• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권spc1호
• /
• pp.1095-1105
• /
• 2021

기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.517-534
• /
• 2021

수소연료는 환경오염문제를 해소하고 에너지 불균형 및 비용을 절감할 수 있다는 점에서는 화석연료를 대체하는 에너지원으로 부각되고 있다. 수소는 친환경적이나 폭발성이 강하기 때문에 수소연료차의 화재, 폭발 사고에 대한 우려가 매우 높은 실정이다. 연구결과에서 수소사고는 일반적인 화재의 경우 비교적 안전하나, 폭발이 발생하면 매우 위험한 것으로 인식되고 있다. 특히, 터널과 같은 반밀폐공간에서는 위험도가 보다 증가할 것으로 예측되기에 이에 대한 예측방법 및 대책을 마련하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 터널에서 수소폭발시 안전성을 평가하기 위해서 등가 TNT모델의 적용성과 수치해석 방법에 대한 검토를 수행하였다. 6개의 등가 TNT모델과 Weyandt의 실험결과의 폭발압력을 비교·검토하여 모델의 적용성을 평가한 결과, Henrych식이 13.6%의 편차로 가장 근접하는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용하여 수소탱크 용량(52, 72, 156 L)과 터널 단면적(40.5, 54, 72, 95 m²)이 폭발압력에 미치는 영향에 대한 검토한 결과, 터널에서 폭발 압력파는 초기에는 대기중에서와 마찬가지로 반구형 형태로 전파되나 벽체에 도달하면 반사파가 형성되며, 일정 거리 이상에서는 평면파로 변형되어 아주 완만한 감쇄율로 전파하는 것으로 나타났다. 등가 TNT모델인 Henrych식은 폭발압력이 급격하게 감소하는 구간에서는 수치해석 결과와 잘 일치하나 폭발압력파가 변형된 이후에는 큰 폭으로 과소평가하는 것으로 나타났다. 수소탱크용량이 동일한 경우에는 터널 단면적이 증가할수록 폭발압력이 감소하며, 단면적이 동일한 경우에는 수소탱크 용량이 52 L에서 156 L로 증가하면 폭발압력은 약 2.5배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 인체에 영향을 미치는 한계거리에 대한 평가결과, 수소탱크용량이 52 L인 경우 사망에 이르는 한계거리는 약 3 m, 중상에 이르는 거리는 단면적별로 차이가 있으나 28.5~35.8 m로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권10호
• /
• pp.723-736
• /
• 2022

본 연구에서는 금강권역을 대상으로 최대 12개월까지 선행예측이 가능한 월 강수량 예측모형을 구축하였으며, 예측모형 구축에는 다중회귀분석과 인공신경망의 두 가지 통계적 기법을 적용하였다. 예측인자 후보로 NOAA에서 제공하는 글로벌 기후패턴 39종과 금강권역에 대한 기상인자 8종 등 총 47종의 기후지수를 활용하였다. 예측대상월을 기준으로 과거 40년간의 월 강수량과 기후지수와의 지연상관성 분석을 통해 상관도가 높은 기후지수를 예측인자로 활용하여 다중회귀모형 및 인공신경망 모형을 구축하였다. 1991~2021년에 대해 매월 예측결과의 평균값과 관측값과의 적합도를 분석한 결과, 다중회귀모형은 PBIAS -3.3~-0.1%, NSE 0.45~0.50, r 0.69~0.70으로 분석되었으며, 인공신경망모형은 PBIAS -5.0~+0.5%, NSE 0.35~0.47, r 0.64~0.70로, 다중회귀모형에 의해 도출된 예측치의 평균값이 인공신경망모형보다 관측치에 좀 더 근접한 것으로 나타났다. 각 월의 예측범위 안에 관측치가 포함될 확률을 분석한 결과에서는 다중회귀모형이 57.5~83.6%(평균 72.9%), 인공신경망모형의 경우에는 71.5~88.7%(평균 81.1%)로 인공신경망모형 결과가 우수한 것으로 나타났다. 3분위 예측확률을 비교한 결과는 다중회귀모형의 경우에는 25.9~41.9%(평균 34.6%), 인공신경망모형은 30.3~39.1%(평균 34.7%)로 비슷하며, 두 모형 모두 평균 33.3% 이상으로 월 강수량에 대한 장기예측성을 확인 할 수 있었다. 이상과 같이 두 모형의 예측성 차이는 비교적 크지 않은 것으로 나타났으나, 예측범위에 대한 적중률이나 3분위 예측확률로부터 판단할 때 예측성에 대한 월별 편차는 인공신경망모형의 결과가 상대적으로 작게 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.591-603
• /
• 2022

해수 속의 용존 유기·무기물과 플랑크톤 등의 상호 작용은 해수의 색과 광학적 특성을 결정한다. 동중국해에 위치한 이어도 해양과학기지(I-ORS) 주변의 해역은 서쪽으로 양자강 저염수, 남쪽으로 대마 난류에 영향을 받아 한반도 주변의 해수 순환과 광특성 변동 연구에 적합하다. 본 연구에서는 MODIS/Aqua로 관측한 위성 원격 반사도와 NOMAD 실측 원격 반사도를 이용하여 2016년 1월부터 2020년 12월까지 I-ORS 주변의 해수의 원격반사도를 스펙트럼 특성에 따라 23가지의 유형으로 분류하였으며, 이어도 해양 과학기지 주변 해역(d ≤ 10 km)의 위성 일치점 자료 59,532개를 이용하여 연구 해역 수형의 계절 변동 특성을 제시하였다. 각 관측 지점에서의 원격 반사도 스펙트럼은 분광 각도법을 이용하여 기준 스펙트럼과의 유사도를 비교함으로써 가장 근접한 기준 수형으로 분류 하였으며 분광 유사도가 10° 이내일 때만 유의미하다고 판단하였다. 연구 기간내 I-ORS 주변 해역에서는 상대적으로 맑은 해역에서 잘 나타나는 수형이 50% 이상으로 가장 빈번하게 관측되었다. 계절별 수형의 도수분포에서 여름과 겨울의 분포 양상이 다르게 나타났고, 특히 여름에는 맑은 해수에서 주로 나타나는 7 이하의 수형이 주로 출현한 반면에 겨울에는 전체 4% 미만으로 존재하였다. I-ORS 주변을 비롯한 동중국해의 수형의 공간 분포 특성을 고려할 때 I-ORS는 해수 수형의 전이 대에 위치한 것으로 판단된다. 본 연구는 한반도 연안에서의 수형 변동을 분석함으로써 해수의 광학 특성 이해을 이해하고 인공위성 해색 변수의 정확도 향상을 위한 토대 마련에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.317-322
• /
• 2022

최근 국내의 흑염소 사육량과 소비량이 지속적으로 증가하고 있다. 흑염소 사육방식 또한 대량화, 밀집화 형태로 변화하는 추세이며, 이에 따라 다양한 전염성 질병이 흑염소 농장에 발생하고 있다. 그중 소형 반추류에 발생하는 건락성 림프절염은 국내 흑염소 농장에서 유병률이 50% 이상에 이를 정도로 빈발하고 있으나 현재 마땅한 제어 방법이 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 흑염소의 대표적인 세균성 질병인 건락성 림프절염의 제어를 위한 노력의 일환으로 원인균인 Corynebacterium pseudotuberculosis(C. pseudotuberculosis)에 효과적인 소독제를 확인하고자 하였다. 국내 시판되고 있는 축산용 소독제를 유효성분으로 구분하여 6종의 소독제에 대하여 소독제 효력시험을 수행하였다. 실험 대상으로 선정된 6종의 소독제는 산성제(구연산, Citric acid), 할로겐계(이염화이소시아눌산나트륨, Sodium dichloroisocyanurate), 산소계(모노과황산칼륨화합물, Potassium monopersulfate triple salt), 염기제(황산구리수화물, Copper sulfate pentahydrate), 양이온성 세정제(4급 암모늄, Dialkyl dimethyl ammonium chloride), 염소계(차아염소산나트륨, Sodium hypochlorite)이다. 농림축산검역본부 소독제 효력시험지침에 준하여 실험한 결과, 경수 조건에서는 황산구리수화물을 제외한 모든 소독제가 소독제 효력시험지침에서 제시하는 기준인 99.99% 이상의 살균력을 보였으며, 유기물 조건에서 구연산, 모노과황산칼륨 화합물 및 4급 암모늄 제재의 3종만이 99.99% 이상의 살균력을 보였다. 표준 효력시험지침(30분)보다 짧은 시간(1분, 5분, 15분) 동안 처리 후 살균력을 확인하였을 때, 경수 조건에서는 이염화이소시아눌산나트륨, 모노과황산칼륨 화합물, 차아염소산나트륨 제재가 가장 효과가 좋았으며 1분간 처리 시에도 99.99% 이상의 살균력을 보였다. 유기물 조건의 경우에는 구연산과 4급 암모늄 제재가 가장 효과가 높았으며 5분간 처리 시에도 99.99% 이상 또는 근접하는 살균력을 유지하였다. 본 실험 결과를 종합하여 볼 때 축산용 소독제의 유효성분에 따라 C. pseudotuberculosis에 대한 살균력에 차이가 있으며 경수 및 유기물 조건에 따른 차이도 확인된다. 따라서 C. pseudotuberculosis에 효과적인 소독제 선정 및 활용을 통하여 흑염소 농장 내 환경 오염을 방지한다면 건락성 림프절염 저감화에 효과가 있을 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
• /
• 제65권3호
• /
• pp.197-202
• /
• 2021

본 연구에서, 산성 백토를 황산(무게 비로 20%)와 90 ℃의 온도로 8시간 동안 가열하여 처리 한 활성 백토를 수중의 인산성 인(PO₄^3--P)의 제거를 위한 흡착제로서 사용하였다. 흡착 실험에 앞서 X-선 형광분광기와 표면적 분석기로 활성 백토의 특성을 조사하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착은 0.25 시간 이전에 가파르게 증가하였고 4시간에 이르렀을 때 평형에 도달하였다. 5 mg/L의 낮은 PO₄^3--P 농도에서, 대략 98%의 흡착효율이 활성 백토에 의해 성취되었다. PO₄^3--P의 흡착 데이터를 흡착 등온선과 반응속도 모델에 도입하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착거동은 Freundlich와 Langmuir 등온선 모두에 잘 적용되었다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착에 관해서 Freundlich와 Langmuir의 등온선 계수인 K_F와 Q는 각각 8.3과 20.0 mg/g이 되는 것으로 밝혀졌다. 물과 활성 백토 계에서의 PO₄^3--P 흡착은 더 높은 상관계수 R²와 실험값 q_e,exp과 계산값 q_e,cal의 근접으로 인해서 유사 일차 보다는 유사 이차 반응속도식에 적합하였다. 연구의 결과들은 활성 백토가 수중으로부터 인을 제거하는데 효율적인 흡착제로 사용될 수 있다는 것을 보였다.

• 토지주택연구
• /
• 제13권2호
• /
• pp.49-64
• /
• 2022

본 연구는 배후도시인 전주시와 가장 근접하게 위치한 전라북도 혁신도시 이전 공공기관 근무자 수의 증가가 전주시 상업용 부동산시장에 미치는 영향(외부효과)을 도출하고 시사점을 제시하고자 하였다. 분석방법은 거시적 또는 미시적 방법으로 접근하였던 기존 방법의 한계를 인식하고 상업용 부동산시장에 영향을 미칠 수 있는 횡단과 시계열변수를 함께 분석할 수 있는 동적패널모형을 이용하였다. 분석결과와 그 의미를 살펴보면, 전북혁신도시 공공기관 근무인원의 증가는 특정 지역경제 활성화 수준의 바로미터라고 할 수 있는 배후도시인 상업용부동산 시장에 가격적 측면에서 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 한편, 그 효과는 접근성이 좋고 현대화된 시설과 서비스가 제공되는 신도심 상업용 부동산시장에 한정되는 것으로 나타났으며, 그 영향력도 크지 않은 것으로 분석되었다. 즉, 배후도시와 인접한 혁신도시의 경우 경제적 측면에서 긍정적 외부효과를 발생시킴으로써 혁신도시의 취지에 어느 정도 부합하지만 일부 지역에 한정적 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있다. 분석결과와 그 의미를 바탕으로 혁신도시와 배후도시 경제 활성화 측면에서의 시사점을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 혁신도시 완성도의 기준인 이전 공공기관 근무자의 증가는 배후도시의 경제 활성화에 통계적으로 긍정적인 영향을 보이고 있다. 그러나 혁신도시 조성이 본래의 취지에 부합하도록 충분한 배후도시와의 동반성장 효과를 발휘하기 위해서는 이전 공공기관의 수와 규모를 증가시키는 것과 함께 가족들이 함께 이주할수 있도록 혁신도시의 교육환경 등 정주여건이 수도권에서 이주할 수 있도록 개선되어야 할 필요성이 높다. 둘째, 현대적인 시설과 서비스 그리고 높은 접근성 특성을 보이는 신도심의 상업용부동산 시장의 경우 이전 공공기관 근무자의 증가에 의해 긍정적 영향을 받는 반면, 구도심의 경우는 그러한 영향을 받지 못하는 것으로 나타나 불균형적 현상이 더욱 심해질 가능성이 높다. 결론적으로 혁신도시 설립의 취지와 목적인 배후도시와의 동반성장을 달성하기 위해서는 국토균형발전 측면에서 혁신도시 이전 공공기관의 확대, 정주여건 향상 그리고 특화 공공기관과 배후도시 연관산업과의 실질적인 협력체계구축을 위한 구체적 계획과 지원이 필요하다고 할 수 있다.

• 지질공학
• /
• 제32권4호
• /
• pp.611-625
• /
• 2022

지구 자기장의 고영년변화(PSV)를 이용하면 시대 미상의 고고학적 유적에 대한 연대측정이 가능하며, 이를 고고지자기 연대측정 기법이라 한다. 고고지자기 연대측정을 위해서는 비쌍극자기장을 반영하는 그 지역의 PSV 모델이 필요하다. 그동안 국내에서는 자료의 부족으로 시험적 한반도 영년변화 곡선(t-KPSV)을 사용하였으나, 이는 서남 일본의 영년변화(JPSV)로부터 수학적인 계산을 사용한 곡선이므로, 비쌍극자기장의 영향을 고려하지 못하여 신뢰성이 부족하다. 이번 연구는 그동안 한반도에서 수행된 고고지자기학적 연구 결과와 이미 발표되어 신뢰할 수 있는 연구 자료를 바탕으로 한반도 삼국 시대(원삼국 시대 포함)에 해당하는 AD 1~600년 동안의 PSV를 분석하여 곡선을 제시하였다. 제시된 PSV 곡선은 전 지구적 지자기 예측 모델과 비교 분석하였으며, 시험적 한반도 고영년변화(t-KPSV) 곡선과도 비교하였다. 선별된 고고지자기 방향 자료는 시료 수(N) ≥ 6개와 높은 신뢰도를 보이는 통계자료(𝛼₉₅ ≤ 7.8°, k ≥ 57.8)를 보였으며, 전국의 16개 지역에서 총 49개의 자료로 구성된다. 수집한 자료의 고고학적 연대는 방사성 탄소연대측정 결과와 고고학적 편년을 사용하였고, 연대 오차는 ±200년 이하의 기준으로 선별하였다. 선별된 자료들은 편각 341.7~20.1°, 복각 43.5~60.3°의 범위에 분포하며, 이동창문기법(moving window method)을 사용하여 과거 600년간 한반도 PSV 곡선인 KPSV0.6k를 제시하였다. 제시된 모델은 기존의 t-KPSV 곡선과 차이를 보이며, 전 지구적 지자기 모델(ARCH3K.1, CALS3K.4, SED3K.1)에 대비한 결과, 모델들과 방향의 변화 경향이 일치하였으며, 특히 ARCH3K.1 모델이 본 연구에서 제시한 KPSV0.6k와 가장 잘 일치하였다. 이러한 결과는 한국과 일본이 지리적으로는 근접해 있으나 비쌍극자기장 영향이 매우 다르게 나타나며, 따라서 이러한 영향이 고려된 전 지구적 모델이 한반도의 영년변화를 보다 잘 나타낼 수 있는 것으로 해석된다. 따라서 고고지자기 연대측정을 위해서 독자적 영년변화 곡선 구축이 필요하며, 보다 정교한 전 지구적 모델을 위해 보다 많은 신뢰성 높은 한반도의 고고지자기 자료 확보가 필요한 것으로 판단된다. 실제 고고학적 유적지를 대상으로 실시한 고고지자기 연대측정 결과, KPSV0.6k와 ARCH3K.1 모델에선 고고학적 편년과 일치하는 연대를 제시하였다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제61권2호
• /
• pp.335-347
• /
• 2022

중국 동북부지역 랴오닝성의 단둥(40°07'N 124°23'E)과 지린성의 궁주링(43°30'N 124°49') 및 룽징(42°46'N 129°26'E)에서 2020년과 2021년 벼 재배기간 중에 성페로몬트랩으로 이화명나방(Chilo suppressalis)(나비목: 포충나방과)의 성충 발생 시기를 조사하였다. 1화기 성충은 5월 중순부터 7월 하순 사이, 2화기 성충은 7월 중순부터 9월 중순 사이에 발생하여 세 지역 모두 연중 2회 성충 발생양상이 뚜렷하게 확인되었다. 위도가 높은 지역에서 발생시기가 더 늦었다. 각 지역에서 관찰된 1화기 발생 시기를 기준으로 발생 시기 모델링을 통해 2화기 발생 시기를 추정하고 관찰된 시기와 비교하였다. 네 개의 선행연구 자료로부터 성충, 알, 유충, 용 발육단계의 온도의존 생명현상(발육속도, 발육완성분포, 생존율, 성충 노화율, 총산란수, 산란완성분포, 성충 생존완성분포) 모델들을 수집하거나 작성하였고, 이들을 선행 연구에 따라 단독으로 사용하거나 혼합하여 곤충 발생 시기 추정 소프트웨어인 PopModel에서 결합하였다. 모델링 결과에서 유충 발육기간이 짧게 관찰된 선행연구 자료를 기반으로 하여 구성된 모형들이 2화기 성충 발생 시기를 더 근접하게 추정하였다. 2021년에는 단둥과 룽징에서 성충 조사 시기에 맞추어 이화명나방에 의한 벼 피해주율의 변화를 조사하였다. 피해주율은 벼 재배기간 중 누적되어 2번의 증가시기가 뚜렷하게 나타났고, 이화명나방의 각 세대 유충에 의해 발생한 것으로 추정되었다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.133-149
• /
• 2022

벼 수량 추정에 대한 기존의 국내 연구는 주로 저해상도인 MODIS 위성영상을 사용하여 우리나라 전역을 대상으로 시군 단위에서 수행되었다. 기존 연구와 달리, 본 연구는 전북 김제시를 사례로 중해상도인 Sentinel-2 위성영상과 강우 및 토양자료를 활용하여 읍면동 단위에서 벼 수량을 추정하고 그 정확성을 평가하였다. 전북 김제시를 대상으로 2018년 8월 1일에 촬영된 Sentinel-2 영상으로부터 산출된 NDVI, LAI, EVI2, MCARI1, MCARI2의 다섯 가지 식생지수와 강우량 및 논 토양 유형 자료를 읍면동별로 집계하고 종속변수의 비정규성 문제를 해결하기 위해 다중회귀분석을 확장한 감마 일반화 선형모형으로 벼 수량을 추정하였다. 벼 수량 추정 모형에서 EVI2, 9월 강우일수, 염해답 비율이 유의한 독립변수로 선정되었다. 모형의 적합도를 나타내는 결정계수는 0.68이었고, 모형의 정확성을 나타내는 RMSE는 62.29kg/10a였다. 이 모형으로 2018년 김제시 전역의 쌀 생산량을 추정한 결과는 96,914.6M/T으로 통계연보의 94,470.3M/T과 비교해 0.46%의 오차를 보여 매우 근접한 결과가 도출되었다. 또한, 김제시의 단위면적당 쌀 생산량은 552kg/10a로 도출되어 통계자료의 550kg/10a와 거의 일치하였다. 이러한 결과는 기존 연구들과 유사한 결과로 국내에서 시군 이하 단위에서 Sentinel-2 위성영상을 활용하여 벼 수량을 추정하는 것이 가능하다는 것을 입증하였다.