• 제목/요약/키워드: River water management system

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지형, 개발지역, 수변림과 하천 내 총질소 농도와의 구조적 관계 분석 (A Structural Relationship of Topography, Developed Areas, and Riparian Vegetation on the Concentration of Total Nitrogen in Streams)

  • 이상우;이종원;박세린
    • 한국조경학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.25-34
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    • 2020
  • 유역의 토지이용과 하천에 인접한 수변림은 하천의 수질을 결정하는 중요한 요인이다. 특히 유역의 개발지역은 불투수면을 증가시키고, 강우유출 특성과 비점오염물질 거동을 변화시켜 하천의 수질을 악화시킨다. 한편, 수변림은 다양한 수문학적, 생화학적 및 생태학적 작용을 통해 유역의 토지이용이 수질에 미치는 영향을 완화시키는 것으로 보고되어 왔다. 하천의 수질은 다양한 요인들에 의해 영향을 받기 때문에 요인들 간 인과관계를 이해하는 것이 중요하다. 본 연구는 인과관계를 분석할 수 있는 구조방정식모형을 통해 하천환경 특성, 유역의 개발지역 면적, 수변림의 공간적 구조가 총질소 농도에 미치는 구조적 관계 분석에 목적을 두고 수행되었다. 연구 대상지는 낙동강 대권역으로 선정하였으며, 수질 자료는 2012년 환경부의 「전국 하천 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가」 결과를 이용하였다. 환경부의 토지피복도에서 수변림과 개발지역 데이터를 추출하여 SPSS Amos 프로그램을 통해 구조방정식모형을 추정하였다. 모형 추정 결과, 개발지역은 고도에 의해 결정되며 수변림의 공간적 구조는 개발지역 면적에 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 개발지역 면적은 총질소 농도에 직접적인 영향과 수변림의 공간적 구조를 통해 간접적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 개발지역은 수변림의 LDI와 총질소 농도를 증가시키고 LPI와 PLAND를 감소시키며 LDI와 PLAND는 총질소 농도를 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 유역의 개발지역이 하천의 총질소 농도에 직간접적으로 영향을 미치나, 수변림이 공간적으로 안정적인 구조를 갖고 식생이 풍부할 경우, 개발지역이 하천 수질에 미치는 부정적인 영향을 상당히 완화시킬 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 중장기적인 유역 관리 계획 수립 시, 하천의 수질 회복을 위해서는 유역의 개발지역 비율을 최소화하는 것이 중요하며, 유역 개발에 의한 하천 수질의 영향을 완화하기 위해서는 수변림의 양과 구조의 복원 및 관리가 필요하다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2009년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2009)

  • 한화택;이대영;김서영;최종민;백용규;권영철
    • 설비공학논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.492-507
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    • 2010
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2009. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends of thermal and fluid engineering have been surveyed as groups of general thermal and fluid flow, fluid machinery and piping, and new and renewable energy. Various topics were covered in the field of general thermal and fluid flow such as an expander, a capillary tube, the flow of micro-channel water blocks, the friction and anti-wear characteristics of nano oils with mixtures of refrigerant oils, etc. Research issues mainly focused on the design of micro-pumps and fans, the heat resistance reliability of axial smoke exhaust fans, and hood systems in the field of fluid machinery and piping. Studies on ground water sources were executed concerning two well type geothermal heat pumps and multi-heat pumps in the field of new and renewable energy. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the heat transfer in thermoelectric cooling systems, refrigerants, evaporators, dryers, desiccant rotors. In the area of industrial heat exchangers, researches on high temperature ceramic heat exchangers, plate heat exchangers, frosting on fins of heat exchangers were performed. (3) In the field of refrigeration, papers were presented on alternative refrigerants, system improvements, and the utilization of various energy sources. Refrigeration systems with alternative refrigerants such as hydrocarbons, mixed refrigerants, and $CO_2$ were studied. Efforts to improve the performance of refrigeration systems were made applying various ideas of suction line heat exchangers, subcooling bypass lines and gas injection systems. Studies on heat pump systems using unutilized energy sources such as river water, underground water, and waste heat were also reported. (4) Research trend in the field of mechanical building facilities has been found to be mainly focused on field applications rather than performance improvements. In the area of cogeneration systems, papers on energy and economic analysis, LCC analysis and cost estimating were reported. Studies on ventilation and heat recovery systems introduced the effect on fire and smoke control, and energy reduction. Papers on district cooling and heating systems dealt with design capacity evaluation, application plan and field application. Also, the maintenance and management of building service equipments were presented for HVAC systems. (5) In the field of architectural environment, various studies were carried to improve indoor air quality and to analyze the heat load characteristics of buildings by energy simulation. These studies helped to understand the physics related to building load characteristics and to improve the quality of architectural environment where human beings reside in.

LiDAR 자료와 WAMIS 정보를 활용한 제방 GIS 데이터베이스 구축에 관한 연구 (A Study on Establishment of the Levee GIS Database Using LiDAR Data and WAMIS Information)

  • 정윤재
    • 한국지리정보학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.104-115
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    • 2014
  • 제방(Levee)은 하천을 따라 축조한 공작물로서, 홍수 등 자연 재해로부터 제내지를 보호하는 역할을 한다. 본 논문에서는 낙동강 지역을 촬영한 항공 라이다 자료(airborne topographic LiDAR data)와 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공하는 제방현황 자료를 활용하여 제방 GIS 데이터베이스 구축에 관한 연구를 진행한다. 우선, 미국 공병단에서 제공하는 제방 데이터베이스와 국가 수자원 관리 종합 정보시스템에서 제공하는 우리나라 제방현황 테이블을 비교 및 분석한다. LiDAR 자료로부터 제방 정보를 추출하기 위해서, 보간법을 이용하여 LiDAR 점군 자료들로부터 디지털 표면 모델을 생성한 후, 디지털 표면 모델에서 인접한 픽셀간의 최대 고도값 차이를 계산하여 경사 지도를 만든다. 그리고, 경사도 분류 방법을 이용하여 제방의 주요 구성 요소인 둑마루 및 비탈 경사를 나타내는 폴리곤을 각각 추출한다. 그리고, 둑마루 및 비탈 경사 폴리곤들로부터 추출한 속성정보와 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공하는 제방현황 자료를 병합하여 제방 GIS 데이터베이스를 구축한다. 마지막으로, 본 연구에서는 라이다 자료만을 활용하여 제방 GIS 데이터베이스를 구축하였을 때의 장점 및 한계에 관해서 토론하고, 이를 보완하기 위한 차후 연구에 관한 방향을 제시한다.

침투 여과형 비점오염저감시설의 설계 및 평가 (Evaluation and Design of Infiltration and Filtration BMP Facility)

  • 최지연;말라;이소영;강창국;이정용;강희만;김이형
    • 환경영향평가
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    • 제19권5호
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    • pp.475-481
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    • 2010
  • Lots of pollutants typically originating from urban transportation are accumulating on the paved surfaces during dry periods and are washed-off directly to the river during a storm. Also, paved surfaces are contributing to increase in peak flows and volume of stormwater flows. These are the main reasons why the water quality of rivers and lakes remain polluted and still below standards. Currently, several management practices are being applied in developed countries but the design standards are still lacking. This research was conducted to develop a treatment technology that can be useful to address the problems concerning runoff quality and quantity. A lab scale infiltration device consisting of a pretreatment tank and media zone was designed and tested for various flow regimes characterizing the low, average and high intensity rainfall. Based on the experiments, the high intensity flow resulted to increase in outflow event mean concentration (EMC) of pollutants, about twice as much as the average outflow EMC. However, 78 to 88% of the total suspended solids were captured and retained in the pretreatment tank because of sedimentation. The removal of heavy metals such as zinc and lead was greatly affected by the vertical placement of woodchip layer prior to the media zone. It was observed that the high carbon content (almost 50%) in the woodchip provided opportunity for enhancing its uptake of metal by adsorption. The findings implied that the reduction of pollutants can be greatly achieved by means of proper pretreatment to allow for settling of particles with a combination of using high carbon source media like woodchip and a geotextile mat to reduce the flow before filtering into the media zone and finally discharging to the drainage system.

저온기 규조 발생억제를 위한 패류의 혼합적용 (Combined Effects of Biological Control Agent Two Native Shellfish on the Hibernal Diatom Bloom of Eutrophic Water)

  • 이송희;황순진;김백호
    • 생태와환경
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    • 제41권3호
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    • pp.402-411
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    • 2008
  • 남조류 제어능이 밝혀진 국내산 말조개와 논우렁이를 금강수계에서 채집하여, 저온기 부영양 호수에서 우점하는 규조류에 대한 섭식특성을 파악하고자, 두 패류를 단독 또는 혼합적용하고, 수조내 엽록소-a, 조류현존량, 섭식율 및 배설물 생산량의 변화를 각각 조사하였다. 섭식 실험은 패류밀도에 따라 말조개 단독처리군 5가지, 논우렁이 단독처리군 5가지, 두 패류의 혼합 처리군 4가지 등으로 구분하여 각각 3회씩 반복 실험하였다. 분석결과, 모든 패류 처리군에서 엽록소-a (또는 조류현존량 농도)가 뚜렷하게 감소하였으며, 말조개와 말조개 밀도가 높은 혼합군에서 조류제어율이 높았다. 각 출현종에 대한 패류의 조류제어능은 Synedra ulna, Scenedesmus sp., Ankistrodesmus falcatus 등은 말조개 밀도가 높을수록, Diatoma vulgare는 혼합 처리군에서 각각 높게 제어된 반면, Cryptomonas ovata는 고밀도 논우렁이 처리군에서 오히려 20% 성장을 유도하였다. 패류의 섭식율은 패류와 처리시간에 따라 차이를 보였는데, 초기에는 운동성이 좋은 논우렁이가 강한 섭식을 보인 반면, 시간이 경과함에 따라 말조개 및 고밀도 말조개 혼합 처리군에서 섭식율이 높았다. 패류의 배설물 생산은 혼합 처리군에서 가장 높았으며, 60 ${\mu}m$ 이상의 크기에서 높게 나타났다. 본 연구에서 국내산 말조개와 논우렁이를 단독 또는 혼합 적용시 모든 처리군에서 규조류가 뚜렷하게 감소하였으며, 말조개나 말조개 혼합 비율이 높을수록 제어율이 높았다. 따라서 앞으로 패류들의 현장적용 기술이 개발된다면 저온기 규조류 대발생의 생태친화적 제어가 가능할 것으로 사료되었다.

북한강상류수계(北漢江上流水系)의 호수단지주변삼림(湖水団地周辺森林)의 풍경적시업(風景的施業)에 관(関)한 연구(硏究) (A Study on Forestation for Landscaping around the Lakes in the Upper Watersheds of North Han River)

  • 호을영
    • 한국산림과학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.1-24
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    • 1981
  • 강원도(江原道)는 관광자원(觀光資源)이 풍부(豊富)하며 태백산맥(太白山脈)을 중심(中心)으로한 산악관광권(山岳觀光圈), 동해안(東海岸)의 해안관광권(海岸觀光圈), 내륙(內陸)의 호수관광권(湖水觀光圈)으로 구분(區分)하고 있다. 동해(東海)의 절경(絶景)을 배경(背景)으로 설악산(雪岳山)과 오태산(五台山)의 국립공원(國立公園)이 있다. 그리고 치악산(雉岳山)의 도립공원(道立公園)이 있다. 북한강상류수계(北漢江上流水系)에는 발전용(發電用)댐건설(建設)로 만수(滿水)된 인공호수(人工湖水)가 연좌(連坐)하고 있어 호수관광권(湖水觀光圈)으로 각광(脚光)을 받고 있다. 본(本) 논문(論文)에서도 강원도행정수도(江原道行政首都)이며 호반(湖畔)의 도시(都市)인 춘천(春川)을 중심(中心)으로 북한강상류수계(北漢江上流水系)에 연좌(連坐)하고 있는 호수단지주변(湖水團地周邊)의 관광자원(觀光資源)을 배경(背景)으로 하여 삼림(森林)의 풍경적시업방안(風景的施業方案)을 모색하고 있다. 본(本) 호수단지(湖水團地)는 하류(下流)로부터 상류(上流)로 향(向)하여 의암호(衣岩湖), 소양호(昭陽湖), 춘천호(春川湖), 파려호(破慮湖)가 자리잡고 있으며 이들 4개(個) 호수(湖水)의 면적(面積)은 $140.4km^2$ 총저수량(總貯水量)은 4,155백만(百萬)$m^3$이다. 그리고 발전량(發電量)은 41만(萬)KW의 시설(施設)을 갖추고 있다. 이들 호수(湖水)를 위적(囲績)하고 있는 삼림면적(森林面積)은 $1,208km^2$에 달(達)한다. 삼림(森林)은 행정적(行政的)으로 시업림(施業林)$745km^2$와 시업제한림(施業制限林) $463km^2$로 구분(區分)하고 있으며 시업제한림(施業制限林)은 개발제한구역(開發制限區域)과 자연환경보전지구내(自然環境保全地區內)에 있는 삼림(森林)과 보안림(保安林)으로 되어 있다. 개발제한구역내(開發制限區域內)에 있는 삼림(森林)은 춘천(春川)을 중심(中心)으로 반경(半徑) 10km이내(以內)에 있는 의암호주변삼림(衣岩湖周邊森林)이며 그 면적(面積)은 $177km^2$이다. 자연환경보전지구내(自然環境保全地區內)의 삼림(森林)은 소양호연안(昭陽湖沿岸)에서 2km의 가시권내(可視圈內)에 설정(設定)되어 있으며 그 면적(面積)은 $165km^2$이다. 보안림(保安林)은 각(各) 호수연안삼림(湖水沿岸森林)에 설정(設定)되어 있으며 입지적여건상(立地的與件上) 수원함양림(水源函養林)이 주종(主宗)이며 그 면적(面積)은 $121km^2$이다. 본(本) 호수단지권내(湖水團地圈內)에는 많은 각승지(各勝地)와 유원지(遊園地) 그리고 문화재(文化財)와 유적지(遺蹟地)가 있어 호수(湖水)와 삼림(森林)과 같이 귀중(貴重)한 관광자원(觀光資源)으로 부상(浮上)되고 있다. 본(本) 호수단지주변삼림(湖水團地周邊森林)은 I~II영급(令級)의 유령림(幼令林)이 전체삼림(全體森林)의 70%를 점(點)하고 있어 ha당(當)축적(蓄積)은 $15m^3$로 탐약(貪弱)하다. 침엽수림(針葉樹林), 활엽수림(濶葉樹林), 혼효림(混淆林)의 면적비율(面積比率)은 35:37:28로 활엽수림(濶葉樹林)의 면적(面積)이 약천(若千) 우위(優位)를 점(點)하고 있다. 소유형태(所有形態)는 국유림(國有林), 도유림(道有林), 군유림(郡有林), 사유림(私有林)으로 되어 있으며 그 비율(比率)은 36:14:5:45로 사유림(私有林)이 약절반(約切半)을 점(點)하고 다음이 국유림(國有林), 도유림(道有林), 군유림(郡有林)의 순(順)으로 되어 있다. 지질(地質)은 모암(母岩)이 화강암(花岡岩) 또는 편마암계(片麻岩系)로서 풍화성(風化性)이 강(强)하고 표토층(表土層)이 척박(瘠薄)함으로 임지비배문제(林地肥培問題)를 염두(念頭)에 두어야 한다. 이상(以上)의 여건(與件)을 토태(土台)로 삼림(森林)의 풍경적시업(風景的施業)의 기본방향(基本方向)을 제시(提示)하면 다음과 같다. 1) 현재(現在) 임분(林分)은 유령림(幼令林)이 대부분(大部分)이고 임지(林地)가 척박(瘠薄)함으로 임지비배(林地肥培)와 임목무육(林木撫育)에 주력(注力)하여 장령림(壯令林)의 경지(境地)로 유도(誘導)할 것. 2) 황폐성미립목지(荒廢性未立木地)와 임간라지(林間裸地)에는 속성수(速成樹)인 리기다소나무, 오리나무 등(等)은 식재(植栽)하여 조속(早速)히 피복녹화(被覆綠化) 시킬 것. 3)계곡부(溪谷部)로서 습윤(濕潤)하고 지미(地味)가 비교적(比較的) 양호(良好)한 라지(裸地)에는 잣나무, 낙엽송, 전나무 등(等)을 식재(植栽)하여 교림(喬林)으로 육성(育成)할 것. 4) 현재(現在) 사유림(私有林)의 침엽수림(針葉樹林)은 적송(赤松)이 주체(主體)가 되어 있다. 적송(赤松)은 양수(陽樹)로서 수원함양기능(水源函養機能)이 적은 위에 현재(現在) 솔잎혹파리의 피해(被害)를 입고 있어 수종갱신(樹種更新)이 불가피(不可避)하다. 그러므로 계곡부(溪谷部)부터 잣나무, 전나무, 가문비나무, 솔송나무 등(等)을 식재(植栽)하에 점차(漸次) 음성(陰性) 침엽수림(針葉樹林)으로 대체(代替)케 할 것. 5) 현재(現在) 활엽수림(濶葉樹林)은 재질면(材質面)에 있어서나 풍치면(風致面)에 있어서 가치성(價値性)이 저렬(低劣)한 잡목(雜木), 관목(灌木) 등(等)이 많으므로 점차(漸次) 이를 제거(除去)하고 참나무, 단풍나무, 물푸레나무, 자작나무, 가래나무등(等)으로 대체(代替)케 할 것. 6) 주변(周邊) 산록부(山麓部)에는 벚나무, 수양버들, 은사시나무, 후박나무, 은행나무, 향나무, 밤나무, 살구나무, 등(等)의 관상수(觀賞樹)를 조화(調和)있게 식재(殖財)할 것. 7) 활엽수림(濶葉樹林)의 갱신(更新)을 중림형(中林型)으로 유도(誘導)하여 상하이단(上下二段)의 임관형(林冠型)의 미(美)를 조성(造成)하는 구역(區域)과 왜림형(矮林型)을 조리(調利)있게 배열(配列)하는 방안(方案)을 모색할 것. 8) 침엽수림(針葉樹林)의 갱신(更新)은 택벌작업(擇伐作業) 또는 산벌작업(傘伐作業)에 의(依)해 풍치보전(風致保全)을 기(期)할 것. 9) 혼효림(混淆林)은 상목(上木)은 침엽수(針葉樹)를 하목(下木)은 활엽수(濶葉樹)로 하는 중림형(中林型)의 풍치(風致)를 보존(保存)토록 할 것. 요(要)컨대 호수(湖水)의 우아(優雅)한 여성미(女性美)와 삼림(森林)의 호장웅대(豪壯雄大)한 남성미(男性美)가 조화(調和)되어 자연(自然)의 심오(深奧)한 신비성(神秘性)을 간직하는데 역점(力點)을 두어 궁극적(窮極的)으로는 삼림(森林)을 배경(背景)으로한 호수관광권(湖水觀光圈)의 면모(面貌)를 갖추는데 초점(焦點)을 둘 것이다.

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실무 적용성이 용이한 간편 유속 산정식 제안 (A Proposal for Simplified Velocity Estimation for Practical Applicability)

  • 추태호;서종철;최현구;전근학
    • 한국습지학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.75-82
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    • 2023
  • 하천의 유량 측정 자료는 수자원의 개발 및 유지, 하천 방재의 중요한 기초 자료로 이용되며, 홍수를 예측하고 예방하기 위해 홍수시 가장 정확하게 유량을 측정하는 것이 필요하다. 이에 미국지질조사국(USGS)은 오래전부터 기존의 간편 유속측정법으로 1점법, 2점법, 3점법을 제안하여 지금도 많이 사용하고 있으나, 보다 더 간편하고 신뢰할 수 있는 평균유속 산정 방법을 실무에서 요구하는 추세이나 이에 대한 이론적 기반의 실무 적용성 연구는 다소 미진한 상태이다. 이를 위하여 본 연구에서는 확률론적 엔트로피 컨셉을 활용하여 기존의 한계를 보완할 수 있는 실무 적용성이 용이한 간편 유속 산정식을 제안하였다. Coleman과 Flume 실측자료에 적용하여 식의 효용성을 입증하였다. 분석 결과, Flume Data의 경우, 실측값 대비 기존의 USGS 1점법은 평균 7.6%, 2점법은 8.6%, 3점법은 8.1%였다. Coleman Data의 경우, 1점법은 평균 5%, 2점법은 5.6%, 3점법은 5.3%의 오차율을 나타냈다. 반면에 엔트로피 개념을 활용한 제안식은 Flume Data는 실측값 대비 1점법은 평균 4.7%, 2점법은 5.7%, 3점법은 5.2%로 나타나 기존의 방법 대비 오차율을 약 60%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한, Coleman Data의 경우에서도 1점법은 평균 2.5%, 2점법은 3.1%, 3점법은 평균 2.8%의 오차를 보여, 기존의 방법 대비 오차율을 약 50%정도 줄이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의하면 기존의 1점법, 2점법, 3점법 보다 더 간편하면서 신뢰성 있는 평균유속을 산정할 수 있을 것으로 판단 된다. 하지만, 이는 향후 하천 설계, 운영관리, 특히 재난대비 예측관리 등 각종재난 대비 대응에 보다 유용하게 활용하려면 추가적으로 다양한 하천 실측을 통한 제안식의 지속적인 수정보완이 필요할 것으로 판단된다.