• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2020

하나의 수계 또는 용수구역 내에서 작물생육기간 동안 지하수자원 수요량의 집중적인 증가로 인해 지역적 지하수 고갈이 발생하여 농작물 피해가 발생하고 있으며 과잉양수로 인한 지하수위 하강으로 사용자간 갈등도 빈번하다. 또한, 기후변화로 인해 극한기후인 가뭄의 잦은 발생은 이러한 현상을 가속화 한다. 지하수 산출성이 좋은 대수층의 공간적 분포는 복잡한 지질구조로 인해 균일하지 않으며 같은 대수층 내에서도 양수 위치에 따라 산출성은 다르게 나타난다. 이러한 지하수 수요와 공급 및 대수층 분포로 인한 지하수자원 불균형의 해소를 위해 지하수가 풍부한 지역에서 부족한 지역으로 지하수를 공급하는 방법을 적용할 수 있다. 이때 기술적용 지역의 지하수 사용 상황 및 공급 가능량을 정량적으로 평가하고 이를 기반으로 지하수 공급을 제어하는 것이 매우 중요하다. 지하수자원의 수요-공급 불균형이 발생할 때 즉각적으로 대응하기 위해서는 실시간으로 지하수 현황을 감시하고 이를 기반으로 공급 가능량을 산정할 필요가 있으며 이는 정보통신기술(Information and Communication Technology, ICT)에 기반한 관정연계관리체계(Well Network System, WNS)를 구성하는 기술 중 하나인 관정군집제어 기술로 구현될 수 있다. 수계 내에 설치된 기존의 양수정과 새롭게 추가된 관측정들을 4G LTE 네트워크를 통해 하나의 관정군으로 묶고 중앙 서버를 통한 자료 분석 및 양수 펌프 제어를 통해 대수층의 공급 능력과 사용자의 수요 현황에 따른 지하수자원의 체계적 분배를 구현하고자 하였다. 관정군집제어는 관정별 지하수위 및 양수정 양수량을 실시간으로 관측하고 이를 분석서버에 전송하여 해당 지하수계의 공급 가능량 및 인접관정 간섭 등을 분석하여 양수정의 펌프를 실시간으로 제어하고 양수된 지하수를 수요 지역으로 이송한다. 본 연구를 통해 관정군집제어 기술의 구현에 필요한 구성요소를 정의하고 이에 대한 구현 방법을 기술하여 WNS를 구성하는 하나의 요소기술 모델로 제시하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.53-53
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• 2019

최근 지구온난화로 인한 기상 이변의 이유로 우리나라뿐만 아니라 세계 여러 국가에서 홍수 및 가뭄이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 우리나라에서는 게릴라성 호우가 빈번히 발생하여 저지대 및 많은 지역에서 홍수가 발생하고 있으며, 연평균 총 강우량은 매년 비슷하나 게릴라성 호우와 같은 폭우의 빈도가 증가되고 있어 상대적으로 과거에 비해 가뭄의 발생기간도 길어지는 실정이다. 다시 말하면 게릴라성 호우와 같은 폭우는 잦아졌지만 강수량 자체는 감소하는 추세이다. 이는 홍수와 가뭄의 위험이 더 커졌다는 것을 의미한다. 이에 우리지역의 전체 물 이용 및 관리의 효율화가 필수적이며, 물 이용량의 약 50%를 차지하는 농업용수의 효율적 이용 및 관리가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 관개기에 필요한 물이 얼마나 사용이 되는지에 대한 작물의 생육시기별 필요수량을 산정하고, 산정된 필요수량의 갈수빈도분석을 실시하고자 한다. 갈수빈도분석을 통해 재현기간에 따른 작물의 순별 필요수량 따라 저류조에 유입되는 빗물의 양으로 얼마만큼 해결이 되는지 확인하여 빗물의 사용량을 산정하여 저류조의 적정 용량을 검토하고자 한다. 작물계수를 이용하여 작물별 필요수량은 HOMWRS　프로그램을 이용하여 산정하며, 작물별 생육시기에 따른 필요수량에 대한 갈수빈도분석은 수문 통계 분석과 적합도 검정을 통하여 GUM, PT3, GEV, GLO, GPA 및 GNO분포를 대상으로 적정 분포를 선정한다. 선정된 분포형을 통해 재배작물별 생육시기에 따른 필요수량 계열의 설계 필요수량을 산정한다. 이에 따른 필요수량과 갈수빈도분석 결과를 통해 재배작물의 순별 수요량을 추정한다. 재배작물의 순별 물 수요와 잠재적인 저류조의 높이를 통해 빗물을 얼마만큼 재이용할 수 있는지에 대한 수용 비율(sufficiency ratio)을 산정하고. 순별 수요량에 따른 밭 작물의 적정 빗물 저류조 용량을 결정하는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.465-465
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• 2011

강우가 발생하거나 관개를 함에 따라 농경지의 토양침식물, 잔류 비료나 농약 등의 비점오염원은 지표 및 지하 유출과 함께 거동함으로써 지표수 뿐 아니라 지하수 수질에도 영향을 미칠 수 있다. 특히, 최근 고부가가치 농산물 수요의 증가로 전국적으로 시설재배 농업이 확대되고 있으나 시설재배 내에서의 비점오염원 유출특성에 관한 연구는 미흡하다. 따라서 시설재배 농업과 관행농업의 비점오염원의 거동 및 지하침투 오염부하를 비교 평가하고 비점오염원을 저감하기 위한 적절한 방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시설 및 관행재배 지역의 지하침투 오염부하량을 평가하기 위하여 주변 영향이 배제되어 시설재배와 관행재배의 비교 평가 가능한 포장 및 광역 단위 시험포장을 선정하고 모니터링 시스템을 구축하였다. 먼저 필지 단위와 광역 단위 단위에서의 모니터링 시스템을 설계하고, 수문 및 수질 분석 항목을 설정하였다. 이를 바탕으로 관행재배지에서의 물수지 모니터링을 위하여 기상 및 강우량, 지하수위, 토양수분, 관개 및 배수량을 측정하기 위한 장비를 설치하고, 토양수 및 지하수의 물질 수지 분석을 분석하기 위한 토양수, 지하수, 논담수 등의 수질 샘플망을 구축하였다. 또한 시설재배지에서의 물수지 모니터링을 위하여 기상, 지하수위, 토양수분 및 관개량을 측정하기 위한 장비를 설치하고, 토양수 및 지하수의 물질 수지 분석을 분석하기 위한 토양수, 지하수, 관개용수 등의 수질 샘플망을 구축하였다. 향후 본 시험 포장에 대한 지속적인 모니터링과 샘플링 실시하여 다양한 항목에 대한 조사 및 분석이 이루어진 다면 시설재배지 비점오염원 모니터링 및 정량화 기술개발을 통해 시설재배지에서의 비점오염에 대한 정량적 자료구축이 가능할 것으로 판단되며, 기초적인 자료를 제공함으로써 국내 농업비점오염총량 추정 기술에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.589-597
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• 2010

하수처리 시스템에서의 생물학적 영양염류 기준이 강화됨에 따라, 표준활성슬러지공법으로 운전 중인 하수처리장의 고도처리 공법으로의 개보수 필요성이 증가하고 있다. 그러나 실제 하수처리 시스템에서의 다양한 유입조건 및 운전조건의 복잡한 반응 구성으로 인해 실험을 통하여 개보수된 고도처리공법의 최적조건을 찾는 것은 쉽지 않은 일이며, 이는 많은 시간과 비용을 소모하여 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 활성슬러지공정모델(ASMs)을 기반으로 한 하수처리장의 모델링 및 시뮬레이션 기법을 통하여 하수처리장의 고도처리공법으로의 upgrading 설계를 수행하며, 이를 통계적이며 체계적으로 접근하기 위해 반응표면분석법(Response surface method)을 통한 고도처리공법의 설계 최적화를 수행하였다. 또한 실규모 하수처리장에서의 운전 최적화를 위해서는 하수처리의 동력학적 매개변수에 대한 정확한 분석이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 다변량 통계분석 기법인 부분최소승자법(PLS)을 통하여 하수처리 시스템의 동력학적 매개변수 간의 상관관계를 파악하며, 고도처리공법 하수처리장의 운전 결과에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 본 연구를 통해 하수처리장의 고도처리공법 upgrading 설계 및 운전 최적화를 위한 방법론을 제시하였으며, 이를 통하여 설계시간 및 경비 절감 등 고도처리공법으로의 고효율적인 개보수가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.879-883
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• 2005

우리나라는 하천유역의 도시화 추세 속에 불투수층의 증가로 빗물의 일시 유출로 인한 홍수발생으로 많은 인명과 재산피해가 발생하고 있어 방재적 차원에서의 수자원관리가 시급한 실정이다. 또한, 초기 빗물과 합류식 하수도의 월류수에 의한 하천, 호소, 및 습지의 수질오염문제도 많이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 콘크리트로 제작된 PC 지하식 빗물저류시설로서 상부의 공간은 공원, 운동장, 주차장 등 다양하게 이용하면서 방재와 치수를 가능케 할 수 있다. 또한, PC 콘크리트 빗물저류조는 현장 타설이 아닌 PC콘크리트 블록을 현장에서 조립하여 시공기간이 대폭적으로 단축되고, 작업환경 및 주변환경을 개선시킬 수 있다. 또한, 지하수의 보전, 회복을 위한 빗물저류 침투 시설 역할도 수행하여 비상용수를 확보하고 여름철 홍수 시 빗물을 가두어 재해를 방지하는 등의 다목적 시설로 활용된다. 지하 매립형 빗물저류조는 기존의 암거설계기준을 참조하여 일본의 내진설계 기준을 반영하였으며, 고강도 콘크리트를 사용하여 강도 또한 뛰어나다. 그리고 시공이 간편하고 공기의 단축에 탁월한 효과를 나타내며, 빗물저류조 설치는 다음과 같은 특징이 있다. 1. 지하저류형 빗물저류조 시설로 설계되어 토지의 효과적인 이용이 기대된다. 2. 공사기간이 짧아 경제적이다. 3. 안정된 구조체이다. 4. 부지의 형태에 맞춘 시공이 가능하다. 5. 소규모에서 대규모의 유수지까지 광범위하게 대응이 가능하다. 6. 방재역할 수행 및 빗물이용의 역할을 담당할 수 있다. 7. 불투수층이 증가하고 있는 도시지역에서 적극 활용가능하다.로 판단된다.한 예비방류의 시행과 강우종료 후에도 이수용량에는 손실이 없는 저수지의 관리방안의 지침이 되는데 효율적이라 판단되었다. 방법을 개발하여 개선시킬 필요성이 있다.>$4.3\%$로 가장 근접한 결과를 나타내었으며, 총 유출량에서도 각각 $7.8\%,\;13.2\%$의 오차율을 가지는 것으로 분석되어 타 모형에 비해 실유량과의 차가 가장 적은 것으로 모의되었다. 향후 도시유출을 모의하는 데 가장 근사한 유출량을 산정할 수 있는 근거가 될 것이며, 도시재해 저감대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것이라 판단된다.로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.637-637
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• 2015

2009년 미국에서 처음으로 스마트워터그리드의 개념이 도입된 이후로 국내외 국가 기관뿐만 아니라 민간 기업에서도 스마트워터그리드에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 스마트워터그리드는 IBM의 진출을 시작으로 Veolia, Suez 등 다국적 물관리 기업들이 사업을 추진 중이다. 국내의 ICT기술과 수자원시스템의 융합을 통하여 용수 수요 공급량을 실시간으로 파악하고 관리하여 수자원의 지역적 시간적 격차를 해소하는 스마트워터그리드 연구가 국내에서도 진행 중이다. 물관리 시장 주도권을 확보하기 위해 글로벌 물기업간 경쟁이 심화되고 있으며, 개별플랫폼을 구축 활용하여 신규기업의 물산업 진출을 가로막고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 국외 물산업 시장 진출을 위하여 통합플랫폼 개발 및 체계적인 데이터 구조 설계가 필요하며, 본 연구는 스마트워터그리드를 운영하기 위해 여러 곳에 분산되어 관리 운영되어지고 있는 수자원 및 물관리 데이터의 통합을 위한 체계적인 데이터베이스 구조설계에 대한 연구를 수행하였다. 이에 본 연구에서는 스마트워터그리드 도메인 내에 주력하고 있는 통합데이터베이스 구조를 외부 데이터 마이닝과 연계하여 확장하는 구조로 현실적이고 단기적인 데이터 통합효과를 위해 ETL/데이터웨어하우스방식을 적용하여 데이터 통합을 추진하였다. 지자체간 분산되어 있는 데이터베이스간의 연동은 관련 법제도 및 지자체간 협의 등 다양한 문제가 연루되어 있어 단기적으로는 B2B 데이터 연동방식을 응용하여 구성하였다. 광역 중앙 제어를 위한 통합데이터베이스는 가상DB 방식을 고려하였으며, 이는 지자체별로 구성된 통합DB에 대한 인터페이스 및 Wrapper 플랫폼을 적용하였다. 이 플랫폼간의 연동은 WaterML2.0을 적용함으로써 단기간내 구현이 가능하도록 하고 상호운용성에 문제를 해결하며, 실시간 데이터 연계를 추구하였다. 본 연구를 통해서 궁극적으로는 수자원 및 물관리 데이터의 통합을 위해 해당플랫폼에서 스키마 맵핑, 프로토콜 변환 정합 등을 실시하며, 실시간 데이터 마이닝 및 통합이 가능하도록 구성함으로써 향후 스마트워터그리드의 빅데이터 플랫폼 개발까지 확장해나갈 수 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.249-256
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• 2012

The paper describes a design methodology that can select a proper reliability factor and apply the selected reliability factor into the real water distribution system. Reliability factors which are used for the assesment of water supply networks, can be categorized by a connectivity, a reachability, an expected shortage and an availability. Among these factors, an expected shortage is the most proper reliability factor in the aspect of economic evaluation. Therefore, the expected shortage is applied to draw a water supply reliability into Changwon water supply systems. And the economic pipe diameter can be determined as 600mm for a connection pipe in the pipe network from the estimation of the expected shortage. Also, a quantitative effect of the connection pipe can be expressed in terms of the reduction, which is estimated by the expected shortage of 30,269$m^{3}$ from 68,705$m^{3}$ at initial condition to 38,436$m^{3}$ under the connected condition with the diameter 600mm pipe.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.14-22
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• 2014

석유화학공장에서 화재 폭발사고는 매년 반복되고 있으나 화재 방호시스템에 관한 국내 법규는 최악의 화재 시나리오에 대응하기에는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 석유화학공장에서 국내외 화재 방호시스템의 기준을 비교 분석하고 울산국가산업단지 석유화학공장 32개소의 소화설비 현황을 조사하였다. 결론적으로 석유화학공장에서 소화용수는 최악의 화재 시나리오를 기반으로 하여 설계하고 고정식 물분무 설비, 고가 모니터 노즐, 워터커튼 설비, 대용량 포모니터 설비와 같은 소화설비가 최악의 화재 시나리오에 대비하여 설치되어야 할 것으로 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제17권2호
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• pp.102-114
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• 1990

본 연구는 배수갑문의 관리 및 운용 상황을 알기 위하여 삽교호를 모형으로 분석하였으며, 수리모형실험을 통하여 농지개량사업 계획설계기준의 제안식을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 삽교호의 9개년간의 평균 개문(開門)높이 4.13m이었고, 평균 조작연수(操作連數)는 4.04연(連), 연(年)평균 조작회수는 67회(回)이었으며, 배제시간은 연(年)평균 192시간 32분, 1회(回) 평균 2시간 53분 이었다. 2. 삽교호를 통하여 공급한 용수는 연(年)평균 8,815만톤으로 삽교호 유효저수량의 약 1.4배이며, 월별 최대 양수월(揚水月)인 5월의 양수량은 평균 2,956 만톤/년으로 유효저수량의 약 1/2을 양수하였다. 3. 설계기준에 제시된 오리피스 공식은 수중오리피스에서 완전오리피스 형태로 바뀌는 경계영역에서 급격한 배제량의 단절이 나타났으며, 이는 실제 수리현상과 다르므로 개선되어야 한다. 4. 오리피스의 공식은 수중과 완전으로 구분하여 사용하고 있으나, 내 외수위 및 수문 개방도를 고려하여 유량계수를 적용하면 수중 및 완전 오리피스의 모든 경우에도 $q=C{\cdot}W\sqrt{2gH_1}$의 공식을 적용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권11호
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• pp.977-987
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• 2018

상수관망시스템의 운영목적은 탄력성을 높여 각종 비정상상황에 유연하게 대처할 수 있는 방향으로 점차 변화하고 있으며 이에 따라 비정상상황에 따른 단수구역 발생에 대한 사후대책 대비를 통한 탄력성 향상이 필수적이다. 이를 위한 가장 효율적인 방법은 수계전환에 따른 비상공급 수원확보이며, 비상관로를 통하여 인접 배수블록으로부터 단수된 구역에 용수를 공급할 수 있다. 성공적인 비상연계 운영을 위해서는, 수리학적 해석을 통하여 시공간적인 측면에서의 공급성능을 평가해야 한다. 비상연계 시, 공간적인 범위를 결정하는 주요 요소는 관경, 위치 및 관저고와 같은 비상관로에 해당하는 제원이며, 시간적인 범위를 결정하는 주요 요소는 연계배수지의 용량과 정수장에 공급 가능한 추가수량이다. 본 연구에서는 A시의 상수관망에 대하여 배수지 1지에 문제가 발생하여 타 배수지들로부터 비상연계를 받는 시나리오에 대하여 모의를 진행하였다. 배수지의 저류량 및 유입량에 대한 모의를 위하여 Advanced-Pressure Driven Analysis 모형을 사용하였으며, 수리해석 결과를 바탕으로 공급범위기준지표 및 공급시간기준지표를 산정하여 연계공급성능에 대한 다각도적인 평가를 진행하였다. 이에 비상연계에 대하여 소비자들이 실제 체감하는 공급성능을 시공간적인 측면에서 파악할 수 있었으며, 설계제원의 타당성에 대한 검토가 가능하였다. 이는 비상연계 성능향상을 위한 구조적 대책 및 비구조적 대책 수립에 대한 의사결정에 용이하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.