• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.197-208
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• 2006

본 연구에서는 기개발된 교량세굴 유지관리 시스템의 현장 적용성을 검증하기 위하여 실제 교량현장에 대한 사례연구를 실시하였다. 사례연구는 강릉국도 관내의 20개 교량을 대상으로 지반조사를 포함한 현장조사, 설계 홍수량에 대한 교량세굴의 해석, 그에 따른 교량기초의 지지력 평가 및 위험도 등급 결정 그리고 교량세굴 유지관리 체계에 대한 종합적인 평가 등의 절차에 의해 진행되었다. 교량세굴 유지관리 시스템은 사례연구를 통해 세굴로 인한 교량기초의 위험도를 정량적으로 평가할 수 있는 유용한 시스템임이 검증되었으며, 효율적인 방재대책을 수립하고 홍수 시 교량의 안전을 확보할 수 있는 합리적이고 체계적인 시스템으로 제안된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.145-152
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• 2006

본 연구에서는 영산강 유역의 본류를 대표하는 나주지점과 황룡강 유역을 대표하는 선암지점에 대하여 물리적인 매개변수를 이용하지 않는 인공신경망 이론을 이용하여 강우-유출 과정의 비선형 모형을 개발하였다. 본 연구결과 나주지점에서는 ANN_NJ_9 모형이 선암지점에서는 ANN_SA_9 모형이 강우-유출 특성을 가장 잘 반영하였다. 또한, 본 연구에서 개발한 GUI_FFS에 대하여 기 확보된 강우 및 유출량을 적용한 결과 실측치와 예측치 간에 0.98이상의 $R^2$값을 보임으로서 향후 수자원 및 하천계획 수립과 그에 따른 운영 및 관리에 효율성을 더할 수 있을 것이라 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.161-170
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• 2006

본 연구에서는 하천에서 오염물의 혼합 특성 연구를 위한 실험 방법으로서 방사성 동위 원소를 이용한 추적자 실험 방법을 제시하였다. 현장 실험시 추적자로서 방사성 동위원소를 사용할 경우 장점은 미량의 주입으로도 추적자의 감지가 용이하며 감지할 수 있는 범위 또한 넓다. 그리고 하상에 흡 탈착되는 추적자의 양이 비교적 작아 정확하면서 효율적으로 실험을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 국내 자연하천 중 다양한 사행형태를 갖는 만곡구간을 선정하여 현장조사 및 추적자 실험을 7회 수행하였다. 실험에서 수집된 수리량 및 농도자료로부터 추적자의 2차원적 거동을 분석하고, 다양한 산정법을 통해 종횡 분산계수를 산출하였다. 그 결과 만곡이 심한 구간에서는 추적운의 중심이 만곡의 외측에 치우쳐 이동함을 확인하였고, 종분산계수 및 횡분산계수가 직선구간에 비해 증가함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.187-195
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• 2006

본 연구에서는 세굴에 의한 교량기초의 위험도를 평가하고 효율적인 방재 대책수립을 위해 국내 세굴 특성을 고려한 교량 세굴 유지관리 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 GIS 기반 프로그램으로서 교량세굴 자료의 저장, 검색 및 출력이 가능하며, 크게 교량세굴 위험도에 따른 우선순위의 결정 및 유지관리 시스템의 두 부분으로 나뉜다. 교량에 대한 기존의 간단한 자료를 이용하여 초기 분류과정을 거쳐 현장 상세조사 우선순위가 결정되며, 이에 따라 현장 상세조사와 세굴 해석을 실시하여 교량세굴 위험도 등급을 결정한다. 위험도 등급은 예상 세굴심과 그에 따른 기초의 지지력 변화, 기초의 종류 및 근입깊이, 현재의 세굴 진행상태 등을 고려하여 모두 6등급으로 나뉘며 그 결과는 화면상에 표시되고 모든 자료는 데이터베이스 시스템에 저장되어 관리된다.

• 환경정책연구
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• 제9권2호
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• pp.157-184
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• 2010

본 논문에서는 실질적인 기후변화에 따른 지하수 함양량 산정 모델 개발 및 관리방안을 마련하기 위하여 기후변화에 따른 지하수 함양량 변화를 산정하는 방법론을 제시하였고, 지리정보시스템을 활용하여 연구지역의 미래 시기별 지하수 함양량을 추정하였다. 이를 바탕으로 향후 기후변화에 따른 지하수 수자원 통합관리방안에 대한 정책적 사항을 제안하였다. 연구지역은 낙동강 본류를 포함하는 경상북도 칠곡군, 구미시 일부 및 대구시 북구 일부이며, 최종 연구결과는 미래 기후변화에 따른 시기별 강우량, 함양률, 함양량을 추정하였다. 함양량 및 함양률은 기후변화에 따른 강우량의 변화와 함께 변화하는 추세를 나타내고 있는 것으로 파악되었다. 본 논문에서는 기존의 기후변화와 지하수 함양량의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측 결과를 반영한 연구지역 내 지하수 함양률 변화를 시-공간적으로 산정하고, 기존 산정 결과와의 비교를 통해, 향후 기후변화를 고려한 국내 지하수 수자원의 관리방안 수립을 위한 방향을 제시하고자 하였다. 앞으로 연계모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가된다면 보다 정량적으로 기후변화와 지하수 함양량의 상관관계를 파악할 수 있으며, 향후 수자원으로 이용이 증가될 지하수의 전반적인 관리 및 효율적인 운영체제 구축을 위한 한 축을 차지할 수 있다는 점에서 중요성이 있다고 하겠다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.401-412
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• 2013

물발자국은 제품과 서비스를 생산하는데 전과정 혹은 전체 공급망에서 사용된 담수의 양을 나타낸다. 물발자국 평가는 인간의 활동과 관련된 물의 희소성 및 오염과 관련된 정보를 파악하는데 보다 많은 정보를 주기 때문에 물소비관점에서 지속가능한 물관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 물발자국 제도의 도입을 위해서 물발자국 데이터베이스/물계정이 필수적인데 국내에서 전 산업부분에 적용할 수 있는 DB가 전무하다. 따라서 이 연구의 목적은 산업연관분석법을 이용해 국내의 403개 산업분야에 대한 물발자국 인벤토리를 개발하는 것이다. 주요 연구결과로는 농업분야의 물사용량이 전체 직접수의 79%를 차지하며, 공업분야는 간접수의 사용량이 82%로 주를 이루는 것으로 분석되었다. 물사용량은 벼가 가장 많지만, 다음은 수산양식과 과일 생산으로 조사되었고, 가장 물사용강도($m^3$/원)가 높은 것은 비식용작물(103,263 $m^3$/백만원)로 분석되었고, 이와 같은 결과는 비식용작물(초지생산등)의 직접수는 많지만 경제적 가치가 매우 낮아 높은 물사용강도를 보여주고 있다. 다음은 육림, 철광석, 원목, 수산양식, 상수도, 잡곡 등의 순으로 물사용 강도가 높게 나타났다. 전체적 관점에서 총 물사용량중56%가 간접수가 차지하기 때문에 간접수를 고려한 산업분야의 수자원관리, 즉 공급망에서 전과정을 고려한 관리가 물사용 효율성을 높이는데 중요하다는 것을 알 수 있다. 전과정 개념과 산업연관분석법을 이용한 물사용강도 자료는 물발자국 도입시 제품단위 물발자국 산정의 기초 인벤토리로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.137-147
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• 2013

지하수자원의 효율적인 관리를 위해 강우에 대한 지하수위 변화를 예측하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구에서는 자료기반 학습 알고리즘인 인공신경망과 지지벡터기계를 이용하여 시계열 예측 모델을 만들고 이를 국가지하수관측망 중 가산, 신광, 청성 관측소 지하수위 변화 예측에 적용하였다. 모델의 입력 성분 구성 방법에 따라 네 가지 모형을 설정하고 각 관측소 및 모델 별 예측 결과를 비교 평가하였다. 강우 입력 모형의 경우 지하수위 감쇠 및 기저 변화 예측을 위해 큰 규모의 입력 성분 구성이 필요하지만 강우 및 지하수위 입력 모형은 보다 작은 규모의 입력 성분으로 효과적으로 지하수위 변화를 예측하는 것으로 나타났다. 강우 및 지하수위 입력 모형의 활용성 증대를 위해 고안된 반복 예측 모형의 경우 관측값과 예측값 사이에 0.75~0.95의 상관계수를 보여 적용 가능성이 큰 것으로 판단된다. 전체적으로 강우-지하수위 교차상관계수가 낮은 신광 관측소의 예측 오차가 크게 나타났고 ANN 모델에 비해 SVM의 예측력이 다소 높은 것으로 조사되었다. 또한 반복 예측 모형의 모델 파라미터 선정 과정에서 보정 단계 오차에 대한 예측 단계 오차의 비의 분포를 조사한 결과 SVM의 경우가 더 작게 나타나 SVM이 본 연구 자료에 대해 보다 안정적이고 효율적인 모델임을 평가하였다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.155-162
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• 2007

산림 수자원의 효율적인 관리를 위해서는 산림유역에서 발생하고 있는 수문현상에 대한 정확한 정보가 필요하다. 본 연구에서는 수문모형을 이용하여 산림유역의 식생 및 지형에 따른 수문반응을 해석하였다. 이를 위하여 결정론적, 총괄형 모형인 BROOK90모형을 선정하였으며, 산림소유역인 북문골 유역(15ha)에서 측정된 일별 하천유량 자료를 이용하여 모형의 매개변수 보정과 검증을 실시하였다. 북문골 소유역의 실측 유출량과 BROOK90모형에 의해 추정된 일별 평균 유출량의 편차는 모형의 보정기간에 대하여 -1.7%이었으며, 검증기간에 대해서는 4.6%로 나타났다. 한편, 월 평균 유출량의 상관계수와 모형효을을 이용하여 모형의 적용성을 분석하였다. 보정기간에 대한 상관계수와 모형효율은 각각 0.922와 0.847이었으며, 검증기간에 대해서는 그 값이 각각 0.941, 0.871로 나타났다. 북문골 소유역의 일별 유출량 자료를 이용하여 BROOK90모형의 적용한 결과, BROOK90모형은 우리나라와 같이 사면의 경사가 급하고 토층이 얕은 산림유역의 유출량 추정에 잘 활용될 수 있으며, 벌채나 기후변화 등에 따른 산림유역의 수문반응을 평가하는 도구로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.115-116
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• 2010

광역상수도의 경우 수자원공사 및 지방상수도 사업자들에 의해 전문적으로 수질을 관리하고 음용수를 보급하고 있으나 소규모 수도시설의 경우 전문능력을 갖춘 관리자가 아닌 마을의 대표자가 맡아 관리함에 따라 안정성 및 유지관리의 어려움이 자주 제기되고 있다.[1] 또한 소규모 수도시설의 경우 취수원으로 지하수나 계곡수를 이용하여 여과나 염소소독을 거쳐 음용수로 이용함에 따라 중금속 및 무기이온 등 각종 오염물질이 효과적으로 제거되지 않아 이를 사용하는 주민들이 불편함을 겪고 있는 실정이다. 환경부의 법정 수질 검사에 따르면 부적합 판정을 받은 곳의 대부분은 마을상수도와 소규모 급수시설인 것으로 나타났으며 초과 항목으로는 무기이온 중 특히 불소와 질산성질소 인 것으로 나타났다.[2] 이러한 문제점을 해결하고자 기존의 고도 정수처리 시설인 막여과, 오존처리, 활성탄 흡착 공정 등을[3-5] 적용하고 있으나 소규모 수도시설에 적용하기에는 유지관리, 규모, 경제적 측면 등 여러 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 전기응집기술을 이용하여 음용수 수질기준을 초과하는 무기이온 중 불소와 질산성 질소를 제거하고자 하였다. 전기응집기술은 제거효율이 높고, 운전이 용이하며 부가적인 화학약품의 첨가가 불필요하다.[6,7] 또한 기존의 고도정수처리 기술에 비해 전기응집 공정은 처리효율과 경제적인 측면 모두를 만족시키고 있어 소규모 수도시설의 불소와 질산성질소를 효과적으로 제거할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구에 사용된 실험장치는 직류전원공급장치 (DC power supply), 반응조, 전극으로 구성되어 있다. 직류전원공급장치는 최대전압 30 Volt, 최대 전류 30 Amper 까지 조절 가능하였으며 반응조의 크기는 14.5cm(w) ${\times}$ 9cm(L) ${\times}$ 22cm(H) 이고 실용적 1.5L이다. 반응조의 상부에는 전극이 고정될 수 있도록 0.5cm 간격의 홈을 만들어 제작 하였다. 전극은 가용성 전극인 알루미늄 (Al), 스테인레스스틸(SUS304)를 이용하였다. 이를 통해 전류밀도, 전극간격 등의 변수를 두어 최적의 전기응집 운전 조건을 파악하였으며 이는 소규모 수도시설의 수질개선 향상에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.255-268
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• 2016

기후변화는 현재 사용되고 있는 지표수 및 지하수 등의 담수자원 외에도 새로운 수자원을 확보해야할 필요성을 증가시켰다. 해수담수화 시장은 이러한 변화에 따라서 매년 급증하고 있는 상황이며, 이에 발맞추어 2007년 해수담수화 플랜트 사업단이 국내에서 출범하였다. 2014년에 종료된 해수담수화플랜트 사업단은 증발식 해수담수화 기술에 치우친 국내 기술을 역삼투방식 해수담수화 기술로 선회할 수 있도록 이끌었다. 현재 세계 최고의 역삼투방식 해수담수화 기술 에너지 효율성은 약 $3.5kWh/m^3$ 전후로 조사된다. 기장 플랜트의 수준은 $3.8{\sim}4.0kWh/m^3$ 수준으로 비록 세계 최고 수준에는 미치지 못하나, 선두권이라 하기에는 부족함이 없는 것으로 사료된다. 한편, 세계 역삼투방식 해수담수화 기술은 평준화 수준에 이른 것으로 사료되며, 에너지 저감을 위해 새로운 기술을 개발하고자 경쟁중이다. 미래 해수담수 시장에서 경쟁할 것으로 예상되는 기술로 정삼투공정, 막증발법 등이 있으며, 이를 위해 국내에서도 정역삼투 융합공정 개발, 막증발법 및 얍력지연삼투등의 기술개발을 진행중에 있다. 이를 통하여 국내 기술수준을 $2.5kWh/m^3$까지 낮출 것으로 기대된다.