• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.2
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• pp.127-136
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• 2015

In general, XP-SWMM regards manholes as nodes, so it can not consider local head loss in surcharged manhole depending on shape and size of the manhole. That might be a reason why XP-SWMM underestimates inundated-area compared with reality. Therefore, it is necessary to study how we put the local head loss in surcharged manhole in order to simulate storm drain system with XP-SWMM. In this study, average head loss coefficients at circular and square manhole were estimated as 0.61 and 0.68 respectively through hydraulic experiments with various discharges. The estimated average head loss coefficients were put into XP-SWMM as inflow and outflow energy loss of nodes to simulate inundation area of Gunja basin. Simulated results show that not only overflow discharge amount but inundated-area increased considering the head loss coefficients. Also, inundation area with considering head loss coefficients was matched as much as 58% on real inundation area. That was more than simulated results without considering head loss coefficients as much as 18 %. Considering energy loss in surcharged manholes increases an accuracy of simulation. Therefore, the averaged head loss coefficients of this study could be used to simulate storm drain system. It was expected that the study results will be utilized as basic data for establishing the identification of the inundation risk area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.320-320
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• 2012

수문학적 의미의 일반적인 물순환은 증발, 응결, 강수 등 태양에너지와 중력에 의해 전지구적으로 반복되는 물의 재생산과정을 의미한다. 최근 들어 토목분야에서 언급되기 시작한 물순환시스템은 수문학적인 물수지(water balance)에 저류, 공급, 처리, 재이용 등 인공적인 요소를 감안하여 대상지역의 적절한 수요, 공급을 유지하는 시스템을 의미한다. 생활에서 물이 차지하는 중요성을 감안할 때, 지역의 수문학적 특성과 문화, 경제적 여건을 고려한 효율적인 물순환시스템의 구축은 지역발전의 정도를 가늠할 수 있는 지표라 할 수 있다. 본 연구는 물산업 선진국인 영국과 미국의 지역 물순환시스템 설계사례를 조사하고 초기단계인 국내사례와 비교하여 향후 설계지침 개발의 기초자료로 활용하기 위하여 수행되었다. 선진사례 조사는 2009년 이후 미국과 영국에서 수행된 세 건의 물순환 현황조사(water cycle study)와 미국에서 개발된 설계최적화 프로그램을 분석하였고, 국내사례로는 파주운정지구와 광교신도시 개발 시 수행된 물순환시스템 구축사례를 조사하였다. 해외 선진국 사례조사 결과, 물순환시스템 구축은 공통적으로 물순환망 현황조사, 물순환 계획수립, 지역현황 조사, 적용가능 기술조사, 설계 등 5단계를 거쳐 수행되었다. 이 중 가장 중요한 단계는 지역의 물수지와 가용 물 수요 및 공급 시스템을 조사하는 물순환망 현황조사로, 지역의 needs를 정확히 파악하고 양적, 질적 공급목표를 적절하게 선정하여 가장 효율적인 물순환망 계획을 수립하는 바탕이 되었다. 지역현황은 지역 법규 및 투자계획, 사회변화 예측 등 사회적 요소를 고려하는 단계로, 물순환 설계 선진사의 설계 최적화 프로그램의 경우 이러한 지역현황과 사회적 변화 예측의 반영에서 차별성을 갖고 있었다. 적용가능 기술조사의 경우 친환경, 저에너지 기술이 부각되던 추세에서 최근에는 지속가능성이 주요 고려사항 이었다. 국내사업 사례의 경우 규모가 작아 직접적인 비교가 불가하였으나, 5단계의 복잡한 최적화단계가 아닌 물순환망 분석결과와 이해당사자(stakeholders)의 needs를 바탕으로 치수안정성, 친수환경 보장 등의 목표를 수립하였다. 국내에서도 향 후 유역규모(watershed scale)의 대형 물순환기반 복합개발사업이나 대규모 해외사업 참여 시 필요한 기술력 축적의 차원에서 단계별 check list를 포함한 한차원 높은 물순환 설계지침 마련이 필요한 시점이라 하겠다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.193-193
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• 2011

국제기구인 정부간 기후변화협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, 이하 IPCC)에서는 기후변화가 기온 상승에 따른 증발산량의 증가, 강수량 및 유출량의 시공간적 분포의 변동 등을 초래하여 수자원의 효율적 관리 및 안정적인 공급에 어려움을 증대시킬 것으로 전망하였다. 또한 IPCC 4차 보고서에 따르면 21세기말 지구의 평균기온은 현재보다 최대 $6.3^{\circ}C$정도 더 상승할 것으로 전망하였다. 전구평균기온이 $3.0^{\circ}C$ 증가할 경우 아시아에서만 연간 700만 명이상이 홍수피해 위기에 직면할 것으로 예상되고 있다. 국내의 경우 기온은 전구평균기온에 비해 2배 이상 높은 $1.5^{\circ}C$ 정도 상승하였으며, 최근 50년간의 강우일수는 감소한 반면 일강수량이 80mm 이상인 호우일수의 발생빈도는 증가되고 있다고 보고되었다. 또한 최근의 물수지 해석과 관련하여 거시적인 관점에서 기온 및 강수량 증가에 따른 물순환 과정을 모의하고, 농업용수, 댐건설, 도시화, 토지이용의 변화 등 인위적인 환경 변화 및 기후변화에 따른 유출량의 변화를 정량화하려는 연구들이 수행되고 있다(한국건설기술원, 2007). 이를 위하여 단기적이 아니라 장기적인 측면에서 유출분석을 할 필요가 있으나, 현재까지 보유하고 있는 실측 자료의 한계 및 이러한 조사를 위해 요구되는 시간 및 비용의 한계 때문에, 유출해석 모형을 주로 이용하고 있다. 본 연구에서는 장래 건설예정인 미계측 호소의 유량과 수질을 모의하기 위하여 하천, 하구, 호소 및 해역에 고루 적용할 수 있는 3차원 수리 동력학적인 모델인 EFDC 모형과 시간의 변화에 따른 수질을 모의하는데 가장 널리 이용하는 WASP 모형을 도입하였다. 향후, 내성천의 영주댐 건설과 같은 큰 변화가 발생하였을 기후 변화의 영향을 파악하기 위하여 EFDC와 WASP모형을 이용하여 대상유역에 대한 유출량과 수온의 변화를 통하여 A2, B1 기후변화 시나리오별로 2020년, 2050년, 2080년의 수질(BOD, TN, TP)변화를 분석하여 보았다. 연구의 결과는 다음과 같이 나타났다. EFDC 및 WASP 모형의 연계를 통한 기후 변화 시나리오에 따른 미래의 저수지 수질예측 모의를 수행한 결과, BOD, TN, TP 등 수질농도 변화는 2020년에서 2080년도로 갈수록 BOD, TN 다소 증가하는 경향을 나타내었고, TP농도는 감소하였다. 시나리오별 변화 특성은 TN, TP 농도는 A2 시나리오가 다소 높고, BOD 농도는 B1 시나리오가 A2보다 높은 것으로 나타났다. EFDC와 WASP을 이용하여 미계측 호소에 대한 기후변화 시나리오별로 적용하여 수질변화를 예측하여 보았는데, 향후 기후변화에 따른 기온, 유량변화와 수질 항목간의 상간관계 정립 및 수질 모의의 불확실성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.276-276
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• 2015

농경지에서의 액비 수요는 최근 증가하고 있으나 적정 액비시비량에 대한 기준과 사후 관리에 대한 명확한 기준이 없어 환경문제에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 선정하고 논에서의 질소 및 인의 동태를 모니터링하고, 관개수, 배출수 및 침투수 중 영양물질 및 중금속 잔류 특성을 분석하였다. 시험구는 대조구(화학비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 기상관측 측정을 위하여 자동기상관측기, 유입량은 수도미터계량기로 관측하였으며, 시험포장으로부터 유출량을 측정하기 위하여 압력식수위계를 각 처리구별로 설치하였다. 침투에 의한 영양물질의 유출부하량 평가를 위하여 침투계 1조 및 중금속 포집이 가능한 ceramic porus cup 4조를 각 처리구별로 설치하였다. 2014년 6월 9일 써래질 후, 6월 19일 $15{\times}30cm$, 1주 당 3본씩 "동진벼"를 기계이앙 실시하였고, 대조구 A는 농촌진흥청의 추천시비량, 처리구 B는 지상분무방식(액비시비 후 경운을 하는 방식 및 관개수 공급 후 액비를 시비하는 희석식)을 적용하였다. 기비 시비일은 6월 6일, 분얼비 시비일은 6월 26일, 수비 시비일은 7월 30일이었다. 강우량 대비 유출량 비인 유출률은 0.03에서 0.91까지 나타났으며, 담수의 수질조사는 평시 조사로 주 1회 실시하고 있으며, 분석결과는 SS의 경우 처리구 B가 상대적으로 높게 나타났다. 영양물질(T-N, T-P 등)의 경우는 대조구 A에서 꾸준히 높은 농도를 보여주고 있으며 이들 농도는 시비 시기에 따라 첨두값이 다르게 나타났다. 특히 $TH_3-N$의 경우 휘발성이 강하기 때문에 처리구 B에서 매우 낮은 값을 보여주었다. 유출수의 화학성분 분석결과는 완효성인 화학비료의 특징으로 전체적으로 대조구 A에서 수질농도가 높게 나타났으며, BOD의 경우는 처리구 B에서 높게 나타났다. 침투수의 T-N은 대조구 A에서 상대적으로 높은 값을 보여주고 있으며 이는 $TH_3-N$의 휘발에 영향을 받는 것으로 보이며, $NO_3-N$은 처리구 B에서 더 높게 나타나 토양중으로 침출되는 양이 많은 것으로 나타났다. 본 연구는 액비시용에 따른 농경지 위해성 평가와 관리방안 개발을 위한 1차년도의 연구 성과로서 지속적인 모니터링을 통하여, 향후 새만금 유역내 축산밀집지역에서 나타날 수 있는 축산분뇨 관리정책 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.5
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• pp.1-10
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• 2021

Semiconductor Photo Resist (PR) automation equipment uses a mixture of several flammable substances, and when it leaks during the process, it can lead to various accidents, therefore, risk assessment is necessary. This study analyzed the frequency of leakage of Acetone and PGMEA used in PR automation equipment and the frequency at which such leakage could lead to a fire accident through the frequency analysis method, and evaluated the need for additional risk reduction measures in the current facility. Based on the process leak data and ignition probability data of IOGP, leak frequency analysis and ignition probability were derived, and the frequency of actual fire accidents was analyzed by combining them. The frequency of material leakage in semiconductor PR process is 7.30E-03/year, and fire accidents can occur by acetone that exists above the flash point when the material is leaked, the frequency was calculated at the level of 1.24E-05/year. According to the UK HSE, for a major accident occurring with a frequency of 1.24E-05/year, it is defined as "Broadly Acceptable", a level that does not require additional measures for risk reduction when it causes 7 or less deaths, and due to the process operated by two people, no additional risk reduction are required.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.29 no.2
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• pp.123-136
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• 2019

This study examines the effect of collector well installed to reduce groundwater level in the regions with the occurrence of landcreep, a soil mass movement triggered by instability on slopes. Slopes are prone to failure as a result of instability caused by its internal, topographic and geological properties as well as due to external factors such as rainfall and earthquake. In Korea during the rain season, rainfall infiltration affects the groundwater level in soil, building up porewater pressure and load, and finally drives slopes to collapse. Slope failure caused by rainfall infiltration has been leading to a drastic forest degradation. The studied slope is located adjacent to a valley, its terrain corresponds to piedmont gentle slope, while the upper part of the failure surface is steep. After reinforcing the terrain where landcreep had occurred and installing collector well on the slope, we measured the changes in the groundwater level. In order to analyze the relationship between the well and the slope, we calculated the ratio of groundwater level to rainfall before and after the installation of the collector well. As a result, it is confirmed that the ratio increases after the installation of the well, which in turn reduces the groundwater level. Analysis of the change in groundwater level after 3, 7, 15 days antecedent rainfall showed that the higher the overall groundwater level, the less the value ($r_p$) of groundwater level-rainfall ratio is, while the value becomes relatively greater when the groundwater level is low. In particular, if a slope has a large catchment basin as is in the case of the studied site, antecedent rainfall affects groundwater level in the order of 3 < 7 < 15 days.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.112 no.3
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• pp.340-351
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• 2023

Landslides are major natural geological hazards that cause enormous property damage and human casualties annually. The vulnerability of mountainous areas to landslides is further exacerbated by the impacts of climate change. Soil depth is a crucial parameter in landslide and debris flow analysis, and plays an important role in the evaluation of watershed hydrological processes that affect slope stability. An accurate method of estimating soil depth is to directly investigate the soil strata in the field. However, this requires significant amounts of time and money; thus, numerous models for predicting soil depth have been proposed. However, they still have limitations in terms of practicality and accuracy. In this study, 71 seismic survey results were collected from domestic mountainous areas to estimate soil depth on hill slopes. Soil depth was estimated on the basis of a shear wave velocity of 700 m/s, and a database was established for slope angle, elevation, and soil depth. Consequently, the statistical characteristics of soil depth were analyzed, and the correlations between slope angle and soil depth, and between elevation and soil depth were investigated. Moreover, various soil depth prediction models based on slope angle were investigated, and corrected linear and exponential soil depth prediction models were proposed.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.57 no.5
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• pp.359-369
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• 2024

Korea prepares for potential floods by designating June 21st to September 20th as the flood season. However, many dams in Korea have suffered from extreme floods caused by different climate patterns, as in the case of the longest consecutive rain of 54 days in the 2020's flood season. In this context, various studies have tried to develop novel methodologies to reduce flood damage, but no study has ever dealt with the validity of the current statutory flood season thus far. This study first checked the validity of the current flood season through the observation data in the 21st century and proved that the current flood season does not consider the effects of increasing precipitation trends and the changing regional rainfall characteristics. In order to deal with these limitations, this study suggested seven new alternative flood seasons in the research area. The rigid reservoir operation method (ROM) was used for reservoir simulation, and the long short-term memory (LSTM) model was used to derive predicted inflow. Finally, all alternatives were evaluated based on whether if they exceeded the design discharge of the dam and the design flood of the river. As a result, the floods in the shifted period were reduced by 0.068% and 0.33% in terms of frequency and duration, and the magnitude also decreased by 24.6%, respectively. During this period, the second evaluation method also demonstrated that flood decreased from four to two occurrences. As the result of this study, the authors expect a formal reassessment of the flood season to take place, which will ultimately lead to the preemptive flood response to changing precipitation patterns.

• Journal of Environmental Science International
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• v.16 no.4
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• pp.523-532
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• 2007

This study utilized the 1/25,000 topographic map of the upper area from the Geum-ho watermark located at the middle of Geum-ho river from the National Geographic Information Institute. For the analysis, first, the influence of the size of critical area to the hydro topographic factors was examined changing grid size to $10m{\times}10m,\;30m{\times}30m\;and\;50m{\times}50m$, and the critical area for the formation of a river to $0.01km^2{\sim}0.50km^2$. It is known from the examination result of watershed morphology according to the grid size that the smaller grid size, the better resolution and accuracy. And it is found, from the analysis result of the degree of the river according to the minimum critical area for each grid size, that the grid size does not affect on the degree of the river, and the number of rivers with 2nd and higher degree does not show remarkable difference while there is big difference in the number of 1st degree rivers. From the results above, it is thought that the critical area of $0.15km^2{\sim}0.20km^2$ is appropriate for formation of a river being irrelevant to the grid size in extraction of hydro topographic parameters that are used in the runoff analysis model using topographic maps. Therefore, the GIUH model applied analysis results by use of the river level difference law proposed in this study for the explanation on the outflow response-changing characters according to the decision of a critical value of a minimum level difference river, showed that, since an ogival occurrence time and an ogival flow volume are very significant in a flood occurrence in case of not undertow facilities, the researcher could obtain a good result for the forecast of river outflow when considering a convenient application of the model and an easy acquisition of data, so it's judged that this model is proper as an algorism for the decision of a critical value of a river basin.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.3 s.172
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• pp.207-219
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• 2005

The physical and chemical characteristics of soils in a small watershed were investigated and the effect of geology and land use on soil quality were examined by using multivariate statistical methods, principal components analysis and discriminant analysis. The soil developed from andesite had finer texture and higher contents of water extractable inorganic components, clay, and mafic minerals than the soil developed from granite. It is considered that the accumulation of salts in the farmland soils indicated by electrical conductivity, contents of cations and anions and pH was caused by fertilizer input during cultivation. The low contents of organic matter in the farmland soils was due to the enhanced oxidation of organic matter by tillage and by the harvest of crops. The contents of inorganic components are increased as following order: upland > orchard > paddy field > forest. The high contents of water soluble $SO_4\;^{2-}$ of paddy soils is due to the oxidation of sulfides mineral formed during the flooding period during the air-dry and extraction. The results of principal components analysis show the difference of soil quality was controlled by geology and land use. PCI indicate the input of fertilizer, mineral weathering and ion exchange reaction by application of nitrogenous fertilizers. The results of two discriminant analyses using water extractable inorganic components and their ratios by land use were also clearly classified by discriminant function 1 and 2. In discriminant analysis by components, discriminant function 1 indicated the effect of fertilizer application and increased as following order: upland > orchard > paddy field > forest soil. The investigated and predicted data for land use from discriminant analysis showed similar results. The discriminant analysis can be used as a useful method certifying the change of land use.