• 한국농공학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.17-30
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• 2004

This study aimed to develop an agricultural drought assessment methodology for irrigated paddy field districts from a single reservoir. Agricultural drought was defined as the reservoir storage shortage state that cannot satisfy water requirement from the paddy fields. The suggested model, SRADEMP (a Single Reservoir Agricultural Drought Evaluation Model for Paddy), was composed of 4 submodels: PWBM (Paddy Water Balance Model), RWBM (Reservoir Water Balance Model), FA (Frequency and probability Analysis model), and DCI (Drought Classification and Indexing model). Two indices, PDF (Paddy Drought Frequency) and PDI (Paddy Drought Index) were also introduced to classify agricultural drought severity Both values were divided into 4 steps, i.e. normal, moderate drought, severe drought, and extreme drought. Each step of PDI was ranged from +4.2 to -1.39, from -1.39 to -3.33, from -3.33 to -4.0 and less than -4.0, respectively. SRADEMP was applied to Jangheung reservoir irrigation district, and the results showed good relationships between simulated results and the observed data including historical drought records showing that SRADEMP explains better the drought conditions in irrigated paddy districts than PDSI.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권3호
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• pp.331-347
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• 2012

남강댐 하류는 부산 경남의 수자원 장기 계획에 중요한 지역이므로 지속가능한 지표수 관리 및 오염원 제어를 위해 흐름 및 수질 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수질모형인 RAM4와 3차원 수질모형인 WASP을 각각 수리모형인 RAM2 및 EFDC모형과 연계하여 2 3차원 준연계 모형을 이용한 남강댐 하류에서의 수리 및 수질을 해석하였다. 2차원 흐름해석 모형인 RAM2 적용 결과 만곡부 5개 횡단 측선에서의 유속의 증감경향이 ADCP 실측값과 잘 일치하였으며, 3차원 모형인 EFDC와 유속 분포 및 보 월류 유속이 유사하였다. 또한 정상상태 도달 후의 RAM2-RAM4 연계모의에 의한 BOD 농도와 EFDC-WASP 연계모의에 의한 BOD 농도장이 모의영역 전반에 걸쳐 유사하게 나타났다. 남강댐 하류부의 경우 수리 및 수질이 남강댐 방류량에 크게 좌우되며 남강댐의 수량은 하류부의 수질 및 연안 어업환경에 큰 영향을 미치므로 향후 이에 대한 정량적 분석 시 계산의 효율성 및 모형의 적용성 측면에서 2차원 준연계 모형을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.313-322
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• 2017

본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 모델 영역과 시설농업단지(밀양들)의 지표수/지하수 유동을 모의하고 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 산정하는 것이다. 지표수 유동 모델 결과에서는 밀양강 상류(북동쪽)에서 하류(남동쪽)로 약 1~5 m의 수심으로 지표수가 유동하고 있으며, 모델지역 상류의 M01 지점에서는 지표수 유량 관측값과 모델값이 일치하고, 모델지역 하류의 M02 지점에서의 지표수 유량은 1% 정도의 차이를 보인다. 지하수 유동 모델에서는 지하수 심도가 하천에서는 표고와 유사하며 산림 지역으로 갈수록 높아지고, 지하수 양수를 고려한 지하수 심도는 모델값이 관측값보다 1.5 m이내의 범위로 높게 나타난다. 지표수-지하수 통합모델에서는 지하수의 함양 면적이 모델 면적의 90% 정도이고, 지하수 함양량은 $1.92{\times}10^5m^3/day$인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에서는 단위 면적당 지하수 함양량이 503.9 mm/year로서 연평균 강우량의 39% 정도로 추정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.30-30
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• 2023

This study aims to establish the multi-reservoir operation system model in the Upper Mun River Basin which includes 5 main dams namely, Mun Bon (MB), Lamchae (LC), Lam Takhong (LTK), Lam Phraphoeng (LPP), and Lower Lam Chiengkrai (LLCK) Dams. The knowledge and AI technology were applied aiming to develop innovative prototype for SMART dam-reservoir operation in future. Two different sorts of reservoir operation system model namely, Fuzzy Logic (FL) and Constraint Programming (CP) as well as the development of rainfall and reservoir inflow prediction models using Machine Learning (ML) technique were made to help specify the right amount of daily reservoir releases for the Royal Irrigation Department (RID). The model could also provide the essential information particularly for the Office of National Water Resource of Thailand (ONWR) to determine the short-term and long-term water resource management plan and strengthen water security against flood and drought in this region. The simulated results of base case scenario for reservoir operation in the Upper Mun from 2008 to 2021 indicated that in the same circumstances, FL and CP models could specify the new release schemes to increase the reservoir water storages at the beginning of dry season of approximately 125.25 and 142.20 MCM per year. This means that supplying the agricultural water to farmers in dry season could be well managed. In other words, water scarcity problem could substantially be moderated at some extent in case of incapability to control the expansion of cultivated area size properly. Moreover, using AI technology to determine the new reservoir release schemes plays important role in reducing the actual volume of water shortfall in the basin although the drought situation at LTK and LLCK Dams were still existed in some periods of time. Meanwhile, considering the predicted inflow and hydrologic factors downstream of 5 main dams by FL model and minimizing the flood volume by CP model could ensure that flood risk was considerably minimized as a result of new release schemes.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.245-259
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• 2023

농업용 저수지는 농업용수 공급에 있어서 매우 중요한 생산기반시설로, 우리나라 농업용수의 60% 정도를 공급하고 있다. 다만, 여러 문제로 인해 농업용수의 효율적인 공급에 어려움이 발생하고 있으며, 효과적인 공급 및 관리 체계 구현을 위한 정확한 실시간 저수위 혹은 저수량 추정이 필요하다. 본 연구에서는 영상정보를 활용한 딥러닝 기반 농업용 저수지 수위 인식 모델을 제안하였다. 개발한 모델은 (1) CCTV 영상정보 자료 수집 및 분석, (2) U-Net 이미지 분할 방법을 통한 입력 자료 생성, 그리고 (3) CNN과 ResNet 모델을 통한 수위 인식 세 단계로 구성된다. 모델은 두 농업용 저수지(G저수지와 M저수지)의 영상자료와 저수위 시계열자료를 활용하여 구현하였다. 적용 결과 이미지 분할 모델의 성능은 매우 우수한 것으로 나타났으며, 수위 인식 모델의 경우 수위 분류 계급구간에 따라 성능이 상이한 것으로 나타났다. 특히 영상자료의 픽셀 변동이 클수록 정확도 80% 이상이 확보 가능한 것으로 확인되었으나, 그렇지 않은 경우, 정확도가 50% 수준인 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 모델은 향후 이미지 자료가 추가로 확보될 경우, 그 활용도 및 정확도가 더 높아질 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.344-355
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• 2003

논은 우리나라 총 면적의 12%를 차지하며, 인간활동이 이루어지는 토지이용 중 가장 많은 면적으로 비점오염분야에서 중요한 의미를 가진다. 논은 시비가 이루어지기 때문에 논표면수의 수질변화 폭이 매우 커 지표배수가 이루어지는 시점에 따라 논에서의 부하량에 큰 영향을 미치기 때문에 논에서의 오염부하량산정과 최적관리기법개발에 있어 획일적인 원단위 적용에는 한계가 있다. 뿐만 아니라 기존에 개발된 유역모형의 대부분은 논을 포함하고 있지 않거나 포함하더라도 논에서의 충분한 기작을 모의할 수 없어 우리나라의 적용에 있어서 제한점을 가지므로 앞으로의 합리적인 오염총량제 적용을 위해서는 논모형의 개발이 절실하다. 그러나 논은 담수라는 기능을 가지므로 유역모형과 같은 물리적인 반응보다는 수질모형과 같은 생화학적 반응이 우세하리라 판단된다. 논을 하나의 얕은 호소로 간주하여 호소모형의 적용이 가능하나 이를 위한 수많은 인자 결정에 많은 어려움이 있을 것으로 판단된다. 그러나 논에서의 영농활동은 거의 유사한 시기에 해마다 반복적으로 일어나며, 동일한 양과 형태의 시비가 이루어지며 완전낙수에 의해 다음해의 수질에 영향을 거의 미치지 않으므로. 오히려 간단한 반응공식으로도 충분한 해석이 가능하리라 판단된다. 본 연구에서는 이러한 형태의 영농활동이 이루어지는 논에서의 시비와 바닥에서의 용출에 의한 영향을 dirac deltal function과 continuous source function을 이용하여 모형을 개발하여 지하수관개지역과 지표수관개지역을 대상으로 보정 및 검증결과 높은 적용가능성을 나타내었다. 앞으로의 연구방향은 논에서의 장기적인 모니터링과 여러 지역의 적응을 통한 논 모형의충분한 검증을 실시함으로써, 논에서의 오염부하량 산정과 BMPs개발 뿐 아니라, 기존의 유역모형에 연결함으로써 우리나라 오염총량제의 합리적인 적용이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제28권1호
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• pp.121-132
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• 1995

본 연구는 Siphon을 배수제어장치로 이용한 Cherepnov송수기의 거동을 예측할 수 있는 수학적모델을 구성하는데 목적이 있다. Cherepnov송수기의 작동과정은 23단계로 이루어진다. 송수기의 각 단계별 작동과정은 에너지방정식과 연속방정식을 이용하여 표현하였고 또 이를 계산하기 위하여 전산프로그램을 작성하였다. 본 연구의 결과로 얻어진 전산프로그램은 실험조건과 동일한 수리학적 조건 및 기하학적 조건을 입력하여 실행할 수 있었으며 그 결과는 실험에 의한 각 탱크의 수위곡선, 공기압곡선, 효율과 작동주기를 잘 재현하였다. 따라서 본 연구에서 구성한 수학적모델은 Cherepnov송수기를 설계하고자 할 때 송수기의 제원등을 검토하는데 유용하게 사용될 수 있으리라 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제28권3호
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• pp.287-297
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• 2014

It is important to predict chlorine decay with different water purification processes and distribution pipeline materials, especially because chlorine decay is in direct relationship with the stability of water quality. The degree of chlorine decay may affect the water quality at the end of the pipeline: it may produce disinfection by-products or cause unpleasant odor and taste. Sand filtrate and dual media filtrate were used as influents in this study, and cast iron (CI), polyvinyl chloride (PVC), and stainless steel (SS) were used as pipeline materials. The results were analyzed via chlorine decay models by comparing the experimental and model parameters. The models were then used to estimate rechlorination time and chlorine decay time. The results indicated that water quality (e.g. organic matter and alkalinity) and pipeline materials were important factors influencing bulk decay and sand filtrate exhibited greater chlorine decay than dual media filtrate. The two-component second-order model was more applicable than the first decay model, and it enabled the estimation of chlorine decay time. These results are expected to provide the basis for modeling chlorine decay of different water purification processes and pipeline materials.

• 한국농공학회지
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• 제44권5호
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• pp.96-105
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• 2002

As an useful water purification system for non-point source pollution in rural watersheds, interests in constructed wetlands are growing at home and abroad. It is well known that constructed wetlands are easily installed, no special managemental needs, and more flexible at fluctuating influent loads. They have a capacity for purification against nutrient materials such as phosphorus and nitrogen causing eutrophication of lentic water bodies. The Constructed Wetland Design Model (CWDM), developed through this study is consisted mainly of Database System, Runoff-discharge Prediction Submodel, Water Quality Prediction Submodel, and Area Assessment Submodel. The Database System includes data of watershed, discharge, water quality, pollution source, and design factors for the constructed wetland. It supplies data when predicting water quality and calculating the required areas of constructed wetlands. For the assessment of design flow, the GWLF (Generalized Watershed Loading Function) is used, and for water quality prediction in streams estimating influent pollutant load, Water Quality Prediction Submodel, that is a submodel of DSS-WQMRA model developed by previous works is amended. The calculation of the required areas of constructed wetlands is achieved using effluent target concentrations and area calculation equations that developed from the monitoring results in the United States. The CWDM is applied to Bokha watershed to appraise its application by assessing design flow and predicting water quality. Its application is performed through two calculations: one is to achieve each target effluent concentrations of BOD, SS, T-N and T-P, the other is to achieve overall target effluent concentrations. To prove the validity of the model, a comparison of unit removal rates between the calculated one from this study and the monitoring result from existing wetlands in Korea, Japan and United States was made. As a result, the CWDM could be very useful design tool for the constructed wetland in rural watersheds and for the non-point source pollution management.

• 한국물환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.397-408
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• 2004

Due to the growing impact of non-point source pollution and limitation of water treatment technology, a new policy of water quality management, called a source protection, is now becoming more important in drinking water supply. The source protection means that the public agency purchases the pollution sensitive area, such as riparian zone, and prohibit locations of point and non-point sources. Many studies have reported that this new policy is more economical in drinking water supply than the conventional one. However, it is very difficult to determine location and size of the pollution sensitive zone in the watershed. In this paper, we presented the scientific criteria for the priority of the pollution sensitive zone, along with a case study of the upstream watershed of the Paldang Reservoir, Han River. This study includes applications of the analytical hierarchy process(AHP) and a watershed-based land prioritization(WLP) model. After major criteria affecting water quality were selected, the AHP and geographic analysis were performed. The WLP model allowed us to include both quantity and quality criteria, using AHP as the multi-criteria method in making decision and reflecting local characteristics and various needs. By adding a travel-time function, which represents the prototype effectively, the results secured adaptability and scientific objectivity as well. As such, the WLP model appeared to provide reasonable criteria in determining the prioritization of land acquisition. If the tested data are used with a validated travel-time and AHP method is applied after further discussion among experts in such field, highly reliable results can be obtained.