한탄강댐 상류 농업용 저수지를 고려한 하천유출량 평가

장철희 ( Jang Cheolhee ),김현준 ( Kim Hyeonjun ),김덕환 ( Kim Deokhwan ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

대하천 주변 광역상수도 공급지역은 가뭄 발생시에도 안정적으로 물이용이 가능하나, 중소하천을 수원으로 하는 하천의 상류지역은 가뭄시 물공급 안정성이 취약하다. 따라서 중소하천을 대상으로 가뭄시 물 공급시설의 효율적 운영, 물부족 위험도 평가, 가용 수자원의 최적이용 등 종합적인 대책 마련을 위해서는 신뢰성 높은 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 예측이 필요하다. 기존의 가뭄시 하천유출량 예측정확도 평가는 통계적 회귀분석을 통한 가뭄지수 기반의 가뭄상황의 예측에 치중하여 불확실성이 크며 국내 유역의 복잡한 물이용체계를 고려하지 않아 시·공간적인 규모에 따라 상이한 결과를 나타내며 실측자료 기반의 하천유출량과 비교하면 정확도가 대부분 60% 이하로 나타난다(이상은 등, 2015). 본 연구에서는 농업용 저수지의 상세 물이용체계를 고려한 정도 높은 유역 하천유출량의 평가를 위하여 한강권역 내의 한탄강댐 상류 유역을 시험유역으로 선정하였다. 한탄강댐 상류유역은 다수의 복잡한 농업용 저수지 운영에 따른 하천유출량 예측정확도가 매우 낮은 지역으로 본 연구를 통해 정도 높은 하천유출량의 예측정확도를 확보하기에 적정한 유역이라 판단하였다. 하천유출량을 평가하기 위한 모형은 한국건설기술연구원에서 개발된 CAT3.2(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool 3.2)를 이용하였다. CAT 3.2는 중소하천 유역 내의 인위적인 물이용체계(광역급수, 재이용, 지하수 취수, 하천수 취ㆍ배수 등)를 반영한 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 평가 및 예측이 가능한 모형으로 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여 개발되었다. 한탄강댐 상류유역의 물리적 매개변수는 최대한 기 구축된 GIS 자료를 활용하여 추출하였다. 토지이용현황은 산림과 농업지역이 대부분을 차지하여 농업용수 공급이 대부분인 물이용체계를 가지고 있다. 따라서 한국농어촌공사에서 관리하는 11개 농업용 저수지에 대한 취수현황 및 제원, 국가지하수센터의 유역내 지하수사용량, 하폐수처리량을 기본 입력 자료로 사용하였다. 특히 농업용 저수지의 경우에는 저수지출구점을 기준으로 저수지 상류유역 및 한국농어촌공사에서 기 구축된 관개면적 공간자료를 기본으로 수혜구역을 세분화하여 모형을 적용하였다.

한탄강댐 상류 농업용 저수지를 고려한 하천유출량 평가

장철희 ( Jang Cheolhee ),김현준 ( Kim Hyeonjun ),김덕환 ( Kim Deokhwan ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

대하천 주변 광역상수도 공급지역은 가뭄 발생시에도 안정적으로 물이용이 가능하나, 중소하천을 수원으로 하는 하천의 상류지역은 가뭄시 물공급 안정성이 취약하다. 따라서 중소하천을 대상으로 가뭄시 물 공급시설의 효율적 운영, 물부족 위험도 평가, 가용 수자원의 최적이용 등 종합적인 대책 마련을 위해서는 신뢰성 높은 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 예측이 필요하다. 기존의 가뭄시 하천유출량 예측정확도 평가는 통계적 회귀분석을 통한 가뭄지수 기반의 가뭄상황의 예측에 치중하여 불확실성이 크며 국내 유역의 복잡한 물이용체계를 고려하지 않아 시·공간적인 규모에 따라 상이한 결과를 나타내며 실측자료 기반의 하천유출량과 비교하면 정확도가 대부분 60% 이하로 나타난다(이상은 등, 2015). 본 연구에서는 농업용 저수지의 상세 물이용체계를 고려한 정도 높은 유역 하천유출량의 평가를 위하여 한강권역 내의 한탄강댐 상류 유역을 시험유역으로 선정하였다. 한탄강댐 상류유역은 다수의 복잡한 농업용 저수지 운영에 따른 하천유출량 예측정확도가 매우 낮은 지역으로 본 연구를 통해 정도 높은 하천유출량의 예측정확도를 확보하기에 적정한 유역이라 판단하였다. 하천유출량을 평가하기 위한 모형은 한국건설기술연구원에서 개발된 CAT3.2(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool 3.2)를 이용하였다. CAT 3.2는 중소하천 유역 내의 인위적인 물이용체계(광역급수, 재이용, 지하수 취수, 하천수 취ㆍ배수 등)를 반영한 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 평가 및 예측이 가능한 모형으로 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여 개발되었다. 한탄강댐 상류유역의 물리적 매개변수는 최대한 기 구축된 GIS 자료를 활용하여 추출하였다. 토지이용현황은 산림과 농업지역이 대부분을 차지하여 농업용수 공급이 대부분인 물이용체계를 가지고 있다. 따라서 한국농어촌공사에서 관리하는 11개 농업용 저수지에 대한 취수현황 및 제원, 국가지하수센터의 유역내 지하수사용량, 하폐수처리량을 기본 입력 자료로 사용하였다. 특히 농업용 저수지의 경우에는 저수지출구점을 기준으로 저수지 상류유역 및 한국농어촌공사에서 기 구축된 관개면적 공간자료를 기본으로 수혜구역을 세분화하여 모형을 적용하였다.

한탄강댐 상류 농업용 저수지를 고려한 하천유출량 평가

장철희 ( Jang Cheolhee ),김현준 ( Kim Hyeonjun ),김덕환 ( Kim Deokhwan ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

대하천 주변 광역상수도 공급지역은 가뭄 발생시에도 안정적으로 물이용이 가능하나, 중소하천을 수원으로 하는 하천의 상류지역은 가뭄시 물공급 안정성이 취약하다. 따라서 중소하천을 대상으로 가뭄시 물 공급시설의 효율적 운영, 물부족 위험도 평가, 가용 수자원의 최적이용 등 종합적인 대책 마련을 위해서는 신뢰성 높은 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 예측이 필요하다. 기존의 가뭄시 하천유출량 예측정확도 평가는 통계적 회귀분석을 통한 가뭄지수 기반의 가뭄상황의 예측에 치중하여 불확실성이 크며 국내 유역의 복잡한 물이용체계를 고려하지 않아 시·공간적인 규모에 따라 상이한 결과를 나타내며 실측자료 기반의 하천유출량과 비교하면 정확도가 대부분 60% 이하로 나타난다(이상은 등, 2015). 본 연구에서는 농업용 저수지의 상세 물이용체계를 고려한 정도 높은 유역 하천유출량의 평가를 위하여 한강권역 내의 한탄강댐 상류 유역을 시험유역으로 선정하였다. 한탄강댐 상류유역은 다수의 복잡한 농업용 저수지 운영에 따른 하천유출량 예측정확도가 매우 낮은 지역으로 본 연구를 통해 정도 높은 하천유출량의 예측정확도를 확보하기에 적정한 유역이라 판단하였다. 하천유출량을 평가하기 위한 모형은 한국건설기술연구원에서 개발된 CAT3.2(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool 3.2)를 이용하였다. CAT 3.2는 중소하천 유역 내의 인위적인 물이용체계(광역급수, 재이용, 지하수 취수, 하천수 취ㆍ배수 등)를 반영한 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 평가 및 예측이 가능한 모형으로 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여 개발되었다. 한탄강댐 상류유역의 물리적 매개변수는 최대한 기 구축된 GIS 자료를 활용하여 추출하였다. 토지이용현황은 산림과 농업지역이 대부분을 차지하여 농업용수 공급이 대부분인 물이용체계를 가지고 있다. 따라서 한국농어촌공사에서 관리하는 11개 농업용 저수지에 대한 취수현황 및 제원, 국가지하수센터의 유역내 지하수사용량, 하폐수처리량을 기본 입력 자료로 사용하였다. 특히 농업용 저수지의 경우에는 저수지출구점을 기준으로 저수지 상류유역 및 한국농어촌공사에서 기 구축된 관개면적 공간자료를 기본으로 수혜구역을 세분화하여 모형을 적용하였다.

논문 : 최소하천유출량을 고려한 지하수 개발가능량 산정방안

이정우 ( Jeong Woo Lee ),정일문 ( Il Moon Chung ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.4

안전채수량 개념은 지하수 양수와 함양과의 균형에 초점을 맞춘 방법으로 자연적으로 배출되는 지하수 유출량에 대해서는 고려하지 못한다. 또한 하천과 연결된 충적대수층은 물공급과 수질면에서 상호 연결되어 있기에 별도로 이해하거나관리할 수 없다. 따라서 미국 캔자스의 일부 지역에서는 기존의 안전채수량을 재평가하여 자연 지하수 배출량과 하천-대수층 상호작용을 고려한 수정된 안전채수량 개념을 제시하였고, 기저유량의 일정부분을 포함시키기 위해 최소하천유출량(MDS) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 수정된 안전채수량 개념을 우리나라에 맞게 적용하기 위해 하천유출과 연계한개발가능량 산정방법을 제시하였다. 이를 위해 유출수문곡선으로부터 기저유출량을 분리하여 유황곡선으로 표시한 후, 결정된 최소하천유출량에 해당하는 양을 누적기저유출량에서 배제함으로써 개발가능량을 결정한다. 이 방법을 SWAT-K모형을 이용하여 통합모델링이 수행된 바 있는 무심천 유역에 대해 적용한 바, 연평균 개발가능량은 약 86 mm로 산정되었고, 각 소유역별로도 하천과 연계한 지하수 개발가능량을 구할 수 있었다. The concept of safe yield places an emphasis on balancing groundwater withdrawal with groundwater recharge but ignores naturally occurring groundwater discharge. Because streams and their alluvial aquifers are closely linked in terms of water supply and water quality, to be properly understood and managed they must be considered together. Therefore, some districts in Kansas have reevaluated their safe-yield policies to account for natural groundwater discharge and stream-aquifer interactions by amending their safe-yield regulations to include a portion of baseflow as the minimum desirable streamflow (MDS). This study proposes a modified safe-yield policy in which the drought flow is chosen as the MDS. Baseflow separation was conducted from streamflow hydrograph and the results are presented as a flow-duration curve. The exploitable groundwater can be determined by subtracting MDS from the cumulative baseflow. This method was tested in the Musimcheon watershed, which was validated for streamflow using the SWAT-K model. The annually averaged exploitable groundwater in the whole watershed was estimated to be 86 mm. The exploitable groundwater amounts were also estimated for each subwatershed in the Musimcheon watershed.

권역별 충적층 지하수의 해안 유출량 분포

한수영(Han Soo Young),홍성훈(Hong Sung Hun),박남식(Park Namsik) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 B Vol.26 No.1B

낙동강, 섬진강, 영산강, 그리고 금강 권역의 충적 대수층에서 해안선을 통하여 바다로 유출되는 지하수 해안유출량이 평가되었다. 증반산, 하천 유출과 같은 수문학적 주요 인자와 양적으로 비교하면 지하수 해안유출량은 상대적으로 많은 양이 아니다. 하지만 수문순환 과정에서 최하류라는 특징에 의하여 지하수 해안 유출의 개발은 환경적인 영향을 상대적으로 적게 받으며, 현재 물 부족으로 어려움을 겪고 있는 많은 해안지역에서 유용하게 사용될 수 있는 중요한 수자원이다. 유출량 평가를 위하여 기 조사된 지하수위 조사 자료와 Darcy의 법칙에 기반을 둔 평가방법을 이용하였다. 주요 변수의 산정에는 해안선의 복잡성과 해수쐐기의 영향을 고려할 수 있는 기술을 적용하였다. 연구결과 조사 대상 4개 하천 권역의 지하수 해안 유출량은 연간 18억㎥에 달하는 것으로 나타났다. 이는 권역별 강수총량의 2.3%에 이르는 수치이다. 지하수 개발 측면에서는 낙동강 권역이 가장 유리한 것으로 나타났다. Amount of coastal ground water discharge(CGD) of surficial aquifer via coastlines of Nakdong River watershed, Seomjin River watershed, Youngsan River watershed and Keum River watershed is estimated. Compared to other major hydrological components, such as evapo-transpiration and river discharge, CGD is not so large in the amount. However, it is important since coastal ground water can be developed relatively free of environmental impact on downstream area and since most of coastal areas currently suffers water shortage. Regional groundwater investigation data and assessment based on Darcy's law are used for estimating coastal groundwater discharge. In this work the amount of CGD across the coastlines of the four rivers is estimated as J.8 billion cubic meter per year and that is about 2.3 percentage of total amount of annual precipitation. Nakdong River watershed is most appropriate region in view of developing groundwater.

유역물수지모형(WWASS)에 의한 임의 하천지점에서 일별 유출량의 모의발생

김현영,황철상,강석만 한국수자원학회 1998 한국수자원학회논문집 Vol.31 No.4

여러 소하천으로 이루어지는 수계에서 복잡한 물수지 요소가 여러 지점에서 발생하는 하천 말단 특히 감조지역에 수자원 시설물을 설치하고자 할 때 유입량의 추정이 문제가 되며 물수지 요소의 변동에 따라 말단의 유출량이 영향을 받는다. 이러한 문제는 하천의 유입.유출요소의 정형화를 필요로하며 소유역의 일유출량 추정 모형을 필요로 한다. WWASS 모형은 일별 유입량과 펼요수량 추정 모형으로써 DIROM을 사용하고 있고 물수지 요소들을 하천의 조절점(contro When various elements of water balance are displayed at several points of a river network, the runoff amounts at an estuary especially tidal influenced are affected from the elements. This problem can be solved by a model that can generalize and formulate

측우기 자료를 이용한 한강 유출량 추정

문장원 한국수자원학회 2019 한국수자원학회논문집 Vol.52 No.12

우리나라에는 측우기에 의한 강수량 관측 자료가 장기간 존재하고 있으나 이를 수자원 계획 수립 등에 활용하는 것은 상대적으로 부족한 상황이다. 이에 본 연구에서는 측우기 자료를 수자원 계획 수립 과정 등에 하나의 시나리오로 활용할 수 있도록 측우기 자료를 기반으로 한강유역의 하천유출량을 추정하기 위한 연구를 수행하였다. 강수량-유출량 관계를 도출하여 제시한 후 그 결과를 측우기 관측 강수량 자료에 적용하여 하천유출량 자료를 추정하였다. 추정된 하천유출량에 대한 분석을 통해 1900~1902년까지 3년 연속으로 매우 심각한 가뭄이 발생하였음을 확인할 수 있었으며, 1901년의 경우 평균 대비 8.6%의 매우 적은 유출이 발생한 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 수자원 계획이나 가뭄 대응 계획 수립 과정에서 고려할 수 있는 시나리오로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, there are long-term rainfall observation data using Cheugugi, but it is relatively insufficient to use the data for water resources planning and management. In this study, river runoff is estimated based on the measurement data using Cheugugi so that it can be used as a scenario for the water resources planning process. After deriving the relationship between rainfall and runoff, the results are applied to the observations of Cheugugi to estimate the Han River runoff. An analysis of the estimated river runoff is made to confirm that there is a very severe drought for three consecutive years from 1900 to 1902. Especially, it is analyzed that there is a very small runoff in 1901, which is 8.6% compared to the average of estimated runoff. Consequently, it is judged that the results of this study can be useful as a scenario for water resources planning or drought response planning.

중소유역의 일별 용수수급해석을 위한 하천망모형의 개발(III) -하천망모형의 검증과 적용-

허유만,박승우,박창헌 한국농공학회 1993 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.35 No.3

The objectives of this paper were to validate the proposed network flow model using field data and to demonstrate the model applicability for various purposes. The model was tested with data from the Banweol watershed, where an intentive streamflow gauging system has been established. Model parameters were not calibrated with field data so that it can be validated as ungaged conditions. Three different schemes were employed to represent the drainage system of the tested watershed : a single, complex, and detailed network. The single network assumed the watershed as a cell, while complex and detailed networks considered several cells. The results from different schemes were individually compared satisfactorily to the observed daily stages at the Banweol reservoir located at the outlet of the watershed. The results from three schemes were in close agreement with each other, Justifying that the model performs very well for different network schemes being used. Daily streamflow from three network schemes was compared for a selected reach within the watershed. The results were very close to each other regardless of network formulation. And the model was applied to simulate daily streamflow before and after the construction of a reservoir at a reach. The differences were discussed, which reflected the influences of the dam construction upon the downstream hydrology. Similar appliocations may be possible to identify the effects of hydraulic structures on streamflow.

농업유역의 일별 하천유출량 추정

임상준,박승우,Im, Sang-Jun,Park, Seung-U 한국관개배수위원회 2006 한국관개배수논문집 Vol.13 No.2

The objective of this study was to develop a hydrologic simulation model to predict daily streamflow from a small agricultural watershed considering irrigation return flow. The proposed IREFLOW(Irrigation REturn FLOW) model consists of hillslope runoff model, irrigation scheme drainage model, and irrigation return flow model, and simulates daily streamflow from an irrigated watershed. Two small watersheds were selected for monitoring of hydrological components and evaluating the model application. The relative error (RE) between observed and simulated daily streamflow were 2.9% and 6.4%, respectively, on two small agricultural watersheds (Baran and Gicheon) for the calibration period. The values of RE in daliy streamflow for the validation period were 6.0% for the Baran watershed, and 2.8% for the Gicheon watershed.

하천 유량 모의를 위한 QGIS 기반의 모형 개발 및 적용

이한용 ( Hanyong Lee ),우원희 ( Wonhee Woo ),채민서 ( Min Suh Chae ),박윤식 ( Youn Shik Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

강수 유역이나 토지이용의 변화는 유역에서 수문학적 거동에 적지 않은 영향을 미친다. 이러한 변화에 대한 모의를 위해서 Long-Term Hydrologic Impact Analysis (L-THIA) 모델이 이용이 되어 왔는데, 이 모델은 토지이용조건과 수문학적 토양군에 의해서 Curve Number를 정의한 뒤에, 강우량에 의해 직접유출량을 계산하기 때문에 모형의 간편성 측면에서 장점을 가지고 있다. 또한 최근 이 모형에서 기저유출을 예측할 수 있는 방법이 제안되면서 하천 유량 예측에도 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 이 모형은 토지이용조건과 수문학적 토양군의 공간적인 분포를 고려하며, 더욱이 다수 지점에서의 강수 자료를 이용해야하기 때문에 지리정보시스템이 이용될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 GIS 분야에서 그 이용이 점차 증가하고 있는 QGIS에서 토지이용도 및 토양도와 함께 다수 지점에서 측정된 강우량 자료를 이용하여 하천유량을 예측할 수 있는 모형을 개발하였으며, 15개 유역에 시범 적용하였다.