• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.428-428
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• 2021

상수관망 내 수질사고는 매우 다양한 원인과 상황에서 시·공간적으로 광범위하게 발생가능하다. 일반적인 수질사고의 정성적 정의는 "정상적인 운영에 비하여 상대적으로 비정상적인 활동이나 행동에 의해 발생되는 수질문제"라고 할 수 있으나, 이는 매우 광의적이라 할 수 있으며 실제 현장에서는 발생 가능한 모든 수질사고 시나리오를 미리 예측하여 대비하기에 한계가 있다. 본 연구에서는 국외 및 국내 지자체, 그리고 K-water 등의 자료를 확보하여, 상수도 공급계통에서 발생한 수질사고 사례 및 발생 빈도 등을 분석하였다. 이를 상수도 관망 내에서 발생빈도가 잦고 피해영향이 큰 대표 수질사고 발생 시나리오 선정에 활용하였다. 과거 사례를 분석한 결과, 관망 내 대표적인 수질사고는 정상적 운영조건 (예, 정수처리문제에 의한 유출수내 고탁도 발생)뿐 만 아니라, 비정상적인 운영조건 (수계전환, 밸브조작 등에 의한 유속, 수압 변동에 의한 고탁도 발생)에서 발생 가능함을 확인하였다. 이와 같은 대표적 수질사고는 수리학적 조건의 변화에 따라 관망 내 수질이 변화되어 발생되므로, 수질사고의 현실적인 모의를 위해서는 합리적인 수리학적 관망해석이 수반되어야 한다. 상수관망 시스템의 수리해석 기법은 크게 수요기반해석(Demand Driven Analysis; DDA)과 수압기반해석(Pressure Driven Analysis; PDA)로 구분 가능하다. 기본적으로 정상적 운영조건은 수요기반해석의 수행이 적절하며, 비정상적 운영조건은 수압저하에 의한 수리적상태가 변동하므로 수압기반해석이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 대표적 수질사고의 모의 시 필요한 적정수리해석 기법을 제안하고, 각 적정 해석기법 별 검·보정이 필요한 인자들에 대해 제시하였다. 이와 같은 수리해석 기법을 적절히 활용할 경우, 관망 내 탁수사고 발생 가능성이 높은 지점 등을 결정하는 방법론의 정확도가 높아질 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.35-43
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• 2014

각기 다른 돈분 처리시스템 운영 과정을 포함하여 액비의 농경지 살포에 따른 옥수수 재배에 대한 환경영향을 분석하기 위하여 전과정 평가방법을 적용하였다. 전과정평가의 첫 번째 부분은 사용될 분석 항목을 구성하는 것으로 돈분 처리시스템 운영에 대한 유입 및 배출에 대한 항목이며, 전과정 영향평가를 위한 다음 단계로서 전체 환경부하를 최종적으로 하나의 지수로 통합하기 위하여, 특정 항목에 대한 자료를 취합하고 분석하는 것이다. 전과정 영향 분석을 위한 실례로서 호기 및 혐기소화시스템 운영부터 호기 및 혐기 액비의 농경지 시용에 대한 옥수수 재배과정에 이르기 까지를 평가하였다. 농업환경영향에 대한 부하량 평가에서, 혐기소화액을 이용한 옥수수 재배에서는 수계부영야화가 7.6배 높았으며, 지구온난화에 대한 생태지표 지수(Eco-indicator value)는 10.9 tonne $CO_2$ eq.로 0.9배 적게 배출하는 것으로 산정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.453-460
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• 2005

우리나라에서는 1970년대 후반 이후 여러 기관의 상이한 필요성과 측정목적에 따라 별도의 측정망에서 수질측정이 이루어져 왔으며, 이러한 수질측정망의 분산된 운영으로 인한 일관된 측정 원칙의 결여는 수질자료의 관리에 많은 어려움을 야기하고 있다. 이는 과거 수질측정망의 확대 과정에서 과학적인 측정지점 선정 원칙이 결여된 채 수질 악화로 인한 관리의 필요성 증대에 따라 관리자의 경험과 주관적 판단에 의해 이루어졌기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 장단기 수질변화 경향의 파악, 수질환경기준 위반사항 조사, 수질변화를 야기하는 외부 영향 파악, 용수이용 지원, 특정시기의 수질변화 규명 등 전통적인 측정망 운영 목적과 함께 오염총량관리제 시행에 따른 배수구역별 오염부하량을 산정, 과학적인 수질정책 수립을 위한 수질모델 적용 지원, 물관리정보화 지원 등 새로운 물관리 환경 변화에 따른 운영 목적에 대하여 이를 만족시킬 수 있는 수질자료 생산을 위한 수질측정망의 측정 지점 선정방법을 개발하고, 이를 한강수계에 적용하여 수질측정망의 개선 확충 방안을 제시하고자 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.41-50
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• 2004

본 연구에서는 퍼지제어기법을 이용한 홍수조절 모형의 적용성을 파악하기 위해 한강수계 단일댐에 적용하였다. 개발된 모형들의 홍수조절능력을 비교하기 위해 1984, 1990, 1995년 대홍수 발생시 실제 운영실적과 본 연구에서 개발된 모형들의 가상운영결과를 비교하였다. 본 연구에서 개발한 3개 모형은 모두 실제 적용성을 고려하여 댐의 수위와 유입량이라는 2가지 정보량으로부터 방류량을 결정토록 하였으며, 최대방류량 역시 댐 설계시 기준인 허용최대방류량을 초과하지 않도록 하였다. 각 홍수사상에 대해 적용한 결과 기존의 댐 운영결과에 비해 홍수위를 낮출 수 있으면서도 하류부의 피해 최소화에도 적절한 것으로 나타나 퍼지제어모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1317-1321
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• 2007

대표적인 하천수질모형으로는 정상상태 모형인 QUAL2E와 비정상상태 모형인 CE-QUAL-RIV1이 있다. 정상 및 비정상상태 수질모형의 용도는 QUAL2E가 월별 및 순별 장기수질예측에 매우 활용도가 높다고 하면 CE-QUAL-RIV1는 갑작스런 수질사고와 같은 단기수질모의 즉, 댐방류 플러싱효과를 분석하는 효과에 매우 최적화된 모형이라 할 수 있다. 대부분의 하천 수질 예측모델이 비정상상태 흐름이 아닌 정상상태 흐름만을 고려하여 개발되었기 때문에 댐이나 수문에 의해 차단된 조절하천에서 부정류 흐름상태를 고려한 수질예측 모델이 필요하다. 본 연구의 대상 유역인 서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형 하천으로 자연적인 하천흐름이 원활하지 않은 정체수역이다. 따라서 장기간 오염물질이 퇴적되고 있으며, 이로 말미암아 수질오염이 매우 심한 곳이기도 하다. 서낙동강은 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량에 따른 하천수질의 영향이 크며, 개발욕구가 강한 경상남도 김해시와 부산광역시 강서구가 위치한 수계로서 현재 발생부하량 뿐만 아니라 장래에 예상되는 발생부하량도 매우 큰 하천이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 가장 근원적인 방안은 적절한 수문운영을 통하여 수역 내의 유속을 적절히 조절하고, 이를 통하여 수질개선 효과를 확보하는 것이다. 본 연구에서는 정체수역인 서낙동강의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량을 수문운영에 따라 하천유량을 통하여 실측하고, 이로 인한 수질 변화를 체계적으로 조사함으로써 다수의 수문운영 조건에 따른 비정상상태에서의 서낙동강 본류의 수질을 실측하여, 수질이 좋은 낙동강 본류 원수의 유입에 따른 수질개선 효과와 녹산수문 방류에 의한 플러싱 효과를 정량적으로 평가해보고자 하였다. 본 연구에서 실측된 수문 유입량 및 방류량 증가에 따른 하천수질변화 결과를 비정상 하천수질모형을 통해 검증하고, 이를 활용하여 서낙동강의 수질 개선을 위한 적절한 유량 및 운영방안을 구축할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.317-321
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• 2010

대부분의 유역에는 다수의 댐이 건설되어 운영되고 있는 것이 일반적이며, 이들 댐 군의 효과를 극대화하기 위하여 연계최적운영 기법의 적용이 일반화 되고 있다. 2000년 수립된 국가장기수 자원계획에서도 이미 4대강 수계의 댐 군의 연계운영 효과로 2011년까지 6억 $m^3$를 반영하고 있다. 또한 프론티어 연구개발사업을 통해 순수한 시스템적인 개선으로 30억 $m^3$의 용수를 추가적으로 확보하는 방안이 오래전부터 진행되어 오고 있다. 이와 같은 방법론의 핵심은 수문기상의 예측정도를 높이고 장단기 강우-유출을 사전 혹은 실시간으로 예측하여 수자원시설물의 기능을 최대화시키는 전략으로 현재와 같이 댐과 같은 수리구조물을 신규로 건설하는데 어려움이 많은 경우 유용한 대안이 될 수 있다. 그러나 수리구조물의 운영에 필요한 많은 변수 중에서 가장 예측이 어려우며 또한 효과를 평가할 수 있는 가장 핵심적인 요소인 수문사상에 대한 정보의 신뢰도에는 한계가 있다. 다시 말하면 현재와 같은 상황에서 수자원시설물의 시스템적인 개선을 통한 편익의 신뢰도가 구조물적인 효과의 신뢰도를 보장하기 어렵다는 것이다. 결국 주어진 여건에서 수자원이용의 효과를 극대화시키기 위해서는 구조적 대안과 시스템적인 기법을 같이 적용할 수밖에 없으며 상호 보완적으로 활용하는 것이 가장 합리적일 것이다. 이와 같은 측면에서 구조적인 댐간 연결은 일정범위까지는 확실한 효과를 담보할 수 있으며 이 또한 시스템적으로도 유용할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 개념을 안동댐과 임하댐이 도수터널로 연결될 경우로 가정하여 예상되는 효과에 대하여 평가하였다. 평가방법은 일간연계모의모형과 일간도수연결모의모형을 개발하여 적용하였으며 무효방류량의 감소정도와 용수공급 증가량과 공급의 신뢰도, 부족량의 크기 등을 비교 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.108-108
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• 2019

낙동강에는 2010-2012년 4대강 사업 완료 후 8개의 다기능 보가 설치되었다. 보 설치로 인해 물의 체류시간이 증가하고 보 상류에는 정체수역이 광범위하게 형성되었다. 이후 지속된 가뭄과 여름철 고온현상이 겹치면서 남조류의 과잉성장(녹조현상)이 빈번히 발생하여 수생태계 건강성에 문제를 초래하는 등 사회적 이슈로 자리잡게 되었다. 조류의 과잉성장을 해결하기 위해 정부에서는 총인(TP) 방류수 수질기준 강화, 펄스형 방류기법 운영 등 대책을 추진하였으며, 녹조 우심지역을 선정하고 지역 특성에 맞는 대응방안을 수립하여 추진하고 있으나, 그 효과가 국부적이고 일시적이어서 근원적 대책 마련이 필요한 실정이다. 일반적으로 남조류의 과잉성장에 영향을 미치는 요소는 높은 영양염류(질소, 인)와 유기물 농도, 고온과 안정적인 성층강도, 그리고 남조류의 생리적 특성 등으로 매우 다양하기 때문에 정확한 발생 원인의 분석이 어려운 경우가 많다. 그러나, 보에 의해 흐름이 조절되는 하천에서는 유량, 유속 및 수온성층 등이 남조류 성장과 천이특성에 가장 민감한 영향을 미친다. 선행 연구사례에서는 유량과 남조류 생체량이 서로 반비례 관계를 가진다는 점과 상 하층간의 온도차(수온성층)가 남조류 우점과 밀접한 관련이 있다는 것을 보였다(Sherman et al. 1998). 따라서 최근 국내에서도 보의 관리수위를 낮추어 유속을 증가시키고 체류시간을 감소시켜 녹조문제를 완화하려는 노력이 추진 중이다. 하지만 하천의 수질은 물리적, 화학적, 생물학적 요인들의 복잡한 상호작용의 결과이므로, 단기간의 측정 결과로 보 수위 저하의 효과를 평가하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 과학적으로 평가하기 위해서 수리 수질 생태의 연동해석이 가능한 수치모델을 활용할 필요가 있다. 수치모델은 매개변수를 충분히 보정한다면, 다른 모든 요인은 동일한 조건에서 보 수위 저하만의 영향을 예측하는데 활용가능하다. 본 연구의 목적은 낙동강 수계 중류에 위치한 칠곡보-강정고령보 구간을 대상으로 3차원 수리 수질모델인 EFDC를 구축하고, 실측 자료를 이용하여 모델을 보정한 후 보 관리수위의 저하운영 시나리오에 따른 수질과 남조류의 시 공간적 변동 특성을 분석하는데 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.779-793
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• 1998

본 연구에서는 용수공급을 위한 이수관점에서 수력발전의 경제적 운영과 더불어 용수수요에 효과적으로 대처할 수 있는 댐군의 경제적 연계운영 최적화 모형을 제안한다. 제안된 모형은 댐군의 연계운영을 통한 발전방류의 최대화, 용수 수요량에 대한 물부족량(shortfall)의 최소화, 불필요한 여수로 방류량의 최소화, 홍수기를 대비한 저수지의 여유공간 확보, 그리고 발전효율을 높일 수 있는 저수위의 확보 등을 고려하였다. 제안된 최적화 모형은 구조적으로는 최적화 모형이지만, 실질적으로는 댐군의 연계운영의 행태를 표현한 시뮬레이션 모형이라 할 수 있으며, 용수공급계획 수립시 최대 용수공급 가용량 산정에 활용하기 위해서 개발된 모형이다. 최적화모형은 약 3,920개의 혼합정수변수와 약 7만$\times$13만 Node-Arc Incidence Matrix로 표현되는 네트워크 모형을 포함하는 여러 기간에 걸친 혼합정수계획 문제 (multi-period mixed integer programming)로 설계되었으며, 대형문제로부터 야기되는 수많은 자료를 효과적으로 처리하기 위하여 DBMS를 활용하였다. 본 모형의 효과를 검토하기 위하여 한강수계에 위치한 댐들 중에서 2개의 다목적 댐과 3개의 발전용 댐들의 연계운영에 실험하여 보았다. 실험결과, 본 연구에서 수립된 모형의 현실적인 이용을 위한 수정 보완과, 효과적인 댐 유역별 중장기 유입량 예측시스템이 개발되어 실시간으로 운영될 수 있도록 수정, 보완된다면 현재의 운영방법보다 더 좋은 운영방안을 제시하므로써, 환경보존에 따른 이득은 물론 용수공급 능력을 증대시킬 수 있는 대안이 될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.13-24
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• 1986

본(本) 논문(論文)에서는 북한강(北漢江) 수계(水系)의 소양강(昭陽江)댐 및 화천(華川)댐의 실시간(實時間) 홍수조절(洪水調節) 모형(模型)을 개발(開發)하였다. 그 방법으로는 feedforward-feedback control에 의한 Simulation기법은 사용하였다. 즉, 예측 유입량을 이용한 단일댐 운영방안에 의하여 구간 각 댐의 방류량으로부터 두 댐의 합류점(合流點)에서의 유량을 구한 후 Feedback control에 의하여 합류점(合流點)의 첨두 유량을 경감하도록 상류댐 방류량을 재조정하도록 하였다. 또한 개발(開發)된 모형(模型)에 관한 민감도(敏感度) 분석(分析)을 행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1773-1777
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• 2007

한국수자원공사에서 개발한 유역유출 모형인 RRFS의 모의를 위한 입력자료로 사용되는 생활, 공업, 농업용수 중에서 생활용수와 공업용수 수요량은 댐이나 하도에서 취수되어 수요자에게 전달되는 체계이기 때문에 농업용수 수요량에 비해 상대적으로 신뢰성 있는 값을 산정 할 수 있다고 사료된다. 그러나 RRFS의 모의운영 결과를 분석해 보면 농업용수 수요량이 급증하는 매년 5월경에 음유량 값이 다수 발생되고 있다. 이러한 원인은 강우로 인한 농업용수의 공급이 미반영 되었거나 유역의 물리적인 특성 변화를 반영하지 못한 농업용수의 수요량이 과대 산정된 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 상기의 문제점을 세밀하게 파악하여 해결하는 방법은 현재의 기술로는 어렵다고 판단하여 한국수자원공사 수자원연구원에서 산정한 일단위 소유역별 용수수요량을 일, 반순, 순, 월, 계절, 연별로 각각의 특성을 통계학적으로 분석하여 RRFS를 운영하는 현재시점에서의 적정 용수수요량 지표를 제시하고자 한다. 용수수요 지표는 각각의 용수수요량에 대하여 현재를 기준으로 과거로 연, 계절, 월, 순, 반순, 일단위로 분석된 결과를 바탕으로 총 5단계 즉, 용수수요량이 매우 많음, 많음, 보통, 적음, 매우 적음으로 구분하여 활용할 수 있도록 하였다.