[논문]SWAT을 이용한 섬진강에서 영산강으로의 유역간 물이동 모델링

김용원; 이지완; 우소영; 김성준

doi:10.3741/jkwra.2020.53.1.57

SWAT을 이용한 섬진강에서 영산강으로의 유역간 물이동 모델링
Inter-basin water transfer modeling from Seomjin river to Yeongsan river using SWAT 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.53 no.1, 2020년, pp.57 - 70

김용원 (건국대학교 대학원 사회환경플랜트공학과) , 이지완 (건국대학교 대학원 사회환경플랜트공학과) , 우소영 (건국대학교 대학원 사회환경플랜트공학과) , 김성준 (건국대학교 공과대학 사회환경공학부)

초록
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본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 섬진강유역과 영산강유역을 대상으로 유역간 물이동 모델링을 수행하였다. 먼저, 영산강과 섬진강유역에 대해 SWAT 모형을 구축하였고 저수지 운영 매개변수 WURESN(Water Use Reservoir Withdrawn)과 Inlet 기능을 이용하여 섬진강유역의 주암댐에서 영산강유역의 광주천으로의 물이동 모델링을 수행하였다. 섬진강유역의 주암댐과 영산강유역의 마륵 수위관측소의 2005년~2017년까지의 댐 방류량, 저수량 그리고 도수유량 자료를 이용하여 SWAT모형의 검보정을 하였다. 주암댐 검보정결과의 평균 RMSE, NSE, R²는 각각 2.22 mm/day, 0.62, 0.86로 나타났고 마륵 관측소는 각각 1.38 mm/day, 0.69, 0.84로 나타났다. 유역간 물이동에 의한 하류의 영향을 평가하기 위해, 영산강유역내 다기능보 2개(승촌보, 죽산보)와 섬진강유역의 곡성과 구례 수위관측소를 선택하여 검보정을 진행하였다. 승촌보, 죽산보, 곡성 및 구례 관측소의 검보정 결과에 대한 평균 RMSE, NSE, R²는 각각 1.49~2.49 mm/day, 0.45~0.76, 0.81~0.90로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study is to establish the situation of inter-basin transfer from Seomjin river basin to Yeongsan river basin using SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Firstly, the SWAT modeling was conducted for each river basin. After, the inter-basin transfer was established using SWAT reservoir operating parameters WURESN (Water Use Reservoir Withdrawn) and inlet function from Juam dam of Seomjin river basin to Gwangju stream of Yeongsan river basin respectively. Each river basin was calibrated and validated using 13 years (2005~2017) data of Seomjin- Juam dam reservoir storage (JAD), release, transfer and Yeongsan-Mareuk (MR) stream gauge station. The results of root mean square error RMSE, Nash-Sutcliffe efficiency NSE, and determination coefficient R2 of JAD were 2.22 mm/day, 0.62 and 0.86 respectively. The RMSE, NSE, and R2 of MR were 1.38 mm/day, 0.69 and 0.84 respectively. To evaluate the downstream effects by the transferred water, the water levels of 2 multi-function weirs (SCW, JSW) in Yeongsan river basin and the Gokseong (GS) and Gurye (GR) stream gauge stations in Seomjin river basin were also calibrated. The RMSE, NSE, and R2 of SCW, JSW, GS and GR were 1.49~2.49 mm/day, 0.45~0.76, 0.81~0.90 respectively.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Study area
그림 Fig. 2. Flow chart of this study
그림 Fig. 3. GIS data of the Yeongsan and Seomjin river basins
표 Table 1. The calibrated parameters for Yeongsan River basin
그림 Fig. 4. The calibration and verification results for MR stream gauge station, SCW and JSW weirs inflow, streamflow (m³/sec), and storage (10⁶ m³)
표 Table 2. Summary of model calibration and validation for streamflow and weirs inflows at 3 calibration points
표 Table 3. Summary of model calibration and validation of weirs storage at 2 calibration points
표 Table 4. The calibrated parameters for Seomjin River basin
그림 Fig. 5. The calibration and verification results for stream gauge station / Dam inflow and streamflow (m³/sec), Dam storage (10⁶ m³)
표 Table 5. Summary of model calibration and validation for streamflows and Dam inflows at 4 calibration points
표 Table 6. Summary of model calibration and validation of Dams storage at 2 calibration points

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 토양속성, 식생, 기상, 지형 등이 반 영되어 각 수문반응단위(Hydrologic Response Unit, HRU) 로 유역을 분할하여 분할된 각각의 유역의 수문반응단위마다 유출, 증발산, 토양수분과 같은 수문 성분을 각각 물수지방정 식에 기초하여 계산하고 예측할 수 있는 준분포형 장기 강우 유출모형인 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모형 을 이용하여 유역간 물이동을 고려한 유역구축에 대한 연구를 진행하였다. 2개의 SWAT 모형을 이용하여 물이동이 시행되 는 영산강유역과 섬진강유역을 각각 구축하고 유역분할단계 에서 사용할 수 있는 Inlet 기능과 저수지운영 매개변수를 이 용하여 영산강 수계와 섬진강 수계간의 물이동을 고려한 모형 을 구축하고 물이동에 따른 검·보정 통계분석 결과의 향상을 평가하였다.
본 연구에서는 영산강 유역과 섬진강 유역에 대한 SWAT 모형과 Inlet 기능, 저수지 운영모의 매개변수를 활용하여 영 산강 유역과 섬진강 유역간의 물이동을 고려한 SWAT 모형 을 구축하고 물이동을 고려하기 전과 후의 검보정 결과의 향 상을 평가하였다. Fig.
본 연구의 목적은 모형내 기능과 매개변수를 이용하여 대한 민국의 5대권역(한강, 금강, 영산강, 섬진강, 낙동강) 중 영산 강과 섬진강 유역을 대상으로 유역간 물이동을 고려한 SWAT 모형을 구축하는 방법을 제시하는 것이다. SWAT 모형 내 도 수와 같은 물이동을 고려할 수 있는 방법은 앞서 제시한 몇 가 지의 방법이 존재하지만, 모두 하나의 유역 내에서 이루어진 다는 한계점이 존재하여 본 연구에서는 두 개의 유역을 대상 으로 물이동을 고려한 모델링을 실시하였다.

제안 방법

2개의 SWAT 모형을 이용하여 물이동이 시행되 는 영산강유역과 섬진강유역을 각각 구축하고 유역분할단계 에서 사용할 수 있는 Inlet 기능과 저수지운영 매개변수를 이 용하여 영산강 수계와 섬진강 수계간의 물이동을 고려한 모형 을 구축하고 물이동에 따른 검·보정 통계분석 결과의 향상을 평가하였다.
생성된 유역의 소유역에 생성된 하천도에 Inlet 기능을 이용하여 새로운 유출구, 유입구를 지 정하면 지정한 소유역 중 일부분이 소멸되어 해당 소유역의 정보가 사라지는 단점이 존재하지만, 선택적으로 일별 점오 염원 입력자료(kg/day)와 일별 유량자료(m3/day)를 적용할 수 있다. Inlet 기능의 입력자료는 .txt 파일 형식이며, 본 연구 에서는 섬진강 유역의 주암댐에서 도수되는 유량을 고려하기 위해 K-water로부터 일별 관측자료를 제공받아 SWAT 모형 의 입력자료 형태로 구축하였다.
본 연구의 목적은 모형내 기능과 매개변수를 이용하여 대한 민국의 5대권역(한강, 금강, 영산강, 섬진강, 낙동강) 중 영산 강과 섬진강 유역을 대상으로 유역간 물이동을 고려한 SWAT 모형을 구축하는 방법을 제시하는 것이다. SWAT 모형 내 도 수와 같은 물이동을 고려할 수 있는 방법은 앞서 제시한 몇 가 지의 방법이 존재하지만, 모두 하나의 유역 내에서 이루어진 다는 한계점이 존재하여 본 연구에서는 두 개의 유역을 대상 으로 물이동을 고려한 모델링을 실시하였다.
섬진강 유역의 검 · 보정은 저수지 운영 단계에서 저수지 외부에서 저수지 내의 물을 사용할 때 월별 평균 이용량을 설 정하는 WURESN 매개변수와 WURESN 매개변수의 값을 일 정 비율만큼 모형에 적용시킬 수 있는 매개변수인 WURTNF 매개변수를 활용하여 주암댐에서 영산강으로 도수할 도수유 량을 취수하는 것을 고려하였다. WURESN 매개변수는 일별매개변수가 아닌 월별로 적용하는 매개변수이기 때문에 2005 년 1월부터 2017년 12월까지의 실측 도수유량 일방류량 자료 를 월방류량 자료로 환산하여 모형에 적용하였고, WURTNF 매개변수의 값은 1(100%)로 적용하여 모의하였다(Table 4).
또한 Irrigation 매개변수는 하천, 저수지, 얕은 대수층, 깊은 대수층 등 5가지 유형의 수원에서 취수할 수 있지만 취수를 시행할 수원의 번호와 그에 따른 Irrigation 매개변수를 입력해야할 번거로움이 존재한다. 따 라서 본 연구에서는 월별로 입력할 수 있는 저수지 매개변수 인 WURESN와 저수지 운영 매개변수인 WURTNF 매개변수 를 조정하여 섬진강 유역의 주암댐의 취수량을 고려하였다.
WURESN (Water Use Reservoir Withdrawn) 매개변수는 유역 밖에서 저수지의 물을 사용할 때 외부에서 필요한 유량 만큼 저수지안의 물을 각 월별로 저수지에서 일정 양만큼 소 모시키는 매개변수로 단위는 104 m3이다. 또한 WURESN 매 개변수와 함께 작용하는 매개변수로 WURTNF (Water Use Return Fraction) 매개변수를 사용하였는데, 이 매개변수는 WURESN 매개변수에 의해 소모된 물이 일정비율만큼 저수 지로 되돌아와 저수지에서 다시 유출되는 매개변수로 단위 는 m³/m³이다.
먼저, 영산강유역에 대해서 SWAT 모형의 입력자료와 검· 보정 지점에 대한 실제 관측자료를 수집하고, Inlet 기능을 이 용하여 실제로 도수가 발생하는 광주천 지점에 새로운 유입구 를 생성한 다음 생성한 유입구에 검보정 기간과 동일한 기간 (2005년 1월∼2017년 12월)의 도수유량 입력자료를 구축하 여 적용하였다.
본 연구는 영산강유역과 섬진강유역을 대상으로, 두 개의 SWAT 모형을 이용하여 유역분할 단계에서 모형 내 Inlet 기능 과 저수지 및 저수지 운영모의 매개변수(WURESN, WURTNF) 를 이용하여 두 수계에 대한 물이동을 고려한 모형의 구축 연 구를 진행하였고, 물이동을 고려하기 전과 후의 검·보정 통계 분석 결과의 향상을 평가하였다.
, 2016). 본 연구에서 는 SWAT 모형 내의 Inlet 기능과 저수지운영모의 관련 매개 변수를 사용하여 유역간 물이동을 고려한 SWAT 모형의 구 축연구를 진행하였다.
본 연구에서는 두 개의 SWAT 모형의 검·보정에 앞서 영산 강유역과 섬진강 유역에 대해 매개변수의 민감도 분석을 수행 하였으며, 이를 통하여 최적의 매개변수를 선정하였다.
섬진강 유역의 검 · 보정은 저수지 운영 단계에서 저수지 외부에서 저수지 내의 물을 사용할 때 월별 평균 이용량을 설 정하는 WURESN 매개변수와 WURESN 매개변수의 값을 일 정 비율만큼 모형에 적용시킬 수 있는 매개변수인 WURTNF 매개변수를 활용하여 주암댐에서 영산강으로 도수할 도수유 량을 취수하는 것을 고려하였다.
섬진강 유역의 경우, 영산강유역과 마찬가지로 모형의 입 력자료와 검·보정 지점에 대한 실제 관측자료를 수집하고 다 목적 댐인 섬진강댐(SJGD)과 주암댐(JAD)의 제원과 방류량 자료를 구축하여 입력한 후 주암댐에서 도수유량 취수를 고려 하기 위해 주암댐에 대해 저수지 운영모의 매개변수를 적용하 고, 추가로 곡성 수위관측소(GS)와 구례 수위관측소(GR)를 선택하여 도수유량 취수를 적용하기 전과 적용한 후의 검보정 결과를 비교하였다.
섬진강유역에 대한 SWAT 모형의 보정기간과 검증기간 은 영산강유역과 동일하게 보정기간 6년(2005∼2010), 검증 기간 7년(2011∼2017)으로 설정하였으며 유역 내 다목적 댐 2개(SJGD, JAD) 또한 동일한 기간으로 설정하여 섬진강유역에 대한 모형의 검보정을 수행하였다.
섬진강유역의 경우, 주암댐에서 영산강으로 도수할 도수 유량을 취수하는 것을 고려하기 위해 저수지 외부에서 저수 지 내의 물을 소비할 때 고려할 수 있는 저수지 매개변수인 WURESN과 저수지 운영매개변수 WURTNF를 SWAT 모 형 내 적용하여 구축하고 도수유량 취수를 고려하기 전과 후 의 검·보정을 진행하여 검·보정 결과에 대한 통계값을 비교 및 분석하였다.
영산강 유역 내에 위치한 다기능 보인 승촌보 (SCW)와 죽산보(JSW)의 제원과 방류량 및 유입량 자료를 구 축하여 입력한 후 추가로 마륵 수위관측소(MR)를 검·보정 지 점으로 선택하여 섬진강으로부터의 도수유량을 적용하기 전 과 적용한 후의 검·보정 결과를 비교하였다.
영산강유역에 대한 SWAT 모형의 보정기간은 6년(2005 ∼2010), 검증기간은 7년(2011∼2017)으로 설정 하였으나 유 역 내 다기능 보 2개(SCW, JSW)는 2012년 8월부터 운영됨에 따라 2013∼2015년을 보정, 2016∼2017년을 검증기간으로 하여 분석을 수행하였다.
영산강유역은 유역분할 단계에서 Inlet 기능을 활용하여 도수유량을 적용할 수 있는 새로운 유입구를 생성한 영산강유 역을 구축하였고, 섬진강 내 위치한 주암댐으로부터 영산강 으로 도수된 2005년∼2017년까지의 실측 도수유량 자료를 Inlet 기능에 대한 입력자료로 적용하여 영산강을 모의하였다.
지하수 매개변 수로는 GW_DELAY, GWQMN, ALPHA_BF, 저수지에 대 한 매개변수는 7개(RES_ESA, RES_EVOL, RES_PSA, RES_ PVOL, RES_VOL, RES_K, EVRSV)를 선정하여 검·보정을 수행 한 다음, 주암댐으로부터 취수한 실측 도수유량을 Inlet 기능에 적용하여 도수유량을 적용하기 전과 적용한 후의 검· 보정 지점의 유출량 변화를 평가하였다.

대상 데이터

kr)에서 제공하는 30 m × 30 m 해상도의 DEM 자료를 사용하였고 (Fig. 3(a)) 토양도는 국가수자원종합정보 시스템 (Water Resources Management Information System, WAMIS)에서 제공하는 1:25,000 정밀토양도를 사용하였다 (Fig. 3(b)).
주암댐에서 영산강으로 도수하는 현상에 대해 신뢰성 있 는 모의를 위해 2005년∼2017년까지의 실측 도수유량자료 를 이용하였다. 도수터널통수, 광주취수량, 광주천 항목으로, 본 연구에서는 세 개 항목 중 광주취수량 항목을 영산강 유역 에 대한 SWAT 모형의 Inlet 입력자료로 활용하였다. 자료의 검증을 위해 2005년부터 2017년까지의 광주광역시의 상수 도 통계 항목 중 연간 총 취수량(m³/year) 항목과 비교한 결과, m³/day 단위로 변환한 광주취수량 항목과 오차율이 평균 0.
또한 섬진강의 다목적 댐인 섬진강 댐과 주암댐의 수문자료는 기상 입력자료의 기간과 동일한 기 간의 일별 댐 유입량과 저수량 자료를 수집하여 사용하였고 영 산강에서는 다기능 보인 승촌보와 죽산보의 수문자료는 5년 5개월(2012년 8월∼2017년 12월)동안의 일별 보 유입량과 저 수량 자료를 수집하여 사용하였다(http://www.water.or.kr).
모형의 검정과 보정을 위한 기상자료는 기상청(Korea Meteorological Administration, KMA)에서 제공하는 유역 내에 위치한 각 기상관측소(영산강 11개 지점, 섬진강 15개 지 점)의 강수량(mm), 최고 기온 및 최저 기온(℃), 풍속(m/sec), 상대습도(%), 일사량(MJ/m²)자료를 2005년부터 2017년까 지 수집하여 활용하였다. 또한 섬진강의 다목적 댐인 섬진강 댐과 주암댐의 수문자료는 기상 입력자료의 기간과 동일한 기 간의 일별 댐 유입량과 저수량 자료를 수집하여 사용하였고 영 산강에서는 다기능 보인 승촌보와 죽산보의 수문자료는 5년 5개월(2012년 8월∼2017년 12월)동안의 일별 보 유입량과 저 수량 자료를 수집하여 사용하였다( 본 연구에서는 국토지리정보원 (www.ngii.go.kr)에서 제공하는 30 m × 30 m 해상도의 DEM 자료를 사용하였고 (Fig.

본 연구에서는 유역의 수자원량 부족으로 인한 하천유지 용수 부족문제와 4대강 중 가장 심각한 수질오염 문제를 겪고있는 영산강유역과 이러한 영산강유역의 수자원 문제를 해결 하기 위해 주암댐계통광역상수도를 이용하여 영산강유역 내 광주천뿐만 아니라 타 수계(동진강) 까지도 용수공급을 하고 있는 섬진강유역을 대상유역으로 선택하였다(Yang and Choi, 2003; Jeong et al., 2007; Lee et al., 2008; Kim and Cha, 2011; Lee and Jung, 2015). 실제로 최근 영산강수계 중 광주광역시 의 도심하천인 광주천의 수질오염과 하천유지유량 문제를 해 소하기 위한 용수를 섬진강 수계인 주암댐 광역 상수원에서 취수(10만 m3/day)하여 공급하고 있다(Lee and Jung, 2015).

주암댐에서 영산강으로 도수하는 현상에 대해 신뢰성 있 는 모의를 위해 2005년∼2017년까지의 실측 도수유량자료 를 이용하였다.

이론/모형

, 2001). SWAT 모형에서 일별 유출량은 NRCS-CN (Natural Resources Conservation Service-Curve Number) 방법으로 산정하고 측방유입량은 Kinematic Storage Model을 이용하 며, 침투는 토층을 최대 10개 까지 세분화 하여 선형저수량 추 적기법을 사용하여 계산한다(Ahn et al., 2016). 본 연구에서 는 SWAT 모형 내의 Inlet 기능과 저수지운영모의 관련 매개 변수를 사용하여 유역간 물이동을 고려한 SWAT 모형의 구 축연구를 진행하였다.
각 수 문 요소들은 서로 영향을 주고받는 관계이므로 유기적이고 밸런스 있게 모의하기 위하여 시행착오방법(trial and error method)을 적용하여 반복적으로 모형의 검·보정을 시행하였다.
영산강유역에 대한 SWAT 모형의 보정기간은 6년(2005 ∼2010), 검증기간은 7년(2011∼2017)으로 설정 하였으나 유 역 내 다기능 보 2개(SCW, JSW)는 2012년 8월부터 운영됨에 따라 2013∼2015년을 보정, 2016∼2017년을 검증기간으로 하여 분석을 수행하였다. 모형의 적용성 평가는 determination coefficient (R²), Nash and Sutcliffe model efficiency (NSE), root-mean square error (RMSE)를 사용하였다. R²는 관측값 과 모의값이 완벽하게 일치할 경우 1의 값을 나타내며, NSE는 -∞에서 1까지의 범위를 가지고 지수값이 1일 때 관측값과 모형으로부터 산정된 값이 완벽하게 일치함을 의미한다.

성능/효과

NSE에 대한 평균값은 검·보정 전체 기간에 대해 GS와 GR에서 각각 0.45, 0.76의 효율을 보였다.
NSE의 평균값은 검·보정 전체 기간에 대해 MR은 0.69의 효율을 보였고, 도수를 고려한 MR의 NSE는 고 려하기 전과 대비하여 +0.2 증가하였는데 MR은 검·보정 지 점으로 선택한 지점 중 유출률이 가장 적게 관측된 지점으로 써 도수유량 유입의 영향으로 유량이 증가하여 유출률이 전체적으로 실측치와 유사한 수준까지 향상되어 그에 따른 NSE 또한 증가하는 결과를 보여준 것으로 판단된다.
검·보정 전체 기간에 대한 평균 RMSE는 GS와 GR에서 각각 2.49, 2.06 mm/day로 분석되었 으며 GR의 RMSE는 도수유량 취수를 고려한 후 -0.4 mm/day 감소하였다.
검·보정 전체 기간에 대해 도수를 고려하기 전의 MR의 유 출률(QR)은 실측치와 대비하여 -14.1% 작게 나타났고, SCW 와 JSW의 유입률(QR)은 실측치보다 -9.5%, -5.0% 적게 추정 되었는데, 이는 영산강 본류의 상류에 위치한 MR의 유출량이 하류에 위치한 SCW와 JSW에 영향을 미친 것으로 판단된다.
검·보정 전체 기간에 대해 도수유량 취수를 고려하기 전 GS 와 GR의 QR은 실측치 보다 +14.9%, +13.5% 크게 추정되었 고, 다목적 댐인 SJGD과 JAD의 QR은 +7.5%, +11.6% 크게 추정되었다.
다기능 보 또 한 SCW와 JSW에서 유출량이 각각 +155.6,+94.5 mm 증가 하였고 SCW와 JSW의 RMSE가 각각 1.49, 1.71 mm/day로 -0.7, +0.4 mm/day 변화한 것으로 분석되어 물이동을 고려한 후의 검·보정 결과가 향상됨과 동시에 통계적으로도 유의함 을 확인하였다.
다기능 보의 경우, SCW와 JSW의 RMSE는 각각 1.49, 1.71 mm/day로 -0.7, +0.4 mm/day 변화한 것으로 분석되었 는데, 이는 JSW의 2015∼2017년에 대해 보 유입량이 과대추 정(overestimation)되어 RMSE가 증가한 것으로 판단된다.
다기능 보의 저수량 통계분석 결과 중 R2는 검·보정 전체 기간에 대해 SCW와 JSW에서 각각 0.87, 0.81로 나타났고 NSE는 검·보정 전체 기간에 대해 SCW와 JSW에서 0.65, 0.68 의 효율을 보여주었으며, RMSE의 경우에는 SCW와 JSW에 서 0.13×106 m3/day, 0.21×106 m3/day으로 분석되었다.
다목적 댐의 저수량 통계분석 결과 중 R2는 검·보정 전체 기간에 대해 SJGD과 JAD에서 각각 0.81, 0.69로 나타났고 NSE의 경우 검·보정 전체 기간에서 각각 0.94, 0.85의 효율을 보였으며 RMSE의 경우 검·보정 전체 기간에서 각각 1.18* 106m3/day, 1.67*106m3/day으로 분석되었다.
6% 크게 추정되었다. 도수를 고려한 후의 GR의 QR은 고려하기 전 QR 보다 -4.0% 감소한 것으로 나타났는데, 이는 주암댐에서 영산 강으로 도수시킬 도수유량의 취수에 의해 주암댐 하류에 대한 방류량이 감소하여 하류에 위치한 GR 지점의 QR이 감소한 것으로 판단된다.
0% 적게 추정 되었는데, 이는 영산강 본류의 상류에 위치한 MR의 유출량이 하류에 위치한 SCW와 JSW에 영향을 미친 것으로 판단된다. 도수를 고려한 후의 MR의 QR은 고려하기 전보다 +12.9% 증가하였고 하류에 위치한 SCW와 JSW 또한 각각 +14.5%, +8.7% 증가하였는데, 이는 영산강 본류의 상류에 위치한 MR 의 QR이 증가하면서 하류에 위치한 SCW와 JSW의 유입량 또한 증가한 것으로 판단된다.
도수유량 취수 를 고려한 후 검·보정 결과의 변화는 주암댐 보다 하류에 위치 한 GR 지점에 대해서만 변화가 나타는데, GR지점의 유출량 은 전체 검·보정 기간에 대해 평균 -52.2 mm감소하였다.
도수유량 취수를 고려하기 전 섬진강 유역에 대하여 검·보 정을 실시한 결과, 다목적 댐 2개를 포함한 4개의 검·보정 지점 (GS, GR, SJGD, JAD)에서 평균 R2는 각각 0.86, 0.88, 0.81, 0.82로 분석되었고, NSE는 0.45, 0.74, 0.59, 0.62, RMSE는 2.49, 2.46, 1.89, 2.22 mm/day로 분석되었다.
4 mm 밖에 되지 않는 심각한 가뭄이 발생한 해로 NSE가 다소 낮은 효율을 보여준 것으로 판단된다. 도수유량 취수를 고려한 GR의 NSE는 고려하기 전과 대비하여 +0.02 증가하 였는데, GR은 주암댐 도수현상에 직접적인 영향을 받는 지점 으로써 도수유량 취수에 의해 주암댐 하류에 위치한 GR의 유 출량이 감소하여 모의값의 경향성이 실측치의 경향성을 잘 따라감에 따라 NSE가 증가한 것으로 판단된다. 다목적 댐의 경우, SJGD과 JAD의 NSE는 검·보정 전체 기간에 대해 각각 0.
두 개의 SWAT 모형을 이용한다는 점과, 섬진강에서 사용 한 매개변수가 일별로 작용하는 것이 아닌 월별로 작용한다는 점에서 많은 불확실성을 내포하고 있지만, 유역모델링 측면 에서 유역간 물이동을 고려하였을 때 두 개의 유역에 대해 검· 보정 단계에서 통계분석 결과의 향상을 확인한 점과 국내뿐만 아니라 국외에서도 많이 사용되는 SWAT모형을 이용하여 두개의 유역의 물이동을 고려한 모델링을 최초로 시도한 점에 서 물이동 모델링의 효용성(utility)을 확보하였다고 판단하 였다.
물이동 고려하기 전 영산강유역에 대하여 검·보정을 실 시한 결과, 다기능 보 2개를 포함한 3개의 검·보정 지점(MR, SCW, JSW)에서 평균 R2는 각각 0.84, 0.87, 0.81로 분석되었 고, NSE는 0.49, 0.70, 0.60, RMSE는 2.68, 2.19, 1.31 mm/day 로 분석되었다.
물이동을 고려한 후 검·보정을 실시한 경우, MR지점의 유출량이 +172.3 mm, NSE가 0.69로 +0.2만큼 증가하였고 RMSE는 1.38 mm/day로 -1.3 mm/day 감소하였는 데 이는 도수유량이 유입됨에 따라 모의값과 실측값의 오차가 감소하여 RMSE가 향상된 것으로 판단되었다.
유입·유출량 통계분석 결과를 보면, 검·보정 전체 기간에 대한 GS와 GR의 유출량에 대한 평균 R2는 각각 0.86, 0.90로 나타났고, SJGD과 JAD에 대한 평균 R2는 각각 0.81, 0.82로 나타났다.
유입·유출량 통계분석 결과를 살펴보면, 검·보정 전체 기 간에 대한 MR의 유출량에 대한 평균 R2는 각각 0.84로 나타 났고, SCW와 JSW의 보 유입량에 대한 평균 R2는 각각 0.87, 0.81로 나타났다.
도수터널통수, 광주취수량, 광주천 항목으로, 본 연구에서는 세 개 항목 중 광주취수량 항목을 영산강 유역 에 대한 SWAT 모형의 Inlet 입력자료로 활용하였다. 자료의 검증을 위해 2005년부터 2017년까지의 광주광역시의 상수 도 통계 항목 중 연간 총 취수량(m³/year) 항목과 비교한 결과, m³/day 단위로 변환한 광주취수량 항목과 오차율이 평균 0.02%로 자료의 타당성과 신뢰성을 확보하였다.
전체 검·보정 기간에 대한 R2는 평균적으로 +0.02 증가한 0.90으로 나타났고, NSE는 검·보정 전체 기간에 대해 평균 +0.02 증가한 0.76의 효율을 보여주었 으며 RMSE는 검·보정 전체 기간에 대해 평균-0.4 mm/day 감 소한 2.06 mm/day로 나타났다.

후속연구

두 개의 SWAT 모형을 이용한다는 점과, 섬진강에서 사용 한 매개변수가 일별로 작용하는 것이 아닌 월별로 작용한다는 점에서 많은 불확실성을 내포하고 있지만, 유역모델링 측면 에서 유역간 물이동을 고려하였을 때 두 개의 유역에 대해 검· 보정 단계에서 통계분석 결과의 향상을 확인한 점과 국내뿐만 아니라 국외에서도 많이 사용되는 SWAT모형을 이용하여 두개의 유역의 물이동을 고려한 모델링을 최초로 시도한 점에 서 물이동 모델링의 효용성(utility)을 확보하였다고 판단하 였다. 또한, 본 연구에서 제시한 SWAT 모형의 유역간 물이동 방법은 현재와 미래의 수자원 계획 및 관리에 활용성이 높을 것으로 판단되며 앞으로 유역모델링 연구에 있어 두 개의 유 역에 대해 수자원 분배를 고려한 모델링에 활용할 수 있을 것 으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유역간 물이동이란?	유역간 물이동이란 하나의 유역에서 발생하는 용수수급 불균형, 하천의 수질악화 등을 해소하기 위한 하나의 방법으 로써 두 개 이상의 유역을 연결하여 수량측면에서 여유가 있 는 유역에서 부족한 유역으로 도수로 또는 관수로를 통하여 여유수량을 도수하는 것을 말한다(Yi, 1998). 국내에서 시행 하는 물이동의 예시로는 낙동강(영천댐)-형산강으로의 물이 동, 낙동강 수계 내 안동댐과 임하댐 저수지간의 물이동, 유역 변경 방식을 이용한 금강의 용담댐-만경강으로의 물이동이 시행되고 있으며 섬진강 수계 내 주암댐과 영산강 수계 내 광 주광역시의 도심하천인 광주천으로의 물이동 등이 시행되고 있다.
	Inlet 기능 이용의 특징은?	, 2002). 생성된 유역의 소유역에 생성된 하천도에 Inlet 기능을 이용하여 새로운 유출구, 유입구를 지 정하면 지정한 소유역 중 일부분이 소멸되어 해당 소유역의 정보가 사라지는 단점이 존재하지만, 선택적으로 일별 점오 염원 입력자료(kg/day)와 일별 유량자료(m3/day)를 적용할 수 있다. Inlet 기능의 입력자료는 .
	물 관리기본법의 목적은?	이러한 문제들을 해결하기 위한 노력으로 2018년 5월 ‘물 관리기본법’ 등이 통과되면서 물의 공급·이용·배분과 수자원 의 개발·보전 및 중장기 수급전망에 관한 사항이 2019년 6월 부터 시행되었다. 물관리기본법은 지속가능한 물이용을 위 하여 수량, 수질, 생태, 문화를 고려하여 유역 등 수자원의 효율 이 극대화 될 수 있는 단위로 통합하고 관리하는 것을 말한다 (Lee et al., 2018).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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