• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.59-59
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• 2021

최근 기후변화에 따른 가뭄의 상습화와 농촌용수 수요증가에 대비할 수 있는 가뭄대책의 수립을 통한 용수부족 문제에 대한 근본적인 해소의 필요성 증가하고 있는 가운데 기존 수자원을 효율적으로 활용하기 위한 4차 산업기술을 적용한 순환형 농업용수 관리시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 연구는 2017년 가뭄이 극심하였던 충청남도 대사저수지, 풍전저수지와 경기도 마둔저수지에 대하여 기상분석, 관개분석, 수리분석 등을 수행하여 이수관리, 관개만족도, 회귀수의 재이용 등을 예측 관리할 수 있는 순환형 농업용수 관리 시스템을 개발하여 적용하고자, 선제적으로 가뭄 발생 들녘의 용수공급을 위한 농업용 저수지 소유역 순환용수 가용수량을 추정하였다. 2010년부터 2019년까지의 강우유출 모형을 적용하기 위하여 수원, 천안, 이천관측소의 강우, 최고/최저기온, 상대습도, 풍속, 일사량자료를 일자료로 활용하였고, 10년 평균 유출량을 순별로 산정하여 기본자료로 구축하여 주요 취입보 유입수량을 산정하였다. 주요 취입보 유입수량 산정과 취입보의 용적을 산출하기 위하여 시설별 높이차와 하천의 길이 및 폭을 측정하였으며 물수지는 보유용수량과 유입량의 합에서 공급수량을 제외한 값으로 정의하였고, 내용적을 초과하는 경우에는 범람되는 것으로 구현하여 마둔, 대사, 풍전저수지의 임의 지점(하천)별로 순환용수 가용을 위한 모의를 실시하였다. 공간 범위는 평야부 말단부로 선정하였고, 가상으로 약 2m 높이의 임시보를 적용하여 관개기 강우유출수 및 퇴수에 의한 가용수량을 산정하였다. 이를 위하여 하천의 폭과 표고를 이용하여 길이를 산출하여, 내용적을 산출하였다. 소유역별로 TANK 모형적용 결과를 입력자료로 활용하여 일 공급 양수량을 내용적 최대로 하였을 때 회복 기간에 대한 모의를 수행하였다. 강우유출수에 의한 소유역별 가용수량을 4월부터 모의 분석한 결과 유역별로 차이는 발생하지만 만수위에 도달하는 기간은 특이 유역을 제외하고는 약 50일 이상 걸리는 것으로 분석되었고, 관개기가 계속되면서 회복되는 기간이 짧아지는 경향을 보였다. 이를 통해 소유역별 농업용수 부족분 투입을 위한 위치선정과 용수량 판단이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.124-124
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• 2022

가뭄시 유역 수문량은 하천수/지하수 취·배수, 하·폐수방류량, 용수재이용 등 복잡한 물이용체계에 따른 영향이 크지만 기존 가뭄시 수문량 평가는 이러한 복잡한 물이용체계를 고려하지 않아 정도 높은 예측에 어려움이 있다. 따라서 가뭄시 유력 내 상세물이용체계 및 수문환경특성 인자들의 상호작용 규명을 통한 정도 높은 수문량 평가 기술의 개발이 시급하다. 대하천 주변 광역상수도 공급지역은 가뭄 발생시에도 안정적으로 물이용이 가능하나, 중소하천을 수원으로 하는 하천의 상류지역은 가뭄시 물공급 안정성이 취약하다. 따라서 중소하천을 대상으로 가뭄시 물 공급시설의 효율적 운영, 물부족 위험도 평가, 가용수자원의 최적이용 등 종합적인 대책 마련을 위해서는 신뢰성 높은 수문량(하천유출량 및 수자원가용량) 예측이 필요하다. 가뭄에 따른 중소하천유역의 수문학적 유출거동을 평가하기 위한 해석 모형으로는 국내의 복잡한 유역 수문환경특성을 평가하기 위해 개발된CAT (Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)(김현준 등, 2012)을 이용하였다. CAT은 기후변화나 토지이용변화에 따른 유역의 수문환경특성 변동성을 정량적으로 평가하기 위해 개발된 모형이다. CAT은 인위적인 물이용체계 즉, 광역급수, 용수재이용, 지하수 취수, 하천수 취·배수 등을 분석하기 위한 툴을 제공하므로 가뭄시 상세물이용체계에 따른 시·공간적 수문환경특성 분석 및 수문량 평가를 위한 최적의 모형으로 선정하였다. 본 연구에서는 중소하천유역의 수문량 예측기술 실용화 기반을 마련하기 위하여 낙동강, 금강, 영산/섬진강 중권역을 대상으로 정밀 시공간 수문량을 평가하였다. 각 권역별 보정지점을 기준으로 관측유량 자료와 모의자료의 1:1비교를 통해 수문량 예측정확도를 산정하였으며, 모형효율(Nash Sutcliffe Efficiency, NSE) 및 결정계수(Coefficient of Determination, R²)의 권역별 평균은 NSE 72%, R2 79%로 나타났으며, 대부분의 지점에서 70% 이상을 나타내어 환경부 및 지자체의 가뭄시 물관리 정책을 지원하기 위한 실용화 기반을 마련하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권7호
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• pp.473-479
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• 2012

하수재이용은 부족한 수자원 문제를 해결할 수 있는 대표적인 대안으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수의 공급시 관망내에서 일어날 수 있는 관의 부식과 수질변화에 대한 연구를 모형관망을 이용하여 수행하였다. 관 재질은 아연도강관(GSP), 주철관(CIP), 스테인레스강관(STSP), PVC관(PVCP)을 이용하였고, 하수재이용수와 수돗물을 각각 공급하여 비교 및 평가하였다. 하수재이용수를 모형관망에 공급하는 루프테스트를 수행한 결과, 관 재질별 시편의 무게 감소량은 CIP > GSP > STSP ${\approx}$ PVCP의 순으로 나타났다. 또한, 하수재이용수는 수돗물과 비교하여 부식속도가 높게 나타났는데, CIP의 경우, 하수재이용수의 초기 부식속도가 3.511 mdd, 수돗물은 2.064 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.833 mdd, 수돗물 0.294 mdd를 나타내었다. 또한, GSP도 하수재이용수의 초기 부식속도가 2.703 mdd, 수돗물은 2.499 mdd를 나타내었고, 90일간의 부식속도는 하수재이용수 0.349, 수돗물 0.248 mdd로 CIP에서 나타난 경향과 유사하였으며, 시간이 지남에 따라 부식속도가 감소하는 경향을 나타내었다. 루프테스트를 수행하는 과정에서 관 재질별로 하수재이용수의 수질변화를 관찰한 결과, 암모니아성 질소의 경우, 부식이 크게 발생한 CIP 및 GSP에서 부식이 발생하지 않은 STSP 및 PVCP와 비교하여 질산염으로 전환되는 비율이 월등히 높았고, 부식생성물이 가장 많은 CIP에서 질산성 질소의 탈질이 가장 높게 일어나는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, CIP에서는 SRB (Sulfur Reducing Bacteria)에 의한 황산이온의 소모가 나타났으며, EDS (Energy Dispersive X-ray spectrometer System) 분석 결과 MIC (Microbiologically Induced Corrosion)가 있었음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.917-922
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• 2010

환경개선용수 공급을 위한 비용부담원칙은 수익자부담원칙, 오염자부담원칙 및 공공부담이 있다. 수익자부담원칙이란 공공재 혹은 공공서비스의 공급을 그 재화나 서비스로부터 혜택을 받는 주체가 부담해야 한다는 원칙이다. 수익자 부담원칙은 수익자가 아닌 자를 비용부담으로부터 제외한다는 것을 내포한다. 원인자부담원칙이란 공공사업이 필요하게 되는 원인을 제공한 자가 그 재화와 서비스의 비용을 부담해야 한다는 원칙이다. 원인자부담 원칙이 적용되는 상황은, 원인자가 특정행위나 활동을 통해 다른 경제주체에 피해를 주고 이 피해가 공공사업에 의해 상쇄될 때이다. 수자원의 개발과 이용에서 상 하류의 복수 지자체들이 서로 긴밀하게 연계되어있는 광역수계의 경우에는 환경개선용수 확보비용의 부담과 관련하여 수익자 부담원칙이나 원인자 부담원칙이 별개로 적용되기 어려운 점이 많이 있다. 환경개선용수에 대한 공공부담의 경우 공익적 측면이 강하다는 점을 전제로 한다. 국가전체적인 차원에서 환경개선용수를 사용하는 경우나 하천생태계 보호나 하천수질개선을 위해 환경개선용수를 사용하는 경우;사회적으로 필요한 환경재인 환경개선용수를 국가에서 비용을 부담하여 공급하는 것이 필요하다. 본 연구는 환경개선용수 공급에 있어 적용할 수 있는 비용부담원칙을 제시하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.129-130
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• 1997

1. 서론 : 반도체 제조공정중 wafer가공 공정에 사용되는 많은 양의 RO 초순수는 미세한 규소입자를 비롯하여 비교적 낮은 농도의 불순물을 포함하고 있으나, 현재 1차세정후 공정폐수로 전량 희석되어 폐기되고 있다. 반도체 제조공정에서 발생되는 이러한 세정폐수를 적절한 전처리와 분리막 처리를 통하여 유가물질인 Si 입자를 회수하고, 처리수를 재이용함으로써 환경오염의 감소 및 공업용수의 증대를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 고분자 분리막을 이용하여 반도체 제조공정중 발생한 세정중의 유가물질인 Si를 회수하고, 용수를 재이용하기 위하여 한외여과용 평막을 제조하여 Si 함유 폐수에 대한 막성능을 평가하였으며, 또한 상용 tubular 및 hallow fiber막의 성능과도 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1367-1371
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• 2006

부족한 수자원으로 인한 대체수자원으로 하수재이용에 대한 수요가 확대되면서 하수재이용에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 이에 대한 연구결과를 현장에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 이러한 문제점을 최소화하기 위하여 실제 현장에서 용수관리를 하고 있는 물관리 경력자 및 지역자치단체 담당자들을 대상으로 하수재이용 및 재이용 사업에 대한 인식을 조사하였다. 본 연구의 목적은 이를 바탕으로 담당자들의 재이용에 대한 인식 전환 및 재이용 사업을 활성화하는데 있다. 조사방법으로는 하수재이용기술 교육 참가자들을 대상으로 직접 설문조사를 실시하였다. 응답 결과는 빈도분석 및 군집분석을 통하여 응답자의 개인적인 답변 성향에 따른 오차를 최소화하여 9단계의 응답 분포를 3단계로 재분류하여 응답 결과를 분석하였다. 설문응답결과, 하수재이용과 재이용의 필요성에 대하여서는 긍정적인 반응을 보였으나, 재이용에 의해 생산된 작물에 대하여 보건위생 및 환경 분야에서 우려의 반응을 나타냈다. 생산된 작물의 구입의사 여부는 구입하지 않겠다는 의사보다는 구입을 망설이는 응답자가 더 높게 나타났다. 재이용에 대하여 높은 필요성에도 불구하고 재이용이 활성화 되지 못하고 있는 실정에 대하여 사회적인 인식 및 홍보 부족 등의 이유가 가장 높게 나타났으며, 정부의 지원 및 기술보급의 부재가 다음으로 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.140-140
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• 2012

농촌 지역의 환경 보전 및 농작물 생산을 위한 지역용수로서 농업 수자원의 안정적인 확보와 공급은 지속가능한 농업의 필수적인 요소이다. 농업용 저수지는 농업용수를 공급하는 단일 목적으로 축조되어 수자원의 시간적, 공간적인 편중을 극복하는 방법으로 홍수기의 풍부한 수량을 저류한 후 관개기 혹은 갈수기에 이용한다. 농업용 저수지의 용수 공급 체계에서 수요량 및 공급량의 경우 기상학적 지형학적 특성 등 여러 요인에 의해 변동되며, 불확실성을 포함하는 기상 및 수문현상의 영향으로 물 공급이 불가능한 경우가 발생한다. 현재 사용되는 빈도개념의 물 공급 계획 안전도는 기후변화로 인한 가뭄 및 홍수 등의 수문사상 변화에 대응하지 못하고, 용수수요의 증가, 수자원 개발의 한계 등 농업 수자원 시스템의 용수공급능력 측면이 갖는 취약성을 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 용수공급능력 평가 방법으로 불확실성을 포함하는 저수지 공급량과 관개지구 수요량을 확률적인 개념으로 접근하였으며, 물 공급 안전도 평가를 위하여 신뢰성 해석기법을 적용하였다. 농업용 저수지의 물 공급 안전도 평가는 확률적 모델을 바탕으로 정량화된 수치를 제시함으로써 객관적이고 상대적인 비교가 가능하며, 설계시점의 자료만을 이용하는 것이 아니라 축적되는 자료를 활용하여 공급 가능량과 수요량의 변화를 반영한 결과를 도출할 수 있다는 점에서 설계빈도와는 차별화된 지표로 활용 가능하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.40-40
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• 2018

현실화된 기후변화로 인하여 강수패턴 및 강수량의 변화가 발생함에 따라 물 관리의 불확실성이 증가하고 있는 실정이며 또한 2014년부터 시작된 극심한 가뭄은 안정적인 용수공급에 많은 어려움을 주고 있다. 예로 보령댐의 경우 저수율이 2015년 19%, 2017년 8.3%로 역대 최저를 기록한 바 있고 2018년 3월 기준 운문댐과 밀양댐의 경우 저수율이 각각 11%(심각), 26.2%(경계)로 극심한 물부족에 시달리고 있다. 이러한 극심한 가뭄에 대응하기 위해서는 시설간 연계 운영, 급수체계 조정, 도수로 가동 등과 같은 구조적 대책과 더불어 저수용량에 따라 용수공급량을 감축하는 형태의 비구조적 대책의 일환인 용수공급 조정기준이 동시에 이루어져야 한다. 용수공급 조정기준은 국토교통부에서 주기적으로 발생하고 있는 가뭄에 대하여 대응하기 위해 만들어진 기준으로 다목적댐의 저수량을 기준으로 단계별(관심, 주의, 경계, 심각) 공급량을 감축하여 장기간 공급함으로써 국가재난을 사전에 예방하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 용수공급 조정기준을 수립하기 위해서는 최소 20년 이상의 과거 관측된 유입량 자료를 모의 발생하여 이수안전도 95%이상을 만족하는 단계별 용수공급 조정 기준선을 작성하게 된다. 하지만 신규 댐의 경우 관측된 유입량 자료가 전무함에 따라 용수공급 조정 기준을 수립하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 신뢰할 수 있는 유입량 자료를 생산하기 위해 첫 번째로 물리적 기반인 분포형 강우-유출 모형을 구축하고 검보정을 수행하였으며 이처럼 구축된 강우-유출모형을 이용하여 다수의 유입량 자료를 생산하였다. 두 번째로 SAMS 2007을 이용하여 유입량 자료를 모의 발생시켰으며 이를 저수지 운영에 활용하여 이수안전도 95%를 만족하는 용수공급 조정기준을 수립하였다. 본 연구의 결과는 극심한 가뭄에 대비하여 안정적인 용수공급 및 수자원 확보 등 이수적인 측면에서 크게 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제8권2호
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• pp.45-51
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• 2006

우리나라 대부분의 하수처리장에서는 영양염류 및 MBAS의 제거를 위하여 생물학적 고도처리시설과 모래여과시설을 설치하여 운영하고 있다. 그러나 미처리된 영양염류 및 합성세제가 수계에 그대로 유입되어 하천에 사상성부착조류의 발생 및 하천의 자정작용을 방해하여 물에서의 이 취미 발생과 거품 때문에 미관상 불쾌하여 하수처리수를 도시하천유지용수로 재이용하는 G 하수처리장을 실험 대상으로 하여 모래여과시설에 대한 MBAS 제거효율을 파악하고자 본 연구를 실시하였다. 그 결과 모래여과를 이용한 MBAS의 최대 제거 효율은 24시간이 지난 후에 63% 정도로 나타났고 특히, 2시간 내지 4시간이 경과한 후의 MBAS 제거 효율도 30% 정도로 그 효과는 아주 적은 것으로 나타났다. 결론적으로 모래여과를 이용한 MBAS 제거는 여과지속시간이 장시간 소요되어 시설부지의 대규모화 등 경제성이 부족하고 제거 효율도 거의 기대에 미치지 못하여 앞으로 하수처리수를 하천유지용수로 재이용하는 하천에서는 MBAS 제거를 위해서는 모래여과시설보다는 다른 공법의 연구와 대책이 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.88-89
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• 1999