• Journal of Wetlands Research
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• v.25 no.2
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• pp.83-90
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• 2023

Due to climate change, the occurrence of abnormal rainfall is increasing, and the intensity and scale of damage caused by heavy rain are increasing every year. In addition, as the frequency of heavy rains becomes more frequent, heavy rains often occur continuously, resulting in large flooding damage that has never been seen before in urban area. When near rivers and coastal areas are impermeable areas, the maximum flow increases rapidly as the rainfall intensity increases, so a comprehensive flood risk evaluation is needed considering the characteristics of the basin. In this study, the flood inundation risk evaluation was analyzed by giving scores on evaluation factors as a measure to prevent inundation in subway stations. Through the flood inundation risk evaluation process considering the comprehensive evaluation index, the flood risk evaluation was conducted on five urban railway stations with a large amount of traffic and floating population that had been inundated in the past. It is judged that by comprehensively analyzing this and establishing a inundation risk grade (grade 1 to 4) to establish a flood measure suitable for the risk grade.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.40 no.3
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• pp.247-254
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• 2022

To investigate the tolerance limit and critical thermal maximum (CTM), behavioral responses of wild goldeye rockfish Sebastes thompsoni according to exposure to high water temperature were observed using a continuous behavior tracking system. As a result, behavioral index (BI) of S. thompsoni in each temperature (20.0, 25.0, and 30.0℃) showed a significant difference (p<0.05) when compared with the value measured in a stable condition of 15.0℃. The activity level of S. thompsoni exposed to 25.0℃ decreased sharply after 20 hours. Their rest time at the bottom of experiment chamber increased, and their normal swimming and metabolic activities were disturbed. In addition, at a high water temperature of 30.0℃, S. thompsoni reached the limit of resistance and showed a sub-lethal reaction of swimming behavior, with energy consumption in the body increased and all test organisms died. In conclusion, the eco-physiological response of S. thompsoni to water temperature varied greatly depending on the fluctuation range of the exposed temperature and the exposure time. In addition, the tolerance limit of S. thompsoni to high water temperature was predicted to be 25.0-30.0℃. The maximum critical thermal that had a great influence on the survival of this species was found to be around 30.0℃.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.14 no.2
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• pp.157-168
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• 2009

In this paper, a photovoltaic system is designed with a step up chopper and single phase PWM(Pulse Width Modulation) voltage source inverter. Where proposed Synchronous signal and control signal was processed by one-chip microprocessor for stable modulation. The step up chopper operates in continuous mode by adjusting the duty ratio so that the photovoltaic system tracks the maximum power point of solar cell without any influence on the variation of insolation and temperature because solar cell has typical voltage and current dropping character. The single phase PWM voltage source the inverter using inverter consists of complex type of electric power converter to compensate for the defect, that is, solar cell cannot be developed continuously by connecting with the source of electric power for ordinary use. It can cause the effect of saving electric power. from 10 to 20[%]. The single phase PWM voltage source inverter operates in situation that its output voltage is in same phase with the utility voltage. In order to enhance the efficiency of photovoltaic cells, photovoltaic positioning system using sensor and microprocessor was design so that the fixed type of photovoltaic cells and photovoltaic positioning system were compared. In result, photovoltaic positioning system can improved 5% than fixed type of photovoltaic cells. In addition, I connected extra power to the system through operating the system voltage and inverter power in a synchronized way by extracting the system voltage so that the phase of the system and the phase of single-phase inverter of PWM voltage type can be synchronized. And, It controlled in order to provide stable pier to the load and the system through maintaining high lurer factor and low output power of harmonics.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.261-261
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• 2020

물관리의 기본이 되는 연속적인 유량 자료 확보를 위해서는 정확도 높은 수위-유량 관계 곡선식 개발이 필수적이다. 수위-유량 관계곡선식은 모든 수문시설 설계의 기초가 되며 홍수, 가뭄 등 물재해 대응을 위해서도 중요한 의미를 가지고 있다. 그러나 일반적으로 유량 측정은 많은 비용과 시간이 들고, 식생성장, 단면변화 등의 통제특성(control)이 변함에 따라 구간분리, 기간분리와 같은 비선형적인 양상이 나타나 자료 해석에 어려움이 존재한다. 특히, 국내 하천의 경우 자연적 및 인위적인 환경 변화가 다양하여 지점 및 기간에 따라 세밀한 분석이 요구된다. 머신러닝(Machine Learning)이란 데이터를 통해 컴퓨터가 스스로 학습하여 모델을 구축하고 성능을 향상시키는 일련의 과정을 뜻한다. 기존의 수위-유량 관계곡선식은 개발자의 판단에 의해 데이터의 종류와 기간 등을 설정하여 회귀식의 파라미터를 산출한다면, 머신러닝은 유효한 전체 데이터를 이용해 스스로 학습하여 자료 간 상관성을 찾아내 모델을 구축하고 성능을 지속적으로 향상 시킬 수 있다. 머신러닝은 충분한 수문자료가 확보되었다는 전제 하에 복잡하고 가변적인 수자원 환경을 반영하여 유량 추정의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 본 연구는 머신러닝의 대표적인 알고리즘들을 활용하여 유량을 추정하는 모델을 구축하고 성능을 비교·분석하였다. 대상지역은 안정적인 수량을 확보하고 있는 한강수계의 거운교 지점이며, 사용자료는 2010~2018년의 시간, 수위, 유량, 수면폭 등 이다. 프로그램은 파이썬을 기반으로 한 머신러닝 라이브러리인 사이킷런(sklearn)을 사용하였고 알고리즘은 랜덤포레스트 회귀, 의사결정트리, KNN(K-Nearest Neighbor), rgboost을 적용하였다. 학습(train) 데이터는 입력자료 종류별로 조합하여 6개의 세트로 구분하여 모델을 구축하였고, 이를 적용해 검증(test) 데이터를 RMSE(Roog Mean Square Error)로 평가하였다. 그 결과 모델 및 입력 자료의 조합에 따라 3.67~171.46로 다소 넓은 범위의 값이 도출되었다. 그 중 가장 우수한 유형은 수위, 연도, 수면폭 3개의 입력자료를 조합하여 랜덤포레스트 회귀 모델에 적용한 경우이다. 비교를 위해 동일한 검증 데이터를 한국수문조사연보(2018년) 내거운교 지점의 수위별 수위-유량 곡선식을 이용해 유량을 추정한 결과 RMSE가 3.76이 산출되어, 머신러닝이 세분화된 수위-유량 곡선식과 비슷한 수준까지 성능을 내는 것으로 확인되었다. 본 연구는 양질의 유량자료 생산을 위해 기 구축된 수문자료를 기반으로 머신러닝 기법의 적용 가능성을 검토한 기초 연구로써, 국내 효율적인 수문자료 측정 및 수위-유량 곡선 산출에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 향후 수자원 환경 및 통제특성에 영향을 미치는 다양한 영향변수를 파악하기 위해 기상자료, 취수량 등의 입력 자료를 적용할 필요가 있으며, 머신러닝 내 비지도학습인 딥러닝과 같은 보다 정교한 모델에 대한 추가적인 연구도 수행되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.94-94
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• 2020

최근 정부의 신북방정책 추진에 따라 수자원분야에서는 동북아지역 국제 공유하천을 중심의 물 정보 및 연구협력 기회 확보와 지정학적 특성을 고려한 지역 현안해결 중심의 연구가 재조명 되고 있다. 두만강은 이러한 동북아의 중심에 위치하고 있으며, 중국, 북한, 러이사의 국경을 따라 흐르며 지역 수자원의 대부분을 공급하는 국제하천이다. 또한, 지난 2018년 5월에는 하구유역이 람사르(Ramsar) 습지로 승인됨에 따라 철새 등을 포함한 생태가치의 중요성도 크게 증가하였다. 하지만 이 지역은 유역의 지정학적 민감성과 접근이 제한된 관측 정보들로 인해 그 수자원·환경 효용성을 정확하게 파악할 수 없을 뿐만 아니라, 최근 기후변화에 따른 영향으로 홍수, 가뭄 등의 수재해와 수질오염 등의 문제가 발생하고 있어 가용한 기술기반의 직·간접적 접근을 통한 장기수문 및 환경변화 등에 대한 분석과 관리방안 수립 등의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 미계측 두만강 유역을 대상으로 우선, 가용한 위성자료 및 광역지표모형(MERRA-2) 기반 NASA POWER(Prediction of Worldwide Energy Resource) 수문기상 자료와 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하여 장기 수문영향을 평가하고자 한다. SWAT 모형은 전 지구적으로 활용 가능한 격자 해상도 약 30m의 위성기반 수치표고모형(DEM), 광역 토양도, 지역 토지이용도 자료를 활용하여 두만강 유역을 전체 19개 소유역 및 18개 하도, 138개 HRUs의 수문분석 단위로 구축하였으며, 모의는 미국 NOAA NCDC(National Climate Data Center) 및 중국 CMDC(China Meteorological Data Service Center)의 주요 관측지점에서 선별한 총 13개소의 위치에 대해 재분석된 기후/기상자료들(NASA POWER 강수, 기온, 풍속, 상대습도 및 일사량)을 적용, 1990년에서 2019년까지의 30개년도 연속자료를 구축활용 하였다. 한편, 모형의 검·보정은 앞서 언급한 관측 자료의 부재로 과거 문헌 등을 통해 파악할 수 있는 연 단위 수자원 총량 등을 활용해 진행코자한다. 아울러, 향후는 최근 활용 가능한 장기 위성관측 강수량을 적용, 재분석 자료 결과와의 비교를 통해 상호 분석 오류를 줄여나갈 수 있을 것으로도 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.327-327
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• 2021

하수재이용에서 전처리 막여과 공정은 완벽한 고액분리로 인해 후단 역삼투막 손상을 줄일 수 있는 공정으로 각광을 받고 있다. 일반적으로 막여과 공정은 여과->물리세정->충진->여과 와 같은 제막사에서 제공하는 운전 사이클에 맞춰 적용하고 있으며 유지세정 역시 1회/일 또는 1회/주 단위로 정해진 범위에서 수행되고 있다. 이러한 운전 방식은 시시각각 변화하는 막 유입수질에 적절하게 대응하지 못해 장기적으로 막오염 발생에 따른 생산수량 감소는 물론 막오염 제거를 위한 화학세정 주기가 짧아져 전체적인 생산수량이 감소하는 원인이 되고 있다. Raffine(2012)에 따르면 가역적 막오염의 경우 Flux 증가에 큰 영향이 없으나 비가역적 막오염은 Flux 증가에 따라 급격히 증가한다고 보고하고 있으며 이는 제한된 분리막 면적당 처리수 생산량을 증가시키기 위해 비가역적 막오염의 발생량을 줄이는 것이 필요하며 이를 위해 주기적인 강화역세(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)가 도입되고 효율적인 유지세정 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 당사에서는 일산에 있는 I 수질복원센터내에 25 m³/일 규모의 막여과 하수재이용 파일롯 플랜트를 설치하고 막여과 하수재이용 공정의 운영 효율을 높이기 위하여 W사에서 개발한 IntelliFluxControl(IFCr) 소프트웨어를 이용하여 하수재이용 막여과 성능을 확인 하였다. IFCr은 실시간으로 변화하는 수질에 따른 막오염 정도에 따라 역세 강도 및 빈도와 CEB 적용 정도를 변화시켜 분리막 운전의 효율을 높일 수 있는 운영 소프트웨어이다. I 수질복원센터의 하수 방류수를 막여과 유입수로 적용하여 40 LMH를 기준으로 IFCr을 적용하지 않은 경우 23.7일 운전 가능하였으나 IFCr을 적용한 경우 50일 연속 운전이 가능하였다. 또한 역세척수를 운전 기간 동안 약 50 m³을 사용한 반면 IFCr을 적용한 경우 이에 절반 수준인 24.1 m³ 만 사용하여 회수율이 91%에서 95%로 증가한 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과는 기존의 제막사에서 제시하는 막 공정 운영방법을 탈피하여 분리막이 갖고 있는 성능을 최대한 끌어 올릴 수 있는 연구 결과라고 판단되며 향후 스케일 업 연구를 통해 실제 플랜트에 적용 가능성이 확인 될 경우 시설의 설치 막모듈 개수와 유지관리비를 동시에 절감할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이다

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.5B
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• pp.429-439
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• 2009

When Catastrophic extreme flood occurs due to dam break, the response time for flood warning is much shorter than for natural floods. Numerical models can be powerful tools to predict behaviors in flood wave propagation and to provide the information about the flooded area, wave front arrival time and water depth and so on. But flood wave propagation due to dam break can be a process of difficult mathematical characterization since the flood wave includes discontinuous flow and dry bed propagation. Nevertheless, a lot of numerical models using finite volume method have been recently developed to simulate flood inundation due to dam break. As Finite volume methods are based on the integral form of the conservation equations, finite volume model can easily capture discontinuous flows and shock wave. In this study the numerical model using Riemann approximate solvers and finite volume method applied to the conservative form for two-dimensional shallow water equation was developed. The MUSCL scheme with surface gradient method for reconstruction of conservation variables in continuity and momentum equations is used in the predictor-corrector procedure and the scheme is second order accurate both in space and time. The developed finite volume model is applied to 2D partial dam break flows and dam break flows with triangular bump and validated by comparing numerical solution with laboratory measurements data and other researcher's data.

• Analytical Science and Technology
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• v.22 no.4
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• pp.326-335
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• 2009

A specific analytical method able to identify and quantify traces of six glucocorticoids residues in eggs were developed. The extraction and clean-up parameters for simultaneous analysis were evaluated and HPLC and spectrometric conditions were also established. For determination of glucocorticoids, 5 g of egg was transferred into a test tube, adjusted pH 5.2 with acetate buffer and was $\beta$-glucuronidase/arylsulfatase from Helix pomatia added. The mixture was centrifuged and supernatant was extracted twice with 20 mL n-hexane. The extraction was performed with HLB cartridge using methanol, followed by clean-up with silica cartridge using methanol/ethyl acetate (4/6, v/v). The analytes were determined by HPLC/ESI-MS/MS operating in the negative ion mode. Validation studies with fortified egg samples for established method were performed. The result of method validation gave good efficiency, linearity, accuracy and precision. The correlation coefficients ($r^2$) of the calibration curves appeared to be higher than 0.99 in egg, indicating excellent linearity. LOD was ranged 0.09 to $0.17{\mu}g/kg$, and recoveries for most compounds were in the range of 55.7-69.8%. This method can be used to determine ${\mu}g/kg$ levels of glucocorticoids in eggs.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.1A
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• pp.183-190
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• 2006

Minimizing the self weight of long-span deck slabs is one of the key factors for the practical and economic design of a composite two-girder bridge. In this paper, the minimum design thickness and rebar details of prestressed concrete deck slabs for composite two-girder bridges with girder span length from 4 m to 12 m are studied based on the safety and serviceability. The bridge deck slab with minimum thickness is designed as a one-way slab considering orthotropic behavior. Then fatigue safety of the deck slab is examined. Serviceability requirements for the deck slab such as deflection and crack width limits are also examined. The result shows that rebars with diameter less than 16 mm is recommended for the improved fatigue behavior, and, for the deck slab with span length longer than 8 m, the deflection limit governs the minimum design thickness. The result also shows that, for the deck slab with span length longer than 4 m, the distribution rebar requirement in the current Korea Highway Bridge Design Code is not sufficient to maintain the structural continuity in bridge axis as expected from the deck slab with span length shorter than 3 m.

• Journal of Practical Agriculture & Fisheries Research
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• v.19 no.1
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• pp.139-151
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• 2017

This study was conducted to confirm the rumen fermentation characteristics of large-scale CoenzymeQ10(CoQ10) producing bacteria R. spharoides in rumen. We conducted in vitro continuous culture test to investigate the characteristics of rumen fermentation with 5% R. spharoides as a direct fed microorganism. A rumen microbial fermentation characteristic has stability at after 12 days for 15 day of experimental period. pH value, NH₃-N, microbial protein synthesis, ADF digestibility and NDF digestibility were not shown significantly differences between control and treatment. However, UDP was significantly higher in treatment than control (p<0.05). CoQ10 concentration was 336.0mg/l with 5% R. spharoides. On the other hands, CoQ10 was not detected without R. spharoides. Our study was shown that R. spharoides can produce CoQ10 in rumen environment without harmful effects on rumen fermentation parameter. CoQ10 in rumen may transfer into cow milk through cow metabolism. This strategy might be helpful for producing functional dairy cow milk.