• 제목/요약/키워드: Water Resources Operation

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역삼투압막 해수담수화 장치의 미네럴 분리 성능평가 (Efficiency Estimation for Desalination System of Seawater Using Reverse Osmosis Membrane)

  • 문덕수;정동호;김현주;신필권
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.60-66
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    • 2005
  • 삼투압보다 높은 외부압력을 역으로 걸어주면 용매는 용질 농도가 낮은 용액쪽으로 이동하게 되는데 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 40-70 기압의 압력구배를 구동력으로 해서 해양심층수의 담수화 적용성을 검토 조사하였다. 역삼투막의 성능에 영향을 미치는 유량과 염제거율에 관한 온도와 압력등 여러 인자들에 관하여 고찰하였다. 온도는 역삼투압 분리막의 유량에 비례하는 반면, 염제거율에 반비례하는 관계를 보이고 있다. 압력은 분리막의 유량과 염제거율에 비례하는 관계를 보였다. $Mg^{2+},\;Ca^{+2},\;Na^+,\;K^+$ 등과 같은 해수의 주성분 미네랄에 대한 역삼투 분리막의 분리특성은 해수와 같은 강전해질 용액에서 전하량이 큰 $Mg^{2+}$$Ca^{2+}$의 염제거율은 99% 이상으로 온도에 비례하는 관계를 보였다. 전하량이 적은 $Na^+$의 염제거율은 98%-99.5%로 2가 이온의 염제거율보다는 낮고, 전하량이 작은 $K^+$ 이온보다는 크게 나타났다. 약산이나 상온에서 기체상태나 유리상태로 존재하는 보론의 배제율은 역삼투 분리 막에서 상당히 낮게 나타나고 대부분 우리나라 먹는물의 수질 기준치를 상회한다. 그러나 보론의 배제율은 온도에 반비례하고 압력에 비례하는 관계를 이용하여 수온 $5^{\circ}C$, 압력 $70kgf/cm^2$의 운전조건에서 생산된 생산수의 보론 농도는 우리나라의 먹는물 수질 기준을 만족한다.

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산악 지형에서의 토양수분 관측소 구축을 위한 연구(1): Cosmic-ray 검증시스템 구축을 위한 토양수분량 대표성 분석 연구 (A Study for establishment of soil moisture station in mountain terrain (1): the representative analysis of soil moisture for construction of Cosmic-ray verification system)

  • 김기영;정성원;이연길
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권1호
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    • pp.51-60
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    • 2019
  • 본 연구에서는 Cosmic-ray 토양수분량 관측시스템 구축 시 필요한 검증 네트워크 설계 기법 개발에 목적을 두고 유전율식(dielectric constant) 장비인 Frequency Domain Reflectometry (FDR)와 연계하여 Cosmic-ray 검증시스템을 구축 운영하였다. Cosmic-ray 검증시스템 평가에 필요한 시범지역은 기존 계측 장비와의 연계성과 다양한 수문자료의 활용성을 고려하여 설마천 유역에 구축하였다. 시범지역은 Cosmic-ray 장비와 FDR 센서(10개소)로 구축하였으며 2018년 7월부터 현재까지 운영되고 있다. 본 연구에서는 검증시스템의 신뢰도를 높이기 위해 코어법(soil core sampling method)을 통해 산출한 용적수분함량(volumetric water content)을 유전율식 장비와 정기적으로 검증하였다. 연구기간 중 수행한 코어법과 FDR 센서를 검증한 결과, 두 자료의 통계량이 $bias=-0.03m^3/m^3$$RMSE=0.03m^3/m^3$의 유의한 값을 보였다. 또한 연구기간 동안 FDR 센서의 시계열 특성은 모든 강우에 정상적으로 반응하였다. 그러나 일부 지점에서는 낙엽 및 캐노피의 차단과 상부사면의 유출 등으로 인해 상이한 특성을 보였다. Cosmic-ray 영향원(influence line) 내 FDR 센서의 대표성 분석은 시간 안정성 해석법(temporal stability analysis, TSA)을 이용하여 토심별(10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm)로 분석하였다. 10개소에 대한 토심별 토양수분량의 대표성을 TSA로 분석한 결과, 토심 10 cm에서는 FDR 5, 토심 20 cm에서는 FDR 8, 토심 30 cm에서는 FDR 2, 토심 40 cm에서는 FDR 1에서 가장 우수한 대표 특성을 보였다. 본 연구의 시범지역 운영 기간이 짧다는 한계는 있지만 지금까지의 분석 결과를 토대로 하여 볼 때, Cosmic-ray 관측시스템 구축 시에는 검증 장비로는 유전율식을 활용하고, Cosmic-ray 영향원 내 토양수분량의 대표성 분석은 TSA 방법으로 수행하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

참조 수문관측소 구성 조건에 따른 LSTM 모형 홍수위예측 정확도 검토 사례 연구 (Case study on flood water level prediction accuracy of LSTM model according to condition of reference hydrological station combination)

  • 이승호;김수영;정재원;윤광석
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권12호
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    • pp.981-992
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    • 2023
  • 최근 전세계적인 기후변화의 영향으로 강우가 집중되고 강우강도가 강해짐에 따라 홍수피해의 규모를 증가시키고 있다. 과거에 관측되지 않았던 규모의 비가 내리기도 하고, 기록되지 않았던 장기간의 장마가 발생하기도 한다. 이러한 피해들은 아세안 국가에도 집중되고 있으며, 태풍 및 집중호우로 인해 침수의 빈번한 발생과 함께 많은 사람들이 영향을 받고 있다. 특히, 인도네시아 찌따룸강 상류 유역에 위치한 반둥 지역은 분지 형태의 지형학적 특성을 가지고 있어서 홍수에 매우 취약한 실정이다. 이에 공적개발원조(ODA)를 통해 2017년에 찌따룸강 상류(Upper Citarum River) 유역에 대하여 홍수예경보시스템을 구축되었고, 현재 운영중에 있다. 그럼에도 불구하고, 찌따룸강 상류 (Upper Citarum River) 지역은 홍수발생시 인명 및 재산피해의 위험에 여전히 노출되어 있어 신속하고 정확한 홍수예경보의 실시를 통해 피해를 경감시키는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 찌따룸강 상류의 Dayeuh Kolot 지점을 목표관측소로 하고, 강우관측소 4개소와 수위관측소 1개소의 10분 단위 수문자료를 수집하여 인공지능 기반의 하천홍수위예측모형을 개발하였다. 6개 관측소의 2017년 1월부터 2021년 1월까지의 10분 단위 수문관측자료를 활용하여 선행예보시간 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6시간에 대해서 학습, 검증, 시험을 수행하였으며 인공지능알고리즘으로는 LSTM을 적용하였다. 연구결과 모든 선행예보시간에 대해 모형적합도 및 오차에서 좋은 결과를 나타냈으며, 학습자료 구축조건에 따른 예측정확도를 검토한 결과 참조관측소가 적은 경우에도 모든 관측소를 활용하는 경우와 유사하게 예측정확도를 확보하는 것으로 나타나 효율적인 인공지능 기반 모형 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

독일의 해상유류오염 예방 및 방제체계 고찰 (Study on the Prevention and Combat System of Oil Pollution in Germany)

  • 신옥주
    • 환경정책연구
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    • 제8권1호
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    • pp.97-127
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    • 2009
  • 독일에 있어서 북해와 동해는 여러 측면에서 매우 중요한 의미를 가지고 있다. 북해의 연안국에게 북해변의 경제적 의미가 매우 크다. 이곳에는 수많은 항만들 외에 많은 공업시설이 있으며, 이곳은 또한 농업 발달지역이기도 하다. 바닷물과 강물이 섞인 곳(Brackwassermeer)인 동해의 특징은 북해와는 협수로 연결이 되어서 북해와의 물의 순환이 원활하지 못한 지정학적 위치 때문에 북해처럼 빠른 속도로 유해물질이 처리될 수 없다는 점이다. 크고 작은 선박사고 및 각종 오염 원으로부터 보호하기 위해 동해는 특히 HELKOM협약을 통하여, 그리고 북해는 OSPAR협약을 통하여 노력을 기울이고 있다. 또한 선박사고 시 예인선에 관하여 NethGer-Plan과 DenGer-Plan을 통하여 네덜란드와 독일, 덴마크와 독일간에 협조가 이루어지고 있다. 1995년에 브레멘 부근에서 발생한 팔라스(Pallas)호 사건 이후 독일에서는 미래의 해양안전을 위해서 사용가능한 자원에 대한 연안 각 주간의 협조가 개선되어야 할 필요성이 증대되었다. 그 결과 2003년 1월 1일에 연방과 연안 주정부들은 공동으로 하바리 코만도(Havarie-Kommanando 선박사고 대책부대)를 조직하였다. 하바리 코만도는 중대한 선박 사고 발생 시 대국민작업 및 선박 사고 관련 조직의 동원을 통합적으로 지휘하는 업무를 담당하는 것을 골자로 각 업무별 담당기관의 조정을 위한 연방-주 공동 기관이다. 또한 해상에서의 비상사태 시 연방과 주의 참여기관, 각 해운회사, 헬리콥터 회사인 Hiking-Helicopters-Service 등과의 협동이 잘 이루어지고 있으며, 동해 최대 여객선사인 독일-덴마크 선박회사인 Scandlines, ARGE Kuestenschutz와도 공조가 잘 되고 있다.

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회복탄력성을 고려한 기상 시나리오별 가뭄 용수 공급방안: 나주호를 중심으로 (Water Supply Alternatives for Drought by Weather Scenarios Considering Resilience: Focusing on Naju Reservoir)

  • 박진현;고재한;조영준;정경훈;성무홍;정형모;박현규;유승환;윤광식
    • 한국농공학회논문집
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    • 제60권5호
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    • pp.115-124
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    • 2018
  • Resilience has been widely used in various fields including design and operation of infrastructures. The resilient infrastructures not only reduce the damage scale of various disasters but also reduce the time and cost required for restoration. However, resilience rarely applied to promote efficient management of agricultural infrastructures. Recently, drought is an aggravating disaster by climate change and need countermeasures. Therefore, we tried to demonstrate evaluating measures in case of drought under consideration of resilience. This study applied the robustness-cost index (RCI) to evaluate alternative solution of the supply problem of a large agricultural reservoir under drought conditions. Four structural alternatives were selected to estimate the robustness index (RI) and the cost index (CI) to obtain the RCI values. Structural alternatives are classified into temporary measures and permanent measures. Temporary measures include the development of a tube wells and the installation of the portable pump, while the permanent measures include the installation of a pumping stations and the pumping water to the reservoir (Yeongsan River-Naju reservoir). RCI values were higher in permanent measures than those of temporary measures. Initial storage of the reservoir also affected RCI values of the drought measures. Permanent measures installation and management of early stage of the reservoir storage shortage was identified as the most resilient system.

담수산 이매패 펄조개를 이용한 흐름형 유기물 제어(CROM) 운영 - 퇴적물의 영향 (Operation of CROM System and its Effects of on the Removal of Seston in a Eutrophic Reservoir Using a Native Freshwater Bivalve (Anodonta woodiana) in Korea.)

  • 김백호;백순기;황수옥;황순진
    • 생태와환경
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    • 제42권2호
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    • pp.161-171
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    • 2009
  • 국내산 담수 이매패 펄조개를 이용하여 부영양 저수지의 표층수를 실험실로 유입 처리하고 처리수는 다시 저수지로 환원하는 이른바 '흐름형 유기물 제어'(CROM: continuous removal of organic matters) 기술을 개발하고 하천에서 채취한 모래퇴적물의 첨가가 유기물 제어와 수질에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. CROM은 크게 저류조, 조정조, 처리조, 분석조 등으로 이루어졌으며, 실험은 처리조에 현장수, 현장수+모래, 현장수+패류, 현장수+모래+패류 등을 각각 구성하여 유업속도는 18${\sim}$25 L $h^{-1}$ 패류밀도는 486.1 indiv. $m^{-2}$, 수온은 15${\sim}$22$^{\circ}C$ 범위에서 13일간 실시하였다. 유기물 및 수질 변화를 확인하기 위하여 매일 동일한 시간에 수온, pH, DO, 전도도, 탁도, 염분도, 엽록소 a, 부유물질, TN, TP, $NO_2$, $NO_3$, $NH_3$, $PO_4$ 등을 측정하거나 채수하여 곧바로 분석하였다. 연구결과, 미처리수의 반송이 패류의 유기물 제어에 큰 영향을 미치지 않았으며 퇴적물의 첨가에 상관없이 실험기간 동안 80% 이상 유기물(부유물질 빛 ChI-a)을 감소시켰으나 높은 농도의 암모니아와 인산 등을 배출하였다. 결국 한국산 이매패 펄조개를 이용한 CROM 운영효과는 매우 뚜렷하였으나 장기간 운영시 유기물 제어능 및 패류 생존율에 미치는 다른 요인들-수온, 미생물, 세정주기 등의 변화가 예상되며, 처리수에 대한 처리 및 활용에 대한 다각적인 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료되었다.

선박탐지를 위한 초소형 SAR 군집위성 활용방안 연구 (A Study on the Utilization of SAR Microsatellite Constellation for Ship Detection)

  • 김윤지;강기묵
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.627-636
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    • 2021
  • SAR위성영상을 활용한 선박탐지연구는 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있으나, 초소형 SAR위성을 활용한 연구는 아직 소수에 불과하다. 최근 ICEYE, Capella 위성을 필두로 초소형 SAR 위성들의 활용이 가능하며, 뉴 스페이스 시대의 흐름에 맞추어 국내외에서 초소형군집위성 개발이 활발히 진행되고 있다. 현재 대부분의 초소형 위성은 광학위성이나, 운용 및 개발 진행중인 SAR (핀란드 ICEYE: 18기(~2021), 미국 Capella: 36기(~2023), 국내 해양경찰 SAR: 32기(기획 연구) 등)의 운용계획에 선제적으로 대비하기 위하여 초소형 SAR 위성의 활용방안에 대한 구체적인 논의가 필요한 시점이다. 이에 본 논문에서는 현재 운용되고 있는 광학 및 SAR 초소형 군집 위성의 현황 및 특징을 기술하였으며, 이를 활용한 연구들에 대해 조사하였다. 또한, 대표적인 초소형 SAR 위성인 ICEYE와 Capella위성의 현황 및 특징을 기반으로 초소형 SAR 위성 자료가 선박탐지연구에서 유용하게 활용될 수 있는 방안에 대해 기술하였다. 그 결과, 초소형 SAR위성은 군집으로 운용되어 재방문주기가 짧으며 고해상도 영상의 신속한 제공이 가능하다는 장점이 있어, 시간 및 공간의 고해상도 영상 수집이 필수적인 광역 해상 선박 모니터링에 크게 기여할 것으로 판단하였다.

피동 원자로건물 냉각계통 실험에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigation on Experiment for Passive Containment Cooling System)

  • 하희운;서정수
    • 한국안전학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.96-104
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    • 2020
  • The numerical simulations were conducted to investigate the thermal-fluid phenomena occurred inside the experimental apparatus during a PCCS, used to remove heat released in accidents from a containment of light water nuclear power plant, operation. Numerical simulations of the flow and heat transfer caused by wall condensation inside the containment simulation vessel (CSV), which equipped with 18 vertical heat exchanger tubes, were conducted using the commercial computational fluid dynamics (CFD) software ANSYS-CFX. Shear stress transport (SST) and the wall condensation model were used for turbulence closure and wall condensation, respectively. The simulation using the actual size of the apparatus. However, rather than simulating the whole experimental apparatus in consideration of the experimental cases, calculation resources, and calculation time, the simulation model was prepared only in CSV. Selective simulation was conducted to verify the effects of non-condensable gas(NC gas) concentration, CSV internal pressure, and wall sub-cooling conditions. First, as a result of the internal flow of CSV, it was observed that downward flow due to condensation occurred surface of the vertical tube and upward flow occurred in the distant place. Natural convection occurred actively around the heat exchanger tube. Due to this rising and falling internal flow, natural circulation occurred actively around the heat exchanger tubes. Next, in order to check the performance of built-in condensation model using according to the non-condensable gas concentration, CSV internal flow and wall sub-cooling, the heat flux values were compared with the experimental results. On average, the results were underestimated with and error of about 25%. In addition, the influence of CSV internal pressure and wall sub-cooling was small, but when the condensate was highly generated due to the low non-condensable gas concentration, the error was large compared to the experimental values. This is considered to be due to the nature of the condensation model of the CFX code. However, in spite of the limitations of CFD, it is valid to use the built-in condensation model of CFD for PCCS performance prediction from a conservative perspective.

일사량 에너지 데이터 관리 시스템 설계 (Design of Solar Radiation Energy Data Management System)

  • 오인배;안윤애;류근호;김광득
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제10D권3호
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    • pp.531-540
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    • 2003
  • 에너지 사용의 급증으로 인해 환경오염, 지구 온난화 현상, 오일 파동의 문제가 발생되고 있다. 이를 해결하기 위해 태양 에너지, 풍력, 소수력 등과 같은 대체에너지에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 미국, 유럽, 일본에서는 대체에너지원의 정보를 체계적으로 관리하고 활용하기 위한 시스템 개발에 많은 노력을 하고 있다. 그러나 국내에서는 아직 대체에너지 정보 시스템이 효과적으로 구축되지 못하고 있다. 따라서 이 논문에서는 일사량 에너지 데이터를 저장 및 관리하는 대체에너지 정보 시스템을 제안한다. 이 시스템은 ArcView GIS를 이용하여 구현되었으며, 다양한 시공간 질의를 사용한 데이터 검색이 가능하도록 하였다. 아울러 사용자는 질의 결과를 챠트, 그래프, 등고선과 같은 형태로 확인할 수 있다. 구현된 시스템은 ArcIMS를 이용하여 인터넷 웹 서비스를 제공한다.

재생 유휴산업시설의 플레이스 브랜딩 방법 분석 (An Analysis of the Place Branding Methods for Regenerated Idle Industrial Facilities)

  • 조연주;신경주
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.54-63
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    • 2015
  • This study aims to suggest the place branding methods applicable for regenerated idle industrial facilities. The place branding methods were analyzed by separating into hard branding methods and soft branding methods, and the results of the study are as follows: As for the hard branding methods, the exterior, outer wall materials and interior materials of the building and industrial equipment are preserved to revive the historicity of the building. In order to organize a differentiated space, it is important to create the convenience space such as cafes, experience space, lounge, and restaurants as well as the space for the operation of the programs. The building itself is utilized as a landmark or the iconic facility such as the winding tower or chimney is utilized as a landmark. As the methods of introducing natural elements, there is a need to create the resting space, law area and water space where trees can be planted and landscape can be viewed, and the development of tourism products utilizing the peripheral resources and the link of programs are also important. As for the soft branding methods, the provision of programs where a variety of art genres and the sense of place are reflected and the programs linked to the region is needed, and the story of place can be shared by storytelling utilizing the work and programs reflecting the sense of place. In addition, the content development and physical improvement of facilities reflecting the needs of visitors and the establishment of the organic collaboration system of a variety of subjects are needed for the sustainability of place.