• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.641-649
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작한 차폐체의 성능을 비교 분석하여, 고에너지 전자선 치료 시 차폐체로서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 고에너지 전자선에 대한 3D 프린팅 재료의 차폐성능 평가를 위해 실측과 몬테카를로 기반의 모의실험을 수행하였다. 첫 번째, 모의실험에 대한 신뢰성 확보를 위해 IAEA의 TRS-398 권고를 참조하여 선원항 평가를 수행하였다. 두 번째, PLA+W (93%) 재료에 대한 차폐 성능 분석을 위해 3D 프린터를 이용하여 시편을 제작하였고, 전자선 에너지에 따른 두께별 차폐율을 평가하였다. 세 번째, PLA+W (93%)와 기존 차폐체 간 차폐 성능 비교 분석을 통해 전자선 치료 시 필요한 차폐 두께를 산정하였다. 연구 결과, 첫 번째, 실측과 모의실험을 통한 선원항 평가 결과, 1% 이내의 오차로 TRS-398 권고를 만족하여 모의실험에 대한 신뢰성을 확보하였다. 두 번째, PLA+W (93%)에 대한 차폐 성능 분석 결과, 6 MeV 전자선은 3.12 mm에서 95% 이상의 차폐율을 나타냈고, 15 MeV 전자선은 10 mm 두께에서 90% 이상의 차폐율을 나타내었다. 세 번째, 모의실험을 통해 PLA+W (93%) 재료와 기존 차폐체 간 비교 분석을 통해 동일 두께 내에서 텅스텐, 납, 구리, PLA+W (93%), 알루미늄 순서로 차폐율이 높은 결과를 나타내었으며, 6 MeV 전자선은 5 mm 이상, 15 MeV 전자선은 10 mm 이상 두께에서 거의 유사한 차폐율을 나타내었다. 향후 본 연구를 통해 고에너지 전자선 치료 시 PLA+W (93%) 재료를 이용한 환자의 맞춤형 차폐체 제작을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.35-44
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• 2024

댐유입량 예측에 대하여 데이터 기반 머신러닝 및 딥러닝(Machine Learning & Deep Learning, ML&DL) 분석도구들이 공개되어 다양한 분야에서 ML&DL의 적용연구가 활발히 진행되고 있으며, 모델의 자체 성능향상 뿐만 아니라 모델의 특성을 고려한 데이터의 전처리도 댐유입량을 정확하게 예측하게 하는 중요한 모델성능 향상의 요소라고 할 수 있다. 특히 기존 강우자료는 적설량을 열선 설비를 통하여 녹여 강우량으로 환산되어 있으므로, 융적설에 따른 강우와 유입량의 상관관계를 왜곡하게 된다. 따라서 본연구에서는 소양강댐과 같이 융적설의 영향을 받는 댐유역에 대한 댐일유입량 예측시 겨울에 강설량이 적설이 되어 적게 유출되는 현상과, 봄에 융설로 인하여 무강우나 적은 비에도 많은 유출이 일어나는 물리적 현상을 ML&DL모델로 적용하기 위하여 필요한 강우 데이터의 전처리에 대한 연구를 수행 하였다. 강우계열, 유입량계열을 조합하여 3가지 머신러닝(SVM, RF, LGBM)과 2가지 딥러닝(LSTM, TCN) 모델을 구축하고, 최적 하이퍼파라메터 튜닝을 통하여 적합 모델을 적용하고 한 결과, NSE 0.842~0.894로 높은 수준의 예측성능을 나타내었다. 또한 융적설을 반영한 강우보정 데이터를 만들기 위하여 융적설 모의 알고리즘을 개발하고, 이를 통하여 산정된 보정강우를 머신러닝 및 딥러닝 모델에 적용한 결과 NSE 0.841~0.896 으로 융적설 적용전과 비슷한 높은 수준의 예측 성능을 나타내었으나, 융적설 기간에는 조정된 강우로 학습되어 예측되었을 때 실측유입량에 근접하는 모의결과를 나타내었다. 결론적으로, 융적설이 영향을 미치는 유역에서의 데이터 모델 적용시에는 입력자료 구축시 적설 및 융설이 물리적으로 타당한 강우-유출 반응에 적합하도록 전처리과정이 중요함을 밝혔다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.333-346
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• 2024

수량과 수질 및 수생태를 동시에 고려한 수자원 관리를 위해서는 신뢰도 높은 중기 유량 예측 기술이 필수적이다. 이를 위해서는 기상자료의 특성에 대한 이해와 더불어, 시공간 해상도가 낮은 기상예측 정보를 고해상도 분포형 수문모형에서 효과적으로 활용하는 기술이 중요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형 WRF-Hydro와 선행시간 288시간까지의 기상정보를 제공하는 Global Data Assimilation and Prediction System (GDAPS)를 활용해 고해상도 중기 유량 예측을 수행하고 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상 유역인 낙동강 지류 금호강 유역에 대해 100 m 공간해상도의 WRF-Hydro모형을 구축하고 기상지상관측자료 Automatic Weather Stations (AWS)& Automated Synoptic Observing Systems (ASOS), 기상수치예보모형 GDAPS, 기상재분석자료 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)를 입력자료로 적용한 유량 예측 모의 결과를 비교하였다. 2020~2022년 기간 3개의 강우사상에 대해 유역 평균 누적 강우량을 분석 결과, AWS&ASOS대비 GDAPS는 36%~234%, GLDAS 재분석자료는 80%~153% 범위의 과소 및 과대 산정되었음을 확인하였다. AWS&ASOS입력자료로 한 유량 예측 결과는 KGE, NSE지표가 유역 말단 강창교 지점 기준 0.6이상이었으나, GDAPS 기반 유량 모의는 강우 사상에 따라 KGE 값이 0.871~-0.131로 큰 변동성이 확인되었다. 한편, 첨두 유량 오차는 GDAPS가 GLDAS보다 크거나 비슷했지만, 첨두 홍수 발생시간의 오차는 AWS&ASOS, GDAPS, GLDAS가 각각 평균 3.7시간, 8.4시간, 70.1시간으로, 첨두 발생시간 측면에서는 GDAPS의 오차가 GLDAS보다 적었다. GDAPS를 입력자료로 한 WRF-Hydro 고해상도 중기 유량 예측은 첨두 유량의 불확실성은 크지만, 첨두 유량 발생시점에 대한 정확도는 상대적으로 높아 수자원 시설 운영에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.59-78
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• 2024

현재 터널 시공 시 인접 구조물 및 지반의 침하를 기준으로 안정성을 평가하고 있지만, 지반의 전단변형은 터널 굴착 및 작용하중 변화에 따른 지반의 파괴메커니즘을 결정짓는 주요 인자로서 터널 굴착 시 안정성 검토 및 보강영역 산정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는, 실내모형시험을 통해 도심지 연약지반에 병렬터널 굴착을 모사하여 병렬터널 굴착이 인접한 군말뚝 기초 및 인접 지반에 미치는 거동에 대해 분석하였다. 실내모형시험 시 근거리 사진계측을 활용하여 지중의 변위 및 지반의 전단변형을 구하고, 이를 바탕으로 2차원 유한요소 수치해석을 수행하였다. 역해석 결과 병렬터널의 필라부 수평이격거리 및 군말뚝 기초 선단부와 터널 천단부 사이 수직이격거리가 증가할수록 최대전단변형률이 감소하는 경향을 보였다. 필라부 수평이격거리가 증가할수록 두 번째 터널에 의해 첫 번째 터널 및 군말뚝 기초에 미치는 영향이 줄어들었다. 또한, 필라부 수평이격거리보다 군말뚝 기초 선단부와 터널 천단부 사이 수직이격거리가 지반의 전단변형률 결과에 미치는 영향이 상대적으로 더 큰 것으로 나타났다. 근거리사진계측과 수치해석 결과 인접 군말뚝 및 인접 지반의 침하는 설계 기준 이내로 측정되었으나, 지반의 전단변형률은 모든 Case에서 미소변형 범위를 벗어나 보강이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제68권4호
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• pp.431-437
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• 2023

본 시험은 강원도 북부 지대에서 대한민국 육성 조 품종의 재배모형을 설정하기 위하여 강원도 화천과 인제의 농가 포장에서 조생 품종 '미리메조'와 만생 품종 '황미차조', '삼다차조', 그리고 손가락조 품종 '손가락조 1호'에 대한 파종 시기를 달리하여 출수기 생태 특성을 분석하였다. 1. 강원도 북부지대에서 조 조생종의 출수기는 파종기가 5월 중순(5/15)일 때, 8월 초순으로 출수일수는 약 80일이었으며, 6월 하순(6/20) 파종 시에는 8월 하순으로 출수일수는 약 65일이었다. 2. 만생종은 5월 중순일 때, 8월 중하순(8/18~8/26)으로 약 100일이었으며, 6월 하순(6/20) 파종 시에는 9월 중순(9/8~9/15)으로 약 85일이었다. 3. 출수기 적산온도는 조생종은 파종기 5월 중순의 약 1,700℃에서 6월 중순의 약 1,500℃이었으며, 만생종은 약 2,100℃에서 약 1,900℃의 범위를 보였다. 4. 출수기 일장시간은 조생종은 14.0 h에서 13.2 h로, 만생종은 13.2 h에서 12.5 h의 범위였다. 5. 강원도 북부지대에서 국내 조 품종의 출수 한계기를 8월 하순으로 고려할 때, 출수기 한계 적산온도는 조생종은 약 1,500℃, 만생종은 약 2,000℃로 산정되었다. 6. 출수기간 중 일평균 기온이 증가함에 따라 출수일수는 단축되었으며, 두 특성 간에 부의 상관관계를 보였다. 7. 파종기 지연에 따른 출수기간 중 일평균 기온의 증가는 출수일수 단축 및 적산온도의 감소를 유도하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-139
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• 2024

기후변화에 따라 폭염, 폭우 및 가뭄을 포함하여 극단적인 기상 현상의 빈도가 증가하고 있다. 가뭄은 다른 자연재해와 달리 점진적으로 진행되고 장시간에 걸쳐 피해가 증가하는 특징을 갖고 있기 때문에 가뭄 발생의 특징을 이해하는 것이 매우 중요하다. 농업 가뭄, 특히 밭가뭄은 토양 수분의 부족으로 인해 농작물이 필요로 하는 물의 공급이 부족해짐으로써 발생한다. 이에 농업 가뭄에 영향을 미치는 주요 변수로 토양 수분을 활용하고 있다. 본 연구는 토양, 기상 및 작물 데이터를 통합한 모델을 활용하여 토양유효수분율을 산정함으로써 한반도 가뭄의 시공간적 분포와 경향성을 분석하였다. 또한, 기상인자와 토양유효수분율의 상관관계를 분석하여 기상 특성이 가뭄 발생 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 콩 재배기간 동안의 평균 토양유효수분율은 2018년에 88.6%로 가장 낮았으며, 2021년에는 103.2%로 가장 높았다. 콩 생육단계별 토양유효수분율 공간 분포를 분석한 결과, 2018년 개화기(S3), 2019년 잎 경엽신장기(S2), 2020년 유묘기(S1), 2021년 개화기(S3)와 2022년 유묘기(S1)에 가장 낮았다. 콩 생육단계별 평균 토양유효수분율을 기준으로 밭가뭄 빈도수를 평가한 결과 2018년 개화기(S3)에 22회로 빈도수가 가장 높았다. 토양유효수분율이 가장 낮을 때는 강우량과 증발산량과의 가장 큰 부(-)의 상관관계를 나타낸 반면, 토양유효수분율이 가장 높을 때는 강우량과 상대습도와 가장 큰 정(+)의 상관관계를 보였으며, 기준증발산량과는 가장 큰 부(-)의 상관관계를 나타냈다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권3호
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• pp.277-292
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• 2024

지형적인 이질성이 심한 강원도, 경상북도에 집중되고 있는 대형 산불을 관리하기 위해서는 위성 영상을 활용하여 효율적이고 신속한 피해 평가를 통한 의사 결정 과정이 필수적이다. 이에 본 연구는 2022년 3월 5일에 강원도 강릉 및 동해에서 발화하여 3월 8일 19시경 진화된 대형 산불을 대상으로, dNBR을 활용한 산불 심각도 산정과 등급에 영향을 미치는 환경요인을 도출하고자 하였다. 환경요인으로는 식생 또는 연료 유형을 대표하는 정규식생지수, 수종을 구분한 임상도, 수분함양을 나타내는 정규수분지수, 지형과 관련해서는 DEM 등을 수치화한 후 산불 심각도와의 상관관계를 분석하였다. 산불 심각도는 산불 피해 없음(Unbured)이 52.4%로 가장 넓었고, 심각도 낮음 42.9%, 심각도 보통-낮음 4.3%, 심각도 보통-높음 0.4% 순이었다. 환경요인의 경우 dNDVI, dNDWI와는 음의 상관관계를, 경사도와는 양의 상관관계를 나타내었다. 식생과 관련해서는 산불 심각도에 영향을 미치는 것으로 분석된 dNDVI, dNDWI, 경사도 모두에서 침엽수, 활엽수, 기타의 집단간 차이가 p-value < 2.2e-16로 유의미한 것으로 분석되었다. 특히, 침엽수와 활엽수의 차이가 명확하였는데, 강원도 지역에서 우점종인 소나무를 비롯하여 잣나무, 리기다소나무, 곰솔 등의 산불 심각도가 높아 침엽수가 활엽수에 비해 피해를 받는 것이 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권7호
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• pp.481-491
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• 2024

최근 발생한 가뭄으로 인해 수력발전량이 감소하고 있다. 또한, 미래 기후변화로 인해 가뭄의 빈도와 강도는 커질 것으로 예상되며, 이는 다목적댐의 수력발전량에 대한 불확실성이 커지게 할 것이다. 따라서 미래 기후변화 시나리오에 따른 수력발전량을 추정하고, 가뭄이 수력발전량에 미치는 영향을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 SSP2-4.5와 SSP5-8.5 시나리오에 따른 소양강댐과 충주댐의 수력발전량을 분석하였다. My water에서 제공되는 수력발전량, 발전방류량 및 총방류량 자료를 바탕으로 수력발전량에 대한 회귀방정식을 개발하고, SSP 시나리오에 따른 미래 수력발전량을 추정하였다. 또한 환경 빅데이터 플랫폼을 통해 제공되는 4개의 GCM (CanESM5, ACCESS-ESM1-5, INM-CM4-8, IPSL-CM6A) 모델에 대한 강수량 자료를 기반으로 표준강수지수(SPI)를 산정하여 연간 가뭄 심각도를 계산하고, 가뭄에 따른 수력발전량을 비교 분석하였다. 전체적인 분석 결과 기후변화는 수력발전량에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 소양강댐의 경우, SSP2-4.5 및 SSP5-8.5 시나리오에서 수력발전량이 감소하는 추세가 나타났고, SSP2-4.5 시나리오에서 CanESM 모델은 2031년에 65%, SSP5-8.5 시나리오에서 ACCESS-ESM1-5 모델은 2029년에 54% 감소하는 것을 나타냈다. 충주댐의 경우, SSP2-4.5와 SSP5-8.5 시나리오에서 기준 기간 대비 월평균 수력발전량이 INM-CM4 모델을 제외하고 감소 추세를 보였다.

• 한국식품영양학회지
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• 제19권1호
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• pp.79-90
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• 2006

본 연구는 대학생의 비만도에 따른 식습관을 포함한 생활 습관과 식품 및 영양소 섭취 상태를 분석하여 그 문제점을 제시하고 식생활을 비롯한 올바른 식습관 개선을 위한 기초자료 제공에 도움이 되고자 실시하였다. 조사대상자는 총 349명으로 남자 107명(30.48%), 여자 242명(69.52%)이며, 신장에 맞는 표준체중을 구하고 실제 체중과 비교하여 비만도를 산정하여 비만도가 90미만은 저체중군, 90이하 110미만은 정상 체중군, 110이상은 과체중군으로 분류하여 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 조사 대상자의 분포는 저체중군이 118명(33.8%), 정상 체중군이 213명(61.0%), 과체중군이 18명(5.2%)으로 과체중율에 비해 저체중의 비율이 높았으며 특히, 여학생의 경우 전체 여학생의 41.74%가 저체중으로 남학생(15.89%)보다 저체중의 비율이 높았다. 2. 조사 대상자의 60.46%는 규칙적인 식사를 하고 있지 않았고 유의적이지는 않으나 과체중군이 가장 불규칙적인 식사를 하였다. 하루 한 끼 이상을 거르는 대상자가 평균 52.44%였다. 하루 한끼 이상을 거르는 대상자는 과체중군에서 그 비율이 높았으나(72.22%) 유의한 차이는 없었다. 아침식사를 거르는 대상자(72.73%)가 많았고 식사량에 대한 조사에서 조사 대상자의 72.49%가 적당히 섭취하였다. 과체중군은 정상 체중군이나 저체중군에 비해 유의성은 없으나 과식하는 경향이 높았다. 3. 편식을 하지 않는 비율은 전체 조사 대상자의 55.01%였으며 비만도에 따라 편식을 하지 않는 비율을 살펴보면 정상 체중군(62.44%), 과체중군(55.56%), 저체중군(41.53%) 순으로 나타나(p<0.0019) 정상체중군이 가장 편식을 하지 않고 골고루 식품을 섭취하는 것으로 나타났고, 저체중군이 편식을 하는 비율(58.47%)이 가장 높아 편식은 과체중군보다는 저체중군에서 더 문제가 되는 것으로 사료된다. 4. 대부분의 조사 대상자(96.27%)가 간식을 하는 것으로 나타났다. 비만도에 따라 유의한 차이는 보이지 않았으나(p<0.0671) 저체중군에서 간식하는 비율이 높았다. 5. 조사 대상자의 음주율은 86.74%였고 흡연율은 19.54%였다. 흡연율은 비만도가 높을수록 흡연율이 높았다(p<0.0009). 6. 조사 대상자의 50% 이상이 매일 생선 콩 및 콩제품과 채소류를 먹고 있었고, 인스턴트나 패스트푸드는 정상 체중군이 저체중군이나 과체중보다 매일 섭취하는 빈도가 낮았다(p<0.0177). 7. 가장 낮은 영양 섭취 상태를 보여준 영양소(% RDA< 75%)는 철분과 칼슘으로 조사 대상자의 3/4에 해당하는 조사 대상자가 영양 부족 상태였다. 칼슘 섭취의 경우 정상 체중군이 과체중군과 저체중군보다 섭취율이 낮았으나(p<0.0257) 철분은 군간 유의차는 없었다. 8. 칼슘의 경우 과체중군이 저체중군이나 정상 체중군에 비해 영양소 적정비율(NAR) 값이 높았으며(p<0.0257) 철분, 단백질, 비타민 $B_1$과 $B_2$, 나이아신의 경우도 통계적으로 유의하지는 않으나 과체중군이 저체중군 또는 정상 체중군의 NAR 값이 높은 경향을 보여주었다. 9가지 영양소의 NAR을 평균한 MAR 값은 군간 유의적이지는 않으나 과체중군(0.76)이 정상체중(0.73) 또는 저체중군(0.73)에 비해 높은 값은 보여주었다. 9. 철분은 과체중군(1.67)이 저체중(0.80) 또는 정상 체중군(0.82)에 비해 영양 질적 지수(INQ)가 높았으며(p<0.0335), 비타민 $B_1$은 정상 체중군이 유의적으로 가장 높은 영양 질적 지수를 보여주었다(p<0.0452). 이상의 결과로 볼 때 대학생들은 과체중보다는 저체중의 비율이 높았으므로 적정 체중 유지와 더불어 잘못된 식습관과 식이 섭취를 하고 있었다. 이에 대한 인식과 이를 교정할 수 있는 영양 교육이나 이를 토대로 한 세대를 짊어질 대학생들의 영양 및 건강 증진을 위한 적절한 영양 교육이나 프로그램이 개발되고 실시되어야 한다고 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권4호
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• pp.181-195
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• 2005

해상어류가두리양식장의 양식 활동이 해양환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 통영주변의 해상어류가두리양식장(Site A)에서 해수유동, 퇴적물, 저서동물 및 트랩 등의 현장조사와 수치모델-DEPOMOD를 이용하여 가두리양식장의 고형물 침강량 예측과 적정 고형물 침강량 산정으로 해상가두리양식장의 환경관리 방안을 제시하였다. 조사대상인 Site A 해상어류가두리양식장의 입식 어종은 common sea bass(Lafeolabrax japonicus), red seabream(Pagrus major), striped breakperch(Oplegnathus fasciatus) 등 4종이고, 입식량은 227,800미 (23.1MT) 였다. 가두리양식장의 입식밀도는 $43.0kg\;m^{-2}(6.1kg\;m^{-3})$ 이고, 사료투여 량은 $30.8g\;kg^{-1}day^{-1}(1.32kg\;m^{-2}day^{-1})$ 이였다. Site A 가두리양식장 중심의 저층 퇴적물의 ORP, AVS, COD, 탄소 및 질소 농도는 각각 -334.6mV, $0.43mg\;g^{-1}dry,\;17.75mg\;g^{-l}dry,\;10.19mg\;g^{-1}dry$ 및 $3.49mg\;g^{-1}dry$ 였다. 저서동물은 Capitella capitata가 $57.8\%$로 우점하였고, Infaunal Trophical Index(ITI)는 가두리 가장자리에서 20m 거리 내까지 20 이하로 나타났다. 트랩조사 결과 Site A의 고형물 침강량은 0m에서 $34,485g\;m^{-2}yr^{-1}$, 42m지점에서 $18,915g\;m^{-2}yr^{-1}$침강하는 것으로 나타났다 모델 예측 결과 Site A의 사료 미섭이율은 $40\%$, 연간 고형물 침강량은 63,401 kg으로 연간 사료 급이량의 $24.4\%$이고, 고형물 침강 면적은 $8,450m^2$으로 가두리 시설 면적의 16배인 것으로 예측되었다. ITI와 저서동물의 풍도를 통한 Site A의 지속 가능한 고형물 침강량은 $10,000g\;m^{-2}yr^{-1}$ 이하 인 것으로 예측되었다. 가두리양식장에서 고형물 침강량의 주 요인은 높은 미섭이율이고, 고형물 침강량을 최소화 하기 위해서는 사료 섭이효율을 높여주어야 한다. 모델에 따르면 미섭이율을 $40\%$에서 $10\%$로 줄이면 고형물 침강량이 1/2 수준으로 감소되는 것으로 예측되었고, 습사료, 생사료의 사용 대신에 배합사료(EP)를 사용할 경우 $57\%$정도 침강량이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 가두리양식장의 허가면적에 대한 시설 면적비는 $5\%$미만이 적정한 것으로 판단된다.