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확산파에 기초한 분포형 유출모형의 개발 및 적용 (Development and Application of Diffusion Wave-based Distributed Runoff Model)

  • 이민호;유동훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권7호
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    • pp.553-563
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    • 2011
  • 분포형 유출모형에 대하여는 컴퓨터의 발달과 지리정보시스템의 구축 및 관련정보의 제공이 활성화되면서 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 분포형 유출모형은 대상유역을 보다 세분 요소화하여 계산하는 이론적이고 물리적인 기반의 모형이다. 본 연구에서는 토지피복 상태에 따라 결정되는 매개변수와 2차원 확산파 방정식에 기초하여 지표면에서의 유출량을 계산하는 모형을 개발하였다. 기존에 연구되었거나 개발 중인 유출모형은 대부분 Manning-Strickler의 평균 유속공식과 Manning 조도계수를 이용하여 유속과 유량을 산정하고 있다. Manning 조도계수는 사용상의 편의성 때문에 보편적으로 사용하고 있으나, 차원이 일치하지 않고 추정 시 모호한 문제점이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 연구에서는 Manning-Strickler식뿐만 아니라 차원이 일치하는 Chezy의 평균유속공식을 적용하여 유출모형을 개발하였다. 또한, Chezy의 마찰계수를 적용하기 위하여 조고의 함수로 표현되는 지수형 마찰계수 산정식을 도입하였다. 따라서 모호한 조도계수의 개념을이용하지 않고 거친 정도를수치화하여 물리적인 의미를 가진마찰계수를 산정하고 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 개발된 모형을 부채꼴 실험유역과 장방형 실험유역 및 실제유역인 안성천유역을 대상으로 6개의 사상을 적용하여 그 적용성을 확인하였다.

농업형태가 다른 한강 상하류 소유역의 하천수 및 농업용 지하수 수질 (Water Quality of Streams and Agricultural Wells Related to Different Agricultural Practices in Small Catchments of the Han River Basin)

  • 정영상;양재의;주영규;이주영;박용성;최문헌;최승출
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.199-205
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    • 1997
  • 한강 상류와 하류의 농업 형태가 유역의 토양 및 수질오염에 미치는 영향을 평가하기 위하여 농업 형태가 다른 대표 소유역을 선정하여 소유역 하천수와 지하수질에 대한 현황을 조사하였다. 조사 대상지는 강원도 횡성군 둔내면 주천강 지류의 일반 농업지대, 평창군 대관령일대의 대규모 축산 단지와 고랭지 농업지대, 춘천시 소양강 지류 농업 지대일원, 그리고 경기도 구리시 왕숙천 일대의 도시 근교 농업지대이었다. 조사결과 중금속은 특정한 시기의 왕숙천을 제외하고 불검출 또는 미량으로 큰 문제가 없는 것으로 나타났으나, 질소와 인, 특히 질산태 질소의 오염은 하천수와 지하수 일부에서 높은 수준으로 나타났다. 조사된 소유역의 하천수 수질중 pH, EC, COD등은 농업 용수로 적합한 수준이었으나, 시설 원예 지대에서 관개용으로 사용하고 있는 일부 지하수 중 질산태 질소의 농도가 높은 상태로 작물을 재배할 때 물관리와 시비 관리에 세심한 주의를 하여야 하는 수준이었다. 작물 재배를 위해 농업용수를 사용할 때에는 EC와 질산태 질소의 농도 수준을 동시에 고려하여 적절히 사용하는 것이 바람직하다.

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유기성 폐기물의 자원화 가능성 및 퇴비 이용 전망 평가 (State and Prospects of Organic Waste Composting in Korea)

  • 신항식;황응주
    • 유기물자원화
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    • 제6권2호
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    • pp.7-30
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    • 1998
  • 본 연구에서는 국내 유기성 폐기물의 발생 현황과 자원화 가능성을 산출, 평가하고 현재의 퇴비화 처리 및 이용을 조사한 후 앞으로의 활성화 방안을 제시하였다. 먼저, 유기성 폐기물의 대표격인 음식물찌꺼기는 정부의 꾸준한 감소노력으로 점차 발생량이 감소하고 재활용율도 '97년 9.6%까지 점차 증가하는 추세에 있음을 알 수 있었다. 그러나 이러한 재활용율은 아직 미진한 수준으로 더욱 더 향상시키는 것이 필요하며 적극적인 분리수거, 재활용 체계 구축이 꾸준히 진행되어야 하는 것으로 판단되었다. 한편 '97년 전국 축산분뇨의 발생량은 126,339톤/일로서 '94년 발생량 112,750톤/일 보다 11.2%가 증가한 것으로 산출되었고, 전국 77개소의 하수종말처리장에서 발생되는 하수처리슬러지는 '96년도에 하수처리량의 0.03%에 달하는 하루 3,500톤 정도가 발생되는 것으로 나타났다. 사업장 일반 유기성 폐기물과 별도의 관리를 필요로 하는 사업장 지정 폐기물 중 유기물류 등 '96년도 전체 유기성 산업폐기물의 잠재에너지함량은 연간 288만TOE로 산출되었으며 이는 '96년 우리나라 1차에너지 총소비량 1억6천5백만TOE (통상산업부, 1997)의 1.75%에 달하는 것으로 평가되었다. 이중 폐수처리 오니는 재활용율이 31%대에 그치고 상대적으로 매립처리의 비율이 높은 상태로서 발생량이 큰 것을 감안할 때 향후 보다 더 재활용에 대한 고려가 필요한 것으로 분석되었다. 퇴비화 원료는 주로 축산폐기물, 인분, 식품가공 부산물, 어박류, 부엽토, 톱밥 등이었으며, 최근에 이르러 비로소 음식물쓰레기, 오니류의 퇴비화가 시도되고 있었다. 퇴비생산량은 '96년 4월 현재 288개 생산업체에서 약 42만톤 정도를 생산하고 있었으며, 농업용으로의 사용이 가장 많았고 그 외 산림용이나 조경용으로의 사용은 매우 제한되어 있었다. 결론적으로, 퇴비 이용의 활성화를 위해 퇴비제품 규격의 표준화, 퇴비분석 및 품질관리 방법의 확립, 분리수거 및 퇴비화를 통한 품질 개선 등이 필요한 것으로 사료되었다. 특히 도시 산업 유기성 폐기물 퇴비의 사용 증대를 위해 확실한 부숙퇴비의 생산과 함께 중금속 등 유해물질을 줄이는 것이 퇴비 생산량의 증가 못지 않게 중요하다 판단되었다.

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토지이용의 변화가 홍수유출에 미치는 영향분석 (Analysis of Runoff Impact by Land Use Change - Using Grid Based Kinematic Wave Storm Runoff Model (KIMSTORM) -)

  • 김성준;박근애;전무갑
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.301-311
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    • 2005
  • 본 연구는 안성천의 평택수위관측소 상류유역을 대상으로 점진적인 도시화로 인한 토지피복변화가 수문변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 1986년과 1999년 Landsat TM 영상을 사용하여 최우도법에 의해 토지피복도를 작성하였으며, 토지이용의 변화에 따른 하천유출량의 정량적 변화를 모의하기 위해서는 격자기반의 분포형 강우유출모형인 KIMSTORM모형(김성준 등, 1998)을 사용하였다. 1998년에서 2003년까지 총 7개의 강우사상을 선정하여 평택과 공도 두 지점에 대하여 모형을 보정 및 검정하였다. 1986년을 기준으로 1999년에 대한 하천유출량 변화는 유역내 $4.8\%$의 산림면적과 $4.0\%$의 논면적이 감소한 상태에서, 160.5mm의 강우조건에서 평택수위관측소 지점의 첨듀유출량이 $30.3\%$, 총유출량은 $9.3\%$ 증가한 것으로 나타났다.

단계양수시험을 이용한 최적 양수량, 우물효율 및 영향반경 산정 (Estimation of optimal pumping rate, well efficiency and radius of influence using step-drawdown tests)

  • 최현미;이진용;천정용;전성천;권형표
    • 지질공학
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    • 제20권2호
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    • pp.127-136
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    • 2010
  • 본 연구에서는 현장에서 수행한 단계양수시험을 이용하여 최적 양수량, 우물효율 및 양수 영향반경을 산정하였다. 시험결과 최적 양수량은 KDPW 1, KDPW 2에서 수위강하가 0.5, 1.0 m 일어났을 때 각각 9.37, 16.20 $m^3/day$과 8.11, 14.10 $m^3/day$으로 계산되었다. 또 우물효율은 KDPW 1에 대하여 72.02~90.73%의 효율을 그리고 KDPW 2에 대하여 70.62~88.52%의 효율을 보였다. 한편 정류상태 해석으로 영향반경은 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 3.50~31.92 m로 계산되었다. 또 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.14~37.43 m로 산정되었다. 부정류 해석결과에 따르면 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.02~8.34 m로 계산되었다. 그리고 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.24~9.68 m로 계산되었다. 본 연구에서 적용한 방법론은 오염지하수 양수처리법의 설계에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

철도차량 배선절감 방안 및 효과분석에 관한 연구 (A study on the wire reduction design and effect analysis for the train vehicle line)

  • 이강미;김성진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.711-717
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    • 2017
  • 철도는 대규모 승객 수송과 운행서비스를 제공하는 공공교통수단으로 시스템의 신뢰성과 안전성의 확보가 최우선적으로 요구된다. 철도차량의 배선은 제어신호선과 통신선으로 분류되며, 제어신호선은 차량주행 및 안전기능과 관련된 입출력 신호를, 통신은 방송 등 승객서비스에 대한 입출력신호에 사용되고 있다. 철도차량 신뢰성확보 방안 중 한 가지 방법으로 차량내 전장장치간 제어신호의 입출력 인터페이스로 train line을 적용됨에 따라, 제어회로 구성을 위하여 릴레이, 컨택터 등의 전기기계식 소자가 다수 적용되어 있다. 실제로 편성 내 차량제어논리가 수 천 접점으로 구성됨에 따라 접점 불량 등 고장시 오류확인이 어렵고, 실시간 상태확인이 불가능함에 따라 정기적인 유지보수에 많은 인력과 시간이 투입되어야만 한다. 본 논문에서는 국내 철도차량내 주행 및 안전기능과 관련된 전장품의 제어기간 제어신호선 설계현황(종류, 복잡도)을 분석하고, 설계를 단순화하여 제작양산성과 유지보수 효율성을 향상시키기 위한 3가지 제어배선절감 방안을 제안하였다. 적용결과 국내 4량 1편성의 전동차에 적용시, 약 35% 이상의 배선절감 효과를 확인하였다.

고빈도 진동 환기가 동맥혈의 호흡성 가스에 미치는 영향 (Factors influencing arterial $CO_2$ tension in cats during high frequency oscillation ventilation)

  • 도준영;이재익;이관호;김영조;정재천;이현우;이석강
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제6권2호
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    • pp.47-55
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    • 1989
  • 고빈도 진동환기가 동맥혈의 가스분압에 미치는 영향을 알아보고자 저자들은 9마리의 고양이를 대상으로 진동빈도, 일회분출량 및 bias flow를 다양하게 변화시켜 아래와 같은 결과를 얻었다. 1) 일회분출량과 bias flow를 고정시킨 후 진동빈도를 점차 증가시켜 도 $PaCO_2$의 변동은 없었다(Table 1). 2) 진동빈도를 고정시킨 후 일회분출량과 bias flow를 변화시켜 관찰하였던 바 $PaCO_2$는 bias flow의 변화와는 상관관계가 없으나, 일회분출량의 변화와는 유의한 상관관계가 있었다(p<0.01)(Table 2, Fig. 1). 3) $PaCO_2$는 진동빈도를 15Hz로 고정시킨 상태하에서는 1회 분출량 및 bias flow를 증가시켜도 큰 변동없이 정상으로 유지되었다(Table 2). 이상의 결과로 고빈도 진동환기법에서 $PaCO_2$의 결정인자는 진동빈도와 bias flow와는 무관하였고 일회분출량과는 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

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유역 내에서의 산사태에 의한 토사발생특성 분석 1. 토사발생모의 및 검증 (Analysis on Characteristics of Sediment Produce by Landslide in a Basin 1. Simulation of Sediment Produce and its Verification)

  • 유철상;김기욱;김성준;이미선
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.133-145
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    • 2010
  • 본 연구에서는 강우에 기인하는 산사태에 의한 토사발생특성을 분석하였다. 이를 위해 1차원 불포화 지하수해석을 수행하여 강우에 따른 토양수분의 거동을 추정하였으며, 무한사면해석법을 이용하여 토양수분상태에 따른 유역단위 사면안정해석을 수행하였다. 사면안정해석에는 산사태의 발생 및 파괴깊이에 영향을 주는 토양심 및 여러 식생인자들을 함께 고려하였다. 파괴사면의 회복기간을 고려하여 연별토사발생량을 계산한 결과, 1963, 1970, 2002년에 유역 내에서 많은 양의 토사가 발생하였음을 알 수 있었다. 위성영상을 이용한 모의결과의 검증결과, 분석에 사용한 매개변수의 불확실성에 기인하여 위성영상과 모형을 이용한 결과에서 나타나는 산사태 발생위치에는 다소 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 하지만, 오봉댐유역을 왕산천과 도마천 유역으로 구분하는 경우, 이 둘 소유역 단위의 결과는 약 20% 전후의 오차를 가지는 것을 알 수 있었고, 전체유역에 대하여 비교하면 약 4%의 오차만을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 위성영상을 이용한 토지피복분류과정상의 오차, 토지피복자료를 이용한 산사태 발생지역 구분과정상의 오차, 아울러 모형의 오차 등을 고려할 때, 이러한 오차는 매우 미미한 수준인 것으로 판단되며, 이를 통해 모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

시뮬레이션과 엔트로피 척도를 이용한 철도 차량기지 대안 선정 (Decision Making for Train Maintenance Facility using Simulation and Entropy measurement)

  • 김경록;천현재;이홍철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.2809-2817
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    • 2010
  • 본 최근 철도 산업이 국가 중심 산업으로 부상하면서 이 분야의 학문적 관심이 높아지고 있다. 특히, 철도 산업의 규모가 커짐에 따라 승객과 화물의 안전한 수송이 강조되고 있으며 이를 위해 철도 차량의 정기적인 검수 및 청소를 담당하는 차량기지의 건설이 증가하고 있다. 하지만 철도 차량기지 건설은 막대한 투자비용과 시간이 소요되며 효율적인 설계 및 시공을 위해 고려해야 할 조건이 많다. 따라서 본 논문에서는 복수의 차량기지 설계 대안들 중 가장 효율적인 설계안을 찾기 위해 시뮬레이션을 사용하여 분석하였다. 시뮬레이션 분석은 시설의 목적을 최대한 반영 할 수 있는 종속 변수를 선정 후 Warm-up 분석을 하였고, 분석 이후 안정화 상태의 종속 변수 평가치를 대안 별로 추출하였다. 그리고 시뮬레이션 실험에 의해 얻어진 각 종속 변수의 평가치는 다 속성 의사 결정 방법을 통해 대안 선정에 사용 되는데, 기존의 다 속성 의사 결정 방법은 절차적으로 복잡하거나 의사 결정자의 주관적인 능력에 기대는 단점을 가진다. 그러나 엔트로피 척도를 활용한 대안 선정은 의사 결정자에게 신속하고 객관적인 방법으로 대안 선정을 할 수 있게끔 도와준다. 따라서 본 연구에서는 철도 차량기지 설계의 신속한 최적 설계안 도출을 위해 엔트로피 척도를 이용하였으며 이는 차량기지 설계 프로젝트처럼 신속하고 객관적인 의사결정이 필요한 상황에서 매우 유용함을 보여주었다.

극동지역 러시아 해운사기업의 출현과 한국근해해운에 미친 영향에 관한 연구 (A Study on the Emergence of Private Shipping Enterprise is Far East Russia and their Impact on Korean Shortsea Shipping)

  • 이대우
    • 한국항해학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.43-53
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    • 1992
  • 1992년 전반기에 우리나라에 근해해운기업 3개사가 도산하였으며, 많은 그해해운기업이 심한 경영상의 어려움을 겪고 있다. 그러한 도산이유를 대별하면 기업 내적요인과 기업 외적요인으로 나눌 수 있을 것이다. 이 논문에서는 기업외적 요인의 하나로서 근해지역에 있어서의 선박의 과잉공급과 운임의 덤핑을 상정하고서 최근 소련의 연방해체 이후 극동지역에서 생성되기 시작한 러시아의 해운사기업의 생성배경 및 경영형태를 분석하고, 그러한 러시아의 해운사기업이 보유하고 있는 선박이 우리나라의 근해해운시장에 미치는 영향을 살펴본 뒤 이에 대처하기 위한 우리나라 해운정책의 기본방향을 제시한다. 이 논문의 목적을 달성하기 위하여 사용된 연구방법은 문헌조사, 현장조사, 그리고 면접법이다. 본 연구는 러시아 해운사기업의 생성근원이 되는 국영해운기업, 실제로 극동지역에서 경영되고 있는 러시아의 해운 기업 및 러시아 연방정부의 교통부산하 해운국을 방문하여 각 조직의 최고 책임자 및 주요 인사를 대상으로 면접과 현장조사를 실시하였으며, 일본 및 러시아의 해운연구기관의 주요인사와 우리 나라의 해운기업의 최고경영자들도 본 연구의 면접대상에 포함되었다. 이 연구에서 도출된 주요 결과로서는 첫째, 러시아의 해운사기업은 소련연방산하에 이었던 국영해운기업에서 제공된 매운 낮은 용선료의 선박과 우리나라의 근해선사 또는 대리점과의 노우 하우(know-how) 의 결합에 의해 생성되었으며 둘째, 그러한 매커니즘에 의해서 우리나라 근해지역에 영업활동중인 러시아 선박은 재화중량톤수 약 4천 내지 5천톤에 해당하는 하천.해상형태(river sea type)의 살물선으로서 총 40여척에 달하고 있으며, 셋째, 그러한선박의 용선료는 1992년 3월에 현재 우리나라 근해해운시장에서 형성된 용선료 수준의 50% - 60%에 해당하며, 넷째, 우리나라의 근해화물을 원활하게 확보.수송하기 위하여 일부의 선박은 편의치적국의 선적을 이용하여 운항되기도 한다. 이 연구의 결과를 바탕으로 한 정책적 제언은 경영기술, 자본력, 선박의 질적수준 및 경쟁의 측면에서 일본보다도 취약한 상태에 있는 우리나라의 근해해운을 성장.발전시키기 위해서는 정부는 먼저 연안해운에 적용시키고 잇는 면허제도를 점진적으로 개방화시켜 우리나라의 연안해운의 자본력을 증강시키고 경쟁원리에 의한 경쟁력을 제고시켜야 하며, 제 2선적제도의 발달과 해운경영의 국제성에 맞추어 근해해역에서 활동하는 우리나라의 선박에대해서 부분적으로 선박의 국적을 점차 개방시켜 나가는 정책을 검토해야 할 단계라는 것이다. 이러한 점에 있어서 지난 30여년간 외항해운부문에 중점을 두어온 우리나라의 해운정책은 이제 근해해운정책의 개발에도 관심을 기울여야 하는 전환점에 있다고 할 수있다.

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