• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.159-167
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• 2000

최근 들어 합류식 분류식 하수관의 월류수 (CSOs, SSOs)가 수질오염에 미치는 영향이 상당하다는 인식을 하게되었다. 본 논문의 목적은 CSOs, SSOs에 함유된 입자성 및 용존성 오염물질을 제거할 수 있는 RFS (Rapid Floc Settler) 장치를 개발하여 입자물질과 용존물질의 제거효율을 분석하고 최적의 설계인자와 운전인자를 도출하는데 있다. RFS장치는 물리 화학적 폐수처리장치로 그 구조가 간결하다. Polyacrylamide (PAM)을 응집제로 사용하여 Jar test 결과 PAM이 철염, 황산알루미늄에 비해 우수한 응집특성을 나타내었다. 수면적부하율의 변화를 주어 처리효율 특성을 분석하였다. 유입수는 SS를 기준으로 50~1,000mg/L로 CSOs 의 대표적인 농도를 적용하였다. 수면적부하율이 $130m^3/m^2/day$에서 SS는 90%, COD는 80% 의 처리효율을 나타내었다. 수면적부하율이 기존침전조의 10배 이상 컸다. 또한 입경분석을 실시하여 입경 분포를 분석하였다. RFS장치는 CSOs, SSOs의 처리 이외에도 건설현장 고탁도물질의 제거, 소규모유역 유출수 제어, 하수처리장에서 초과용량의 하수처리, 오염된 소하천의 정화 등 그 적용성이 클 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.815-815
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• 2012

우리나라의 경우 1조원 이상 피해를 입힌 자연재해가 '98년 이후 집중적으로 발생하는 등 최근 급격한 도시화 산업화 및 범지구적인 이상기후 현상으로 자연재해로 인한 피해가 점차 대형화 다양화되는 추세이다. 그에 따른 국내 재해관리 및 사전예방의 중요성은 그 동안 여러 차례 기획사업 및 재정계획을 통해 제시된 바 있으나, 대부분 추진계획 수립에 그치고 실질적인 예산 편성시에는 충분히 반연되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 재해예방투자사업의 규모와 구체적 계획에 대하여 살펴보고자 한다. 재해사전예방 분야의 기존 투자계획으로는 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"과 "2005-2009 국가재정운용계획", "수해방지대책 백서" 등이 있었으며 그 중 "제1차 국가안전관리 5개년 기본계획"은 정부역사상 처음으로 시행하는 중 장기 국가재난관리정책으로, 풍수해대책, 설해대책 등의 자연재해를 비롯하여 총 17개의 재난유형별 재난관리대책을 포괄하고 있으며, 11개 부처 및 시도에 대해 27개 사업, 36조 8천억원을 투자하는 계획을 제시하였다. 가장 최근에는 2010년 8월에 국무총리실 주도 재난관리 개선 민관합동 TF팀을 구성하여 기후변화 및 기상이변에 선제적 대응 및 기존 방재체계에 대한 근본 패러다임 전환을 통한 선진적 방재시스템 구축을 추진하기 위하여 기후변화대응 재난관리 개선 종합대책을 마련하였다. 일선 경험이 많은 민간전문가 주도로 철저히 현장 중심의 문제점과 대안을 검토하고 대책을 준비함으로서 기존의 재난관리대책 구축방법과 차별성을 띄었다고 할 수 있다. 이번 재난관리 개선 종합대책에서는 5개 시 도의 현장조사와 기존대책을 분석하고, 전문가 의견 등을 검토하여 도시유역종합치수계획, 소하천 및 사방댐 정비, 소규모 시설 정비 등 26건을 포함한 '99년부터 3회에 걸쳐 추진한 재해관련 범정부 종합대책을 검토하여 필요성이 있으나 추진이 미흡했던 과제는 포함시켰다. 또한 기후변화 대응에 필요한 신규과제 및 재해취약요인이 드러난 도시방재를 위한 개선과제를 집중 검토하도록 하였다. 다수부처 관련 쟁점과제에 대해서는 주관부처를 정하거나 민간 전문가가 참여하는 조정회의 및 세미나, 공청회를 통해 보완 검토하였다. 그 결과로서 2011년 전년대비 재해예방 관련 사업에 대한 국고 투자규모는 도시침수방지 17%, 수자원 관리 25%, 항만 정비 17%, 산사태 예방 24%, 농업기반시설 정비 20%, 위험지 정비 19%, 재난 예측 및 대응시스템 개선 16% 증가하여 투자계획이 수립되었으며 전체적으로는 약 21% 증가된 투자계획이 수립되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.381-381
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• 2017

수자원 분야에 대한 기후변화의 영향은 홍수, 가뭄 등 극치 수문사상의 증가와 변동성 확대를 초래하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 예년에 비해 발생빈도 및 심도가 증가한 가뭄에 대한 모니터링 및 피해경감을 위해 정부에서는 국민안전처를 비롯한 관계기관 합동으로 생활 공업 농업용수 등 분야별 가뭄정보를 제공하고 있다. 국토교통부와 환경부는 생활 및 공업용수 분야의 가뭄정보 제공을 위해 광역 지방 상수도를 이용하는 급수 지역과 마을상수도, 소규모급수시설 등 미급수지역의 용수수급 정보를 분석하여 가뭄 분석정보를 제공 중에 있다. 하지만, 미급수지역에 대한 가뭄 예?경보는 기준이 되는 수원정보의 부재로 기상 가뭄지수인 SPI6를 이용하여 정보를 생산하고 있다. 기상학적 가뭄 상황과 물부족에 의한 체감 가뭄은 차이가 있으며, 미급수 지역의 경우 지하수를 주 수원으로 사용하는 지역이 대부분으로 기상학적 가뭄지수인 SPI6를 이용한 가뭄정보로 실제 물수급 상황을 반영하기는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미급수지역의 주요 수원인 지하수의 수위 상황을 반영한 가뭄모니터링 기법을 개발하고자 하였으며, 가용량 분석이 현실적으로 어려운 지하수의 특성을 고려하여 수위 거동의 통계적 분석을 통해 가뭄을 모니터링 할 수 있는 방법으로 접근하였다. 국가지하수관측소 중 관측기간이 10년 이상이고 강우와의 상관성이 높은 관측소들을 선정한 후, 일수위 관측자료를 월별로 분리하여 1월~12월 각 월에 대해 핵밀도 함수 추정기법(kernel densitiy estimation)을 적용하여 월별 지하수위 분포 특성을 도출하였다. 각 관측소별 관측수위 분포에 대해 백분위수(percentile)를 이용하여, 25%~100% 사이는 정상, 10%~25% 사이는 주의단계, 5%~10% 사이는 심한가뭄, 5% 이하는 매우심함으로 가뭄의 단계를 구분하였다. 각 백분위수에 해당하는 수위 값은 추정된 Kernel Density와 Quantile Function을 이용하여 산정하였고, 최근 10일 평균수위를 현재의 수위로 설정하여 가뭄의 정도를 분류하였다. 분석된 결과는 관측소를 기점으로 역거리가중법(inverse distance weighting)을 통해 공간 분포를 시켰으며, 수문학적, 지질학적 동질성을 반영하기 위하여 유역도 및 수문지질도를 중첩한 공간연산을 통해 전국 지하수 가뭄상태를 나타내는 지하수위 등급분포도를 작성하였다. 실제 가뭄상황과의 상관성을 분석하기 위해 언론기사를 통해 확인된 가뭄시기와 백문위수 25%이하로 분석된 지하수 가뭄시기를 ROC(receiver operation characteristics) 분석을 통해 비교 검증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.698-709
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• 2023

연구목적: 본 논문에서는 기후변화로 기존 도심지 침수 발생이 증가하는 현 상황에서 공동주택 단지에 소규모 우수저류시설을 계획하였을 때 기존 하류부 도심지 침수량 증가율과 기존 도심지 침수량 저감 정도를 분석하고자 한다. 연구방법: 미국환경보호청 SWMM 모델을 활용해서 대규모 하수도 모델을 구축하고 시뮬레이션을 통해 하류부 기존 도심지 침수영향을 분석하였다. 구축한 모델은 개발지구, 하류부 기존 도심지, 우수를 방류하는 하천유역 전체를 포함하였다. 연구결과: 대규모 개발행위 시 연구 대상지역에서 공동주택 블록별로 최소 우수저류조 용량을 산정하여 시뮬레이션한 결과, 하류부 기존 도심지에서 방재성능목표강우량 1시간 기준 4,893㎥, 2시간 기준 25,815㎥, 3시간 기준 55,528㎥의 침수량을 저감할 수 있을 것으로 나타났다. 결론: 본 연구와 같이 하류부 기존 도심지까지 고려한 대규모 침수 시뮬레이션을 실시하였을 때 하류부 도심지 침수가 크게 증가하는 것을 알 수 있고, 개발전 공동주택 단지 블록별로 필요한 우수저류조 용량을 계획하고 개발시 비용 지원 등으로 우수저류조 건설을 권장한다면 하류부 기존 도심지 홍수 부담을 감소시킬 수 있다.

• 한국지형학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-15
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• 2011

한반도에서 화강암은 볼록한 석산과 오목하고 넓은 하곡과 같이 극단적인 형태의 지형을 발달시키는 이중성을 드러낸다. 화강암은 강한 암석이어서 산지를 형성한다. 화강암 산지는 험준하고 깎아지른 능선과 깊고 가파른 계곡을 형성하기도 하고 완만하고 부드러운 산세를 보이기도 한다. 풍화미지형은 토르와 타포니, 나마, 그루브, S자형암벽 등이 대표적이다. 선캄브리아기의 단단한 기반암으로 이루어진 한반도는 신생대 중신세 요곡융기 이후 각종 지형형성작용을 받았다. 그 결과 대하천 중·상류 구간에는 크고 작은 침식분지가 형성되었다고들 한다. 침식분지로 소개되는 곳은 대부분 단층선이 지나가는 골짜기이다. 지질구조선이 둘 또는 세 방향으로 교차하는 골짜기는 시야가 트여 있어 분지로 이해하기 쉬웠다. 폐쇄적이고 고립적 어감을 지닌 '분지'라는 용어는 하천이 관류하지 않는 최상류 소규모 유역분지에 국한시켜 사용하는 것이 적절하다. 침식분지는 양구 펀치볼에서 그 전형을 보이는 바와 같이 접시를 닮았다. '소위' 침식분지의 경사급변점과 분지바닥을 이루는 충적지 사이 산록에는 완경사 지형면이 다양한 규모로 나타난다. 완만한 사면의 산록면에 대해서는 페디먼트, 주빙하성 사면퇴적물, 선상지, 하안단구 등 다양한 해석이 시도되었다. 한편 화강암이 심층풍화를 받으면 풍화층과 토양에 덮인 구릉성 산지와 평야를 형성하기도 한다. 심층풍화층은 규모가 작은 하천의 잦은 범람에도 쉽게 평탄화하는 성향을 보여 넓은 하곡과 평야를 발달시켰다. 한반도 서남부 해안지방은 해발고도가 낮고 기복이 작은 구릉지와 충적지가 넓게 펼쳐진다. 구릉지는 야산개발에 의해 밭 이외에 과수원, 목장, 임야로 이용된다. 하천 양안 충적지는 주로 논으로 이용된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권7호
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• pp.495-503
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• 2012

본 연구의 대상지인 굴포천은 산업화와 도시화로 인한 생활하수 및 공장폐수의 유입, 느린 유속과 하천 복개 등과 같은 유입오염원과 하천 구조적 문제로 인하여 수질이 악화되어 왔다. 특히 하천변의 소규모 영세 공장, 중 상류에 형성된 대규모 공업단지, 지역개발에 따른 인구증가로 인한 생활하수 등은 굴포천의 주오염원이다. 따라서 본 연구에서는 굴포천에 영향을 주는 다양한 수질 및 퇴적물의 오염원에 대하여 조사하고, 수체내에서의 오염현황을 모니터링하며, 퇴적물의 용출량을 평가하고 하천의 수질 및 퇴적물의 문제점 파악을 통한 합리적인 개선방향을 제시하고자 한다. 본 연구에서 오염부하량 조사결과, 굴포천 상류에서 하류로 향할수록 유량은 평균 72.8배 증가하였으며, 오염부하량은 평균 SS 111배, BOD 150배, COD 145배, T-N 222배, T-P 312배의 오염부하가 증가함을 알 수 있었다. 퇴적물의 오염 농도 범위는 강열감량의 경우 1.29~12.43%, COD는 4,015~37,547 kg/day의 범위로 나타냈다. 영양물질인 T-N, T-P는 각각 94.8~352.5 kg/day, 81.8~372.3 kg/day의 범위를 나타냈다. 퇴적물의 용출속도의 경우, T-N은 -14.46~$156.61mg/m^2/day$의 용출속도를 보였으며, T-P의 경우 -11.53~$26.10mg/m^2/day$의 용출속도를 보임으로서 퇴적물 용출에 의한 내부오염의 가능성이 있음이 나타났다. 본 연구의 결과를 통해 굴포천 유역을 효율적으로 관리하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.999-1009
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• 2022

춘천 물로리 지역은 지방상수도가 보급되지 않은 물복지 소외지역으로 복류수 및 지하수를 수원으로 하는 소규모 급수시설로 마을에 물을 공급하고 있다. 가뭄시 물부족 문제를 해결하고 증가하는 물수요에 대비하기 위해 계곡에 연하여 샌드댐을 설치하였으며, 2022년 5월부터 이 시설을 운영하고 있다. 본 연구에서는 과거 가뭄시 샌드댐이 있을 경우의 물공급 신뢰도를 평가하기 위해 MODFLOW모형을 이용한 지하수유출량 모의결과를 활용하여 미계측 기간인 2011년부터 2020년까지의 유입량 자료를 생성하였다. 기존 취수원과 샌드댐이 위치한 곳의 상류부 유역에 대해 SWAT-K 유역수문모델링을 수행하여 지하수유출량을 산정하고, 2021년 월별 지하수유출량에 대한 그 이전 10년 동안의 각 월별 지하수유출량의 상대적 비율을 구한 후 2021년 유입량 시계열 자료에 이 비율을 적용하여 2011년부터 2020년까지의 과거 유입량 자료를 생성하였다. 수요량 20 m³/일, 50 m³/일, 100 m³/일 세 가지 경우에 대해 과거 극한 가뭄시의 물공급 가능여부를 분석한 결과, 샌드댐 설치로 물공급 신뢰도가 증가하는 것을 확인 할 수 있으며, 수요량 100 m³/일인 경우에는 기존 취수원과 샌드댐을 연계 운영해야만 신뢰도 90%를 넘는 것으로 분석되었다. 세 가지 운영조건 모두 물공급 신뢰도 95%를 기준으로는 수요량 50 m³/일 이상, 신뢰도 99%를 기준으로는 수요량 30 m³/일 이상을 만족하는 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.720-728
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• 2012

강우시 상당 부분의 비점오염물질은 입자성물질에 흡착된 형태로 유출되기 때문에 비점오염물질의 유출 거동을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 입자성물질과의 상관성을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 그러나 강우시 오염물질별 유출특성과 입도분포와의 상관성에 대한 연구사례는 매우 부족한 실정으로, 특히 도시화가 진전되지 않은 비시가화지역을 대상으로 한 국내 연구는 보고된 예가 거의 없다. 본 연구에서는 논, 밭 및 임야 등으로 구성된 소규모 비시가화지역(유역면적 52.8 ha)을 선정하여 다양한 규모의 강우사상별 유출특성을 조사하고, 오염물질의 유출특성과 입자성물질의 거동 사이의 상관관계를 분석하였다. 또한, 비점오염물질의 유출에 미치는 입자성물질의 영향에 대하여 정량적인 분석을 실시하였다. 연구결과, 중소규모 강우에서도 초기유출현상이 관찰되었으며, 입자성물질이 영양염류 및 중금속의 유출과정에 큰 기여를 하고 있는 것으로 나타났다. 특히, $BOD_5$와 TOC의 유기물항목, TN과 TP의 영양염류, Al, Cr, Cu, Fe, Hg 및 Zn의 중금속항목 등이 SS (total), VSS, SS (d < $20{\mu}m$) 및 SS ($20{\mu}m$ $$\leq_-$$ d < $80{\mu}m$)와 높은 상관성을 보여 입자성물질과 유사한 유출거동을 갖는 것으로 나타났다. 한편, $COD_{cr}$, Cd, Mn 및 Pb는 입자성물질의 유출거동과 뚜렷한 상관성을 보이지 않았다. 비시가화지역에서 비점오염물질의 유출과정은 입자성물질의 거동과 상관성이 높을 뿐만 아니라 처리대상물질에 따라서도 상이한 특성을 갖는다는 점을 고려한 비점오염 저감시설의 도입이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권4호
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• pp.363-375
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• 2024

위성영상을 활용한 수체 변화 탐지 및 그 변화 연구가 최근 국내에서 여러 지역에 대해 다종 센서 적용으로 다양하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Google Earth Engine (GEE) 기반 Landsat 및 Sentinel-2 광학 위성영상을 사용하여 국내에 계측 운영되고 있는 중소규모 용수댐 및 농업용 저수지 각 2개소, 총 4개소에 대한 장기 수표면적 변화 분석과 이의 실제 계측 수위 및 저수율 자료, 수표면적과의 관계식 등을 이용하여 산정된 결과와의 비교 검증 및 그 수체 변화 적용에 있어서의 활용성 평가를 용수댐 19개년, 농업용 저수지 27개년의 기간에 대하여 각각 수행하였다. 그 결과 저수지별 수표면적은 적용된 정규수분지수(normalized difference water index), Canny Edge Detection의 이미지 분석 방법과 Otsu 수체 구분 경계설정 등을 통해 안정적으로 추출이 가능하였으며, 수체의 연중 뚜렷한 변화 양상을 비교적 잘 분석해 낼 수 있는 것으로 확인이 되었다. 이렇게 분석된 수표면적 시계열 자료를 실측 수위를 바탕으로 변환된 면적과 비교, 상관성 분석을 실시한 결과에서는 용수댐의 경우 그 계수가 0.8 이상으로 높은 상관성이 확인된 반면, 농업용 저수지의 경우는 0.5~0.7 수준으로 다소 낮은 결과를 보였다. 이는 농업용 저수지 운영 특성에 의한 결과로 위성영상의 분석보다는 비교할 대상의 자료가 제대로 확보되지 못한 점에 기인했다. 아울러 규모가 작은 저수지의 분석 결과에도 여러 불일치 구간이 존재해 향후 연구에서 소규모 저수지에 대한 추가적 선정 분석도 필요한 것으로 판단되었다. 이렇게 GEE를 통해 산정, 검토된 수표면적 변화는 저수지에 있어 수위 계측만으로는 파악할 수 없는 유역 전반의 수체 변화에 대한 공간적 정보로서 유용하게 활용될 수 있으며, 또한 장기간의 방대한 위성영상 자료를 효율적으로 처리할 수 있다는 점에서 그 활용성을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 향후 보다 다양한 크기 및 형상, 그리고 계측, 미계측 등 많은 개수의 댐 저수지에 대해 적용하여 저수지 군별 추가적인 연구 결과도 도출할 수 있을 것으로 기대된다.