• 한국수자원학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.897-913
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• 2004

지금까지 국내에서는 도시하수, 공장폐수 등의 점오염원에 국한하여 수질관리를 시행하여 부분적으로 밖에 효과를 얻지 못하였다. 따라서 오염원에 대한 최적관리를 위해서는 유역의 토지특성 및 토양 형태에 따른 비점오염원에 대한 관리가 매우 중요하다. 본 연구에서는 유역의 특성별로 발생하는 오염원을 산정하기 위해 분포형 모형을 적용하였으며, 상세한 유역특성 자료를 구축하기 위해 GIS 기법을 응용하였다. 본 연구에서는 분포형 수질관리모형으로 연속 강우 사상에 대해 유역에서 발생하는 유출량 및 첨두유량, 유사량, 비점오염 부하량 등을 산정할 수 있는 AnnAGNPS 모형을 적용하였고, 모형내의 부모듈을 이용하여 입력자료를 생성 및 가공하여 적용하였다. 대상유역은 팔당호 유역권에 포함되는 복하천 유역을 선정하였으며, 1999년과 2000년 호우기의 각각 2개의 강우 사상을 적용하였다. 우선 강우시 유역에서 발생하는 유출량을 모의하고, 이를 복하교 지점의 실측유량자료와 비교, 보정하여 모형의 입력 매개변수를 조정하였으며, 이후 토사발생량과 오염부하량을 모의하였다 토사발생량의 경우는 실측값이 미비하여 비교분석은 못하였으나, 오염부하량의 경우 환경부에서 측정한 수질농도 자료를 이용하여 비교, 분석값을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.253-257
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• 2010

최근 들어 이상 강우 현상으로 인한 기록적인 집중 강우와 더불어 토지 이용 변화로 인해 탁수의 발생 빈도가 증가하고 있다. 강우 유출로 유입한 탁수는 저수지 내 장기간 체류하면서 하류 하천의 수질 및 수생태계 뿐만 아니라 저수지 내부의 영양단계에도 많은 영향을 준다. 특히, 성층화된 저수지의 경우 높은 영양염류 농도를 포함한 탁수는 밀도류 거동 특성을 보이면서 수평 및 수직 혼합 과정을 거치면서 국부적인 부영양화 현상과 조류의 수화 현상의 원인이 되고 있다. 따라서 대형 저수지의 수질관리에 있어 하천 유입 탁수의 밀도류 해석, 저수지의 수온 성층 구조 변화, 부유입자의 동력학적 해석이 중요한 요소로 부각되어 왔다. 본 연구에서는 소양호를 연구 대상 지역으로 선정하여 2005년과 2007년 수문 사상을 바탕으로 2차원 횡방향 수치 모형을 구축하였다. 수치모형을 통해 수온 성층 구조의 재현성을 확인하였으며, 다양한 탁수 거동 모형을 구축하여 적용성을 평가하였다. 유입수의 SS(Suspended Solid)를 단일 입경으로 가정한 TM-1 모형, SS의 입경분포에 따라 3개의 그룹(SSi)으로 구분한 TM-2 모형, 3개 그룹을 포함하면서 저수지내 탁수 장기화로 인한 탁수 저감 효과를 1차 반응상수로 매개 변수화(유기물 함량($a_0$) ${\times}$ 분해속도(${\lambda}_a$))하여 수정된 지배방정식을 적용한 TM-3 모형을 사용하였다. 각각의 탁수 거동 모형은 2005년과 2007년 수문 조건에서 수온 성층 구조를 잘 재현하였다. TM-1 모형과 TM-2 모형을 비교해보면, 탁수 중심축의 최고 탁도에 대한 예측 성능은 TM-2 모형이 우수한 결과를 나타냈었다. 하지만, 장기 탁수 모의 시 저수지 수중 잔류 SS가 지속적으로 높게 나타나 중층 탁도를 과대평가하는 경향을 보였다. TM-3 모형이 TM-2 모형에 비해 수심별 탁도 분포에 대한 중심축 탁도가 저평가되는 경향을 보였지만 저수지 내 잔류 탁도에 대한 영향 부분에서는 개선된 결과를 나타내었다. 본 연구 결과는 저수지 탁수 밀도류 해석 및 운영 시스템에 활용 될 수 있으며, 선택 취수 설비 등의 수리 구조물의 영향 평가에 활용할 수 있다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제22권1호
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• pp.101-109
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• 1988

최근에 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체를 전기적으로 자극하면 췌장의 외분비 기능이 증가하며 이러한 결과는 망상체의 자극으로 인하여 교감신경계의 활성도가 상승하기 때문이라는 보고가 있다. 한편 교감신경계의 활성도가 상승할 경우 교감신경계의 전달 물질인 catecholamine이 교감신경 종말 뿐만 아니라 부신수질에서도 유리된다고 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 중뇌망상체의 자극으로 인하여 췌장의 외분비 기능이 증가함에 있어 교감신경계가 중요한 역할을 담당하는지를 확인하고, 이때 부신수질이 관여하는가를 알아보고자 하였다. 마취한 흰쥐에게 atropine (1mg/kg) 또는 reserpine (5mg/kg)을 투여하거나 또는 부신을 적출한 다음 중뇌망상체를 전기 자극하면서 췌장액을 채취하였다. 사용한 전기자극의 매개변수는 1.3V, 40Hz, 2msec이었다. atropine과 reserpine을 투여하면 마취한 흰쥐의 자발적 췌장액 분비량과 단백질 분비량은 모두 유의하게 감소하였으나 부신을 제거하면 췌장액 분비량에는 이렇다할 변동이 없는 반면에 단백질 분비량은 유의하게 감소하였다. 중뇌망상체를 전기자극하면 췌장액 분비량과 단백질 분비량 모두가 유의하게 증가하였다. 이러한 망상체의 자극효과는 atropine 전처치에 의하여 이렇다할 영향을 받지 않았으나 reserpine 전처치에 의하여 소실되었다. 그러나 부신을 적출하면 망상체 자극에 의한 췌장액 분비량의 증가는 유지되는 반면에 단백질 분비량의 증가는 소실되었다. 한편 미주신경을 절단한 흰쥐에서 중뇌망상체를 자극하는 동안에 경동맥의 수축기 및 이완기 혈압이 상승하였는데 이러한 망상체의 자극효과도 reserpine의 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 본 실험의 결과를 종합하여 보면 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체의 자극은 교감신경계를 활성화시켜 췌장액 분비량과 단백질 분비량에 촉진적인 영향을 미치며, 이때 활성화된 교감신경계는 부분적으로 부신을 경유하게 췌장의 단백질 분비에 촉진적인 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3270-3278
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• 2014

도시배수시스템에서는 초기유출수(first flush)에 의한 하천오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이는 강우발생시 강우에 의해 도시지역의 비점오염원들에 의해서 오염물이 하수관거로 유입되고 한정된 하수처리장의 용량으로는 제대로 처리하지 못하는 월류수에 의해 하천의 수질이 악화되기 때문이다. 대상유역으로 선정한 경기도 구리시 돌다리분구는 합류식 관거로 이루어져 있어 우기시 강우에 의한 월류가 발생할 확률이 높다. 월류에 의해 인근 왕숙천의 수질오염이 가중될 우려가 있어 적절한 처리시설의 설치가 필요하였다. 기존의 CSOs 설계에서는 강우의 최대치를 이용하여 설계가 연구되었다. 그러나, 강우의 최대치를 이용한 설계는 시설의 과다계획으로 이어져 많은 예산낭비를 초래할 수 있으며, 처리시설의 적정규모를 산정하지 못한다. 본 연구에서는 강우특성을 분석하여 매개변수들을 산정하고 이에 따른 유출분석을 실시하였다. 또한 위험도를 고려한 강우-유출분석을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량을 포함한 유출특성에 의해 월류특성을 분석하였다. 왕숙천 BOD 오염농도를 기준으로 설계하기 위해 하수처리장 용량별 처리시설 요구효율을 산정하였으며 현재 하수처리장의 하수처리를 고려하여 간이 CSOs 처리시설의 효율을 71.48%로 하여 설계하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.114-114
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• 2019

최근 들어 집중호우 및 토지이용 변화로 인한 고탁수 문제가 빈번히 발생하고 있다. 이러한 탁수 및 수질오염 문제를 해결하기 위해 환경부는 비점오염원 관리지역을 선정하였으며, Best Management Pratices(BMPs), Low Impact Development(LID) 등 다양한 저감 대책을 시행하고 있다. 비점오염원의 발생원인과 발생위치를 정확하게 증명할 수 없으므로 유역 내 수문 및 수질을 모의할 수 있는 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모델이 다양한 비점오염원 연구에 널리 활용되고 있다. 그러나 SWAT 모델은 Hydrologic Response Unit(HRU)의 경사도와 경사장을 산정할 때 소유역 내 평균 경사도를 이용하여 토양유실량 및 유출특성을 모의에 필요한 매개변수들을 산정한다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 보완하기 위하여 실제 경작지를 기준으로 HRU를 생성하고, 실측 경사도와 경사장을 적용하기 위한 기술을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 기술을 고탁수로 인해 비점오염원 관리지역으로 지정된 도암호 유역에 적용하여 실측 경사도와 경사장을 적용하여 모의한 유출량과 기존의 SWAT 모델을 통해 모의한 유출량을 비교 분석하였다. 기존 모델의 결과와 본 연구에서 개발한 기술을 적용하여 모의한 결과를 비교하였을 때 수문 컴포넌트 중 중간유출과 기저유출에 있어서 차이가 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 본 연구에서 개발된 기술을 적용함으로써 도암호 유역에서 비교적 정확한 토양유실과 Suspended Solids(SS) 모의 결과를 나타냈다. 하지만 본 연구는 도암호 유역만을 대상으로 수행되었기 때문에 다른 비점오염 관리지역에 확대 적용하여 본 연구의 결과를 재검토할 필요가 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.1174-1179
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• 2008

Many modeling and calibration methods have been developed to analyze and design the biological wastewater treatment process. For the systematic use of activated sludge model (ASM) in a real treatment process, a most important step in this usage is a calibration which can find a key parameter set of ASM, which depends on the microorganism communities and the process conditions of the plants. In this paper, a standardized calibration protocol of the ASM model is developed. First, a weighted effluent quality index(WEQI) is suggested far a calibration protocol. Second, the most sensitive parameter set is determined by a sensitive analysis based on WEQI and then a parameter optimization method are used for a systematic calibration of key parameters. The proposed method is applied to a calibration problems of the single carbon removal process. The results of the sensitivity analysis and parameter estimation based on a WEQI shows a quite reasonable parameter set and precisely estimated parameters, which can improve the quality and the efficiency of the modeling and the prediction of ASM model. Moreover, it can be used for a calibration scheme of other biological processes, such as sequence batch reactor, anaerobic digestion process with a dedicated methodology.

• 환경영향평가
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• 제15권2호
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• pp.101-109
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• 2006

Water quality simulation models include the difference between the measured and estimated values as an inevitable consequence because they represent the complicated natural phenomena as simplified mathematical equations. The major reason of the difference occurrence is due to the use of the imprecise values of the model parameters, but the parameter values are currently determined by the try and error method directly performed by humans. However, the use of this method requires many time and endeavor of humans, and generally does not obtain the most suitable parameter values. A method for deciding model parameter values is, therefore, developed in this study. The method minimizes the difference between the measured and estimated values and also distributes uniformly the measured values on the upper and lower sides of the line representing the estimated values. A user interface based on this method is also developed by using the Visual Basic 6.0 of Microsoft, and it can be operated in the environment of Windows 98/2000. In this study, the method for deciding model parameter values is applied for estimating the water quality of the stream Ko-heung. The results of the application show that the method, including its computer program, can effectively obtain the most suitable parameter values and also save many working time in comparison with the existing method directly performed by humans.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.310-310
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• 2011

본 연구에서는 금강의 평수기 하류 평균도달시간을 산정하고 이를 통해 이수, 치수, 환경적인 측면을 고려하여 유역의 유하량별 하류지점의 도달시간을 실측하고, 측정 자료를 근거로 하여 수학적모델링을 통해 지류 및 본류의 시나리오별 유출량-평균도달시간 관계를 분석하여 수자원의 개발 이용과 보전, 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 하천 전 구간에서 실측할 수 있는 센서기술을 활용하였으며, 활용한 센서부자를 이용하여 금강의 금남보~공주대교 구간에 대하여 계측을 수행하였다. 계측결과 유출량-평균도달시간에 영향을 미치는 요인으로는 하상경사, 하폭, 지류유입량, 강우량, 식생, 하천구조물 등이 있으며, 이러한 요인을 수리학적 모형을 적용하여 모든 사상에 대해 정확한 해석을 한다는 것은 매우 어려운 일이다. 이로 인해 유출량-평균도달시간과의 관계 분석을 위해서는 많은 계측이 수반되어야 하며, 계측 결과를 토대로 각 하천별 유출량별 평균도달시간 관계에 대한 정확한 해석 방법을 제안하고자 하였다. 본 연구의 계측결과는 평 갈수기 수질사고로 인한 위기상황 대처시 도달시간 참조 자료로 활용이 가능할 것이며, 향후 지속적인 예측을 위해 수치모형의 매개변수를 보정하여 신뢰성 높은 도달시간표 제작이 가능하다. 또한, 기존 홍수예보 자료를 보완할 수 있는 유비쿼터스 기반 실측기술을 개발하고 이를 적용할 수 있는 기반을 구축함으로써 홍수예보의 신뢰성을 확보하고 홍수기댐 운영의 효율성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.319-327
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• 2011

수리계수는 하천의 수리학적 특성을 대표하는 인자라고 할 수 있다. 따라서 우리는 하천정비기본계획에 의하여 하천을 측량하고 그 측량성과를 바탕으로 수리계수를 산정하여 왔다. 이러한 수리계수는 하천의 홍수위, 유사량, 수질 산정을 위하여 중요한 매개변수로 활용할 수 있다. 하지만, 하천 측량성과가 없는 미계측 유역의 경우 수리계수를 산정할 수 없는 한계가 있는 것이 사실이다. 이러한 문제점을 극복하고자 SWAT 모형의 방법론을 검토하고 미계측 유역에서 수리계수를 산정하는 방안을 제시하였다.

• 한국측량학회지
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• 제17권4호
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• pp.393-401
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• 1999

비점오염원은 하천수질에 심각한 위협을 주고 있기 때문에, 이것을 해결하기 위한 비점 오염 모델이 개발되었다. 이 비점 오염 모델들은 정확한 예상을 하기 위해 정밀한 공간적 자료를 요구한다. 따라서 공간자료를 효과적으로 처리 및 분석할 수 있는 기법인 지형공간 정보체계를 이용하는 것이 효과적이라 할 수 있다. 지형공간정보체계는 비점오염 모델의 매개변수인 경사, 경사 형태, 경사 길이, SCS 곡선 지수 등을 제공한다. 따라서 이 연구는 미국 농무성과 미네소타주 연구소에서 개발된 AGNPS 모델에 지형공간정보체계를 적용하는 방법에 대하여 검토하고 지형공간정보체계를 이용한 AGNPS모델에서 요구하는 아스키 형태의 입력자료로 구축하는 인터페이스를 개발하였다.