• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.981-992
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• 2023

최근 전세계적인 기후변화의 영향으로 강우가 집중되고 강우강도가 강해짐에 따라 홍수피해의 규모를 증가시키고 있다. 과거에 관측되지 않았던 규모의 비가 내리기도 하고, 기록되지 않았던 장기간의 장마가 발생하기도 한다. 이러한 피해들은 아세안 국가에도 집중되고 있으며, 태풍 및 집중호우로 인해 침수의 빈번한 발생과 함께 많은 사람들이 영향을 받고 있다. 특히, 인도네시아 찌따룸강 상류 유역에 위치한 반둥 지역은 분지 형태의 지형학적 특성을 가지고 있어서 홍수에 매우 취약한 실정이다. 이에 공적개발원조(ODA)를 통해 2017년에 찌따룸강 상류(Upper Citarum River) 유역에 대하여 홍수예경보시스템을 구축되었고, 현재 운영중에 있다. 그럼에도 불구하고, 찌따룸강 상류 (Upper Citarum River) 지역은 홍수발생시 인명 및 재산피해의 위험에 여전히 노출되어 있어 신속하고 정확한 홍수예경보의 실시를 통해 피해를 경감시키는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 찌따룸강 상류의 Dayeuh Kolot 지점을 목표관측소로 하고, 강우관측소 4개소와 수위관측소 1개소의 10분 단위 수문자료를 수집하여 인공지능 기반의 하천홍수위예측모형을 개발하였다. 6개 관측소의 2017년 1월부터 2021년 1월까지의 10분 단위 수문관측자료를 활용하여 선행예보시간 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6시간에 대해서 학습, 검증, 시험을 수행하였으며 인공지능알고리즘으로는 LSTM을 적용하였다. 연구결과 모든 선행예보시간에 대해 모형적합도 및 오차에서 좋은 결과를 나타냈으며, 학습자료 구축조건에 따른 예측정확도를 검토한 결과 참조관측소가 적은 경우에도 모든 관측소를 활용하는 경우와 유사하게 예측정확도를 확보하는 것으로 나타나 효율적인 인공지능 기반 모형 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.970-976
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• 2011

고랭지 배추 재배지역은 대부분 산지를 개간하여 조성한 경사 밭으로 작물이 재배되는 여름철 집중강우에 의해 많은 량의 토양이 유실된다. 특히 경사 밭 전면경운에 의한 토양교란은 작물이 아직 어린시기에 쏟아지는 강우에 직접 노출되는 경우가 많아 토양 유실 위험이 가중되고 있다. 본 연구는 경사 밭 적용 가능한 부분 경운 작업기 개발 및 개발된 작업기의 토양유실 저감 가능성, 농작업의 효율성, 작물 생산성 등을 평가하여 경사 밭 토양 보전을 위한 기초 자료로 활용 하고자 하였다. 부분 경운 작업기는 4조식으로 폭 10 cm, 깊이 10 cm 트렉터 부착형 농기계로 작물이 심겨지는 최소 부분만 (경운율 16.7%) 시비 동시 경운되도록 제작되었다. 제작된 부분 경운 작업기는 기존 관행 경운 대비 59% 작업 노력을 경감하고, 농기계 작업으로 소모되는 연료비도 74% 절감할 수 있는 것으로 평가되었다. 경운 방법에 따른 배추의 생육 특성은 정식 후 40일 생육조사 결과 ha기준 관행 24톤 대비, 부분경운 42톤으로 초기 생육량이 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 수확기 수량에도 영향을 주어 ha기준 관행 경운은 43톤인데 반해, 부분 경운은 67톤으로 증수되는 결과를 보였다. 부분 경운은 관행 경운에 의한 고랭지 배추 재배에 비해 유거수 및 토양 유실 경감 효과도 매우 높은 것으로 평가되었다. 특히 호밀 예취 피복 후 부분 경운에 의한 고랭지 배추 재배는 토양 유실 위험이 매우 높은 시기인 배추 생육 초기에 관행 대비 유거수 유출량은 67%, 토양 유실량은 89% 저감할 수 있는 것으로 평가되었다. 고랭지 배추 재배지의 지형적 특성과 기후조건을 고려해 볼 때, 관행 경운에 따른 토양 유실 위험에 대한 근본 대책 없이는 농업의 지속성을 유지하기가 매우 어려울 것으로 판단된다. 본 연구 결과 배추가 심겨지는 최소 부분만 경운, 미경운 부분을 호밀 잔재물로 피복할 경우 토양유실 경감 효과가 매우 높을 것으로 평가되었다. 특히 관행 경운 대비 작업 노력을 줄이면서 비료이용 효율도 높일 수 있어 에너지 절감에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제2권2호
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• pp.62-69
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• 2017

양식업이 발달한 통영 오비도 주변해역에서 하계 해양환경요인의 변화 특성과 그에 따른 식물플랑크톤의 변화양상을 파악하여, 가두리 양식 생물에 미칠 수 있는 잠재적인 환경요인을 분석하였다. 조사는 2개의 정점에서 2016년 6월부터 9월까지 격주로 4개월간 수행되었다. 6월과 7월은 강한 수온 성층이 형성되었으며, 8월에는 특이적으로 강한 양쯔강 희석수의 영향으로 8월 10일 29℃ 전후로 고수온이 관찰되었다. 조사기간 동안 질산염+아질산염, 암모늄, 인산염, 규산염은 각각 0.08~5.11 μM, 0.08~34.62 μM, 0.01~ 1.15 μM, 1.46~31.79 μM의 범위를 보였다. Chlorophyll a 농도는 0.49~7.39 ㎍ l^-1의 범위를 보였다. 9월의 빈번한 잦은 강우 및 양식어장에서 용출된 영양염류는 장시간 지속되지 못하고 빠르게 소비되거나 확산되었다. 이후 강우로 인한 영양염 유입과 함께 표층을 중심으로 Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, Pseudonitzschia delicatissima와 같은 규조류가 최대 4.74 × 10⁹ cells l^-1로 크게 증식하였다. 또한 용존산소 변동은 4.52~7.62 ㎍ l^-1로 식물플랑크톤 대증식 이후 조사에서 유기물질이 분해됨에도 불구하고 빈산소 수괴(< 4.00 mg l^-1)의 형성은 관찰되지 않았다. 따라서 본 해역은 하계의 식물플랑크톤 증식 및 가두리양식장이 밀집됨에도 불구하고, 다른 반폐쇄적 만과 달리 해류 순환이 원활한 특징으로 인해 빈산소 수괴는 나타나지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.56-63
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• 2018

강우사상이 발생함에 따라 시설용량을 초과하여 미처리된 상태로 방류수계에 직접 배출되는 합류식 관거 월류수(Combimed Sewer Overflows, CSOs) 및 분류식 관거 월류수(Separated Sewer Overflows, SSOs)의 관리는 집중호우가 잦아지는 근래에 들어 그 관리가 더욱 중요해지고 있다. 밀집도가 높은 도심지에 적용성이 유리한 여과기술은 지속적인 개발이 이루어지고 있음에도 불구하고 CSOs에 적용된 사례가 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 로프형 섬유여재가 적용된 Pilot 규모의 수평흐름식 여과장치를 CSOs에 적용하기 위해 공정최적화를 목적으로 수행되었다. 연구방법은 인공시료를 적용한 사전연구와 하수를 적용한 현장연구로 구분하여 수행하였다. 인공시료를 적용한 사전연구에서 여재 자체의 손실수두는 약 1.1cm정도로 분석되었고, 선속도 10m/hr 증가에 따라 약 0.1cm 정도의 손실수두 증가를 유발하는 것으로 나타났다. 또한, SS 제거효율은 81.4% 정도로 안정적이었고, 여과지속시간은 6시간 이상 유지되었으며, 공기역세척만으로도 98% 정도의 손실수두 평균 회복율을 보였다. 하수를 적용한 현장평가에서는 여재의 조기폐색을 방지하기 위한 전처리공정으로 벨트 형 미세스크린(450mesh 이상)를 적용했을 때 2시간 내외의 여과지속시간을 확보할 수 있었고, 평균 83.9%의 SS 제거효율을 나타내었다. CSOs 및 SSOs에 여과공정 적용을 위해서는 효율적 측면보다 여과지속시간의 안정적 유지를 위한 수리적 측면을 보완하기 위해서 전처리공정과의 조합이 중요하다는 결론을 얻을 수 있었다. 건기와 비교하여 우기의 유입하수 수질은 다소 낮은 보였으며, 이는 분류식 관거 비율이 높은 배수구역의 특성 때문인 것으로 추정된다. 또한, 우기와 건기의 유입수질에 따른 제거효율 차이는 미미하였다.

• 생태와환경
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• 제52권4호
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• pp.316-323
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• 2019

본 연구에서는 낙동강 수계에서 강우, 유량 등 유역환경의 변화가 퇴적환경 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 강정고령보의 상류 구간에서 장마 기간 이후 퇴적물의 입도분포가 세립해지며, 유기물질 및 영양염류의 농도가 다소 증가하는 경향이 나타났다. 장마 기간 동안 증가한 유량에 의해 부유물질, 유기물질 등이 공급된 후 인공구조물로 인한 유수의 일시적인 정체로 퇴적이 진행된 것으로 판단된다. 본 연구의 결과가 낙동강 수계 모든 지역의 퇴적환경을 지시할 수는 없지만 보와 같은 인공구조물이 설치된 지역 인접한 구간에서의 퇴적물 성상 변화를 이해하는 자료로서 활용이 가능할 것으로 생각된다. 또한, 변화하는 수계의 환경에 따라 퇴적물 내의 유기물 및 영양염류 등이 수계에서 내부오염원으로 작용하지 않도록 향후 지속적인 모니터링과 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.20-32
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• 2008

제주도의 물관리나 지하수 함양량 산정에 있어서 직접유출량 평가는 유용하게 사용되어 진다. 외도천 유역의 상류지역인 천아계곡과 하류지점에서의 장기 수위관측자료를 이용하여 유출빈도를 분석한 결과, 년간 발생하는 유출 발생빈도는 천아계곡에서는 약 21회, 외도천 하류에서 약 12회였다. 유출지속시간을 고려하면 년간 유출을 관측할 수 있는 기간이 천아계곡에서는 21일, 외도천 하류에서는 12일 정도인 것으로 나타났다. 교차상관분석에 의하여 강우에 대한 수위반응은 약 4시간인 것으로 분석되었으며, 유출이 발생했을 때 천아계곡으로부터 외도천 하류지점까지 수위 전파시간은 약 2시간이었다. 외도천 하류지점에서 유량측정결과, 상시 유출량은 평균 0.39 $m^3$/sec였으며, 기저유출과(직접) 유출량을 평가하기 위해 수위-유량곡선을 개발하였고, 개발된 수위-유량곡선을 이용하여 수위를 시간에 따른 총유출량으로 산정하였다. 수치필터링기법에 의한 총유출량을 기저유출량과 직접유출량으로 분리 낸 결과, 년간 총 하천유량 중 31.8${\sim}$36.5% 정도를 직접유출이 기여하고 있으며 63.5${\sim}$68.2% 정도는 기저 유출이 기여하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권9호
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• pp.789-799
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• 2010

본 연구의 목적은 GCM으로부터 생산된 기후시나리오자료를 이용하여 미래 확률강우량을 산정하는 방법을 제안하고 미래기간의 확률강우량, 홍수량, 홍수위 산정을 통해 기후변화로 인한 홍수특성변화를 정량적으로 분석하는데 있다. 대상유역으로 남한강 상류유역을 선정하였으며, 기후시나리오자료는 13개 GCMs으로부터 IPCC SRES A2 기후시나리오 자료를 구축하였고 자료기간은 총 130년(1971~2100년)이다. 확률강우량은 4개 자료기간(S0: 1971~2000년; S1: 2011~2040년; S2: 2041~2070년; S3: 2071~2100년)으로 구분하여 강우지속기간 1440분의 100년 빈도 확률강우량을 산정하였다. 또한 17개 소유역에 대해 확률홍수량을 산정하고 충주댐 직하류부터 팔당댐 직상류까지의 주하도 구간에 대해 홍수위 분석을 수행하였다. 남한강유역은 과거기간의 확률강우량 142.1mm에 비해 13.0~15.1% 증가, 첨두홍수량은 $20,708.0\;m^3/s$에 비해 29.1~33.5% 증가, 홍수위는 구간평균 12.6~13.6% 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.236-240
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• 2007

최근 집중호우에 의한 피해가 증가함에 따라 도시화에 따른 불투수 면적이 유출량 증가의 주요한 원인으로 지목되고 있으며 도시의 인구집중으로 인한 지하수의 난개발로 지하수 오염 및 고갈이 빠르게 진행되고 있다. 이에 도시의 지속적이고 건전한 물 관리를 위하여 우수유출저감시설이 고려되고 있으며, 정량적인 저감효과의 분석방법이 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 호주에서 물관리 및 우수유출저감을 고려한 도시유역계획을 위해 이용되고 있는 모형에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 MUSIC 향후 국내 우수유출저감시설에 관한 수문 해석시 MUSIC의 적용이 가능할 것으로 판단된다. MUSIC의 매개변수 중 불투수율과 토양특성이 매우 중요한 매개변수로 고려되고 있으므로, 본 연구에서는 투수지역의 최대저류깊이, Soil storage(mm), 강우초기 최대저류깊이의 포화정도 Initial storage(%), 지하수위에 도달할 수 있는 Field capacity(mm), 최대 침투율에 영향을 미치는 건조토양상태의 침투율을 정의하는 계수 a와 함수비 증가에 따른 최대 침투율 감소를 정의하는 지수 b 등의 매개변수에 대해 초기값을 중심으로 일정비율로 각 매개변수를 10단계로 구분하여 민감도 분석을 실시하였다. 주요 매개변수의 민감도 분석 결과로부터 MUSIC의 모의를 위해서는 불투수율의 민감도 변화 범위가 가장 넓고 첨두유출량과 총유출량 변화가 함께 일어나므로, 이를 가장 우선적으로 조정하고 이와 함께 토양특성을 반영하는 Soil storage와 Initial storage를 고려한다면 MUSIC을 이용하여 개발에 의한 유출변화와 다양한 우수침투시설 설치에 따른 저감효과를 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.. 삼요소의 시용 시험결과 그 적량은 10a당 질소 10kg, 인산 5kg, 및 가리 6kg 정도였으며 질소는 8kg 이상의 경우에는 분시할수록 비효가 높았으며 특히 벼의 후기 중점시비에 의하여 1수영화수와 결실율의 증대가 크게 이루어졌다. 3. 파종기와 파종량에 관한 시험결과는 공시품종선단의 파종적기는 4월 25일부터 5월 10일경까지 인데 이 기간중 일찍 파종하는 경우에 파종적량은 10a당 약 8${\ell}$이고 늦은 경우에는 12${\ell}$ 정도였다. 여기서 늦게 파종한 경우 감수의 가장

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.17-29
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• 2014

경기도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역 군 사격장에서 환경으로 유출되는 화약물질 현장저감시설의 설계 자료 확보를 위해 토양오염조사를 실시하였다. 설계에 필요한 자료는 (i) 주 오염 화약물질 종류 파악, (ii) 배출/이동 경로, (iii) 토양 입경별 화약물질 농도조사 및 침강특성이다. 현장 조사 및 분석결과, TNT와 RDX가 사격장 토양에서의 주 오염물질이지만, 군 훈련 종류와 사격장 지형에 따라 오염도는 변화하였다. 화약물질은 표토이외의 심토와 인근 개울에서도 검출되어, 피탄지에서 하천으로의 유출이 있음을 확인하였다. 피탄지에 화약물질 농도가 높은 hot spot이 다수 존재하였으나, 전반적으로 오염농도가 20 mg/kg을 넘지는 않았다. 피탄지 토양 내 점토 함량은 대조군 12 %에 비해 현저히 낮은 5 % 미만이며, 이는 사격으로 인해 식피가 제거되어 강우 시 토사의 표면유출이 증가하였기 때문이라 판단된다. 토양 입경별 화약물질 분포 분석 결과, 토양 입경 0.075 mm 미만의 세립토에는 화약물질 총량의 약 10 % 이하만이 존재하였다. 침강관 실험결과, 유출수 내 액상으로 유출되는 화약물질량이 고상에 있는 화약물질량보다 많았다. 그러므로 사격장에서 표면 유출되는 강수 내 입자상 물질을 간단한 침전지로 처리하고, 다음으로 정화식물을 식재한 인공습지로 액상 내 화약물질을 처리하는 방안이 자립적이며 지속적으로 유지 가능한 녹색 정화방법이 될 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권3호
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• pp.38-48
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• 2004

TEX농도의 지속적인 감소 및 비오염지역에 비해 오염지역에서 용존산소(DO), 질산염(NO$^{3-}$ ), 황산염(SO$_4$$^{2-}$ )농도의 뚜렷한 감소와 2가철($Fe^{2+}$)농도의 증가, 산화환원전위의 현저한 저하, pH중성 등의 지화학적 인자의 분포특성으로 미루어 보아 대상부지는 혐기성 상태에서 토착미생물에 의한 오염물질의 생분해가 이루어지고 있는 것으로 판단되며, 또한 이와 함께 투수성이 큰 현장부지의 지질학적 특성상 강우에 의한 지하수의 재유입으로 인한 희석 및 분산도 TEX농도의 감소에 부수적인 요인이 되었을 것으로 추정된다. 한편, 연구대상부지에서의 생분해능(EAC)은 9.04∼35.85 mg/L범위에 있으며, 평균 24.73 mg/L이었다. 그리고 연구대상부지에서 생분해에 가장 큰 영향을 주는 생분해과정으로는 황산염환원으로 기여도가 약 75%정도인 것으로 나타났으며, 다음으로는 질산염환원 그리고 산화철(3가철)환원의 순으로 나타났다. 연구대상부지의 생분해능(EAC)를 기초로 년간 분해할 수 있는 TEX의 양을 계산해 보면 121∼45.3kg/year이며, 이 값은 년간 TEX의 지하수 부하량의 약 80%정도에 해당하는 것이다. 현장부지에서의 계산된 전체 자연저감율은 0.0017∼0.0224day$^{-1}$(평균 0.0110day$^{-1}$)이며, 1차 생분해율은 0.0008∼0.0106day$^{-1}$(평균 0.0051day$^{-1}$)이었다. 1차 생분해율에 근거한 연구대상부지에서 TEX의 반감기는 866.25∼65.38일(2.37∼0.18 years)로 계산되었다.