• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.155-160
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• 2008

본 연구에서는 다단계 전기화학적 반응기를 이용하여 환원제의 투입, 전극의 종류, 수리학적 체류시간(HRT : Hydraulic Retention Time) 및 전류밀도 변화에 따른 질산성질소의 제거효율을 살펴보았다. 실험결과, 환원제 투입은 질산성질소 제거효율을 증가시켰으며 에너지투입량은 감소시켰다. 전극종류를 변화시켰을 경우, 질산성질소 제거효율 및 전류효율의 차이는 거의 없었으나 Zn 환원제의 회수를 위해 B-type(1단 : Pt-Zn, 2단 : Pt-Zn, 3단 : Pt-Zn, 4단 : Pt-Zn)을 선정하였다. 수리학적 체류시간 변화실험에서는 수리학적 체류시간과 무관하게 동일전류밀도를 공급한 실험과 수리학적 체류시간 변화에 따른 전류밀도 변화 실험 즉, 단위부피당 동일 전류량 공급 실험을 진행하였다. 실험 결과, 수리학적 체류시간과 전류밀도 변화에 의해 농도분극현상과 적용전류량의 부족현상이 발생하게 된다. 즉 수리학적 체류시간이 감소할수록 농도분극현상은 감소하지만 단위 부피당 적용전류량이 부족하게 된다. 따라서 수리학적 체류시간과 전류밀도 실험을 통해 적절한 운전조건을 도출할 수 있으며, 내부 스페이서의 설치로 확산을 증가시킬 경우 질소제거효율 및 에너지효율이 증가될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.712-716
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• 2007

본 연구의 목적은 기존에 구축된 임진강 홍수예보시스템의 문제점을 분석하여 새로운 예보시스템을 구축하는 것으로, 주요 내용은 수문레이더의 활용, 유효우량 산정, 유출량 계산, 하도추적, 조위 영향 감안, 시스템 효율성 개선 등 여러 분야에서 기존 시스템의 문제를 분석하고, 이를 해결할 수 있는 새로운 시스템을 구축하는 것이다. 본 연구를 통해 새로이 구축된 임진강 홍수예보시스템은 수문학적 모형의 경우 기존의 소유역 구분을 개선하여 효율적인 홍수예보가 가능하도록 최적의 소유역을 재구성하였고, 이에 따른 소유역별 매개변수 산정, 평균 강우량 산정 등을 모두 새로이 구축하였다. 수리학적 모형의 경우에는 한강과 임진강, 서해 조위를 동시에 동역학적으로 고려할 수 있도록 시스템을 재구축하였으며, 최근의 측량단면을 이용하여 최적 조도계수를 재산정하였다. 본 연구를 통해 개선된 임진강 홍수예보시스템은 과거 홍수사상에 대한 적용을 통해서 검증되었다. 수문 레이더, 수문학적 모형, 수리학적 모형 등이 모두 전산시스템 상에서 원활하게 운영되는 것이 검증되었으며, 본 연구에서 개선된 시스템의 정확도 또한 실제 적용을 통해서 검증되었다. 따라서 본 연구에서 구축된 임진강 홍수예보 시스템을 통해 임진강 유역에 대한 홍수예보의 정확성, 효율성이 크게 향상된 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제24권1호
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• pp.132-140
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• 1998

회전원판공정(rotating biological contactorRBC)과 화학적 처리공정을 결합한 처리시스템을 이용하여 도시하수내 포함된 유기물과 영양염류를 제거할 경우에 수리학적 부하 (hydraulic loading)와 처리수 반송율 (recirculation rate)의 시스템 처리효율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각각의 수리학적 부하 0.031, 0.0535 및 0.076 $m^3/m^2/d에서 반송율을 100%, 200%, 300%로 변화시켰고, 질산화에 필요한 알카리도의 보충 및 화학적 처리를 위하여 lime(CaCO$_3$)을 가하여 유입수의 pH를 10.4-11.0으로 유지시켰다. 실험결과 수리학적 부하 0.0535 $m^3/m^2/d에서 BOD, COD의 제거효율이 가장 높게 나타났으며, 질산화 효율 및 질소 제거효율에서는 수리학작 부하 0.035 $m^3/m^2/d, 반송율 300%에서 가장 높았으며, 반송율별에서는 수리학적 부하를 고려할 때 300% 반송하는 것이 가장 높은 유기물 제거효율을 보였다. 반송율과 수리학적 부하를 증가시킬 경우에 발생되는 슬러지내 유기물 함량은 점점 증가하였고, 수리학적 부하 0.076 $m^3/m^2/d, 반송율 300%일 경우에는 유기물 함량이 47%로 매우 높았다. 이는 부하증가에 따른 미생물 성장의 증가와 더불어 수리학적 부하 증가에 따른 전단력의 증가가 영향을 미쳤기 때문이다. 인을 제거하기 위하여 pH를 10.4-11.0으로 유지시킨 경우에 인을 90%이상 제거할 수 있었으며, 유출수내 평균 SS농도는 40 mg/l를 상회하였다.

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.285-294
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• 2002

본 연구는 농업용저수지의 수질개선을 위한 인공습지 시스템에서 수리학적 부하조건과 수질정화 특성간의 상관관계를 평가하고, 습지의 조성과 관리에 관한 기본적이며 주요 인자들을 규명하고자하였다. 인공습지시스템은 저수지 중층수를 유입시키기 위한 양수장과 미나리, 창포, 줄, 부들, 갈대등의 정수식물을 식재한 6개의 개별습지로 구성되어 있다. 시스템은 자유수면흐름방식으로 유입처리유량 $0.012-0.122\;m^3/s$,수리학적 체류시간 0.5-2.0 hr의 수리학적 고부하조건으로 운영하였으며, 수심은 0.1-0.2m, 유입수질은 저수지를 대상으로 하여 비교적 낮은 영양염류 농도(TN 2.224-2.462 mg/L, TP 0.145-0.164 mg/L)를 가지고 있다. 본 연구기간 중 각 개별습지의 평균 수질정화효율은 TN 12.1-14.3%로 갈대조에서 높게 나타났으며, TP는 6.3-9.5%로 식물 종에 따른 른 차이가없었다. SS는 17.4-38.5%, Cht-a는 12.6-20.2%로 미나리조에서 높게 나타났는데, 이는 유입수 농도가 다소 높은 때문으로 판단된다. 시간당 정화량은 TN $1.299-2.343\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ TP $0.85-1821\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, SS는 $17.9-111.6\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$. Chl-3는 $0.011-0.094\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$로 정화효율에서와 달리 TN은 줄에서 가장 높았고, TP는 창포에서 높았다. 침강성 물질인 SS와 Chl-a는 미나리에서 높게 나타났으며, 미나리는 BOD, COD, TN, TP등 다른 수질항목에서도 높은 값을 보여주고 있어 정화효율에서와 같이 유입수농도가 습지내 물질제거에 영향이 있음을 보여준다. 정화효율 및 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계는 수심, 체류시간, 일유입량, 수리학적 부하량, 유입수 농도, 온도 등 다양한 변수에 의한 영향으로 비교적 낮게 나타났다. 정화효율과 수리학적조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과 0.016-0.731,일처리유량과는 0.015-0.868을 나타내었으며, 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과는 0.173-0.763,일처리유량과는 0.209-0.770의 범위를 나타내었다. 정화효율과 수리학적 부하조건간의 상관계수($R^2$)Tt 0.5 이상을 나타내는 각 수생식물 습지별 수질항목은 체류시간과 일처리유량에 대해각각 20%,정화속도와 수리학적 조건간의 상관계수는 체류시간에 대해 53%, 일처리유량에 대해73%가 0.5이상을 보이고 있어 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.6-6
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• 2019

상수관망시스템은 공급원으로부터 수요처까지의 용수공급을 위해 구축된 관수로 기반의 사회기반시설물로서, 주로 생활 및 산업 용수를 공급하므로 대규모 사회 경제적 피해를 방지하기 위해서는 안정적인 용수공급 능력이 요구된다. 네트워크의 다양한 특성에 의해 표현되는 상수관망시스템의 신뢰도(reliability)는 크게 시스템 내 구성요소의 안정성(mechanical reliability)과 용수공급의 기능적 안정성(hydraulic reliability)으로 구분할 수 있다. 특히, 시스템의 용수공급 안정성에 주목한 수리학적 신뢰도 연구는 많은 연구자들에 의해 지속적으로 수행된 바 있으며, 다양한 평가방법 및 지표들이 제시되어 활용 중에 있다. 기존의 수리학적 신뢰도 지표들은 주로 수요절점(demand node)에서의 공급가능 수량 및 수압을 바탕으로 산정되었다. 그러나, 절점(node)에서의 공급 상태는 결과에 해당하며, 원인 분석을 위해서는 관로(pipe)의 배치 및 규격을 분석해야 하는 번거로움이 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 직접 관로(pipe)의 공급 특성을 분석하여 네트워크의 신뢰도를 평가함으로써, 신뢰도 저하의 원인 분석 및 시스템 개선에 효율적으로 활용할 수 있는 신뢰도 지표를 산정하고자 하였다. 본 연구에서는 상수관로 내 수리학적 기울기가 전반적으로 균등할수록 설계 비용대비 공급 신뢰도, 즉 용수공급 효율이 개선되는 특징을 바탕으로, 네트워크 내 총 에너지 손실로부터 각 관로의 길이, 유량 등의 특성을 고려한 등가 수리경사(Equivalent hydraulic gradient)를 유도하여 모든 관로의 적정 수리경사로 제안하였다. 따라서 각 관로의 실제 수리경사를 대상으로 관로별 수리학적 균등성 지수(pipe hydraulic uniformity index)를 산정하였으며, 더 나아가 전체 시스템의 균등성 지수(system hydraulic uniformity index)를 산정하였다. 제안된 신뢰도 지표는 가상의 네트워크에서 지역 내 용수 사용량이 증가하는 등 용수공급 안정성을 저해하는 몇 가지 시나리오를 바탕으로 검증하였으며, 또한 기존 지표들의 신뢰도 평가 결과와 비교, 분석하였다. 본 연구는 향후 네트워크 최적 설계의 목적함수로 활용하거나, 네트워크의 보강계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-25
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• 2006

본 연구는 도시하수 처리시 부유성장 미생물만을 이용하는 MLE(Modified Ludzack-Ettinger) 공정과 부유 및 부착 미생물을 동시에 활용하는 하이브리드(hybrid)형 공정인 M-Dephanox(Modified-Dephanok) 공정의 유기물, 질소 및 인 제거효율을 수리학적 체류시간에 따라 상호 비교 검토하고자 하였다. H-Dephanox 공정은 기존 Dephanox 공정의 단점을 극복하기 위하여 고안된 공정으로서 기존 Dephanox 공정에 비해 탈질 효율을 증가시킬 수 있도록 고안되었다. 수리학적 체류시간에 따른 유기물, 질소 및 인 제거효율을 관찰한 결과 하이브리드 공정인 H-Dephanox 공정이 MLE 공정에 비해 높은 제거효율이 관찰되었으며, 특히 질산화의 경우 수리학적 체류시간이 6, 5, 4, 3.5 hr으로 짧아짐에 따라 MLE 공정이 M-Dephanox 공정에 비해 질산화 영향을 더 심하게 받는 것으로 나타났다. M-Dephanox 공정의 질화반응조에서의 암모니아성 질소 제거 효율은 질산화 반응조의 HRT 1.59 hr에서 약 92%를 나타내 매우 짧은 수리학적 체류시간에서도 질산화 반응이 원활하게 일어나는 것을 관찰 할 수 있었으며, 질산화 반응조로 유입되는 유기물의 영향을 심하게 받는 것으로 관찰되었다. 질산화 반응조에서의 HRT 단축은 전체 공정의 HRT도 줄이는 결과를 가져옴을 관찰 할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1006-1010
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• 2005

본 연구는 1차원 부정류 해석모형인 FLDWAV 모형을 이용하여 댐방류 또는 상류지점의 지류유입유량과 하류단의 조위에 따른 영향이 낙동강 하류 홍수위에 미치는 영향을 해석하고, 이를 GUI 시스템과의 연계를 통한 효율적인 홍수관리시스템을 구축하는데 있다. 또한 수리학적 모형수행을 위한 입력자료가 될 수 있는 수문학적 모형과의 연계방법을 제시하였으며 예측조위와 하구둑 방류량을 고려한 합리적인 하류경계조건을 지정하기 위해 회귀방정식에 의한 하류부 예측조위산정방법을 제시하였다. 본 연구에서는 적포교 수위관측소를 기점으로 하여 낙동강 하구둑까지 110km를 대상구간으로 설정하였다. 상류경계조건으로는 적포교지점의 유입량과 남강, 밀양강, 양산천 등의 지류유입량 등을 현재 한국수자원공사에서 적용하고 있는 KOWACO 홍수분석모형에 의해서 산정하였다. 또한 하류경계조건은 하구둑 내수위의 실측자료를 이용하였으며 향후 예측을 위한 적용성을 위해서 하구둑의 유입량과 예측조위조건의 상관성을 이용하여 회귀식을 산정하였다. 또한 해석결과의 효율적인 도시를 위해서 홍수추적 모형과 연계한 GUI 시스템을 구축하였다. 과거 발생한 홍수사상에 대해서 적용한 결과 실측치와 관측치가 유사한 수위 거동을 나타내고 있었다. 본 연구의 결과를 이용하여 다른 수계에서도 홍수예경보시스템의 구축을 위한 수리학적 모형과 수문학적 모형의 연계를 통한 좀더 신뢰성있고 정확한 해석결과를 제시할 수 있을것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.589-589
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• 2016

최근 도시화 및 기후변화에 의한 홍수피해의 증가로 인하여 이에 대응하는 방안으로 저영향 개발(LID) 요소기술에 관하여 다양하게 개발이 되고 있다. 하지만 이러한 요소기술에 대한 효율을 검증할 수 있는 표준화된 검증방법 및 기기는 부재한 실정이다. 본 연구에서는 LID 기법 및 개수로에서의 수리학적 실험 및 관측이 가능한 스마트 적응형-다목적 광폭 개수로 실험 장치를 개발하였다. 다목적 개수로를 이용한 실험으로는 수문학적 측면에서 첨두 유출량, 침투량, 지체 및 저류 효과, 차단, 유출빈도 등을 확인할 수 있으며 토질학적 측면에서는 비탈면 침식, 토양침식, 사면 안정 등을 실험할 수 있다. 또한 환경적 측면에서는 오염 부하량, 토양 유실량, 토사유출, 유사 이동, 비점오염원 등을 실험 할 수 있다.

• 한국양식학회지
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• 제13권3호
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• pp.267-275
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• 2000

이 연구는 값싸고 높은 비 표면적을 제공할 수 있는 발포스티로폼 입자를 packed column 에어레이터의 산소전달 매질로 이용 가능성을 알기 위하여 매질의 깊이와 수리학적부하량에 따른 산소 전달 특성과 효율을 조사 하였다. 이용된 발포스티로폼 입자는 직경 2.5 mm의 구형이었으며, 비표면적이 1350 $m^2$/$m^3$으로 일반적으로 이용되는 매질에 비해 약 3.7~7.0배 더 넓은 비표면적을 제공할 수 있다. 이 매질을 직경 10 cm, 높이 1 m의 내부 관찰이 용이한 아크릴 관으로 제작한 packed column 에어 레이터에 0, 4.5, 9그리고 18 cm의 매질을 채워 넣고, 수온 20, 25 및 3$0^{\circ}C$에 대해 수리학적 부하량을 2, 4 및 5.6 $m^3$/$m^2$/min로 각각 달리하여 산소전달특성을 실험한 결과(Exp. 1),모든 실험 수온에서 수리학적 부하량이 증가함에 따라 표준산소전달률이 증가하였으나 매질의 깊이는 9 cm 까지는 증가하다가 18 cm에서는 감소하였다. 표준산소전달률은 매질 깊이 9 cm에서 수리학적 부하량이 5.6 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 그러나 수리학적 부하량이 증가함에 따라 펌프의 소모 전력이 증가하여, 단위소모 전력당 표준에어레이션 효율은 매질의 깊이 9 cm에서 수리학적부하량 2 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 따라서 모든 수리학적 부하량에서 매질의 깊이 9 cm 일 때 표준산소전달률과 표준에어레이션 효율이 가장 좋았다. 이 매질을 직경 20 cm, 높이 2 m의 PVC관으로 제작한 packed column 에어레이터에 깊이를 0, 9, 18, 27 및 36 cm로 넣고 순환여과식 시설 내에 실험실 규모의 적용실험을 통해 에어레이터의 효율을 조사하였는데 (Exp.2), 실험 수온 27$^{\circ}C$에서, Exp. 1에서와 동일한 3개의 수리학적 부하량에서 산소 전달률을 측정한 결과, Exp. 1에서와 같이 수리학적 부하량과 매질의 깊이의 증가에 따라 산소 전달률이 증가하였으며, 매질의 깊이가 가장 깊은 36 cm에 대해, 수리학적 부하량이 2 $m^3$/$m^2$/min 일때, 2 kg 02 kg $O_2$/kW-hr의 가장 높은 표준에어레이션효율을 나타내었다. 위의 두 실험 결과에 따라 packed column 에어레이터에서 발포스티로폼 입자를 산소전달 매질로 이용하여 산소 전달률을 증가시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.288-294
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• 2000

본 논문에서는 동영상 압축 기법을 향상시키기 위하여 효율적인 detail 추출 기법을 제안한다. 기존의 top-hat 변환을 이용한 기법은 고립되어 있고 시각적으로 중요한 detail의 추출에는 효율적이지만, 영역의 경계에서는 비효율적이다. 제안된 기법은 수리형태학적 Laplacian 연산의 영역경계 정보추출의 성질을 이용하여 압축을 향상시키고 저비트율을 제공한다. 실험결과를 통해서 제안된 기법이 기존 기법보다 효율적임을 보이고 수리형태학적 Laplacian 연산 적용의 타당성을 설명한다.