• 한국농공학회논문집
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• 제63권1호
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• pp.89-102
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• 2021

Soils in agricultural lands contain large amount of organic matter and nutrients due to the injected fertilizers and manure. During heavy rain, surface water and base runoff pollutants flows into a nearby stream or lake with eroded soil from agricultural lands. On the other hands, agricultural lands near the lake are inundated due to the increase of the water level in the lake, leading to organic matter and nutrient release from the inundated soil. In this study, releasing rates of nutrient salts and organic substances were analyzed for the soil in the agricultural land, where cultivation activities has been carried out and periodically flooded, to account for the possibility of contamination from the inundated agricultural land in reservoir areas The experiment results have shown that COD was released from the soil in anaerobic conditions, and T-P was released in both anaerobic and aerobic conditions. However, in the case of T-N, it was found that the runoff by soil was not made before the rainfall occurred, and when the soil was impound due to rainfall, the elution occurred under the aerobic conditions. Through the results of this study, it was possible to account for the effect of flooded agricultural lands on the water quality in the lake, and this could be reflected in an efficient agricultural non-point pollution management policy. In order to determine the precise releasing rate for each agricultural land, it is believed that the leaching experiment for paddy fields and grasslands are needed.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권1호
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• pp.103-116
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• 2021

Analysis of runoff is substantial for effective water management in the watershed. Runoff occurs by reaction of a watershed to the rainfall and has non-linearity and uncertainty due to the complex relation of weather and watershed factors. ANN (Artificial Neural Network), which learns from the data, is one of the machine learning technique known as a proper model to interpret non-linear data. The performance of ANN is affected by the ANN's structure, the number of hidden layer nodes, learning rate, and activation function. Especially, the activation function has a role to deliver the information entered and decides the way of making output. Therefore, It is important to apply appropriate activation functions according to the problem to solve. In this paper, ANN models were constructed to estimate runoff with different activation functions and each model was compared and evaluated. Sigmoid, Hyperbolic tangent, ReLU (Rectified Linear Unit), ELU (Exponential Linear Unit) functions were applied to the hidden layer, and Identity, ReLU, Softplus functions applied to the output layer. The statistical parameters including coefficient of determination, NSE (Nash and Sutcliffe Efficiency), NSEln (modified NSE), and PBIAS (Percent BIAS) were utilized to evaluate the ANN models. From the result, applications of Hyperbolic tangent function and ELU function to the hidden layer and Identity function to the output layer show competent performance rather than other functions which demonstrated the function selection in the ANN structure can affect the performance of ANN.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.488-494
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• 2023

본 논문에서는 2차원 침수해석 모형인 G2D를 이용하여 모의 도메인을 구성하고, 전주시 전역을 대상으로 시나리오 기반 도시 침수예측을 수행하였다. 도메인 구성과 격자별 조도계수 설정은 DEM과 토지피복도를 이용하고, G2D 모형의 입력은 수위, 수심 및 유량 등을 적용하였다. 가상강우는10분당3 mm로5시간동안모든격자에부여하였고, 가상 유량을 적용하여 지표면 침수해석 모의를 진행하였다. 또한 대상 지역의 침수해석 모델 실행 여부를 판단하기 위해 GPU 가속기법을 적용하였다. 모의 결과 고해상도 침수해석 시간의 대폭 단축 및 모의 시간별 시각적인 침수 판단을 위한 침수심을 생성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2023

강우에 의한 비탈면 재해를 방지하기 위해서는 신속히 강우를 배제하는 것이 매우 중요하다. 국내에서는 지하수위를 낮추기 위한 방법으로 경제성과 시공성이 뛰어나고, 배수 성능이 좋은 수평배수공을 보편적으로 적용하고 있다. 그러나 현장에서 시공되는 수평배수공의 경우 다른 용수의 유무나 지반의 조건과 관계없이 획일적으로 시공되는 경우가 많으며, 유지관리가 원활하게 이루어지지 않고 있어 수평배수공의 배수 성능을 기대하기 힘든 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 모형토조를 이용해 인공지반을 조성하여 수평배수공 실험을 수행하였다. 수평배수공 배수 면적을 일정량 통제해 통제면적 0%, 25%, 50%, 75% 상태의 수평배수공 유출량을 측정하였으며, 측정값과 설계 도서 등을 바탕으로 수평배수공을 정량적으로 평가할 수 있는 평가표(안)를 제안하여 현장적용이 가능한 기초자료로서 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.130-130
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• 2021

The increasing effect of urbanization has been more apparent through flooding and downstream water quality especially from heavy rainfalls. In response, stormwater runoff management solutions have focused on runoff volume reduction and treatment through infiltration. However, there are areas with low infiltration soils or are experiencing more dry days and even drought. In this study, a lab-scale infiltration system was used to compare the applicability of two types of soil as base layer in gravel-filled infiltration systems with emphasis on runoff capture and suspended solids removal. The two types of soils used were sandy soil representing a high infiltration system and clayey soil representing a low infiltration system. Findings showed that infiltration rates increased with the water depth above the gravel-soil interface indicating that the available depth for water storage affects this parameter. Runoff capture in the high infiltration system is more affected by rainfall depth and inflow rates as compared to that in the low infiltration system. Based on runoff capture and pollutant removal analysis, a media depth of at least 0.4 m for high infiltration systems and 1 m for low infiltration systems is required to capture and treat a 10-mm rainfall in Korea. A maximum infiltration rate of 200 mm/h was also found to be ideal to provide enough retention time for pollutant removal. Moreover, it was revealed that low infiltration systems are more susceptible to horizontal flows and that the length of the structure may be more critical that the depth in this condition.

• 한국지형학회지
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• 제26권4호
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• pp.1-20
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• 2019

In order to establish appropriate policy to control sediment-associated problems, it is necessary to identify the physical characteristics of the reservoir sediments in particulate form in the Yeongsan River. Two time-integrated suspended sediment samplers were installed at Seungchon and Juksan weir on the upper and middle Yeongsan River in July 2012. Reservoir sediment samples were obtained at monthly intervals until October 2014. During the monitoring period, a total of 38 sediment samples were obtained and analyzed. Seasonal trends of suspended sedimentation rates and grain size distributions were examined based on variations in precipitation and discharge fluctuations. Moreover, stream flow characteristics, which has a great influence on the physical characteristics of the river sediment, was analyzed using flow duration curve for the period 2003-2019 at Naju gauging station. Sedimentation rates during summer, when heavy rainfall was concentrated due to the monsoonal front and typhoon, were very high, indicating the positive relationship between sediment concentration and discharge. Particle size analysis of the collected sediment showed that coarse silt and very fine sand-sized sediment dominated most of the Seungchon weir sediment. On the other hand, medium silt-sized sediment dominated the downstream Juksan weir except for a few summer samples. These results implied that the physical characteristics of the suspended sediment are determined not only due to flow fluctuations, but also with regard to the antecedent rainfall conditions, hillslope-channel connectivity, and the supply of materials from various contributing regions. This information about flow characteristics and temporal variations in reservoir sediment can be used for safe management of the weir and discussing the issues on the dismantling of the weirs.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.576-586
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• 2023

남강댐 하류역에 위치한 사천만, 진주만, 강진만에서 가화천 방류에 따른 담수 배제의 분배 특성을 평가하기 위하여 입자추적 수치실험을 실험하였다. 가화천을 통해 3개의 방류조건(무방류, 강우시 방류, 홍수시 방류)에서 입자 1000개를 투여하여 노량수도, 대방수도, 창선해협으로 빠져나가는 입자의 수를 비교하였다. 가화천을 통한 방류량이 늘어날수록 노량수도로의 입자 분배율이 증가하고, 대방수도로의 분배율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 평소에는 가화천 하류에 위치한 물질의 약 95%가 대방수도를 통해 빠져나가다가, 강우에 의해 남강댐의 방류량이 증가하면서 노량수도로의 분배율이 증가하며, 홍수시에는 노량수도로의 입자 분배율이 45.5% 까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.29-36
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• 2014

본 연구의 목적은 삽교호 지역을 대상으로 오염물질에 따른 구역별 유달률을 산정하고 오염물질 부하량에 따른 유달특성을 조사하고자 한다. 삽교호 주변의 주요하천은 남원천, 도고천, 삽교천, 무한천, 곡교천이고 5개 주요하천의 강우 시 유달률과 그 특성을 조사되었다. 그 결과 삽교호 조사 유역 전체의 유달률 BOD는 0.40, 총질소(T-N)는 0.34, 총인(T-P)은 0.08이었고 T-P의 유달률은 다른 수질항목에 비교해서 상대적으로 낮게 조사되었다. 또한 유역 전반의 특성을 살펴보면 T-N과 T-P의 유달률은 연중 변화가 거의 없었다. T-N의 유달률은 갈수기 때에 0.2~0.3이었고 홍수기 때에는 0.31~0.39였다. T-P의 유달률은 갈수기에 0.3 이상, 홍수기 때에 0.11의 값을 나타내는데 이는 연평균 유달률인 0.08과 비슷한 값이다. 본 조사에서 계측한 각각의 유달률은 토지이용과 지형 특성이 유사한 지역의 유달률처럼 적용이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권10호
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• pp.703-714
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• 2017

본 연구에서는 IPCC가 발간한 AR5 의 시나리오 중 임의로 선택된 RCP 4.5와 RCP 8.5 기후변화 시나리오가 용담댐 유역과 호내의 유량과 수질변화에 미치는 영향을 분석 및 그 방법론을 수립하기 위해서 SWAT 모델과 CE-QUAL-W2 모델을 차례로 사용하였다. 기후변화 시나리오는 용담댐 유역에 대해 상세화 된 자료를 사용하였으며 2016~2095년의 기간을 2016~2035년, 2036~2065년 그리고 2066~2095년의 세 가지의 기간으로 구분하고 또한 각 연도별로 5월과 10월 사이의 우기(Wet Season)와 11월과 4월 사이의 건기(Dry Season)로 또한 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대해 산술평균한 용담댐 유역의 유량과 TSS 및 TP는 RCP 4.5가 RCP 8.5 보다 큰 것으로 나타나고 TN의 경우 다른 경향을 나타내었다. 반면, 모델의 예측결과를 기간별 또는 연중 강우특성별로 구별하여 분석한 경우에는 각 경우마다 서로 다른 결과를 나타내고 있다. 기후변화 시나리오가 진행됨에 따라 전반적으로 강우일수는 감소하고 강우강도는 증가하여 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 홍수기에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었다. 상기와 동일한 기간에 대해 SWAT 모델에서 생성된 유역의 자료를 CE-QUAL-W2 모델의 경계조건으로 사용하여 용담댐의 수질변화특성을 모의하였다. TSS와 TP농도는 하절기 강우량의 증가에 따라 특히, 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었으나, 고형물질에 잘 흡착되지 않는 TN은 다른 경향이 나타났다. 따라서 기후변화에 의한 장래의 유량 및 수질 변화는 전반적인 경향과 더불어 지역적, 시기적 특성을 또한 반영하여 분석하는 것이 바람직하다고 판단되며 이에 따라 갈수 및 홍수에 의한 시기별, 지역별 유량 및 수질 관리 대책이 별도로 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.121-130
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• 1993

본 연구의 주요 목적은 댐 설계를 위한 유역의 비유사량 추정방법을 개발하는 것으로 유역면적 $200km^2{\sim}2,000km^2$ 정도의 중규모 유역을 대상으로 한다. 이를 위하여, 본 연구에서 개발할 비유사량 추정방법으로 통계적 방법에 의한 경험식과 미국 PSIAC 방법과 유사한 도표식 방법을 채택하였다. 이러한 방법들의 개발을 위해 본 연구에서는 과거 '60년대 이후 우리나라에서 수행된 하천유사량 실측자료 및 기존 다목적 및 발전댐 저수지 퇴사자료를 모두 수집 분석하여 비유사량 추정방법의 개발에 이용 가능한 자료 5 점을 도출하였다. 또한, 섬강, 금강상류, 내성천, 위천 등 4 개 조사유역의 8개 지점에서 하천유사량 자료를 실측하여 8개 지점에서의 연평균 비유사량을 산정하였다. 한편, 유역의 비유사량에 영향을 주는 유역특성 인자로 유역면적, 하천밀도, 강우 침식도, 식생 및 토지이용, 토양 침식성, 지형(기복 에너지), 하상재료 당 총 7 개의 유역특성인자를 선정하고, 각 인자의 정량화 방법을 제시하였다. 연구(II)에서는 이러한 유역특성 인자들과 중규모 유역에서 수집된 13 점의 이용가능한 유역 비유사량 자료를 이용하여 비유사량 추정방법을 개발한다.