국립부경대학교 | 토목공학전공

수자원시스템연구실

연구분야

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"물은 지역과 시간에 따라 너무 많거나, 적거나 더럽다."


수자원공학은 이와 같은 물 문제를 해결하여, 시간과 장소에 따라 적절한 양과 질의 물이 존재하도록 하는 공학의 한 분야이다. 우리는 여러 가지 목적으로 물을 통제하고 조절한다. 홍수피해 저감, 배수, 고속도로 우수거 설계 등은 물의 양을 제어하는 방식으로 수자원공학을 적용하는 것으로서, 인명손실과 재산피해를 억제하고 대중의 불편을 감소시킨다. 물 사용, 관개, 수력발전, 주운 등은 편익을 얻기 위한 물의 사용이다. 물이 오염되면 생활용수나 농업용수로서 물을 사용하기 어려워지고 하천의 심미적 가치가 떨어진다. 따라서 최근에는 수질관리가 수자원공학의 주요 관심사로 대두되었다. 수자원시스템연구실은 이러한 분야를 연구한다.


외부환경 변화에 따른 하천 수량 평가 및 매개변수 추정 지원 시스템 개발, 국토교통부


최근 들어 기후 변화, 도시화, 인구증가 등의 원인으로 유역의 물 순환 변화가 발생하거나 발생할 것으로 예측된다. 이러한 이유로 현재 수자원 장지종합계획에서 중권역 또는 다목적 댐 유역 중심으로 외부환경 변화에 의한 물 순환 변화량 결과를 제공하고 있으나, 더 작은 유역 단위의 물 순환 변화량이 필요하다.

미래 물 순환 변화량을 예측하기 위해서는 유역 유출모형을 사용하여야 한다. 유역 유출모형 사용의 적절성은 '어떠한 유역 유출모형을 사용하였는가'와 '모형의 매개변수 추정을 적절하게 하였는가'로 크게 양분할 수 있으며, 양자의 중요성은 동일하다.

본 연구에서는 외부환경(기후, 토지, 물이용) 변화에 의한 표준유역단위의 미래 물 순환변화량을 정량적으로 확인할 수 있는 소프트웨어를 개발하는 것과 국내·외에서 널리 사용되고 있는 물 순환 모형인 SWMM 5(Storm Water Management Model 5)의 전용 매개변수 추정지원 시스템을 개발하는 것이 목표다.




영상자료 : https://youtu.be/UzOYToxCDm8






기후변화 대응을 위한 가뭄 시 댐 군의 용수제한 공급방안연구, 국토교통부


우리나라의 가뭄 대비 용수공급 기술수준을 검토한 결과, 국가안전관리 세부집행계획에서는 가뭄 단계별(관심, 주의, 경계, 심각)로 댐에서 용수를 제한공급하는 비율을 제시하고 있으나 각 댐의 제한공급 실행 저수량은 제시되어 있지 않다. 실무에서는 가뭄의 단계를 판별할 때, 현재의 저수량에 20년 빈도 가뭄의 유입 수량을 더하고, 이 값을 목표 기간 동안의 계획공급량에 대한 비율로 나타낸 다음, 이 비율에 해당하는 용수 제한공급 단계를 가뭄 단계로 한다. 연구에서는 한강의 주요댐에 대하여 용수 제한공급 실행 저수량을 도출한 사례가 있다.

본 과업에서는 국내외 관련 기술을 참조하고 보완하여 가뭄 단계별 댐의 용수 제한공급 기술을 개발한다. 낙동강 다목적댐들에 대하여 각각의 가뭄 시 용수 제한공급 규칙을 개발하며 개발된 기술을 댐 운영의 실제에 부합하도록 기후변화 대응 이수목적 저수지 운영 기술이 되도록 한다.



 




 


창녕 함안보 구간 수질 통합 모형의 구축과 조류예측, 낙동강 유역환경청


우리나라는 하천 및 호수 등 지표수에 대한 수자원 의존도가 매우 높다. 지표수는 태양광에 노출되어 있고, 기온의 영향을 직접 받기 때문에 기후변화에 대해 매우 민감한 수체이다. 기후변화로 인한 이상 저온, 이상 고온, 홍수, 가뭄 등의 자연 현상은 하천, 호수 등의 물리화학적 및 생태학적 특성을 변화(교란)시키고 있다. 이 중에서, 담수 생태계 먹이망의 1차생산지인 미세조료(식물플랑크톤, 부착조류 등)는 세대기간이 짧고 수온과 수질(영양염류 농도)에 민감하게 반응하기 때문에 기후변화로 인한 자연 현상에 따라 여러 가지 형태의 피해를 보일 것으로 예상된다.

낙동강에는 2012년부터 상~하류 8개 보 구간에 대하여 수생태계 보호 및 친수활동 안전을 보장하기 위한 수질예보제가 운영되고 있으며, 2013년 2~12월까지는 기존에 상수원으로 이용되는 호소에만 적용되던 조류경보제를 취·정수장이 위치한 3개 보 구간(강정고령보, 칠곡보, 창녕함안보)에 시범 도입·운영하였다(환경부, 2014). 2013년 창녕함안보의 수질예보제 및 조류경보제 운영결과는 수질예보 발령일수 64일(관심 61, 주의 1, 경계 2), 조류경보 발생일수 97일(출현알림 37, 조류경보 60)과 같다. 2015년 여름 7월, 환경부는 창녕함안보 등 낙동강 3개보에서 시범 실시해온 조류 경보제를 올 연말 시행령 개정을 거쳐 내년부터는 상시적으로 실시할 계획이라고 밝혔다.

현재 조류 경보제는 채수를 통한 크로로필-a 및 남조류 세포수의 분석을 통해 이루어지고 있으며 수치 수질 모형을 이요한 예보는 이루어지고 있지 않다. 수질 예보제는 크로로필-a와 수온을 예측하여 단기 예보를 하고 있지만 남조류 세포수의 예보는 이루어지고 있지 않다. 현재의 제도 및 정책에서는 조류 대발생 시 관련기관 및 취·정수장에서 문제에 대응할 수 있는 시간이 부족할 수 밖에 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 창녕함안보 구간을 시범 대상으로 하여 수질 통합 모형을 구축하고 이를 통해 단기 조류 예측의 가능성 및 적용성을 확인하고자 한다. 또한 강우 전·후의 수질변화 조사로 주요 영향원별 기여율을 파악하고, 예측 모형의 자동 보정 프로그램을 개발하여 높은 신뢰도의 모형을 구축하고자 한다.


 


 


 

 


영상자료 : https://youtu.be/bH6BtYNr_tA

 

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