• 환경정책연구
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• 제5권3호
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• pp.79-103
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• 2006

본 논문에서는 상수도 수질개선 프로그램을 시행할 계획을 가지고 있는 원주시를 대상으로 하여 상수도 수질개선에 대한 가구의 지불의사액을 분석하고자 한다. 이를 위해 조건부 가치측정 법(CVM)을 적용하되, CVM 연구에서 지 켜 야 할 다양한 지침을 엄격하게 준수하면서 가구조사를 시행하였다. 구체적으로 원주시 250가구를 무작위로 추출하여 일대일 개별면접을 통해 상수도 수질개선 프로그램에 대해 얼마나 지불할 의사가 있는지를 물었다. 응답자들은 전반적으로 조건부 시장을 잘 받아들였으며 가구당 월평균 1,583원에서 2,776원의 지불의사액을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 지불의사는 성별, 교육수준, 소득 등과 같은 가구특성변수에 유의하게 영향을 받았다. 이 값을 원주 전체로 확장하였더니 연간 약 19.9억 원에서 34.9억 원에 해당하였다. 이 값은 상수도 수질개선이 경제적으로 바람직한지 여부를 결정하기 위한 비용-편익 분석에서 편익의 값으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.429-429
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• 2021

2019년 발생한 인천광역시 붉은 수돗물 사태로 급수구역에 포함된 26만 1천 세대, 63만 5천 명이 직·간접적인 피해를 입은 바 있다. 경제적 피해액으로 추정할 경우 최소 1,280억 원 이상으로 보고된 바 있으며, 이와 같은 상수관망의 수질사고 확산은 장기간 동안 시민의 건강과 생활환경 수준을 저하시킨다. 따라서 상수도시스템의 수질사고확산 모델링 및 방지기술을 통한 수질안전성의 재확인이 필요하며, 이것은 상수도시스템의 지속가능성을 높여 국민이 체감하는 물 환경 수준 제고에 기여가 가능하다. 관망 내 수질해석을 직접적으로 수행하는 모델은 국외적으로 다양하게 개발(PODDS, EPANET-MSX, EPANET2.2 등)된 바 있으나 검·보정을 위한 수질측정 자료 부족 등으로 적용이 제한적이라는 한계가 현재에도 존재한다. 이를 보완하기 위해 수질자료에 비해 그 양이 많고 획득방법이 상대적으로 수월한 수리학적 계측자료 및 해석결과를 활용한 관로 내 체류시간 등을 활용한 연구가 수행된 바 있다. 그러나 이와 같은 수리학적 해석 결과를 활용하는 경우에도 계측자료를 기반으로 한 수리학적 검·보정은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 관로 내 체류시간에 직접적인 영향을 미치는 유량 및 유속자료를 중심으로 수리학적 관망해석의 결과를 최적 검·보정하는 방법론을 제안하였다. 기존 상수관망 수리해석의 검·보정은 일부 지점에서 수압을 측정하고, 수리해석 결과로 도출되는 해당 지점의 수압이 실측된 결과와 유사하도록 관로의 유속계수를 적절히 보정하는 형태로 진행되었다. 그러나 본 연구에서는 관로유량과 유속자료의 목적함수 내 가중치를 수압자료보다 크게 설정하여 체류시간 중심의 검·보정이 수행될 수 있도록 하였으며, 검·보정 대상인자 역시 대수용가의 수요량, 수요패턴, 그리고 관로유속계수로 확장된 모형을 구축하였다. 최적화 기법으로는 메타휴리스틱 기법중 하나인 화음탐색법을 활용하였다. EPANET 2.2 Toolkit과 Visual Basic .Net을 연계하여 프로그래밍하였으며, 개발된 모형을 실제 지방상수도 시스템에 적용하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1032-1036
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• 2006

본 연구에서는 영산강 본류를 대표하는 나주지점을 대상으로 하여, 해당 지점에서 자동 측정되고 있는 수질 항목들 중에서 총유기탄소(TOC: Total Organic Carbon)의 시계열 자료에 대한 비선형 동역학적 거동을 파악하고자 하였다. 1994년 낙동강에서의 수질오염 사고 이후 4대강 유역에서 설치.운영되고 있는 수질자동 측정망의 TOC 자료를 일자료로 환산하여 사용하였으며, 시계열 자료에 비선형 동역학적(카오스적) 특성이 존재하는지를 알아보기에 앞서 자료의 전처리 과정으로써 3가지의 잡음제거 방법을 적용하였다. 잡음이 제거된 시계열 자료에 비선형 동역학적 거동의 파악을 위해 보편적으로 사용되고 있는 상관차원분석을 실시하였다. 또한 상관차원분석 결과 비선형 동역학적 거동을 나타내는 것으로 판별된 자료에 대하여 그 양상을 가시적으로 알아보기 위해 지체시간$(\tau)$을 적용하여 3차원 위상공간에 도시하였다. 본 연구의 결과, 나주지점에서 측정되고 있는 총유기탄소에 대해 비선형 잡음제거 방법을 적용한 자료가 비선형 동역학적 거동을 내재하고 있는 것으로 나타났으나, 이를 위상공간에 재건하였을 경우 이상한 끌개(strange attractor)의 뚜렷한 구조가 보이지 않았다. 그러나 상관차원분석 결과 잡음이 제거된 자료가 카오스적 특성을 보이므로, 자료의 단기예측을 위한 방법에 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1848-1852
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• 2008

본 연구에서는 판교신도시 개발에 따른 도시화에 의한 수문 수질 영향을 평가하기 위한 목적으로 2004년 8월부터 운중천과 금토천 유역에 대해 수문관측망을 구성하여 시험유역으로 운영하고 있다. 판교시험유역은 매송2교를 최종 출구점으로 하는 운중천 유역으로서 도시화 진행이 예상되는 운중천 본류 구간과 달리 비슷한 유역면적의 지류인 금토천 구간은 비교적 자연상태로 유지될 예정이기 때문에 향후 두 하천구간에서의 수문현상을 비교 분석하기에 적합한 장점을 가지고 있다. 현재 운중천 상류의 운중저수지 지점과 하류의 판교교 지점, 금토천 상류의 내동교 지점과 하류의 삼평교 지점, 그리고 두 하천이 합류되어 탄천과 합류하기전의 매송2교 지점에 4개의 하천수위관측소(판교교, 삼평교, 매송2교, 내동교), 3개의 우량관측소(매송, 내동, 운중), 그리고 운중지 저수위 및 용수로 수위관측소 등 총 8개 지점에 대하여 초음파 수위계 5개, 압력식 수위계 5개, 전도형 강우계 3개가 설치되어 운영중이다. 2005년도부터는 유량 측정과 동시에 유사량 및 수온, pH 등의 수질 항목들에 대해서도 정기적인 측정을 하고 있으며, 2007년 갈수시와 홍수시에 총 62회에 걸친 유량 측정을 통해 지점별 수위-유량 관계를 도출하고, $7{\sim}8$월 홍수시에는 시간별 시료도 수집하여 강우시의 실시간 유사량 및 수질 변화도 함께 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1941-1945
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• 2010

본 연구는 설마천 시험유역을 운영하면서 수문현상을 관측하여 신뢰성 있는 수문자료를 지속적으로 획득하고 물순환 과정을 규명하는데 있다. 이를 위하여 2009년에도 지속적인 수문(우량, 유량, 수질, 부유사량) 관측으로 자료의 품질 향상을 위한 관측기기의 유지관리와 수집된 자료의 처리절차를 통하여 수문자료를 생성하고, 이들 자료를 바탕으로 유역의 수문특성을 분석하였다. 시험유역에서 생성되는 자료에는 6개 우량관측소의 우량자료, 2개 수위관측소의 하천수위 및 지하수위, 유량측정성과, 부유사량, 수질 자료, 1개 기상관측소의 기상자료 등이 있으며, 이로부터 산정된 유역평균우량과 유량자료 등이 있다. 실시간 전송장비와 설마천 시험유역 홈페이지로 구성된 수문정보시스템을 통해 관측 자료와 가공자료를 데이터베이스화하였으며, 실시간 자료 제공은 물론 확정된 자료는 신청절차를 통해 일반에게 제공하고 있다. 관측된 강우-유출 자료를 이용하여 강우의 시 공간 분포 특성, 유출률 분석 등 기본적인 강우 및 유출 특성을 분석하였다. 유량측정성과의 불확실도 분석을 통하여 측정한 유량자료의 정확도 제고와 현장의 유량 자료의 정확도를 개선하기 위하여 유량정보시스템을 운영하였다. 또한, 수질, 부유사량의 특성 분석은 본 유역의 물질순환 해석을 위한 기초자료로 충분히 활용될 수 있다. 설마천 시험유역에서 축적된 수문자료는 자료의 공유를 통하여 자료의 검증을 확보함과 동시에 시험유역의 연구성과가 수자원 개발 분야에 활용되기 위해서는 지속적이고 안정적인 자료확보와 수문관측 기술개발을 위한 기반구축이 매우 필요한 상황이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.128-128
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• 2018

하구는 강이 흘러 바다로 유입되는 지역으로 강의 담수와 바다의 염수가 만나는 강의 하류에 형성되며 지형, 담수의 유입, 해수의 조석 등에 의해 염분분포가 변화 하는 특성을 가진다. 또한 하구에 형성되는 하구역은 조수 간만의 차로 인한 상하운동이 일어남으로 인해 염분 농도는 0.5~30 ‰로 매우 광범위하게 나타난다. 하구는 해수가 미치는 최대 경계인 감조역과 해수와 담수가 혼합되는 기수역이 나타나며, 하구에서의 염분의 변화는 동 식물의 생존 및 분포, 수자원 확보 및 관리, 구조물 설치 등 공학적 분야에서도 매우 중요하다. 또한, 염수쐐기와 조석의 영향으로 하구의 수층에서는 담수 및 염분분포가 지점에 따라 다르게 형성이 되기 때문에 하천 수질측정 시 염수에 의해 대표성이 결여될 수 있다. 본 연구는 바다로 유입되는 수영강을 대상으로 염분분포의 특성을 고려하여 중권역 대표지점으로서의 적합성을 판단하고자 하였다. 수영강은 부산 용천산에서 발원하여 회동수원지를 거쳐 온천천과 합류하여 남해로 유입된다. 수영강에 위치한 좌수영교와 수영교에서 조석 간만의 차가 뚜렷하게 나타날 수 있는 대조기와 소조기에 연직 염분분포를 분석하여 하천수질 측정지점의 대표성을 판단하고자 하였다. 만조에서 간조로 수위가 변화 할 때 표층의 담수층이 옅어지는 현상을 보이며 소조기 보다 대조기에서의 담수층 변화 폭이 커지며 수질측정 시 고려하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.311-317
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• 2017

본 연구에서는 낙동강수계에서의 수질 모니터링 자료를 이용하여 수질지수를 산정하고 생활환경기준과 비교를 통해 수질상태를 검토하였다. 수질지수는 환경부에서 현재 시행되고 있는 실시간수질지수(RWQI) 방법인 CCME-WQI을 사용하였으며 수질항목은 pH, DO, EC, 수온, TOC, T-N, T-P에 대해 7개 평가항목으로 선정하였다. 평가기간은 최근 3년간(2013년~2015년)으로 선정하였으며 해당 기간 내 측정된 수질 모니터링 자료를 이용하였다. 평가결과, 전 기간 평가 결과는 지수와 생활환경기준이 비슷한 경향을 보이나 월별 평가는 지수와 BOD, T-P 결과가 다르게 나타났다. 따라서 효율적인 하천관리를 위해서는 단일 수질항목만의 평가보다 복합적인 평가가 보다 필요할 것으로 신뢰성이 있는 것으로 검토되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2064-2068
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• 2007

합류식 하수도는 오수와 우수를 동시에 배제하는 하수관거 시스템으로 시공이 쉽고 건설비용이 저렴한 반면에 강우시 차집되지 않고 월류되는 유출량으로 인해 수체에 악영향을 초래한다. 관거에서 유출되는 유출수는 강우 초기에 유역에서 집중적으로 유출되는 비점오염원과 하수 및 관거내 오염물질 등을 동반하여 수질 개선을 어렵게 하고 수질 악화를 가중시킨다. 본 연구에서는 기존 유역에 설치된 합류식 하수관거를 분류식으로 개선하고 강우시 초기 세척에 의해 유입하는 비점오염원을 삭감하기 위한 초기우수 처리시설 설치에 따른 M 저수지 수질개선 효과를 수치모델을 사용하여 모의하였다. 저수지의 수질예측은 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 및 수질모델인 CE-QUAL-W2를 사용하였다. 저수지 유입량은 군산기상대에서 관측한 일별 강우량 자료를 이용하여 일별 유출량을 산정하였고, 댐 방류량 자료는 M저수지의 2006년 일별 관측수위를 이용하여 유입량과 수위-체적 곡선으로부터 산정하였다. 모델의 보정은 2005년 5월과 8월에 측정한 수질자료를 이용하여 수행하였으며, 저수지의 관측값과 모의결과는 저수지 중앙부 대표지점에서 이루어졌으며, 모델은 관측값을 잘 반영하였다. 모의 결과 M 저수지의 연평균 BOD농도는 합류식(1.25 mg/L)에 비해 분류식 하수 관거(0.91 mg/L)를 도입할 경우 27.2% 개선되었으며, 초기우수 처리시설(0.84 mg/L)을 추가 할 경우 32.8%까지 개선효과가 상승하였다. 기존 합류식 하수관거의 경우 연간 유출부하량은 7,713 kg/yr이었으며, 분류식으로 전환할 경우 2,256 kg/yr, 초기우수처리시설을 추가할 경우 902 kg/yr로 삭감되는 것으로 예측되었다. 분류식하수관거와 초기우수처리를 모두 이행할 경우, BOD와 COD 기준이 호수 수질 기준 II등급 이내로 유지되며, T-P 농도는 0.02mg/L 이하로 유지되어 6월 이후 여름철에 저수지내 조류성장 억제에 효과가 클 것으로 예측되었다. 하수관거 정비사업을 통해 M 저수지는 기존의 농업용 저수지의 목표수질뿐만 아니라, 친수공간으로써 적합한 II등급 수질을 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.358-358
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• 2016

본 연구에 앞서 가뭄에 따른 충청남도 서부권의 물 부족을 해결하기 위하여 금강 본류로부터 보령댐으로 일정 유량을 도수(diversion)하는 계획이 금강 본류에 미치는 수리적 영향을 1차원 비정상류 해석(unsteady flow analysis)을 통하여 분석하였으며, 본 연구에서는 수리모형 결과와 연계하여 수질 모형을 구축하여 금강 본류 수질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 조위 영향에 따른 염도의 역류 모의를 위하여 전자해도와 위성영상자료를 활용하여 금강 하굿둑에서 외해 방향으로 약 9km에 이르는 모의 구간을 확장하였으며, 상류단의 진두수위표를 포함한 8개 지천의 유입유량 및 수질, 하구의 조위와 염도, 농공용수 취수시설의 취수량 및 회귀수 수질, 금강 배수갑문 운영, 대상 구간에 인접한 기상대의 기상자료 등을 고려하고 금강 본류를 따라 9개 수질측정소의 수질자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였다. 또한 대상 구간 내 2015년의 갈수기 유황 분석을 토대로 비선형 회귀분석식을 도출하여 2016년 갈수기 예측 유량과 함께 수질-유량 관계식을 도출하여 대상 구간의 수온, 염도, 용존산소(DO), BOD, 조류 등 영향을 분석하였다. 수온 분석 결과, 지점에 따라 2015년 유황 대비 평균 수온 1.79~3.83도, 최고 수온 1.74~4.30도 상승할 것으로 모의되었으며, 염도는 2016년 갈수기 동안의 금강 하굿둑 외해 염도는 담수 방류량의 감소로 전년 동기 대비 평균 53% 증가하는 것으로 모의되어 기수역 생태계에 상당한 영향을 줄 것으로 분석되었으며, 갈수기 동안의 금강 하굿둑 내수의 염도는 배수갑문 개방 빈도, 개방 시간, 개방 정도의 감소에 따른 해수 역류의 감소로 전년 동기 대비 크게 감소할 것으로 모의되었다. 용존산소는 2016년 갈수기 동안의 용존산소 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 4~11% 감소하는 것으로 모의되었으며, 2016년 갈수기 동안의 BOD 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 30~57% 증가하는 것으로 분석되었다. 조류는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 29~67% 증가하는 것으로 모의되었다. 유량의 감소에 따른 수온 증가 및 수질 악화의 영향이 있을 것으로 분석되나, 도수에 따른 영향은 상대적으로 제한적인 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.543-543
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• 2015

국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있다. 이들 저수지의 대부분은 1945년 이전에 설치되어 경과년수가 70년 이상된 저수지가 전체의 약 52%에 달하며, 1962년 이전에 설치되어 50년 이상된 저수지는 전체의 68.3%에 이르고 있다. 국내 약 70%에 해당하는 저수지는 50년이 넘은 노후화된 저수지로 오염물질의 장기간의 퇴적으로 인해 수용적이 많이 줄었고, 퇴적층의 오염물질 재용출로 인해 호소의 수질악화에 상당한 영향을 주고 있을 것으로 추정된다. 따라서 본 연구에서는 호소 설치 경과년수와 수질간의 상관성을 알아보기 위하여 상관분석을 실시하였고, 일원분산분석과 Scheffe Test를 통해 경과년수에 따라 호소 수질에 유의한 차이가 있는 지에 대해서 살펴보았다. 저수지 설치 경과년수와 수질항목 pH, EC, DO, SS, COD, TN, TP, Chl-a와의 상관성을 분석한 결과, DO를 제외한 모든 항목에서 10~40%의 정(+)의 상관성을 보여 저수지 준공년도가 오래된 것일수록 수질오염도가 높아지는 것으로 나타났다. 농업용 저수지의 준공 경과년수 구간에 따른 수질이 통계적으로 유의한 차이가 있는가를 알아보기 위하여 호소의 경과년수를 70년 이상($Y{\geq}70$), 50년 이상 70년 미만($50{\leq}Y$<70), 30년 이상 50년 미만($30{\leq}Y$<50), 10년 이상 30년 미만($10{\leq}Y$<30), 10년 미만(Y<10) 등 5개 구간으로 분류하여 일원분산분석을 실시하였다. 통계분석에 사용된 자료는 2013년도 농업용수 수질측정망 조사자료 3,175개를 이용하였다. 수온, pH, EC, COD, TN, TP, SS, Chl-a 등 거의 모든 수질항목에서 유의수준 p<0.001 에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 사후검정인 Scheffe Test를 실시한 결과, DO를 제외한 모든 항목에서 70년 이상 된 구간($Y{\geq}70$)과 50년이상 70년 미만(의 구간에서 다른 구간에 비해 다소 높은 값을 보였고, 준공 경과년수가 작아질수록 농도가 점차적으로 낮아지는 경향을 보였다. 이러한 결과는 저수지가 설치된 지 오래되어 노후화가 진행될수록 수질오염도 높아지는 것을 알 수 있었다.