• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.58-66
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• 2014

도시화 및 산업화 등의 영향으로 인한 도시하천의 수질오염 문제가 사회적 관심의 대상이 되고 있다. 특히, 신도시의 개발로 인하여 유역 내 물순환 특성이 급격하게 변화한다는 사실을 고려할 때, 이에 영향을 받는 도시하천의 장래수질에 대해서도 많은 우려가 제기되고 있다. 그러나 아직 개발이 완료되지 않은 신도시의 장래수질을 정량적으로 예측하는 합리적인 방안은 현 시점까지도 제시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 환경부가 장기간의 모니터링 결과에 기반하여 제시한 토지계 지목별 발생부하 원단위를 분포형 강우유출모형인 SWMM (Storm Water Management Model)에 연계 적용함으로써 장래 신도시 내 도시하천의 수질을 거시적으로 예측하는 방법론을 제시하는 한편, 현재 신도시 개발이 진행되고 있는 G 신도시 내 대상유역의 장래수질 예측을 위하여 이를 활용함으로써 그 적용성을 검증하였다. '연단위 유량가중 평균농도 (Y-EMC; Yearly based Event Mean Concentration)' 개념을 도입하여 신도시 개발 이후의 장래수질을 예측한 결과, BOD 18.7 mg/L, T-N 16.2 mg/L 및 T-P 0.85 mg/L로 산정되어 목표수질인 하천생활기준 III등급의 달성이 어려운 것으로 나타났으며, 생활계 배출부하량을 80% 이상 저감시켰을 때 이 기준을 만족할 수 있는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과는 신도시 개발에 따른 장래 토지이용 특성의 변화에 대응하여 도시하천의 수질을 효율적으로 예측 관리하기 위한 기초적인 방법론으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1338-1342
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• 2005

최근에 하천수질이 악화되고 물 수요량이 증대됨에 따라 사회적으로 하천의 유지관리문제가 중요시되고 있는 실정이다. 보다 효율적인 수질관리를 위해서 수질모델을 이용하여 장래 수질예측결과를 토대로 수질보전 대책 및 오염원 저감 계획을 수립하여야 하는데, 이러한 수질모델의 구성을 위해서는 장기간의 수질 및 유량측정자료의 구축이 선행되어져야하므로 시간적$\cdot$경제적인 어려움이 따르게 된다. 이에 본 연구에서는 영산강을 대상유역으로 선정하고, 영산강 유역 환경청과 영산강 홍수통제소에서 운영$\cdot$관리하는 관측망 자료인 수질자료와 수위자료를 이용하여 수질모델을 구축하고, 장래 수질예측을 실시하였다. 수질예측결과 영산강은 광주하수종말처리장 방류수의 수질농도가 지대한 영향을 미치는 것으로 판단되어 광주하수종말처리장 처리효율에 따른 수질변화를 모의하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권3호
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• pp.221-231
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• 1993

하구 및 호소 수질모형인 WASP4를 사용하여 수도권 상수취수 대안지점들에서의 장래수질을 모의하였다. 모의 수질항목으로서 엽록소 a, 질소 순환요소들, 인 순환요소들, BOD 및 DO 등을 포함하였다. 1986년부터 1990년까지의 월별 댐유입량 및 방류량 자료를 사용한 계절별 물수지 분석에 의하여 모형의 경계단에서의 계절평균 유량 입력자료를 산정하여, QUAL2E 모형에 의하여 모의된 수질 입력자료와 함께 장래수질의 히절별 모의에 사용하였다. 또한 장래 오염부하량 및 취수 대안지점에서의 취수에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 장래수질의 모의 결과, 여러 대안지점들 중 북한강 하류단 지점의 수실이 보든 수질항목에 대하여 가장 양호하며, 남한강 하류단 지점이 가장 불량한 것으로 나타났다. 또한, 북한강 대안지점에서 취수가 기손 취수지점에서의 오염도를 다소 증가시키나 그 정도는 미미한 것으로 나타났다.

• 대한공간정보학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-21
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• 2008

본 논문에서는 금강수계의 미호천을 대상으로 GIS를 이용, 2010년을 대상으로 장래수질을 예측하였다. 오염총량관리 기본계획에서 제시된 자료를 기반으로 미호천으로 유입되는 지류별 수계에 대하여 재계산하여 각 수계별 오염부하량을 산정하였으며 이들 정보를 활용하여 지류별 농도를 계산한 다음 미호천의 수질모의를 실시하였다. 수질모의는 대표적인 하천수질 모형인 Qual2E 모형을 사용해서 BOD, TN, TP 등의 대표적인 수질인자에 대한 모의를 실시 하였다. 수계별 오염부하량을 산정한 결과 도시지역을 포함한 무심천 및 보청천의 부하량이 높게 나타남을 알 수 있었고 미호천 전체 수질은 청주 하수처리장의 영향을 직접적으로 받는 것으로 나타났다. 대상유역에서의 효율적 수질관리와 오염총량제에서 제시한 목표수질을 달성하기 위해서는 하수처리장의 고도처리화가 먼저 달성되어야 함을 알 수 있었고, 그 외에도 무심천으로 공급되는 농업용수의 유량을 증가시켜 이를 수질희석의 용도로 사용하는 방안에 대해서 모의를 실시함으로써 수질기준을 만족할 수 있는 적정유량을 산정하여 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.243-243
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• 2020

본 연구는 장래 유입수질 변화로 해수담수화(Desalination) 역삼투압(Seawater Reverse Osmosis) 공정의 전력비 예측 모델을 개발하고 별도의 해수담수화 추가공정이 필요한지 검토하였다. 플랜트 시설은 한번 설치되면 오랜 기간 운영이 되고, 주요 공정의 시설물 변경이 어려우며, 특히 해수담수화 시설의 경우에는 생활용수 및 공업용수를 수요자에 상시 공급함으로서 중간에 추가 시설물을 증설하거나 변경하기가 쉽지 않다. 따라서 해수담수화 시설의 계획 초기부터 현재의 유입수질 및 장래의 수질 변화를 예측하여 해수담수화 공정을 계획하는 것이 필요하다. 금회 검토는 해수온도 및 염분도 변화를 고려하여 서해에 위치한 대산산업단지 해수담수화 시설의 해수담수화 공정 전력비를 예측하였고, 입력 자료(온도 및 염분도)는 국가해양환경정보통합시스템(MEIS, Marine Environment Information System) 22년 과거자료(1997~2018년)를 이용하였다. 개발된 모형에 적용하여, 해수담수화에 필요한 전력비의 변화를 예측할 수 있으며, 이를 바탕으로 해수담수화 시설물 공정계획을 검토할 수 있었다. 금회 연구에서는 장래 수질변화 예측모형의 결과를 기반으로 해수담수화 시설물 공정을 제시하였다는데 의의가 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.535-546
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• 2000

주암호는 광주 전남지역의 주민생활이나 공 농업활동에 기반이 되는 중요한 수자원의 역할을 하고 있으나, 주암호에 유입되는 오염물질로 말미암아 호수의 수질은 점점 악화되고 있는 실정이다. 주암호의 수질개선대책을 수립하기 위한 예비단계로서 호수의 수질모델링을 실시하여 수질이 장래에 어떻게 변화될 것인지를 확인할 필요성이 있다. 수질모델링 작업에 이용할 수 있는 컴퓨터 프로그램은 여러 종류가 있으나, 각 프로그램에서 요구하는 오염물질 유입량, 수리 수문 등의 압력자료(Input data)는 불확실성을 포함하고 있으며, 이러한 불확실성은 예측결과(장래수질)의 불확실성을 초래하게 된다. 수질모델링에서 불확실성이 발생하는 주요원인은 활용할 수 있는 정보의 부족, 미래상황 및 예측모델의 불확실, 그리고 전문가 지식의 한계 때문이다. 따라서 본 연구의 목적은 퍼지이론을 응용하여 수질예측 모델에서 요구하는 입력자료들의 불확실성 정도를 해석하고, 이를 수질예측 모델에 그대로 결합시킬 수 있는 방법을 개발하는 것이다. 이러한 방법의 적용은 불확실성을 고려하지 않는 방법들에 비해 합리적이고 현실성 있는 주암호의 장래수질을 예측하는데 도움이 될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.627-636
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• 2006

본 논문에서는 금강수계 오염총량관리 기본계획에서 제시된 오염부하량 자료를 기반으로 공시된 목표수질을 달성하기 위한 적정방류량을 산정하였다. 오염총량관리의 1단계로 BOD를 대상으로 총량관리가 이루어질 계획이며 향후 질소 및 인 계열로 확대될 전망이다. 총량구역별 및 행정구역별로 산정된 BOD와 TN, TP 부하량을 GIS를 활용하여 10개의 지류수계에 대하여 재분배하였고 지류수계에 해당되지 않는 구역에 대해서는 15개의 소구간으로 처리하여 반영하였다. Qual2E를 사용하여 수질모의를 실시한 결과 2010년에 대하여 산정된 장래수질에 대하여 기준부하량의 경우 약 30 CMS의 유량이 본류구간에 대하여 제시된 수질기준을 만족하기에 적절한 것으로 모의되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.323-323
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• 2019

최근 충주댐 하류에 위치한 남한강 본류에서는 봄철 지속되는 가뭄으로 인한 유량부족과 인근 주요 유입하천으로부터의 과다한 영양염류 유입으로 갈수기 수질오염 문제가 빈번히 발생하고 있다. 그러나 아직까지 충주댐 하류 남한강 본류 하천을 대상으로 기후변화에 따른 장래 갈수기 수질변화 예측과 상류 유역에서의 유량 확보가 본류 하천 갈수기 수질에 미치는 영향을 정량적으로 분석한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 충주댐 하류 남한강 본류 구간과 주요 유입하천을 대상으로 유역 및 수질 모델 연계를 통해 극한 가뭄 사상에 따른 남한강 본류의 장래 갈수기수질 변화를 예측하고, 섬강 유역 내 갈수기 유량 확보 시나리오 적용을 통해 극한 가뭄 사상에서의 섬강 말단 및 남한강 본류 갈수기 수질 개선 효과를 분석하였다. 갈수기 유량 확보 시나리오는 산림 간벌에 따른 증발산량 저감 및 침투량 증진 시나리오로 구성하였다. 시나리오 적용 결과, 섬강 유역에서의 갈수기 평균 유량은 최대 2.19배까지 증가하는 것으로 분석되었으며, 갈수기 수질평균 농도는 최대 BOD5 20.5%, T-N 40.8%, T-P 53.4%까지 개선되는 것으로 나타났다. 또한 섬강 유역에서의 갈수기 유량 확보에 따라 남한강 본류 갈수기 수질 평균 농도는 최대 BOD5 5.22%, T-N 5.42%, T-P 7.69%까지 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해서 산림 간벌에 따른 기저유량의 확보가 갈수기 하천 수량 및 수질에 긍정적인 영향을 미치는 것을 간접적으로 확인할 수 있었으며, 이는 수량 수질뿐만 아니라 수생태계 건강성 연속성 유지 측면에서 큰 기여를 할 수 있을 것이라 판단된다. 따라서, 섬강 유역 내 갈수기 유량 확보 방안으로 적절 수준의 산림 간벌 대책이 강구되어야 할 것이며, 산림 간벌 이외에 갈수기 유량 확보를 위한 빗물 이용, 공공하수처리시설 방류수 재이용, 우수의 저류 및 침투시설 확충 등 다양한 대책이 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제28권4호
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• pp.137-146
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• 1995

한강하류부(팔당댐~한강대교 구간)에서의 총질소와 총인의 농도예측을 위해서 QUAL2E 모형을 적용하였다. 민감도 분석을 실시한 결과 관련 매개변수들에 대한 총질소와 총인의 민감도는 작게 나타났다. 산정된 총질소와 총인농도의 종방향 분포는 1994년도의 수질실측 결과와 잘 일치하였다. 이 구간의 주요 지천인 왕숙천, 탄천, 중랑천등의 장래오염 부하량을 산정하여 한강하류부에서의 수질모의를 실시하였다. 장래 한강 하류부에서의 갈수량과 평수량시에 대하여 처리시설의 증설시의 경우를 고려하여 총질소와 총인의 농도를 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1023-1035
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• 2021

본 연구는 머신러닝 기반의 분석으로 해수담수화(Desalination) 시설의 전력비 예측모델의 가능성을 검토하였다. 해수담수화 주요 공정인 역삼투(Seawater Reverse Osmosis) 시설의 전력비 예측 모델을 개발하고, 전력비 산정에 영향을 미치는 인자를 분석하였으며, 해수 수질 중에서 선정된 수온 및 염분도 측정자료를 활용하여 검토하였다. 국립해양조사원(Korea Hydrographic and Oceanographic Agency, KHOA)의 2003년부터 2014년까지의 자료를 이용하였으며, 모형의 구조는 시행오차법(Trial & Error)으로 하이퍼파라미터를 최적화하여 머신러닝 기반의 예측 모델을 구축하고, 장래 해수 수질을 예측하였다. 해수 수온은 기존 패턴과 유사할 것으로 예측되었고, 염분도는 과거 측정자료 범위 이내로 최대값이 점차 감소되는 경향을 보여 해수담수화의 전력비가 약 0.80% 감소하는 것으로 검토되었다. 본 연구는 머신러닝 기반의 예측 모델을 구축하여 장래 수질 변화 예측하였으며, 해수 수질 변동의 영향 및 대안을 제시했다는데 의의가 있다.