• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제27권2호
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• pp.146-159
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• 2023

This paper proposes a hybrid algorithm combining K-means clustering and watershed algorithms for flower segmentation and counting. We use the K-means clustering algorithm to obtain the main colors in a complex background according to the cluster centers and then take a color space transformation to extract pixel values for the hue, saturation, and value of flower color. Next, we apply the threshold segmentation technique to segment flowers precisely and obtain the binary image of flowers. Based on this, we take the Euclidean distance transformation to obtain the distance map and apply it to find the local maxima of the connected components. Afterward, the proposed algorithm adaptively determines a minimum distance between each peak and apply it to label connected components using the watershed segmentation with eight-connectivity. On a dataset of 30 images, the test results reveal that the proposed method is more efficient and precise for the counting of overlapped flowers ignoring the degree of overlap, number of overlap, and relatively irregular shape.

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.14-22
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• 2015

산업단지의 유량 및 오염물질 유출 특성을 분석하기 위하여, SWMM 모형을 시화산업단지 1간선수로에 적용하여 분석하였다. 2008년과 2009년에 시화1간선수로에서 측정한 6회의 단일 강우 사상을 대상으로 유출량 및 SS, COD, TN 및 TP 부하량의 보정을 실시하였다. 대부분 불투수지역으로 구성되어 있는 시화1간선수로 유역의 오염물질의 축적 과정은 지수 형태로 이루어진 후 강우에 유출되는 Power-linear을, 쓸림은 토지이용에 따라서 도시지역은 초기 세척을 잘 묘사할 수 있는 Power-Exponential이 적합한 것으로 판단된다. 검증된 SWMM 모형을 활용하여 불투수면적의 변화가 산업단지 내 유출량 및 첨두시간 변화에 미치는 영향 분석하였다. 본 연구지역에서는 불투수면적 증가에 따라 유출량의 감소는 보였으나, 첨두시간에는 유의한 변화를 보이지 않았다. 본 연구 결과는 산업단지의 불투수면 저감방안 수립 및 유역 관리를 위한 기초정보로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.355-362
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• 2000

본 연구의 목적은 산업단지의 개별공장 및 유사한 공장이 밀집된 유역을 대상으로 유출수를 분석하여 유량가중평균농도를 산정하고, 이를 기초로 하여 업종별 유출오염부하 원단위를 산정하는데 있다. 1997년 6월부터 1998년 8월까지 청주산업단지를 대상으로 유량 및 수질을 조사하였다. 분석결과를 기초로 산정된 조사지점별 EMC 범위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, TP, HEM, $NO_3-N$, $PO_4-P$, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 11~176mg/L, 40~502mg/L, 23~633mg/L, 1.04~20.9mg/L, 0.22~7.51mg/L, 12.7~548.7mg/L, 0.06~2.66mg/L, 0.12~3.39mg/L, 0.01~0.50mg/L, 0.02~0.42mg/L, 0.01~0.15mg/L, 1.29~11.51mg/L로 산정되었다. 또한, 강우시 산업단지에서 유출하는 년평균 오염부하 원단위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, $NO_3-N$, $PO_4-P$, TP, HEM, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 374.4 kg/ha/yr, 924.1kg/ha/yr, 983.6kg/ha/yr, 48.8kg/ha/yr, 8.1kg/ha/yr, 9.7kg/ha/yr, 17.8kg/ha/yr, 943.0kg/ha/yr, 0.7kg/ha/yr, 0.9kg/ha/yr, 0.3kg/ha/yr, 28.9kg/ha/yr로 산정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권9호
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• pp.803-810
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• 2009

본 연구에서는 유역특성이 뚜렷이 구분되는 시화호 유역(농촌, 도심지역, 공단지역)의 하천수 및 공단폐수를 대상으로 형광 3D-EEMs (3-Dimensional Excitation Emission Matrix Spectroscopy)를 이용하여 DOM (Dissolved Organic Matter)의 공간적 분포 특성을 파악하였다. 또한, 강우시 synchronous와 3D-EEMs를 이용하여 시간에 따른 DOM의 변화 특성을 보았다. 3D-EEMs로 부터 나타난 주요 DOM 물질은 휴믹계물질(Humic Like Substances, HLS)과 단백질계물질(Protein Like Substances, PLS)로 농촌 및 도심유역에서는 HLS가 주로 분포하였으며, 공단유역에서는 HLS 뿐만 아니라, PLS도 높게 나타났다. 각 지점별 DOM의 형광 peak $T_1:C_1$ ratio로 부터 반월공단(3TG)에서 난분해성 휴믹계 물질이 매우 높은 것으로 나타났다. 또한, 조사지점의 PLS 물질(peak $T_1$, peak $B_1$)과 BOD 농도가 직선의 상관성($r^2$=0.65, $r^2$=0.66)을 보여, 이러한 원인은 하수 유입 등에 의한 영향으로 보인다. 강우시(Rainfall, 30 mm) 시간에 따른 DOM의 모니터링 결과, 농촌유역에서는 HLS와 PLS가 비강우시와 비교하여 형광세기만 높아졌을 뿐, 구성 물질 의 변화 특성은 보이지 않았다. 한편, 도심유역에서는 HLS의 강우 초기 30분 내에 유출이 높은 것으로 나타났으며, 공단유역(4TG)에서도 강우 초기 20분 내에 HLS와 PLS의 유출이 매우 높게 나타났다. 본 연구로부터 형광 3D-EEMs는 유역의 DOM 기원을 밝히고, 비점오염원 및 하 폐수를 모니터링 하는데 있어 유용한 tool로 적용될 수 있음을 제시한다.

• 환경영향평가
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• 제14권5호
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• pp.305-315
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• 2005

The scheme to classify pollution sources in Korean TMDL planning has been pointed out too much complex to implement practically because of requiring a wide range of items to be collected from a field. Within a deficient situation to collect field data, the mathematical scheme that focuses only on counting an uniform area ratio of the different land uses to estimate of pollutant loads from individual sub-catchments has been used without taking into account of the spatial characteristics of major land uses as well as the locations of pollution sources in each sub-catchment. It would cause to significant level of errors to estimate the pollution loads. Therefore, this study proposes a renovated scheme that can be adopted more easily to classify pollution sources in the watershed and reduce the estimation errors in the spatial distribution of pollution sources by introducing a spatial analysis based on digital land cover maps. In order to estimate a unit area to calculate the uniform pollution load, the pollution response unit area that is locating spatially at the same place and having same land use is identified through the application of GIS overlay technique. Unlikely existing conventional method to calculate the pollution load based on equal distribution of pollutants for each administrative boundary, it is assumed that the pollution load from household and livestock sources are generated and washed off from only residential areas. While, pollution from business population comes from commercial area and industrial load from wastewater discharge facilities are from industrial areas. From comparison of the calculated results from the existing the method and the proposed one, it is found that although the estimation of pollution load from sub-catchment in the case of the existing conventional method application results in negligible difference in total pollution amounts from the whole area of Wangsook watershed as a study area, significant difference of pollution load among sub-catchment in which pollution response unit areas are diverse, however, appears in the case of the application of the renovated scheme.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.262-267
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• 2006

연안해역의 COD 항목 농도관리를 위해서는 유역 COD 오염부하량 조사 추정이 필요하나 현재 유역에서의 발생 오염부하량 추정식이 BOD 기준으로 제시되어 있는 실정이다. 해역 오염총량관리를 수행하기 위한 COD 오염부하량 추정식 개발은 많은 관측 및 시간이 소요될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 시화호 및 인천 연안유역의 하천 및 공단배수 COD 농도, BOD 농도 비율 변화분석을 수행하였으며, 분석결과를 이용하여 COD 오염부하량 추정기법을 제시하였다. COD 오염부하량 추정은 기존의 BOD 오염부하량 원단위를 이용하여 추정한 방법에 환산계수를 곱하는 방법으로, 환산계수는 평균 + [$1{\sim}3$ 범위의 안전계수] ${\times}$표준편차로 계산할 수 있다. 본 연구결과에 의하면 시화호 및 인천연안의 COD 오염부하량 추정 환산계수는 안전계수 1, 2, 3인 경우 각각 1.7, 2.3, 2.9로 추정되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권3호
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• pp.63-71
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• 2003

형산강 유역의 일별 하천유량과 오염부하량을 산정하기 위한 유역유출모형(강우-유출모형)인 Tank 모델을 구축하여 영일만으로 유입하는 오염부하량의 계절별 변동특성에 대해 검토하였다. 산정된 영일만으로 유입되는 형산강의 연평균 하천유량은 878.34×10/sup 6/㎥/year로 형산강 유역면적내 연평균 총강우량의 약 73%로 나타났다. 영일만내 유입되는 연평균 오염부하량은 각각 15.11 ton-COD/year, 23.24 ton-SS/year, 10.65 ton-TN/year, 0.54 ton-Tp/year로 산정되었다 또한 계절별 변동특성으로 하천유량이 증가하는 하계 6~7월과 춘계 10월에 유입오염부하량도 증가하는 경향을 보였다. 영일만내로 유입하는 주된 오염부하원은 형산강 하구인근에 위치한 포항시와 포항공단인 것으로 밝혀졌다. 따라서 영일만의 효율적인 수질관리를 위해서는 오염부하원으로부터의 오염부하량 저감대책수립이 요구된다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.363-377
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• 2016

본 연구는 낙동강수계 오염도가 높은 금호강 및 남강 중권역의 지천들 가운데 수질측정망과 일정한 거리에 있고 오염도가 높은 지천들을 선정하여 각 지점의 오염부하량, 오염특성, 중점관리지천별 세부 유입되는 지천의 오염현황 및 중점 지류가 낙동강 본류에 미치는 영향 등을 살펴보았다. 그 결과, 금호강 및 남강의 대부분의 수질항목별 오염도는 유사하였으나, TN, Chl-a 및 SS는 금호강이 남강에 비해 약 20~120% 이상 높은 오염도를 보였다. 오염발생부하율(kg/day) 및 발생밀도($kg/day/km^2$)는 유량과 하천유하면적에 따라 하천 오염도 순위가 달랐으며, 이러한 영향은 남강에서 더 크게 차이가 발생하였다. 금호강 및 남강의 상세오염조사는 하천의 유로길이, 합류되는 소하천의 개수와 형태에 따라 상세지점을 2개에서 최대 9개까지 나누어 조사하였으며, 그 결과 달서천과 의령천의 오염도가 높게 나타났다. 이외에도, 달서천과 의령천의 본류오염 기여율이 약 10% 내외로 높게 나타났으며, 이는 주변공단, 생활거주지역 형태 및 크기, 농경지 경작 유 무 및 축사 존재 유 무에 따라 오염도 및 상 하류 오염형태가 다르기 때문으로 판단된다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.327-331
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• 2010

충남 당진에 위치한 1,200만$m^2$의 석문 국가산업단지의 개발에 따라 용수수요는 $5m^3/m^2$/년를 적용하면 6,000만$m^3$/년 정도 예상된다. 충남 서북부의 다른 산업단지에서 요구되는 용수수요로 물 확보가 크게 대두되고 있으며, 석문 담수호가 조성돼 있지만 수질관리와 용수를 위해 자체유역에 추가로 수원을 확보할 필요가 있다. 석문 담수호는 유효저수량 910만 $m^3$, 총저수량 1,461만 $m^3$, 만수위 EL.-1.70 m, 사수위 EL.-3.00 m, 수혜면적 1,546 ha, 유역면적 $252.2km^2$이며, 당진읍의 인구 4만 6천명의 생활용수 회귀수와 유역의 농업용수 회귀수를 고려하여 유입량을 모의하고 담수호의 일별 저수량 변화를 분석한 결과 공업용수를 연간 3,500만 $m^3$ 공급할 수 있으며 2,500만 $m^3$이 부족한 것으로 분석되었다. 또한 상류에 유효저수량 937만 $m^3$, 총저수량 972만 $m^3$, 만수위 EL.86.90 m, 사수위 EL.64.60 m, 수혜면적 1,293.8 ha, 유역면적 $25.9km^2$인 고풍 저수지가 위치하고 있으며, 증고에 의해 총저수량을 1,946만 $m^3$로 증가시켜도 석문 담수호의 용수공급능력은 거의 증가되지 않는 것으로 분석되었다. 고풍저수지의 유역배율이 2배 정도가 돼, 증고에 의한 하류 하천 유량은 거의 증가되지 않는 것으로 분석되었으며, 고풍저수지를 이용한 석문 자체유역의 수원확보는 타당하지 않은 것으로 밝혀졌다. 따라서 다른 수원확보를 위한 면밀한 검토가 절실히 요구된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권6호
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• pp.428-433
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• 2009

용존산소는 하천의 중요한 수질관리 항목중의 하나로 1세기 전부터 언급되어 왔으며, 농도가 낮을 경우 물고기 폐사를 유발하기도 한다. 환경과학자 및 공학자들은 하천의 용존산소 파악을 위한 결정론적 모델을 제안하였으며, 용존산소가 공간적으로 변하지 않을 경우 적용 가능한 델타 방법(Delta Method), 근사 델타 방법(Approximate Delta Method), 극한값 방법(Extreme Value Method) 및 최적화 방법(Optimization Method)등을 소개하였다. 이 방법들은 주로 용존산소와 관련 있는 매개변수 즉, 재포기 계수, 1차 생산율 및 호흡률 등을 산정하여, 이로부터 일주기 또는 년주기 용존산소를 파악한다. 본 논문에서는 용존산소 파악을 위한 각 방법을 간단히 소개하며, 안성천 유역의 금석천 및 안성천 본류, 두 지점에 적용하여 각 방법의 한계와 장 단점을 파악하였다. 이를 기초로 비용/효과적인 용존산소 파악 방법을 제안하였다.