• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1390-1394
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• 2004

본 연구에서는 하천구조물에서 자연과의 조화를 고려하여 생물과 공생을 목표로 한 다양한 접목시도를 통해서 Mattress/Filter시스템을 이용한 하천 본래의 기능인 환경생태기능을 회복시킬 수 있는 방안을 강구하고, 생태기능이 저하된 하천의 생태계 질을 향상시켜 건전한 하천생태계를 복원시키는 Mattress/Filter의 수질개선시스템의 개발을 시도하였다. 수변생태계 복원을 고려한 Mattress 시스템의 설계는 주위의 경관과 조화를 배려하여 도입을 결정하고, 법면구배 변화점의 모서리가 완만하도록 Mattress의 배치 및 크기를 결정하여 식생에 의한 피복이 가능토록 설계해야 한다. 이 치수 기능을 유지하면서 생태계를 보전하기 위한 대안으로 생태복원구조물인 친환경 Mattress/Filter 의한 수질개선시스템을 개발하여 기존하천에 초본식물들이 식생됨으로써 수질이 개선되어 하천 본래의 생태계를 유지할 수 있는 늪지 조성, 하천의 친수성 확보, 수변식물에 의한 동식물의 서식처 제공 및 수변경관이 보전된 식생 수변공간에 조성에 필요한 기법을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.358-363
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• 2009

유역관리 계획이 하천 수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델을 경안천에 적용하였다. BASINS 3.1 GIS 프로그램에 DEM (Digital Elevation Model), 토지이용도, 하천도, 환경기초시설 등을 입력하여 경안천 유역을 총 57개 소유역으로 구분하고 모델 입력 자료를 산출하였다. 먼저 관측된 기상 및 하천 수량 자료를 이용하여 수문 모델의 타당성을 확인한 후 수질 모델을 보정하고 검증하였다. 적용한 수질은 수온, DO, BOD, $NO_3-N$, $NH_3-N$, Org-N, TN 그리고 TP이며, 대부분의 경우 측정치와 예측치가 적절히 일치하였다. 보정 및 검증 완료된 모델을 활용하여 소유역의 수질관리 방안에 따른 경안천 본류의 수질개선 효과를 분석하였다. 적용한 시나리오는 세 가지로, 첫째, 유역관리 활동을 통한 지천 수질개선, 둘째, 환경기초시설의 확충과 처리수질 향상, 그리고 셋째, 이 두 가지를 동시에 적용하는 것이다. 예측결과에 따르면 환경기초시설 확충과 처리수질 향상이 유역관리를 통한 지천 수질개선보다 효과적인 것으로 나타났다. 경안천이 만족할 만한 수질로 개선되기 위해서는 두 가지 방안이 모두 적용되어야 하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.73-85
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• 2000

농촌 소하천의 수리학적 및 수질특성을 반영한 모형을 개발하였다. 모형구조 설계시 제어체적 기법을 활용하여 하천 형상, 수질 및 유량의 변화가 심한 농촌 유역의 소하천에 대한 수질의 모의하였다. 개발한 모형에 난수발생기법을 도입하여 최적 반응계수와 모형구조를 추정하였다. 또한 모형 보정기준의 일반화를 위해 동의지표와 효율계수를 도입하여 매개변수추정의 신뢰성 향상을 도모했다. 모형의 적용성을 검증하기 위해 경남 김해시 한림면 용덕천에서 수질을 채취하여 분석하였다. 관측된 자료와 개발된 모형의 비교연구를 통해 대상유역의 소하천에서 일어나는 수질 반응계수들과 그 변동성을 추정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.385-385
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• 2015

정부는 1998년부터 4대강 물관리종합대책을 세워 하천의 수질보전을 위한 대책을 시행하고 있다. 그 중 대유역 중심의 수질개선대책은 전체적인 큰 목표를 제시하는 것이며, 이러한 대유역의 목표수질을 달성하기 위해서는 먼저 소유역의 수질개선이 이루어져야 한다. 현재 영산강유역에서는 도시하수종말처리장, 산업폐수처리장과 같은 점오염원 관리시설은 대폭 확충되었으나 하천과 호소의 수질은 크게 향상되지 못하고 있다. 이는 중 소유역에 대한 효율적인 수질개선대책이 없기 때문이며, 특히 중 소유역 내 비점오염원 물질이 대량으로 하천 및 호소에 유입되기 때문이다 따라서 효율적인 유역관리를 위해서는 소유역중심의 관리가 필요하며, 소유역 중심의 수질보전 대책을 수립하기 위해서는 대상 소유역에 대한 조사분석이 선행되어야 하는데, 여기에는 관거(우수관, 오수관) 시스템 조사와 하수의 차집조사가 관계되며, 또한 소유역내의 오염원(점오염원과 비점오염원) 및 잠재적인 오염원조사 등과 같은 광범위한 조사 작업이 필요하다. 한편 유역모형 중 HSPF모형은 모형의 적용에 필요한 방대한 자료와 노력을 최소화 되도록 개발되어 왔으며, HSPF는 광범위한 수문 수질과정을 장기 모의가 가능하도록 일련의 구조화된 모듈로 구성되어 있다. 복잡한 모형일수록 자료관리에 많은 노력이 요구되나 HSPF는 자료를 직접적으로 접근할 수 있는 Time Series Management System에 가깝도록 개발되었다. 또한, HSPF 모델은 유역내의 토지이용에 따른 특정 오염물질의 비점오염 부하를 계산하며, 강우에 따른 물의 흐름을 하천의 수질오염모의와 연결시키는데, 광범위한 유역조건에 적용이 가능하고, 각 소유역을 구분하여 비교가 가능하므로 소유역별 관리방안을 비교하는데 가장 적합한 모델이다. 따라서 본 연구는 유역모형(HSPF)을 이용하여 영산강 유역을 대표할 수 있는 중 소유역을 선정하고, 선정된 중 소유역에 대한 기초적인 자료를 조사 분석하여 종합적이고 구체적인 유역 관리계획을 수립해 봄으로써 중 소유역 수질관리에 지침서로서 역할을 하는데 목적이 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.453-453
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• 2023

상수관망의 수질사고와 이상상황 발생시 대응을 위해서는 급수구역에 설치되어 있는 자동수질측정기, 정밀여과장치, 재염소주입설비, 자동드레인 등의 계측·제어설비들 간의 유기적인 정보공유를 통한 제어를 필요로 한다. 스마트 상수관망 운영플랫폼은 이러한 인프라 시설의 운영방안을 고려하여 분산되어 있는 계측데이터를 통합감시 및 제어하는 시스템으로 개발되었다. 상수관망 운영플랫폼은 능동형 분석 제어기술을 도입하여, 스마트 상수관망 인프라 설비를 최적제어할 수 있도록 구현하였다. 통합운영 플랫폼은 PostgreSQL, PostGIS, GeoServer, OpenLayers 등의 기술을 활용하여 개발하였다. 플랫폼은 계측감시, 시설관리, 운영제어 등의 기능으로 구성되며, 상수도 업무지원을 위한 관망해석 및 네트워크 분석 기능을 지원한다. 본 시스템은 스마트 상수도 구축사업을 통해 구축한 유량·수질모니터링 장비와 수질관리를 위해 도입된 재염소, 자동드레인 설비의 운영상태를 실시간 조회하는 모니터링 프로그램과, 관망해석 프로그램 그리고 대상설비의 최적제어를 위한 운영관리 프로그램으로 구성되어 있다. 모니터링 프로그램은 현장에서 측정되고 있는 유량, 수압, 수질, 펌프운전 등의 상태를 실시간으로 감시하고 클라우드 데이터베이스에 저장·관리하는 기능을 수행한다. 관망해석 프로그램은 EPA_Net모형과 연계되어 관망수리·수질해석을 수행하는 부분으로 재염소설비의 염소 추가주입이나 자동드레인을 통한 배제시 나타나게되는 관의 수리·수질변화를 클라우드 컴퓨팅 환경에서 분석하고 결과를 가시화 하는 기능을 갖고 있다. 운영관리 프로그램은 재염소 주입이 필요할 경우 주입량의 산정하는 부분과 관망 파손이나 수질사고 발생시 최적 단수예상지역을 도출하는 기능을 보유하고 있다. 향후 스마트 상수관망의 능동형 수질관리를 추진하는 지자체에 도입하여 인프라운영관리 기술 확보 및 수질관리 능력 개선과 실시간 감시 및 위기 대응능력 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권2호
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• pp.25-33
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• 2010

본 연구에서는 국내 최대 인공습지인 시화호 인공습지에서 수질정화기능 향상을 위해 수립된 3개의 방안 (물 흐름 개선방안, 혐기성환경 개선을 위한 산소공급장치 설치방안, 탁도유발 물고기 제어방안)에 대한 효율평가 및 습지의 적용성을 제시하였다. 인공습지 하류구역(가로 122m${\times}$세로 103m)에 설치한 물 흐름 유도시설에 의한 BOD, SS, TN, TP의 평균 제거효율은 12.8~7.4%로 나타났으며, BOD가 가장 높은 제거효율을 보였다. 이는 습지내 물흐름이 수질정화기능 향상에 매우 중요하며, 시화호 인공습지와 같이 규모가 큰 습지의 경우 유출부의 일부 구간에 물 흐름 개선만으로도 습지의 수질정화기능을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 산소공급장치 가동 후 DO농도 증가율이 산기식폭기장치에서 15.5%과 표면폭기장치에서 37.2%를 보였고, 습지내 DO 농도가 낮은 구역에 한하여 새벽시간에 운영하는 것이 효율적인 것으로 사료된다. 그리고 물고기를 포획을 한 실험군과 대조군의 평균 탁도가 6.2 NTU와 10.6 NTU로 물고기 포획에 의해 41.5%의 탁도 제거효율을 보였다. 습지내 어류현황과 하류부의 탁도에 대한 지속적인 모니터링을 통한 체계적인 어류관리 방안이 필요할 것으로 본다.

• Spatial Information Research
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• 제6권1호
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• pp.91-102
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• 1998

본 연구의 목적은 우리나라 중소하천의 어류 종다양성 예측을 위한 모형의 개발 및 정확성 검증을 하는 것이다. 본 예측 모형은 미국의 GAP의 일환으로서 뉴욕주 어류-야생동물연구팀이 개발한 어류종다양성 예측모형을 기초로 하였으며, 하천의 크기, 물리적서식지, 및 수질의 세가지 서식지 요인을 활용한다. 본 연구에서는 미국 EPA 수질환경기준과 우리나라 수질기준을 적용하여 2개의 예측모형을 개발하였으며, 본 연구 대상지는 한강 수계의 탄천, 사기막천, 수동천, 미 조종천을 대상으로 한다. 본 연구의 발견사항은 다음과 같이 요약할 수 잇다. 첫째, 본 연구대상지 총 118개 하천구간은 예측모형 l과 예측모형 ll에 의하여 각각 9개와 14개의 서식지 유형으로 분류되었다. 둘째, 멸종위기종인 퉁가리, 희귀종인 배가사리 및 쉬리의 분포예측도를 작성하고, 정확도를 검증한 결과 예측모형 l과 ll를 이용한 종풍부도 예측결과는 각각 94%및 95%를 보였으며, 수질이 어류 종풍부도에 지대한 영향을 미치는 것으로 판명되었다. 넷째, 예측모형 l과 ll의 각 하천구간 출현종의 정확도는 각각50.5%및 68.8%로는 낮은 편이었으며, 수질오염이 심한 하천을 제외한 정확도는 각각 67.1%및 86.5%로 향상되었다. 마지막으로 우리나라 수질기준을 적용한 예측모형 ll의 정확도가 높으며, 이들 예측모형의 정확도는 수질향상 및 자연형 하천복원에 의하여 향상될 수 있는 것으로 판명되었다.

• 환경정보
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• 제28권통권361호
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• pp.6-6
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• 2006

하수관거는 생활환경의 개선, 공중위생의 향상, 침수의 방지, 공공수역의 수질보전 및 건전한 물순환 등을 유지하기 위하여 반드시 필요한 도시기반시설이다. 우리나라는 도시민의 쾌적하고 안전한 생활을 확보하기 위하여 하수관거를 지속적으로 부설하였지만 '03년말 기준 전국의 보급률이 65.8%에 불과하고, 설치된 관거도 8.6m당 1곳이 불량하고, 하수관 유량의 31%가 침입수여서 하수관거 개선이 시급한 실정이다. 정부에서는 하수관거정비 종합투자계획을 수립ㆍ하수관거 개보수사업을 적극적으로 추진하고 있다. '07년까지 5조 6천억원을 투자하여 하구관거보급률을 75%수준으로 향상시켜 하수처리장 운영효율 제고 및 수계별 목표 수질 달성에 기여 할 것으로 전망하고 있다. 하수관거정비는 시민 및 사회단체의 환경을 향상시키는 반면에 많은 예산과 장기간이 소요되는 사업이다. 그동안 민간자본을 이용하여 하수처리장 건설 등 환경기초시설 설치 등에 활용되어 왔던 BTO 방식에서 탈피하여 BTL(건설-이전-임대)방식을 도입하여 추진하게 된다. 이에 본지에서는 하수관거정비사업의 현황, 향후 추진방향 등에 대하여 자세히 살펴 보고자 한다.

• 한국환경보건학회지
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• 제19권1호
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• pp.13-23
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• 1993

I. 서론 : 생활수준의 향상과 더불어 삶의 질을 향상시키고 사람을 포함한 생태계에 미치는 오염물질을 관리하기 위하여는 정확한 오염현황 자료가 필요하다. 환경에 영향을 미치는 오염물질 농도는 매우 낮기 때문에 이들 물질을 측정분리하기 위하여는 측정분석 요원의 측정기술 능력, 측정장비, 측정분석에 소요되는 시약 및 초자, 기타 실험실 분위기와 측정요원의 근무여건 등이 최적의 상태로 상호 조화를 이루어야 정확한 측정자료를 얻을 수 있다. 정확한 측정자료를 얻기 위하여는 모든 측정과정이 포함된 측정분석 정도관리가 필요하며 측정결과에 영향을 미칠 수 있는 시료채취, 운송 및 보관, 측정분석 그리고 측정결과의 정리단계에서 오차요인을 제거하는 노력이 필요하다. 본 고에서는 측정분석 과정 중 오차요인을 많이 포함하고 있는 환경시료 채취방법, 환경시료 전처리방법 그리고 측정분석 정도관리 방법에 대한 고찰을 통하여 수질측정분석 정도를 향상시킬 수 있는 방안을 강구하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2023

최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.