• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2022

기후변화가 현실화되면서 수자원평가 (Water Resources Assessment)에 대한 관심과 중요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 '주민공감 문제기획리빙랩' 대상지인 순천은 동천을 중심으로 홍수량을 정량적으로 분석하였다. 순천시의 가장 시급한 사안 중 하나인 범람 및 침수 문제로, 최근 3년(2018~2020)간의 집중호우로 인한 내수배제로 주택 및 도로침수, 산사태 등의 피해를 겪었다. 시기마다 고질적으로 반복되는 동천 인근 지역의 침수문제를 사전에 예방하고 피해의 빈도나 규모를 줄이기 위하여 분석을 수행하였다. 이에 본 연구에서는 환경부의 지원을 받아 한강홍수통제소와 한국건설기술연구원이 공동으로 개발한 동적수자원평가모형(DWAT, Dynamic Water Resources Assessment Tool)을 이용하여 정량적으로 홍수량 산정을 하고자 한다. 본 모형은 전 세계가 무료로 이용할 수 있는 수자원평가도구로 사용자의 편의를 위해 GIS전처리 기능을 포함하고 있어, 자동으로 유역 매개변수 및 면적 평균강우량을 Thiessen method를 사용하여 산정할 수 있다. 또한, 물의 순환과정을 투수 및 불투수지역으로 구분되며, 투수지역은 1개의 토양층과 1개의 불압대수층으로 구성되고, 유출기여역과 함양역으로 유역을 분할하여 적용할 수 있으며, 대수층을 통하여 지하수의 흐름을 산정할 수 있다. 기상청에서 제공하는 기상자료를 분석하여 과거 관측 강우사상 3개를 선정하여 검·보정을 수행하였으며, 그 결과 모형 효율계수(Nash-Sutcliffe efficiency) 및 결정계수(Coefficient of Determination)가 0.78~0.94, 0.82~0.94로 우수한 모의 결과를 산정할 수 있었다. 빈도별 확률강우량을 Huff 4분위법을 사용하여 확률홍수량을 산정하였다. 미래 홍수량 증감량 산정을 위하여 RCP(Representative Concentration Pathways) 기후변화 시나리오를 사용하였다. 관측값과 모의값의 누적확률분포 이용하여 모의값의 확률분포를 관측값의 확률분포에 사상시키는 방법인 분위사상법(Quantile Mapping)을 사용하여 시나리오자료를 보정하였다. 본 연구에서 산정한 홍수량을 바탕으로 침수피해를 막기 위한 구조적 및 비구조적 방안을 위한 기초자료로 사용될 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.23-39
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• 2014

인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.85-94
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• 1997

연구 지역은 제주도의 해안 용천수를 수원지로 하고 있는 삼양 3수원지로서 1996년 1월부터 원수의 염소이온농도가 먹는 물 수질기준치인 150 mg/ι를 훨씬 초과하여 그 원인을 수리지질학적으로 규명하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구결과 그 원인은 다음과 같은 매우 복잡한 자연 및 인위적인 현상에 의해 발생하였다. 1996년 1월~9월 동안 내린 강수량은 그 이전 36년간 제주시에서 발생한 연평균 강수량의 41.7%에 해당하는 극심한 한발기로서 이러한 강수량의 감소는 결국 용천 유출량의 감소와 용천수위 강하의 원인이 되었고, 이로 인해 만조시 매 주기 별로 2~3.8시간 동안 해수면이 수원지내 지하수위보다 4.4~12.4cm 높게 되어 기존 차수벽 하부의 투수대 구간을 통해 해수가 역동수구배를 따라 수원지내 유입되어 지하수의 염소이온농도 증가원인이 되었다. 또한 주기적인 조석간만의 영향으로 인해 발생한 두께가 얇아진 담수체의 수축 팽창현상이 점이대의 확장을 촉진시켜 염소이온농도를 증가시켰으며, 뿐만 아니라 강수량 감소에 따른 지하함양량 감소로 점이대에서 지하수 흐름의 역전현상이 발생하였고, 이에 부가하여 강우누적결핍시기 동안 해안지하수체의 수축현상이 가장 심하게 발생한 간조시에 일평균 2790$\pm$450 ㎥의 지하수를 반복채수함으로 인해 추가적인 지하수위의 하강을 초래하여 점이대의 확장과 염수의 역상승 현상을 유발하였다. 수원지 주변 용천에서 염소이온농도가 150 mg/l이하로 유출되는 순수지하수 유출지속 시간은 하루 약 2시간 정도였으며 유출량은 532 ㎥/일 이였고 만조시 C $l^{－}$ 이온의 농도는 1900 mg/1 이상이다.

• 한국환경과학회지
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• 제9권3호
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• pp.223-228
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• 2000

충남 서천군 춘장대에서 채취한 갯벌을 통수칼럼에 넣고 오염물질 정화능력을 평가 해 보았다. 각 칼럼에 사용된 시료수는 하수를 G2여과지(6$\mu\textrm{m}$)로 여과한 여액(R1), 생하수를 GF/C여과지(12$\mu\textrm{m}$)로 여과 후 하수중의 미생물에 의한 영향을 제거하기 위하여 고압멸균기(autoclaver)로 12$0^{\circ}C$에서 15분간 멸균한 하수(R2), 여과ㆍ멸균된 하수를 membrane filter로 여과한 해수와 1:1 (하수:해수)로 혼합한 시료수(R3) 그리고 R3에서 사용된 하수와 해수를 이용해 그 비를 1:2로 혼합한 시료수(R4)를 이용하였다. 4종류로 조제된 시험수를 이용한 통수실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 통수실험에 의해 제거된 COD 양은 시료수에 하수의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 암모니아질소의 경우 각 칼럼에서 580분 실험한 후 총 누적 제거양은 R1 90.1mg, R2 81.0mg, R3 27.6mg, R4 4.1mg이었다. R1과 R2에서 총 누적 제거 양이 해수가 1:1로 함유된 R3보다는 약 3배 높았고, 생하수와 해수가 1:2로 함유된 R4보다는 약 20배 높아 시료수에 하수의 함량이 높을수록 COD와 마찬가지로 암모니아질소가 잘 제거되는 것으로 판단되었다. 총인의 경우 각 칼럼에서 580분 실험한 후 제거된 총 누적 양은 R1 3.4mg, R2 4.2mg, R3 5.6mg, R4 2.0mg이었다. 평균 유입수 농도와 평균 유출수 농도로 구한 Pb의 평균 제거율은 R3와 R4에서 94.6%와 94.9%로 R1과 R2에서의 65.5%와 77.0%보다 약간 높았고, Cd의 평균 제거율도 R3와 R4에서 93.1%와 88.5%로 R1과 R2에서의 61.2%와 82.7%보다 약간 높았다. 이상과 같이 칼럼실험에서 중금속은 해수가 첨가된 시료에서 제거율이 높았다. 하지만 초기 20분간 흡착된 중금속의 양은 580분 동안 흡착된 총 양의 3~4%로 유사한 값을 나타내었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.359-367
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• 2014

필지 단위 가뭄상황을 한 주 간격으로 감시함으로써 한발피해의 조기경보체계 개발과 현업서비스 구축에 기여할 목적으로 농업가뭄지수를 개발하였다. 이 지수는 토양의 물수지를 기반으로 설계되었는데, 물의 공급은 2개월 전 강수량부터 가중치를 적용하여 누적시킨 유효강수량에 의해, 물의 수요는 기준증발산에 작물계수를 적용한 실제증발산과 토양 종류에 따른 지면유출량에 의해 산정하여 토양잔류수분을 얻는다. 잔류수분량의 자연대수를 기반으로 해당 지역 기후학적 평년의 정규확률분포를 제작한 다음 임의연도, 임의기간 잔류수분량의 정규확률분포 상 위치를 검색하여 가뭄여부를 판단한다. 이 지수의 신뢰도 평가를 위해 실험포장 세 곳을 대상으로 2012년 7월부터 2013년 12월까지 잔류수분량을 계산하여 실측 토양수분과 비교한 결과 널리 쓰이는 표준강수지수에 비해 훨씬 높은 상관을 보였으며, 실제 가뭄과 더욱 근접한 경보를 발령할 수 있었다. 고해상도 전자기후도를 이용하여 소규모 시험유역에 대해 농업가뭄지수의 공간분포를 270m 해상도로 제작함으로써 필지단위 가뭄감시 가능성을 확인하였다.

• 지역연구
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• 제31권4호
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• pp.47-69
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• 2015

본고에서는 각 지역의 역외 인재 유인환경(Magnet요소) 및 역내 인재 양성환경(Incubator요소)을 통해 인재유인잠재력지수(Talent Magnet Potential Index, TMPI)를 산출함으로써 지역분포와 그 특성을 파악하고자 하였다. 그 결과 서울, 대전, 경기, 울산 등이 1~4위의 상위권을 차지하여 지식기반서비스업 및 R&D역량, 그리고 제조업의 비중이 높은 지역에서 TMPI의 수준이 높은 것으로 나타났다. 또한 4개로 분류한 인재유인력 지역유형에서는 유형I(인재비교우위형)과 유형III(인재절대부족형)의 누적적 효과로 인해 향후 이들 지역 간의 경제격차 확대가 예상된다. 더불어 광역시 중심의 유형IV(역내 인재의존형)의 경우는 인재양성역량은 우수하나 유형I 또는 유형II(역외인재의존형)으로의 인재 유출이 우려된다. 본고는 TMPI의 타당성 검증을 위해 상관관계를 실시한 결과, 16개 시도 대상의 유형별 인재와 TMPI 간 상관성은 매우 높은 것으로 나타났으며, 특히 2T와의 상관계수가 가장 높은 것으로 나타나 그간 상대적으로 경시된 관용성 부문이 인재의 유인 및 양성에 크게 기여하고 있음을 새로이 확인하였다. 그러나 인재가 집중하는 서울을 제외한 15개 시도 대상의 상관관계는 다른 양상을 보였다. 마지막으로 이러한 주요 분석결과를 토대로 지역의 인재 확보를 위한 정책과제를 제안하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.262-272
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• 2005

본 연구는 하구호 수질개선을 위한 유입하천정화 시설의 기초설계 자료를 마련하기 위한 일환으로 시작되었다. 조사대상 하천은 삽교호 유입 국가하천으로 도시관통 하천(곡교)과 농경지 관통하천(무한, 삽교)이었다. 3년 동안의 장기적인 수질관측결과 시기적으로 큰 변화를 나타내었다. 도시지역이나 농경지를 관통하는 하천에서 유량이 증가할수록 질소농도는 뚜렷이 감소하였다. 인 농도는 도시하천의 경우에는 질소와 마찬가지의 변화특성을 나타내었으나 반면에 농경지 유역하천의 경우에는 유량이 영향이 상대적으로 적었지만 유량이 크게 증가할 경우 오히려 크게 증가하였다. 그 이유는 강우에 따른 유량증가시 도시지역이나 농경지를 흐르는 하천수의 부유물질 농도는 크게 증가하지만 유출되는 부유물질의 화학적 특성이 전혀 다르기 때문으로 판단된다. 용존성 질소(dissolved-TN)는 대상하천에서 총질소의 약 $40{\sim}60%$를 차지하였으며 총인의 경우는 약 35% 가량이 용존성 인(dissolved-TP) 상태로 존재하였다. 하구호인 삽교호의 3개 유입하천에 대한 대표수질은 건기와 우기로 구분하여 결정하는 것이 타당하며, 대표수질 항목으로는 측정오차가 적고 유량변동에 따른 수질변화 특성을 가장 잘 표현하고 있는 TDS와 SS를 이용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. TDS는 건기의 총질소 농도 증가를 반영하며, SS는 우기의 총인 농도 증가를 설명하는데 효과적이다. 본 논문에서 제시된 누적확률그래프는 하천정화시설의 설계목적으로 다른 유역의 하천수질을 비교 평가하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1413-1424
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• 2013

최근 우리나라에는 집중호우의 발생 빈도가 잦아지고 있다. 집중호우는 단시간에 발생하여 인명과 재산에 직접적인 피해를 주는 특징이 있다. 이러한 이유로 치수에 대한 관심은 점점 높아지고 있으며 정확한 유량 예측을 바탕으로 홍수에 대비할 수 있는 시스템 개발에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 지금까지 홍수 예보에는 주로 물리적 모형이 사용되어 왔다. 물리적 모형은 매개변수 결정을 위해 많은 자료를 필요로 하고 또 매개변수의 결정 과정에서 많은 불확실성을 포함하고 있기 때문에 계산과정을 거치는 동안 다양한 오차가 반복하여 누적되는 단점이 있다. ANFIS는 인공신경회로망과 퍼지기법을 사용한 자료 지향형 모형으로 기존의 물리적 모형에서 사용한 방대한 양의 물리적 자료를 배제하고 유역의 강우자료와 유량자료만을 사용하여 모형을 구축하고 수위를 예측할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 자료 지향형 모형은 입력 자료와 결과 사이의 논리적 상관성을 찾을 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 ANFIS 모형에 사용되는 함수의 옵션과 입력자료의 특성의 제한적인 변화에 따른 결과자료 분석을 통해 자료 지향형 모형의 특성을 분석하였다. 또한 일반적으로 많이 사용하는 물리적 모형 중 하나인 HEC-HMS의 유출량 산정 결과와의 비교를 통해 ANFIS의 적용성을 평가하였다. 본 연구는 남한강 상류에 위치한 청미천 유역의 2007년부터 2011년까지의 관측 강우자료와 유량자료를 사용하여 수행하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.157-170
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• 2002

연속적으로 방출되는 금강 담수에 의해 형성되는 풀룸(plume)의 구조와 분포를 시험하기 위해 전향력과 조석의 유무에 따른 3차원 수치모델 실험을 하였다. 조석없이 전향력이 포함된 경우 모델풀룸은 발달단계에서 남수로 북쪽에 시계방향 순환을 형성한다. 풀룸 확장이 진행되면 순환중심이 남서쪽으로 이동하며 남수로 입구에서부터 남서쪽으로 저염수의 유출 축 방향이 편향된다 이러한 결과는 외해의 강한 염분전선 때문에 하구입구 전방에서 누적되는 저염수에 의해 유지되는 해면경사에 의한 순압적 지형류 균형으로 설명된다. M$_2$분조를 포함하는 경우에는 모델풀룸이 북서쪽으로 멀리 확장하여 큰 혀모양의 염분분포를 이룬다. 외해역 풀룸의 조석주기 평균된 표층흐름은 주로 지형류 균형을 이룬다. 이러한 풀룸분포의 변화는 하구입구 외측에서 저염수를 북쪽으로 공급하는 조류이동에 의한 저염수 이류와 풀룸을 따라 평균해면을 높이고 북쪽 천해연안역 표층염분을 증가시키는 활발한 조류혼합에 의한 것으로 설명된다. 관측된 금강 풀룸의 주된 형태(Lee et at., 1999;최 등, 1999)는 하구 입구역에서부터 풀룸 축이 북서쪽으로 편향되고 북쪽으로 풀룸 두께가 깊어지는데 이러한 특징은 조석이 포함된 모델에서 잘 재현되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.368-372
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• 2008

돈분 퇴비화 시 Alum 처리 수준이 증가함에 따라 전 퇴비화 과정에서 pH는 낮은 수준으로 유지되었지만, Alum-H 처리구는 퇴비화 초기 pH가 Alum-L와 대조구에 비해 현저히 낮았기 때문에 퇴비화 기간이 지연되었다. 퇴비화 35일 동안 누적 암모니아 휘산량은 Alum-L와 Alum-H 처리구에서 대조구에 비해 각각 31, 78% 감소되었다. Alum 처리는 돈분 퇴비 중 인산을 난용성 인산으로 전환시켜 수용성 인산의 함량을 현저히 감소 시켰다. 따라서 돈분의 퇴비화에 있어 Alum 첨가는 퇴비화 과정에서 질소 손실을 감소시키고, 농경지 활용시 인산 유출량을 저감 할 수 있을 것으로 기대된다.