• Membrane and Water Treatment
• /
• 제15권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 2024

1H,1H,2H,2H-perfluorodecytriethoxysilane (C₁₆H₁₉F₁₇O₃Si) be successfully applied to the hydrophobic modification of Al₂O₃ tubular ceramic membrane. Taking the concentration of modification solution, modification time, and modification temperature as factors, orthogonal experiments were designed to study the hydrophobicity of the composite membranes. The experiments showed that the modification time had the greatest impact on the experimental results, followed by the modification temperature, and the modification solution concentration had the smallest impact. Concentration of the modified solution 0.012 mol·L^-1, modification temperature 30 ℃ and modification time 24 h were considered optimal hydrophobic modification conditions. And the pure water flux reached 274.80 kg·m^-2·h^-1 at 0.1MPa before hydrophobic modification, whereas the modified membrane completely blocked liquid water permeation at pressures less than 0.1MPa. Air gap membrane distillation experiments were conducted for NaCl (2wt%) solution, and the maximum flux reached 4.20 kg·m^-2·h^-1, while the retention rate remained above 99.8%. Given the scarcity of freshwater resources in coastal areas, the article proposed a system for seawater desalination using air conditioning waste heat, and conducted preliminary research on its freshwater production performance using Aspen Plus. Finally, the proposed system achieved a freshwater production capacity of 0.61 kg·m^-2·h^-1.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제40권5호
• /
• pp.477-484
• /
• 2020

우리나라의 용수공급은 대부분 저수지 운영에 의존하고 있어 저수지 운영은 안정적인 용수공급에 직접적인 영향을 미치게 된다. 하지만 최근 강우의 시공간적 변동성이 증가함에 따라 심도 깊은 가뭄의 발생이 잦아지고 있으며 동일 유역 내에서도 강우의 공간적 편차가 커지고 있다. 이러한 기후의 변화는 하류 지점의 안정적인 유량을 유지하기 위한 저수지 시스템의 운영에도 어려움을 증가시키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 부족분 공급방식의 저수지 운영을 적용하여 저수지 시스템의 용수공급능력을 평가하고자 하였다. 이를 위해 한강유역에 위치한 9개 댐을 대상으로 저수지 모의운영을 실시하고, 분석결과의 평가지표로는 기간신뢰도, 양적신뢰도, 회복도 등을 활용하였다. 저수지 모의운영 모형은 일정량 공급방식 적용, 부족분 공급방식 적용, 부족분 공급 및 화천댐 실측방류량 적용 케이스 등 총 3개 케이스의 모형을 구축하였다. 그 결과 부족분 공급방식을 적용하였을 때 신뢰도와 회복도 등 모든 지표에서 저수지 시스템의 용수공급능력이 증가하는 것으로 분석되었다. 특히 기간신뢰도는 30 % 이상 증가하고 양적신뢰도는 약 4 % 증가하는 효과를 거둘 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 수계 내의 모든 저수지가 각각 부여받은 용수공급량 충족이라는 목적과 동시에 하류 동일 지점의 안정적 유량유지를 목적으로 운영될 경우 수계전체의 용수공급능력 증대라는 효과를 얻을 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 본 연구를 통해 부족분 공급방식의 저수지 운영이 강우의 공간적 변동성 증가와 같은 기후변화에 대응 가능한 효율적인 저수지 운영방안임을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.633-641
• /
• 2011

필리핀의 연평균강수량은 약 965mm ~ 4,100mm로 수자원이 비교적 풍부하다. 필리핀의 최근 급증하는 도시화로 인해, 필리핀의 마닐라 지역에서는 용수의 수요량이 매년 증가하는 추세이다. 용수의 부족을 해소시키기 위해 필리핀의 풍부한 수자원을 적절하게 사용하여야 하며, 이를 위한 방법 중의 하나로 강우의 유출수를 이용하는 우수저류시설이 가용하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 마닐라 주거지역에서의 우수저류시설에 대한 잠재가용성을 분석하였으며, 그 방법으로는 일별강우, 유역면적, 유출계수, 인구밀도 그리고 용수수요량 등을 매개변수로 사용하는 물수지방정식을 이용하였다. 세 가지 강우조건(연평균 강우중 최소, 중간, 최대값)과 세 가지 화장실종류(저효율식, 재래식, 절수식)에 따른 가정용수탱크 사용에 대하여 분석하였다. 그리고 대상지역에서의 최적의 강우 저장 면적을 결정하기 위해 월류용적을 사용하였다. 연구결과 세 가지 강우조건에서, 재래식과 절수식 화장실이 우수저류시설에 가장 부합되며, $60m^3$저류용량의 탱크는 3개월간 90가구의 용수수요를 충분히 공급 가능 하다고 나타났다. 본 연구를 통해 주거지역의 장기간 용수수요를 충족시키기 위해서는 저류탱크 용량은 $1,100m^3{\sim}2,500m^3$이 적당하다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권8호
• /
• pp.485-496
• /
• 2023

최근 우리나라는 댐 운영에 있어서 다양한 가뭄 대책을 활용하여 가뭄 시 물 부족의 위험 리스크를 줄이기 위해 노력하고 있다. 이를 중심으로 다양한 연구들이 수행되었지만 가뭄 대책의 효과를 경제적인 측면에서 살펴본 연구는 현재 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ARIMA와 Copula 기반의 장기간 모의 유입량 생성 모형과 댐별 가뭄 대책을 반영한 댐 운영 모형을 활용하여 전국의 다목적댐을 대상으로 가뭄 대책 시행에 따른 경제적 효과를 평가하였다. 경제적 편익 산정 결과 연계 운영·대체 공급과 비상공급대책의 단위 유량 당 기대 편익이 각각 1,176원과 1,139원으로 가장 높 으며, 비상 용량 활용과 용수공급조정의 편익은 956원과 875원으로 추정된다. 추가로 미래에 가뭄이 심화된다는 가정을 기반으로 가뭄 대책의 경제적 편익의 변화에 대하여 살펴본 결과 유입량 감소로 인한 가뭄 리스크의 변화는 모든 가뭄 대책의 경제적 편익을 높이는 효과를 보였다. 용수공급조정의 경제적 효과는 기존 대비 2.6% 상승하였으나, 연계 운영·대체 공급의 경제적 효과는 기존 대비 11.7% 상승하였다. 이는 가뭄의 위험도가 증가할수록 연계 운영과 대체 공급과 같은 댐 네트워크 기반의 대책이 주요한 것으로 판단된다. 본 연구는 향후 가뭄 대책의 선정과 활용에 있어서 기본자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 멤브레인
• /
• 제27권4호
• /
• pp.291-312
• /
• 2017

해수담수화는 최근 전 세계적으로 대두되고 있는 물부족 현상을 해결하기 위한 최적 기술 중 하나이다. 막분리 및 투과 현상의 근본적인 이해는 차후의 막여과 기술의 발전을 위해서 뿐만 아니라, 현재 막기술 증진을 위한 통합적 디자인, 최적화 제어법, 그리고 중장기적 유지관리를 위해서도 매우 중요하다. 이에, 본 연구는 물질 전달 및 여과 현상에 대한 기존의 주요 모델들을 상세히 재검토하고, 통계물리학에 근간하여 주요 막분리 현상들을 이론적으로 분석하며, 원천적 모델에 기초한 물리적 의미와 그들이 실제 막공정에서 미치는 영향들에 대해서 함축적으로 토의하고자 한다. 이론적 재검토의 과정에서 새로이 유도된 복합적 막오염도(Combined Fouling Index (CFI))의 소개도 포함한다.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제24권6_2호
• /
• pp.827-839
• /
• 2021

Due to climate change and population growth, water scarcity is getting worse all over the world. Among various methods for desalination of seawater, the Multi-Effect Adsorptive Desalination method, which combines the existing Multi-Effect Desalination method and the Adsorptive Desalination method and can produce high-concentration-high-concentration freshwater, is emerging. Because the Multi-Effect Adsorptive Desalination method combines the two different methods, the system becomes complicated and the possibility of failure increases. Therefore, in this study, availability analysis was performed on the Multi-Effect Adsorptive Desalination process. A total of four types of reliability block diagrams were presented, and availability analysis was conducted based on them. The first form of a reliability block diagram is configured in series without any redundancy. The availability of the reliability block diagram composed of the serial system was found to be lower than the required availability. In order to increase availability, the redundancy to pumps and boiler are added to system. As a result of availability analysis, it was confirmed that designing desalination systems with redundancy to pump meets the 93% availability, which is typically required availability for various plants.

• 한국지구과학회지
• /
• 제45권1호
• /
• pp.72-84
• /
• 2024

기후변화에 따라 수자원의 취약성이 증가하고 있고, 그로 인해 지하수 자원의 필요성이 강조되고 있다. 특히, 낙동강권역이 자리 잡은 한반도 남부는 매년 봄 가뭄과 같은 물 부족 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 물 부족의 대안으로 지하수 자원 이용이 대두되고 있으나, 지하수 자원의 활용에는 수질 안정성이 반드시 요구된다. 이 연구는 2023년 8월과 10월, 2회에 걸쳐 낙동강 하류 광려천 유역을 대상으로 지하수 관정 총 54개소와 하천수 총 5개의 지점에서 시료를 채취하여 현장 수질 및 실내 수질 분석을 수행하였다. 현장에서 측정한 전기전도도의 값은 지하수와 하천수 모두 연구 지역 수계 하류로 갈수록 농도가 증가하는 경향을 보여 준다. 이는 하류의 농업 활동이 하천수에 직접적으로 유입됨을 지시한다. 실내 수질 분석 결과 연구 지역의 수질 유형은 주로 [Ca-HCO₃] 유형이 가장 많고, [Ca-SO₄] 유형이 그 뒤를 이었다. 8월과 10월 시간에 따른 수질 유형의 변화를 확인하면, Ca 함량이 우세한 지역이 Na 함량이 우세한 지역으로 변화하고, 이러한 지하수 관정은 주로 하류에 위치하고 있음을 확인하였다. 결국 연구 지역 하류의 하천수·지하수의 농도 변화는 공장단지, 폐수 처리시설, 농경지의 분포 현황 및 낙동강 하류의 유입과 밀접한 관계가 있고, 이를 통해 인위적인 오염이 발생하였음을 유추할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.518-518
• /
• 2016

Agriculture is the lifeblood of the economy in Ghana, employs about 42% of the population work force and accounts for 30% of the Gross Domestic Product (GDP). Corn (maize) is the major cereal crop grown as staple food under rain fed conditions, covers over 92% of the total agricultural area, and contributes 54% of the caloric intake. Issues of hunger and food insecurity for the entire nation are associated with corn scarcity and low production. The climate changes are expected to affect corn production in Ghana. This study evaluated variations of corn yields based on different climate conditions of rain-fed area in the Dangbe East District of Ghana. AquaCrop model has been used to simulate corn growing cycles in study area for this purpose. The main goal for this study was to predict yield of corn using selected climatic parameters from 1992 to 2013 using different climate scenarios. The Model was calibrated and validated using observed field data, and the simulated grain yields matched well with observed values for the season under production giving an R squared (R2)of 0.93 and Nash-Sutcliff Error(NSE) of 0.21. Study results showed that rainfall reduction in the range of -5% to -20% would reduce the yield from 1.315ton/ha to 0.421ton/ha (-21. 3%) whereas increasing temperature from 1% to 7% would result in the maximum yield reduction of -20.6% (1.315 to 1.09 ton/ha.). On the other hand, increasing rainfall from 5-20% resulted in yield increment of 68% (1.315-2.209 ton/ha) and decreasing temperature produce 7% increase in yield ( 1.315 to 1.401ton/ha). These results provide useful information to adopt strategies by the Government of Ghana and farmers for improving national food security under climate change.

• The Plant Pathology Journal
• /
• 제39권5호
• /
• pp.466-485
• /
• 2023

Crop productivity can be obstructed by various biotic and abiotic stresses and thus these stresses are a threat to universal food security. The information on the use of viruses providing efficacy to plants facing growth challenges owing to stress is lacking. The role of induction of pathogen-related genes by microbes is also colossal in drought-endurance acquisition. Studies put forward the importance of viruses as sustainable means for defending plants against dual stress. A fundamental part of research focuses on a positive interplay between viruses and plants. Notably, the tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) and tomato chlorosis virus (ToCV) possess the capacity to safeguard tomato host plants against severe drought conditions. This study aims to explore the combined effects of TYLCV, ToCV, and drought stress on two tomato cultivars, Money Maker (MK, UK) and Shalala (SH, Azerbaijan). The expression of pathogen-related four cellulose synthase gene families (CesA/Csl) which have been implicated in drought and virus resistance based on gene expression analysis, was assessed using the quantitative real-time polymerase chain reaction method. The molecular tests revealed significant upregulation of Ces-A2, Csl-D3,2, and Csl-D3,1 genes in TYLCV and ToCV-infected tomato plants. CesA/Csl genes, responsible for biosynthesis within the MK and SH tomato cultivars, play a role in defending against TYLCV and ToCV. Additionally, physiological parameters such as "relative water content," "specific leaf weight," "leaf area," and "dry biomass" were measured in dual-stressed tomatoes. Using these features, it might be possible to cultivate TYLCV-resistant plants during seasons characterized by water scarcity.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권4호
• /
• pp.401-412
• /
• 2013

물발자국은 제품과 서비스를 생산하는데 전과정 혹은 전체 공급망에서 사용된 담수의 양을 나타낸다. 물발자국 평가는 인간의 활동과 관련된 물의 희소성 및 오염과 관련된 정보를 파악하는데 보다 많은 정보를 주기 때문에 물소비관점에서 지속가능한 물관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 물발자국 제도의 도입을 위해서 물발자국 데이터베이스/물계정이 필수적인데 국내에서 전 산업부분에 적용할 수 있는 DB가 전무하다. 따라서 이 연구의 목적은 산업연관분석법을 이용해 국내의 403개 산업분야에 대한 물발자국 인벤토리를 개발하는 것이다. 주요 연구결과로는 농업분야의 물사용량이 전체 직접수의 79%를 차지하며, 공업분야는 간접수의 사용량이 82%로 주를 이루는 것으로 분석되었다. 물사용량은 벼가 가장 많지만, 다음은 수산양식과 과일 생산으로 조사되었고, 가장 물사용강도($m^3$/원)가 높은 것은 비식용작물(103,263 $m^3$/백만원)로 분석되었고, 이와 같은 결과는 비식용작물(초지생산등)의 직접수는 많지만 경제적 가치가 매우 낮아 높은 물사용강도를 보여주고 있다. 다음은 육림, 철광석, 원목, 수산양식, 상수도, 잡곡 등의 순으로 물사용 강도가 높게 나타났다. 전체적 관점에서 총 물사용량중56%가 간접수가 차지하기 때문에 간접수를 고려한 산업분야의 수자원관리, 즉 공급망에서 전과정을 고려한 관리가 물사용 효율성을 높이는데 중요하다는 것을 알 수 있다. 전과정 개념과 산업연관분석법을 이용한 물사용강도 자료는 물발자국 도입시 제품단위 물발자국 산정의 기초 인벤토리로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.