Kim, Yeon Mee),남미아(Nam, Mi A) 한국생태환경건축학회 2013 한국생태환경건축학회 논문집 Vol.13 No.4

한탄강댐 상류 농업용 저수지를 고려한 하천유출량 평가

장철희(Cheol Hee Jang),김현준(Hyeon Jun Kim),김덕환(Deok Hwan Kim) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

태권도 수련이 대사증후군 아동의 체력 및 Cystatin C에 미치는 영향

장철희 ( Cheol Hee Jang ),권유찬 ( Yoo Chan Kwon ),박상갑 ( Sang Kab Park ),박종환 ( Jong Hwan Park ),정현훈 ( Jhyun Hoon Ung ),김은희 ( Eun Hee Kim ) 대한무도학회 2013 대한무도학회지 Vol.15 No.1

본 연구는 대사증후군 아동을 대상으로 12주간 태권도 프로그램을 실시하여 대사증후군 위험인자와 체력 및 신질환의 위험인자인 시스타틴 C에 미치는 영향을 알아보고 대사증후군 위험인자와 시스타틴 C와의 상관관계를 알아보는데 목적이 있다. 평소 규칙적인 운동습관이 없는 과체중 및 비만인 10세 ~ 13세 남자 16명을 대상으로 하였으며, 태권도 수련 프로그램은 1회 60분, 주 5회, 12주간 실시하여 다음과 같은 결과를 나타내었다. 태권도 수련군에서 제지방량, 좌전굴, 팔굽혀펴기, 제자리 멀리뛰기가 유의하게 증가하였으며, 체지방률, 허리둘레, 혈당, 중성지방, 시스타틴 C는 유의하게 감소하였다. 시스타틴 C는 허리둘레와 혈당, 중성지방과 유의한 정적상관관계를 나타났으며, 체지방률과 체중당 최대산소섭취량을 보정했을 경우 혈당과 중성지방이 유의한 정적상관관계를 나타내었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 대사증후군 아동에게 12주간의 규칙적인 태권도수련은 대사증후군과 밀접한 관련이 있는 비만의 개선과 체력의 향상을 가져와 신체활동 및 운동능력의 향상을 가져올 것으로 사료된다. 또한 규칙적인 태권도수련의 실시는 대사증후군 위험 인자의 개선은 물론 시스타틴 C의 감소를 가져와 대사증후군 아동의 만성질환의 예방 특히 신질환의 유병률을 줄이는데 효과 적인 방법이 될 수 있을 것이라 사료된다. The purpose of this study was to investigate the effects of taekwondo on body composition, physical fitness, metabolic syndrome risk factor and cystatin C in children with metabolic syndrome. Subjects were consisted of metabolic syndrome symptom children(10~13year) and the taekwondo program conducted 60 minutes, 5 times a week for 12 weeks. There were significant increase in lean body mass, sit-and-reach, push-up, Standing long jump and significant decrease in percent body fat, LDL-cholresterol, Waist circumference, glucose, triglyceride, cytatin C in taekwondo group. There were the positive correlation of cystatin C, Waist circumference, glucose and triglyceride in Unadjusted. Also, were the positive correlation of cystatin C, glucose andtriglyceride in adjusted(%body fat, VO2max). In addition, this taekwondo program prevent metabolic diseases and have positive influences on the improvement of physical fitness in children with metabolic syndrome, by reducing not only metabolic syndrome risk factor but cystatin C, recently found as a dangerous factor of metabolic syndrome.

BASINS SWAT을 이용한 소유역 및 HRU 구분에 따른 유출량 변화 분석(용담댐 유역을 대상으로)

장철희 ( Jang Cheol Hee ),김현준 ( Kim Hyeon Joon ),김남원 ( Kim Nam Won ) 한국농공학회 2003 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2003 No.-

The size, scale, and number of subwatersheds can affect a watershed modeling process and subsequent results. The objective of this study was to determine the appropriate level of subwatershed division for simulating streamflow. The Soil and Water Assessment Tool(SWAT) model with a GIS interface(BASINS SWAT) was applied to Yongdam Dam watershed. Daily output was analyzed from simulation, which was executed for 10 years using climate data representing the 1987 to 1996 period. The optimal number of subwatersheds and HRUs to adequately predict streamflow was found to be around 15, 174. Increasing the number of subwatersheds and HRUs beyond this level does not significantly affect the computed streamf1ow. this number of subwatersheds and HRUs can be used to optimize SWAT input data preparation requirements and simplify the interpretation of results without compromising simulation accuracy.

지표수-지하수 연계를 고려한 자연유량 평가 및 하천갈수량 예측 기술 개발

장철희(Jang, Cheol-Hee),김현준(Kim, Hyeon-Jun),김덕환(Kim, Deok-hwan),최정현(Choi, Jeong-Hyeon) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

도시화에 따른 물순환 영향 평가 모형의 개발 및 적용(I) - 모형 개발 -

김현준,장철희,노성진,Kim, Hyeon-Jun,Jang, Cheol-Hee,Noh, Seong-Jin 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.2

본 연구의 목적은 도시개발의 영향을 평가하고 물순환 개선시설의 적절한 배치를 설계하기 위한 물순환 해석 모형을 개발하는 것이다. 개념적 매개변수를 사용하는 기존의 집중형 수문모형으로는 도시개발로 인한 토지이용 변화 등의 유역 특성 변화를 적절히 모의하는데 한계가 있으며, 최근 활발히 연구되고 있는 분포형 수문모형은 입력자료 구축 및 모형 구동에 많은 시간과 노력이 필요하여 다양한 도시설계 대안을 평가하기에는 적절하지 못하다. 유역 물순환 해석 모형(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool, 이하 CAT)은 이러한 배경을 토대로 개발된 물리적 매개변수 기반의 링크-노드 방식의 물순환 정량화 모형이다. CAT은 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장단점을 최대한 보완하여, 도시유역 개발 전 후의 장 단기적인 물순환 변화 특성을 정량적으로 평가하고 물순환 개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. 개발된 모형의 평가를 위하여 설마천 유역을 대상으로 모의를 수행하였으며 출구점인 전적비교의 6개년(2002~2007) 동안의 시간별 하천 유출량 자료를 이용하여 모형의 보정(2002~2004)과 검정(2005~2007)을 실시한 결과, 보정과 검정기간의 Nash-Sutcliffe 모형효율계수는 각각 0.75와 0.89로 나타났다. The objective of this study is to develop a catchment hydrologic cycle assessment model which can assess the impact of urban development and designing water cycle improvement facilities. Developed model might contribute to minimize the damage caused by urban development and to establish sustainableurban environments. The existing conceptual lumped models have a potential limitation in their capacity to simulate the hydrologic impacts of land use changes and assess diverse urban design. The distributed physics-based models under active study are data demanding; and much time is required to gather and check input data; and the cost of setting up a simulation and computational demand are required. The Catchment Hydrologic Cycle Assessment Tool (hereinafter the CAT) is a water cycle analysis model based on physical parameters and it has a link-node model structure. The CAT model can assess the characteristics of the short/long-term changes in water cycles before and after urbanization in the catchment. It supports the effective design of water cycle improvement facilities by supplementing the strengths and weaknesses of existing conceptual parameter-based lumped hydrologic models and physical parameter-based distributed hydrologic models. the model was applied to Seolma-cheon catchment, also calibrated and validated using 6 years (2002~2007) hourly streamflow data in Jeonjeokbigyo station, and the Nash-Sutcliffe model efficiencies were 0.75 (2002~2004) and 0.89 (2005~2007).

기후변화와 토지이용변화가 도시화 진행 유역수문에 미치는 영향 평가

안소라,장철희,이준우,김성준,Ahn, So Ra,Jang, Cheol Hee,Lee, Jun Woo,Kim, Seong Joon 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.3

기후변화와 토지이용변화는 유역의 수문순환의 변화를 초래하여 가용수자원의 변화를 야기 시킨다. 본 연구에서는 안성천 ($371.1km^2$) 유역을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 미래기후변화와 토지이용변화가 유출특성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 미래 기후자료는 IPCC 제 5차 기후변화 평가보고서에서 생산된 RCP (Representative Concentration Pathway, 대표농도경로)기반의 기후변화 시나리오 중 기상청에서 제공한 RCP 4.5와 8.5 시나리오(한반도 영역; 12.5km)를 이용하였다. 기준 년과 비교한 결과 RCP 8.5의 2080s (2060-2099)에서 평균온도가 $4.2^{\circ}C$ 상승하였으며, 강우량은 최고 21.2% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용변화 추세는 CLUE-s (Conservation of Land Use and its Effects at Small regional extent)모형을 이용하여 예측되었고, 도시 면적 증가에 따른 3가지 시나리오(Linear, Exponential, Logarithmic)를 적용한 안성천 유역의 미래(2040s, 2080s) 토지이용도를 구축하였다. 각각의 시나리오에서 도시면적 비율은 2100년에 9.4%, 20.7%, 35%로 예측되었다. 기후변화만을 고려하였을 때 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5의 2080s에서 최고 20.6%, RCP 4.5의 2080s에서 최고 25.7% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토지이용변화만을 고려한 경우 증발산량과 총 유출량은 최고 3.7%, 2.9% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용과 기후변화 시나리오를 모두 적용한 경우 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5 2080s의 Linear 토지이용변화 시나리오에서 최고 19.2% 증가하였으며, RCP 4.5 2080s의 Exponential 토지이용변화 시나리오에서 최고 36.1%증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 미래의 유역 수문환경조건 변화에 따른 수자원을 정량적으로 파악할 수 있을 것으로 기대된다. Climate and land use changes have impact on availability water resource by hydrologic cycle change. The purpose of this study is to evaluate the hydrologic behavior by the future potential climate and land use changes in Anseongcheon watershed ($371.1km^2$) using SWAT model. For climate change scenario, the HadGEM-RA (the Hadley Centre Global Environment Model version 3-Regional Atmosphere model) RCP (Representative Concentration Pathway) 4.5 and 8.5 emission scenarios from Korea Meteorological Administration (KMA) were used. The mean temperature increased up to $4.2^{\circ}C$ and the precipitation showed maximum 21.2% increase for 2080s RCP 8.5 scenario comparing with the baseline (1990-2010). For the land use change scenario, the Conservation of Land Use its Effects at Small regional extent (CLUE-s) model was applied for 3 scenarios (logarithmic, linear, exponential) according to urban growth. The 2100 urban area of the watershed was predicted by 9.4%, 20.7%, and 35% respectively for each scenario. As the climate change impact, the evapotranspiration (ET) and streamflow (ST) showed maximum change of 20.6% in 2080s RCP 8.5 and 25.7% in 2080s RCP 4.5 respectively. As the land use change impact, the ET and ST showed maximum change of 3.7% in 2080s logarithmic and 2.9% in 2080s linear urban growth respectively. By the both climate and land use change impacts, the ET and ST changed 19.2% in 2040s RCP 8.5 and exponential scenarios and 36.1% in 2080s RCP 4.5 and linear scenarios respectively. The results of the research are expected to understand the changing water resources of watershed quantitatively by hydrological environment condition change in the future.