• 한국대기환경학회지
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• 제28권3호
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• pp.261-272
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• 2012

In this study, climate variability was predicted by the Weather Research and Forecasting (WRF) model under two different scenarios (current trends scenario; SC1 and managed scenario; SC2) for future urban growth over the Seoul metropolitan area (SMA). We used the urban growth model, SLEUTH (Slope, Land-use, Excluded, Urban, Transportation, Hill-Shade) to predict the future urban growth in SMA. As a result, the difference of urban ratio between two scenarios was the maximum up to 2.2% during 50 years (2000~2050). Also, the results of SLEUTH like this were adjusted in the Weather Research and Forecasting (WRF) model to analysis the difference of the future climate for the future urbanization effect. By scenarios of urban growth, we knew that the significant differences of surface temperature with a maximum of about 4 K and PBL height with a maximum of about 200 m appeared locally in newly urbanized area. However, wind speeds are not sensitive for the future urban growth in SMA. These results show that we need to consider the future land-use changes or future urban extension in the study for the prediction of future climate changes.

• 한국측량학회지
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• 제33권3호
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• pp.163-172
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• 2015

This study examined the potential effects of urban growth on streamflow in the Gyungan River watershed, Korea, using urban containment scenarios. First, two scenarios (conservation and development) were established, and SLEUTH model was adapted to predict urban growth into the year 2060 with 20 years interval under two scenarios in the study area. Urban growth was larger under scenario 2, focusing on development, than under scenario 1, focusing on conservation. Most urban growth was predicted to involve the conversion of farmland, forest, and grasslands to urban areas. Streamflow in future periods under these scenarios was simulated by the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. Each scenario showed distinct seasonal variations in streamflow. Although urban growth had a small effect on streamflow, urban growth may heighten the problems of increased seasonal variability in streamflow caused by other factor, such as climate change. This results obtained in this study provide further insight into the availability of future water resource and can aid in urban containment planning to mitigate the negative effects of urban growth in the study area.

• 한국환경과학회지
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• 제24권1호
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• pp.31-46
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• 2015

In this study, the regional climate (WRF) and air quality (CMAQ) models were used to simulate the effects of future urban growth on surface ozone concentrations in the Seoul metropolitan region (SMR). These analyses were performed based on changes in ozone concentrations during ozone seasons (May-June) for the year 2050 (future) relative to 2012 (present) by urban growth. The results were compared with the impacts of RCP scenarios on ozone concentrations in the SMR. The fractions of urban in the SMR (25.8 %) for the 2050 were much higher than those (13.9 %) for the 2012 and the future emissions (e.g., CO, NO, $NO_2$, $SO_2$, VOC) were increased from 121 % (NO) to 161.3 % ($NO_2$) depending on emission material. The mean and daily maximum 1-h ozone in the SMR increased about 3 - 7 ppb by the effect the RCP scenarios. However, the effect of urban growth reduced the mean ozone by 3 ppb in the SMR and increased the daily maximum 1-h ozone by 2 - 5 ppb over the northeastern SMR and around the coastline. In particular, the ozone pollution days exceeding the 1-h regulatory standard (100 ppb) were far more affected by urban growth than mean values. As a result, the average number of days exceeding the 1-h regulatory standard increased up to 10 times.

• 한국측량학회지
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• 제33권3호
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• pp.193-202
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• 2015

The greenbelt of South Korea has been under the process of adjustment and removal since its first designated year. This research is aimed at predicting the effect that the removal of the greenbelt has on urban growth. The SLEUTH model was executed via three calibration phases using historical data between 1990 and 2010. The urban growth of Busan Metropolitan City was predicted under its historical trend, as well as two different scenarios including development and compact development up to the year 2030. The accuracy of model, as verified by ROC, was 85.7%. The historical trend scenario showed the smallest increase, with the urban area expanding from 175.96 km² to 214.68 km² in 2030. Scenario 2, the development scenario, showed the most increase, with a 39.9% growth rate from 2010 to 2030. However, according to scenario 3, the compact development scenario, the urban area decreased in comparison to scenario 2. Accordingly, it is necessary to have effective urban growth management to provoke eco-friendly development on the removed areas, and to strengthen the non-removed areas for sustainable development. The results obtained in this study showed that the SLEUTH model can be useful for predicting urban growth, and that it can help policy makers establish proper urban planning as a decision-support tool for sustainable development.

• Advances in Energy Research
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• 제5권1호
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• pp.57-64
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• 2017

Electricity is basic need for country development. But at the present time proper planning and policy is require at high pace for power generation network extension due to the increasing population growth rate. Present study aimed to analyze the present and future demand for electricity at household level in Province of Balochistan of Pakistan via simulation modeling. Data of year 2004-2005 was used as baseline data for electricity consumption to predict future demand of electricity at both rural and urban domestic level up to subsequent 30 years, with help of LEAP software. Basically three scenarios were created to run software. One scenario was Business-As-Usual and other two were green scenarios i.e., solar and wind energy scenarios. Results predicted that by using alternative energy sources, demand for electricity will be fulfill and will also reduce burden on non-renewable energy sources due to the greater potential for solar and wind energy present in Balochistan.

• 경영과학
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• 제25권3호
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• pp.27-43
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• 2008

This study analyzes the changes of Gyeongju local society because of setting up low and intermediate level radioactive waste disposal site by using urban dynamics model. Specifically, after examining 'Gyeongju Long-Term Development Plan' announced in 2007, I establish the number of industries, population, gross local product, residents' income, and the long term employment condition as essential change-causing factors in Gyeongju local society based on the Big3 government project, and forecast it by using 'Gyeongju long-Term Development Plan' and all sorts of statistical data. In this stage, I assume 3 scenarios(basic, optimistic, and pessimistic view) to estimate the changes of local society more exquisitely, and scenarios are composed through mediation about variables of a growth rate and an inflow or outflow rate. The result shows that Gyeonaju local society would have growing changes by 2020. The essential change-causing factors are as follows. The case of population is estimated that it starts going down at the level of approximately 270 thousand by 2009, starts going up continuously after 2009, the year of completion of low and intermediate level radioactive waste disposal site, and increases from the level of about 300 thousand as minimum to 340 thousand as maximum in 2020. The estimates of other cases are made that the number of Industries has about 10 thousand increases, gross local product has almost 6 trillion increases, nominal gross national income doubles, as well as residences have approximately 280 thousand increases, and also made that employment condition also improves continuously, and diffusion ratio of house starts going up but the amount of supplies is a little bit insufficient in the long view.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.75-88
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• 2016

본 연구는 도시성장 시나리오와 CLUE-s 모형을 이용해 한반도의 시공간적인 미래 토지이용 변화를 예측하였다. 이를 위한 CLUE-s 모형의 입력 자료로 2008년 환경부 토지이용도와 국가수자원관리종합시스템(WAMIS)에서 1980년부터 2011년까지 5년 간격의 토지이용 통계 자료를 구축하였다. 토지이용 항목은 총 6개(수역, 시가지, 논, 밭, 산림, 초지)로 분류하였으며, 다양한 토지 변화요소(Driving Factor)와 특별토지이용 정책 자료로 환경부의 국토환경성평가 지도를 적용하였다. 시나리오 예측 결과는 각 도별로 2008년의 토지피복 통계와 비교를 통해 검증하였다. 시가지를 대상으로 한 실측값과의 오차율은 경기도(9.47%), 강원도(9.96%), 충청북도(10.63%), 충청남도(7.53%), 전라북도(9.48%), 전라남도(6.92%), 경상북도(2.50%), 경상남도(8.09%)로 나타났다. 이러한 오차의 원인은 미래 도시성장을 수학적으로 예측하기 위해 모형 내에서 조정된 성장률과 국가 정책으로 인한 실제 성장률의 차이로 인한 것으로 판단된다. 2100년의 미래 토지이용 변화 예측 결과 시가지는 2008년에 비해 28.24% 상승할 것으로 예측되었으며 논, 밭, 산림은 각각 8.27%, 6.72%, 1.66% 감소할 것으로 예측되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.567-577
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• 2015

기후변화와 토지이용변화는 유역의 수문순환의 변화를 초래하여 가용수자원의 변화를 야기 시킨다. 본 연구에서는 안성천 ($371.1km^2$) 유역을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 미래기후변화와 토지이용변화가 유출특성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 미래 기후자료는 IPCC 제 5차 기후변화 평가보고서에서 생산된 RCP (Representative Concentration Pathway, 대표농도경로)기반의 기후변화 시나리오 중 기상청에서 제공한 RCP 4.5와 8.5 시나리오(한반도 영역; 12.5km)를 이용하였다. 기준 년과 비교한 결과 RCP 8.5의 2080s (2060-2099)에서 평균온도가 $4.2^{\circ}C$ 상승하였으며, 강우량은 최고 21.2% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용변화 추세는 CLUE-s (Conservation of Land Use and its Effects at Small regional extent)모형을 이용하여 예측되었고, 도시 면적 증가에 따른 3가지 시나리오(Linear, Exponential, Logarithmic)를 적용한 안성천 유역의 미래(2040s, 2080s) 토지이용도를 구축하였다. 각각의 시나리오에서 도시면적 비율은 2100년에 9.4%, 20.7%, 35%로 예측되었다. 기후변화만을 고려하였을 때 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5의 2080s에서 최고 20.6%, RCP 4.5의 2080s에서 최고 25.7% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토지이용변화만을 고려한 경우 증발산량과 총 유출량은 최고 3.7%, 2.9% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용과 기후변화 시나리오를 모두 적용한 경우 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5 2080s의 Linear 토지이용변화 시나리오에서 최고 19.2% 증가하였으며, RCP 4.5 2080s의 Exponential 토지이용변화 시나리오에서 최고 36.1%증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 미래의 유역 수문환경조건 변화에 따른 수자원을 정량적으로 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.141-150
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• 2018

본 연구의 목적은 안성천 상류 공도유역($366.5km^2$)을 대상으로 SWAT 모형을 이용하여 미래 기후변화 평가에 있어, 미래의 토지이용변화를 동시에 고려하면 수문학적 거동에 얼마나 영향을 주는지를 분석하고자 하였다. 미래기후변화 시나리오는 HadGEM3-RA의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 이용하여 2030s (2020-2039)과 2050s (2040-2059) 기간으로 나누어 적용하였으며, 토지이용변화는 도시성장 시나리오에 따른 회귀모형 기반의 CLUE-s 모델을 이용하였다. 기준년(1976-2005) 대비 미래 강수량은 RCP 4.5에서 2030s에 최대 5.7%의 감소, 2050s에는 최대 18.5% 증가하였고, 미래 기온은 2030s RCP 4.5에서 최대 $1.8^{\circ}C$, 2050s RCP 8.5에서 최대 $2.6^{\circ}C$ 증가하였다. 미래 토지이용은 2050년 도시지역이 58.6% ($29.0km^2$에서 $46.0km^2$) 증가하는 것으로 예측되었다. SWAT 수문 검보정은 14년(2002-2015) 동안의 공도관측소 일유량 자료를 이용하였으며, 저유량 모델효율의 향상을 위하여 2014-2015년 연속 가뭄년을 대상으로 보정을 실시한 결과, 하천유량(Q)과 1/Q을 대상으로 Nash-Sutcliffe 모델효율은 각각 0.86과 0.76이었다. 미래 기후변화 시나리오만을 적용한 결과, 하천유출량이 2030s RCP 4.5에서 최대 24.2% 감소하다가 2050s RCP 4.5에서 최대 10.9% 증가하는 변화를 보여주었다. 한편, 기후변화와 더불어 미래의 토지이용변화를 함께 고려한 경우는 하천유출량이 2030s RCP 4.5에서 최대 14.9% 감소, 2050s RCP 4.5에서 최대 19.5% 증가하는 변화를 보여주어, 미래 기후변화에 따른 유역의 수문평가 시, 도시성장이 기대되는 유역 등 미래의 토지이용변화가 클 가능성이 있는 유역에 대해서는 토지이용변화 요소를 고려할 필요가 있다고 생각된다.

• 대한교통학회지
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• 제36권1호
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• pp.23-37
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• 2018

최근 들어 장기적인 저성장과 도시과밀화로 인한 공간부족 등으로 도심내 새로운 기반설의 건설 및 증축이 매우 어려운 실정이다. 따라서 기존의 시설을 효율적으로 활용하면서도 지속가능한 개발을 유도할 수 있는 다양한 레트로핏(Retrofitting) 기법 및 도시 적용방안을 연구할 필요성이 있다. 레트로핏(Retrofit)이란 도심내 기존 시설물의 구조 및 기능, 운영방법 등을 지속가능한 체계로 개선하여, 환경영향을 저감시키고 에너지 사용을 절감하며 물이나 자원, 폐기물 등을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 기법이다. 본 연구에서는 도시의 구조적 위계를 반영할 수 있는 계층적 네트워크 디자인(Hierarchical Network Design) 기법을 적용하여 서울시 대중교통 노선을 효율적으로 레트로핏 할 수 있는 방법을 연구하였다. 계층적 네트워크 디자인 기법이란 허브의 기능에 따라 위계를 나누고 서로 다른 위계를 연결하여 하나의 계층적 네트워크를 구성하는 것을 의미한다. 서울시의 구조적 위계를 3도심, 7광역중심, 12지역중심으로 설정하고, 스마트카드 데이터 분석을 통해 교통허브를 선정하여 계층적 네트워크 디자인 기법에 따라 주요골격 네트워크(Back-Born Network)를 구축하였다. 구축된 계층적 네트워크 디자인을 토대로 대중교통 네트워크의 레트로핏을 적용한 결과, 간선버스 및 지선버스의 PKT 및 PHT가 개선전에 비해 일기준 약 2.6-3.2% 정도 감소하여 통행자 측면에서 편의성이 증대되는 효과를 볼 수 있었다.