• Applied Microscopy
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• 제42권2호
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• pp.95-103
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• 2012

연잎효과는 연꽃의 잎에서 규명된 현상으로 표피세포에서 기원하는 미세구조에 의해 물방울이 잎 표면이나 내부조직에 침투하지 않고 경사면으로 흘러내리며 표면 위 먼지나 이물질을 함께 떨어지게 한다. 잎 표면을 항상 깨끗한 상태로 유지하는 자기정화 능력인 연잎효과에 대해서는 여러 영역에서 연구되고 다방면으로 응용되고 있으나 구조적인 측면에서 연잎을 생장단계별 또는 표피조직 부위별로 비교 조사한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 연잎과 줄기를 대상으로 생장단계별, 부위별 표피조직의 미세 표면구조를 연구하여 연잎효과 표면 특성을 조사하였다. 본 연구에서 조사된 연잎효과는 미세돌기와 왁스결정체가 발달한 잎의 상피조직에서만 나타나고, 왁스결정체만 발달한 하피 및 줄기의 표피조직에서는 확인되지 않았다. 이는 미세돌기의 발달이 연잎효과를 나타내는데 가장 중요한 요인이고, 왁스결정체가 돌기표면 위에 축적되면 연잎효과는 더 증가하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.35-35
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• 2019

본 연구에서는 분포형 수문 모형 Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking (DrySAT-WTF)을 활용해 우리나라의 1976년부터 2015년까지의 유출량을 산정하고, 이를 다층퍼셉트론(Multi Layer Perceptron) 인경신경망 모형(Artificial Neural Network Model)에 적용해 미래 유출을 예측하였다. DrySAT-WFT은 전국 표준 유역을 대상으로 하천 건천화 원인 추적 및 평가를 위해 개발된 모형으로 유출모의를 위한 기상자료 외에 건천화 영향 요소를 고려하기 위한 산림 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용, 토심 변화에 대한 DB를 적용 가능한 것이 특징이다. DrySAT-WFT를 위한 기상자료로 모의 기간에 대한 일별 강우량, 상대습도, 평균풍속, 평균 및 최고, 최저 기온, 일조시간을 구축하였으며, 연대별 건천화 영향 요소 DB를 구축하여 적용하였다. 전국 다목적 댐 보 12지점의 유량을 활용해 모형의 보정(2005-2010) 및 검증(2011-2015)을 실시한 결과, 평균 결정계수(Coefficient of determination, $R^2$)는 0.76, 모형효율성계수(Nash-Sutcliffe efficiency, NSE)는 0.62, 평균제곱근오차(average root mean square error, RMSE)는 3.09로 신뢰성 있는 유출 모의 결과를 나타내었다. 미래 유출량 예측을 위한 MLP-ANN은 1976년부터 2015년까지의 유출 모의 결과를 Training Set으로 훈련하여 $R^2$가 0.5 이상이 되어 신뢰성을 확보하였고, 2016년부터 2018년까지의 기간을 1개월 단위로 실제 유출량과 예측 유출량을 비교하며 적용성을 검증 및 향상시켰다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.422-429
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• 2013

지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 $15^{\circ}C$로 하였고, case 2의 경우는 $70^{\circ}C$ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. $70^{\circ}C$를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 $70^{\circ}C$인 경우는 $15^{\circ}C$인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1331-1343
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• 2000

GIS와 USLE를 접목해서 토양유실량을 산정하는 방법론을 개발하여 동해안의 소규모 하천인 강릉 사천천에 적용하였다. GIS를 이용해서 유역의 수계도를 작성하고, 유로추적, 유역면적의 결정 등의 공간분석을 효과적으로 수행할 수 있었다. 토양도와 토지이용도를 이용해서 유역내 토양과 토지이용정보를 일정한 크기의 그리드별로 입력하였고, 공간분석 결과도 그리드별로 저장하였다. 이들 정보에 기초하여 USLE의 각종 인자에 대한 주제도를 생성하였고, 각각의 주제도를 중첩하여 토양유실량을 산출하였다. 이와 같이 GIS를 활용함으로서 지역별로 토지이용 형태별로 토양유실량의 정도를 효과적으로 평가할 수 있었다. 사천천 유역 전체의 평균 토양유실량은 약 1.36ton/ha/yr로 나타났으며, 임야지에서는 0.15ton/ha/yr, 밭에서는 27.04ton/ha/yr, 논에서는 0.78ton/ha/yr로 산출되었다. 밭은 전체유역면적의 약 4.4%인 $2.4km^2$를 차지하는데 밭에서의 총토양유실량은 약 6561ton/yr로 전체 유실량의 84.9%를 차지하고 있어서 면적에 비해 토양유실량이 많다. 산림지역의 토양침식량은 적은 편에 속하나, 밭에서는 경작지에 대한 토양유실 허용치 11.2ton/ha/yr와 비교하면 밭에서의 토양침식에 대한 대비가 필요함을 알 수 있다. 사천천 하류부에서 98년 7월 24일~28일, 98년 9월 29일~10월 1일 2회의 집중호우시에 유출량과 수질을 실측 조사한 결과, 유출량이 증가함에 따라 SS, TN, TP의 오염물질 농도가 높아지고, 유출오염부하량도 증가하는 경향을 보였다. 따라서 토양유실이 많은 홍수기에 인과 질소의 영양물질의 유출량이 큰 것으로 나타났다. 사천천 유역에서 년간 발생되는 오염부하량 중에서 SS는 21%, TN은 39%, TP는 약 19%가 본 연구에서 조사한 2회의 강우동안에 유출되었다. 따라서 우리 나라의 하천에서는 여름의 홍수기에 단기간에 많은 양의 오염물질이 집중적으로 유출되는 것을 알 수 있다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.1-19
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• 2017

This study set out to identify problems with amphibian habitation by the wetland types and improve their habitation environment in urban forest wetlands, thus creating a habitat for amphibians. Study site include forest swamps in Jatjul Park as well as Yeoji neighborhood Park in Guro-gu, and in Choansan neighborhood Park in Dobong-gu. The forest swamp in Jatjul Park gets its water from Mt. Maebong and it is a former escalated farmland-turned wetland. The swamp area is $2,500m^2$, a forest zone and a landscape planting site are 83.27% and 6.70% each. Target species Seoul pond frogs are inseparable from rice fields because they live in a short radius of and lay eggs in or near paddy fields, and Rana nigromaculata have similarities with Rana plancyi chosenica in choosing their habitats. There was need for paths that would lead to other paths so amphibians would spread to other parts of the forest and for measures to secure open water. Modifying a variety of routes for water, human and animals along with building a buffer to keep the core habitation zones were required. The forest swamp in Yeonji neighborhood Park used to be a water reservoir on the foot of Mt. Gunji. The swamp area is $1,980m^2$, a forest zone and farmland account for 80.61% and 4.88% each. Non-point pollutants from upstream along run into the subject forest marsh, bare ground on the around swamp and steep stone embankments obstructed amphibians. Target species was Bufo gargarizans that live in forests and edges of hills and spawn in deep water. The forest swamp in Choansan neighborhood Park gets its water from Mt. Choan and it is close to its water source that it is a mountain stream forest wetland. The basin and the swamp are $35,240m^2$ and $250m^2$ in size respectively. A forest zone accounts for 90.20%, high stone embankments laid in refurbishing the valley obstruct amphibians and there is water shortage in times of droughts. Target species were Rana coreana, Rana dybowskii and Hynobius leechii that live in mountain valleys, streams and wetlands and lay eggs in forest marshes and rocks in valleys. Looking into the three swamps of amphibian habitation, I came to conclusions that those wetlands were suitable for their amphibians but man-made facilities blocked their corridors leading to other corridors and even killed off target species in some parts of those swamps by destroying those parts. Amphibians live in water, on ground and underground at different stages of life. Hence, we should take this fact into consideration when planning their habitats and design core habitation zones, buffers zone and use zones accordingly. Buffer zones ought to be between core habitation zones and surrounding trees. Aiming at protecting core habitation zones, buffers should be in harmony with habitation zones. Use zones should be minimized in size and not in direct contact with core habitation zones.

• Water Engineering Research
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• 제2권4호
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• pp.219-229
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• 2001

Synthetic unit hydrograph equations for rainfall run-off characteristics analysis and estimation of design flood have long and quite frequently been presented, the Snyder and SCS synthetic unit hydrograph. The major inputs to the Snyder and SCS synthetic unit hydrograph are lag time and peak coefficient. In this study, the methods for estimating lag time and peak coefficient for small watersheds proposed by Zhao and McEnroe(1999) were applied to the Kum river basin in Korea. We investigated lag times of relatively small watersheds in the Kum river basin in Korea. For this investigation the recent rainfall and stream flow data for 10 relatively small watersheds with drainage areas ranging from 134 to 902 square kilometers were gathered and used. 250 flood flow events were identified along the way, and the lag time for the flood events was determined by using the rainfall and stream flow data. Lag time is closely related with the basin characteristics of a given drainage area such as channel length, channel slope, and drainage area. A regression analysis was conducted to relate lag time to the watershed characteristics. The resulting regression model is as shown below: ※ see full text (equations) In the model, Tlag is the lag time in hours, Lc is the length of the main river in kilometers and Se is the equivalent channel slope of the main channel. The coefficient of determinations (r$^2$)expressed in the regression equation is 0.846. The peak coefficient is not correlated significantly with any of the watershed characteristics. We recommend a peak coefficient of 0.60 as input to the Snyder unit-hydrograph model for the ungauged Kum river watersheds

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.409-418
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• 2012

본 연구에서는 가뭄의 심도에 직접적으로 영향을 주는 무강수일수를 고려하고, 강수에서 기인하는 지표면유출 효과를 반영한 가뭄해갈에 유효한 강수를 산정하여 기존의 SPI3을 개선한 Modified SPI를 제시하였다. 1973년부터 2009년까지 각종 보고서 및 문헌자료를 통해 실제 발생한 가뭄사례를 수집하여 행정구역별 가뭄공간정보를 생산하고, 동일기간 전국 69개지점에서산정된 가뭄지수를 우리나라 전체 공간으로표현하여각종 지수의 적합성을 평가하기 위하여ROC 분석을 수행하였다. 개선된 가뭄지수 제시를 위하여 총 강우량 중단기적인 유출에 기여할 것으로 판단되는 부분을 절삭하여 유효강우를 산정하였으며, 월단위의 무강수일수를 십분위, 누적분포함수로 변형하여 기존의 지수에 가중치를 부여하였다. 분석결과 유출량을 고려한 강우의 절삭은 기존의 SPI3에 비하여 상대적으로 높은 가뭄감지능력을 보여주었으며, 무강수일수를 고려한 가뭄지수의 개선은 누적분포함수의 수치를 고려함으로서 상당히 개선된 가뭄감지 능력을 보여주었다.

• 물과 미래
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• 제17권4호
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• pp.281-291
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• 1984

한국하천유역의 강우량관측자료는 풍부하나 하천유량측정자료가 많고 섬진강 유역내의 압록과 송정의 유량관측기록이 비교적장기간에 것이 있고, 유속측정을 많이 하고 있으므로 본유역자료를 가지고 월유출량계열의 모형식을 유도하였다. 본모형식은 월강우량기록으로서 월유출량 산출식을 Box & Jenkins의 대체함수모형식에다 ARIMA의 잔차모형식을 가하여 유도한 것이다. 또 기 강우량과 유출량 자료간에는 잔차시계열이 정상공분산을 갖는다는 가정하에 모형식을 작성하였다. 자기상관 함수의 특성으로부터 ARIMA모형을 유도함에도 먼저 계산식으로 각변수를 산출하고, 이 변수를 다소조정반복시켜 가장 정확한 융통성있는 Box & Jenkins 방식의 모형식을 작성하였다. 섬진강에서 가장 적정모형식을 다음과 같은 일반식으로 주어졌다. 여기서 $Y_t=($\omega$o-$\omega$_1B) C_iX_t+$\varepsilon$t$ $Y_t$ 월유출량, $X_t$: 월 강우량, $C_i$: 월유출률, $$\omega$o-$\omega$_1$ : 대체변수 $$\varepsilon$_t$ : 잔차(임의오차성분) 섬진강수위관측소의 기 월유출량 기록자료로서 월유출량게열의 만족할만한 모형을 비교검토 연구작성하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.905-914
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• 2006

유역의 정확한 강우-유출관계를 모의하기 위해서는 모형의 적용과 더불어 관측자료의 정확한 평가 및 검증이 병행되어야 한다. 본 연구에서는 SSARR모형을 금강유역에 적용하여 모의결과를 주요제어지점인 공주지점의 유량과 비교하였다. 분석결과 이수기시 저수위 구간에서 상당한 오차가 발생하였으며, 이에 대한 원인 분석을 위해 과거 관측유량자료(Rating Curve)의 신뢰도분석 및 유량 재관측($'03{\sim}'05$년)을 실시하였고, 유출성분 분석기법을 활용한 장기유출량을 산정하여 제어지점의 수리특성을 명확히 분석하고자 하였다. 분석결과 SSARR 모의결과 및 유출성분분석에 의한 장기유출량 산정결과는 재관측된 유량과 근사한 것으로 분석되었으나, 기존의 관측유량은 지점의 공간적 특성에 기인한 수리학적 영향으로 인해 평 갈수기시 약 $10{\sim}20%$ 과대 산정된 것으로 분석되어 이에 관한 보정 및 지속적인 모니터링이 필요하다.

• 한국환경과학회지
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• 제27권7호
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• pp.561-575
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• 2018

Agricultural soils around springwaters heavily affected by pesticide run-off and around wells considering the regional characteristics were collected at 24 stations in Jeju Island, and the physicochemical properties and adsorption and leaching characteristics of four nonionic pesticides (diazinon, fenitrothion, alachlor, and metalaxyl) were investigated. The values of the major soil factors affecting the adsorption and leaching of pesticides, namely, soil pH($H_2O$), organic matter content, and cation exchange capacity (CEC), were in the range of 4.64 ~ 8.30, 0.9 ~ 13.1% and 12.7 ~ 31.7 meq/100 g, respectively. The Freundlich constant, $K_F$ value, which gives a measure of the adsorption capacity, decreased in the order of fenitrothion > diazinon > alachlor > metalaxyl, which was identical to their lower water solubility. Among the collected soils, the $K_F$ value was very highly correlated with organic matter content ($r^2=0.800{\sim}0.876$) and CEC ($r^2=0.715{\sim}0.825$) and showed a high correlation with clay content ($r^2=0.473{\sim}0.575$) and soil pH($H_2O$) ($r^2=0.401{\sim}0.452$). The leaching of pesticides in the soil column showed a reverse relationhip with their adsorption in soils, i.e., the pesticides leached more quickly for the soils with lower values of organic matter content and CEC among the soils and for the pesticides with higher water solubility.