• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.72-80
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• 2022

본 연구는 백두대간보호구역에 대한 합리적인 보전 및 이용을 위한 권역별 지향성 설정을 위하여 실시하였다. 지향성 설정을 위해 첫 번째 단계로 자연환경보호, 자연경관보호, 농림업 진흥, 생활환경보호, 교육·문화·예술 진흥, 휴양·관광 진흥, 재난·재해관리 유형을 백두대간의 설악산, 태백산, 속리산 권역을 포함하는 유역별 지향성의 점유비율을 비교하여 결정하였다. 그러나, 7가지 지향성별로 각각의 유형이 대상지역에서 동일한 역할을 하지 않기 때문에 가중치를 적용하였다. 그 결과 백두대간 지역은 산림 및 환경보호에 대한 강력한 조치로 규제되고 있으며, 자연보호와 관련된 가중치가 다른 지역보다 높기 때문에 대부분의 지역이 자연환경보호 구역으로 분류되었다. 이상의 결과를 보완하기 위해서는 권역별 지향성과 가중치를 결정하기 위한 추가 연구 수행과 사회문화 요소 및 현장 조사 자료의 통합이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.697-723
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• 2022

본연구에서는 제주도의 중제주 수역 내에 위치하는 총 12개 지하수 관정에서 미래 30일 기간의 지하수위를 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 예측 모델개발을 위해 시계열 예측에 적합한 딥러닝 기법의 하나인 누적 장단기 메모리(stacked-LSTM) 기법을 이용하였으며, 2001년에서 2022년 동안 관측된 일 단위 강수량, 지하수 이용량 및 지하수위 자료가 예측 모델개발에 활용되었다. 특히, 본 연구에서는 입력자료의 종류 및 과거 자료의 순차 길이에 따라 다양한 모델을 구축하고 성능을 비교함으로써 딥러닝 기반 예측 모델개발에서 고려하여야 할 사항에 대한 검토와 절차를 제시하였다. 예측 모델개발 결과, 강수량, 지하수 이용량 및 과거 지하수위를 모두 입력자료로 활용하는 모델의 예측성능이 가장 뛰어난 것으로 확인되었으며, 입력으로 활용되는 과거 자료의 순차가 길수록 예측의 성능이 향상됨을 확인하였다. 이는 제주도의 깊은 지하수위 심도로 인하여 강수와 지하수 함양 간 지연시간이 길기 때문으로 판단된다. 이뿐만 아니라, 지하수 이용량 자료의 경우, 모든 이용량 자료를 활용하는 것보다 예측하고자 하는 지점의 지하수위에 민감한 영향을 주는 관정을 선별하여 입력자료로 이용하는 것이 예측 모델의 성능 개선에 긍정적 영향을 주는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 지하수위 예측 모델은 현재의 강수량 및 지하수 이용량을 기반으로 미래의 지하수위를 예측할 수 있어 미래의 지하수량에 대한 건전성 정보를 제공함에 따라 적정 지하수량 유지를 위한 다양한 관리방안 마련에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.106-117
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• 2021

The purpose of this study is prediction of landslide occurrence reflecting the subsurface flow characteristics within the soil layer in the future due to climate change in a large scale watershed. To do this, we considered the infinite slope stability theory to evaluate the landslide occurrence with predicted soil moisture content by SWAT model based on monitored data (rainfall-soil moisture-discharge). The correlation between the SWAT model and the monitoring data was performed using the coefficient of determination (R²) and the model's efficiency index (Nash and Sutcliffe model efficiency; NSE) and, an accuracy analysis of landslide prediction was performed using auROC (area under Receiver Operating Curve) analysis. In results comparing with the calculated discharge-soil moisture content by SWAT model vs. actual observation data, R² was 0.9 and NSE was 0.91 in discharge and, R² was 0.7 and NSE was 0.79 in soil moisture, respectively. As a result of performing infinite slope stability analysis in the area where landslides occurred in the past based on simulated data (SWAT analysis result of 0.7~0.8), AuROC showed 0.98, indicating that the suggested prediction method was resonable. Based on this, as a result of predicting the characteristics of landslide occurrence by 2050 using climate change scenario (RCP 8.5) data, it was calculated that four landslides could occur with a soil moisture content of more than 75% and rainfall over 250 mm/day during simulation. Although this study needs to be evaluated in various regions because of a case study, it was possible to determine the possibility of prediction through modeling of subsurface flow mechanism, one of the most important attributes in landslide occurrence.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.83-91
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• 2015

기후변화에 따른 대규모 토양유실에 대한 토양관리 및 적절한 대책이 수립되어야 하나 현재까지 토양침식 실측자료 및 정책을 뒷받침할 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구는 유역규모에서 토양침식의 정량적 분석을 위하여 실시간 측정 장치인 스마트센서를 개발하였고 실제 지형을 정밀하게 표현하는 지상라이다를 활용하여 비교 및 검증하였다. 스마트 센서는 초음파센서, 강우계, 태양열전지, RTU 및 CDMA 무선통신망 등으로 구성하였고 30분 간격으로 토양침식변위를 정량적으로 파악할 수 있게 하였다. 연구결과 2013년 8월 22일부터 10월 11까지 측정된 라이다와 초음파센서의 토양침식깊이의 상관관계는 0.9182이었다. 또한 라이다의 토양침식깊이(mm)와 토양침식량(m³)의 상관관계는 하부 영역에서 0.9063, 상부영역에서 0.9868이었다. 향후 스마트센서의 추가자료 확보, 설치 위치 최적화 및 자료 보정이 수행되어 유역규모에 설치된다면 토양보전 및 관리 체계의 기초자료로 양질의 자료를 제공하리라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1265-1273
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• 2006

용담댐 저수지에 대하여 목표수질 설정과 오염물질 부하량 추정 및 유량분석을 실시하여 수질의 변화과정을 모의함으로써 환경용량과 오염부하삭감량을 추정하였다. 목표수질은 상수원수 $1{\sim}2$등급, COD $1.0{\sim}3.0$ mg/L와 TP $0.01{\sim}0.03$ mg/L로 설정하고, 용담댐 저수지의 수질모형을 42개 소구획을 가진 WASP5로 구성하고, 보정하여 측정치와 계산치의 상관계수는 BOD 0.73, $PO_4-P$ 0.98이었다. 목표수질 COD 2.0 mg/L와 TP 0.02 mg/L에 대한 환경용량은 연구조건에 따라 BOD $131,880{\sim}4,694$ kg/일, TP $7,855{\sim}167$ kg/일이고, 각 경우의 오염부하 삭감률은 BOD $51{\sim}62%$, TP $47{\sim}67%$로 나타났다. 환경용량은 기존연구보다 작게 추정되었고 삭감부하율은 기존결과들의 중간에 해당하였다. 상수원수 $1{\sim}2$등급의 수질을 연중 달성할 오염부하 삭감률은 기존 연구조건에서 BOD $72{\sim}16%$, TP $78{\sim}36%$이고, 신규 연구조건에서 BOD $81{\sim}44%$, TP $84{\sim}52%$로 나타났다. 기존연구의 삭감량과 비교하면 BOD는 가장 적고 TP는 4개 중 2번째로 적었다. 목표삭감부하량의 소유역별 배분에서 TP는 취수탑 구획에 대한 근접도의 영향이 크게 나타났으나 COD는 별다른 차이가 없었다.

• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.381-388
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• 2003

The fertility of stream water in major streams of the Lake Shihwa Watershed was compared using water analyses and algal growth potential test (AGPT) in typical drought seasons from December 2001 to April 2002, The water quality varied considerably depending on streams. These streams were very rich in inorganic nutrients that the nutrient levels and characteristics of each stream could be easily determined. Through AGPT, 63.6% of growth was observed in the average values of each stream, with non-growth accounting for 36.4%. AGPT results showed that 40.9% of the 22 stations were in hypertrophic condition and 54.5% in eutrophic condition. AGPT values were significantly correlated with TIN, $NH_4$, and SRP (p <0.001); compared to other nutrients, however, they were more related to SRP and $NH_4$. Moreover, the values increased with high concentration of N and P and low N/P ratios. Nonetheless, the values were more dependent on P concentration than N concentration. This suggests that the effect of P on the water quality of lake situated in downstream may serve as a potential indicator of phytoplankton development. Depending on the drainage pattern of streams, the wastewaters of wastewater treatment plant (WwTP) and untreated wastewater (UTW) were found to have 53.4% and 46.6%, respevtively, of TIN, 51.9% and 48.1% of $NH_4$, 62.9% and 37.1% of $NO_3$, 62.6% and 37.4% of SRP, and 44.1% and 55.9% of SRSi. The AGPT value was 51.1% in WwTP wastewater and 48.9% in UTW wastewater, the concentration of WwTP wastewater was slightly higher. For untreated wastewaters flowing into the constructed wetland and into the lake, TIN accounts for 43.0% and 57.0%, respectively, of nitrogen components, $NH_4$ 44.4% and 55.6%, $NO_3$ 39.6% and 60.4%, SRP 53.5% and 46.5%, and SRSi 52.3% and 47.7%, respectively. The AGPT value was 58.0% in the constructed wetland and 42.0% in Lake Shihwa; the concentration in streams flowing into the wetland was slightly higher. Therefore, Persistent and large development of phytoplankton in Lake Shihwa cannot be prevented unless a measure tophytoplankton control is implemented. This is because the concentration of nutrients in specific streams flowing into the lake is very high, even though the inflow of water is low.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권1호
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• pp.1-16
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• 2020

APEX 모형은 다양한 영농 활동의 토양과 물환경에 대한 영향을 필지 및 유역 규모로 평가하기 위해 개발된 모형이다. 최근 APEX의 주요 기작을 바탕으로 논에서의 수도작 운영에 따른 물수지, 양분 유출에 대한 모의가 가능하도록 한 APEX-Paddy가 고안된 바 있다. 본 연구에서는 익산 지역의 논 시험포 모니터링 자료를 이용하여 APEX-Paddy 모형의 적용성을 평가하고자 하였다. 2013년과 2014년의 논 유출량과 부하량 자료를 수집하고 자동보정 툴 APEX-CUTE 4.1과 추가적 수동보정을 통해 모형의 모의성능을 검토하고 한계점을 고찰하였다. 연구결과, 논의 물수지와 질소 배출부하량은 대체로 합리적인 수준의 모의성능을 보이는 한편 유사량과 인 배출부하량 모의에 있어 논의 담수상태 유사배출 기작에 대한 고려가 미흡하여 모의성능에 한계가 있는 것으로 분석되었으며 원인에 대해 고찰하였다. 더불어 자동보정 툴의 적용에 있어 매개변수 민감도를 바탕으로 한 수동보정 결과보다 정확도가 다소 떨어지는 경향을 보여 그 활용에 유의가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권2호
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• pp.47-56
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• 2004

본 연구는 강우-유출 침식성 인자의 빈도별에 따른 토양유실량을 평가하고 이롤 바탕으로 유역의 토침칭식 위험지역을 분석하는 것을 목적으로 한다. RUSLE는 토양침식량을 분석하는데 이용하였다. 연구지역은 섬진강 수계의 관촌유역을 선정하였다. 빈도별 강우-유출 침식성인자를 얻기 위하여 39년간의 일일최대 강우량 자료를 이용하였다. 확률강우량은 Normal 분포, Log-Normal 분포, Pearson type III 분포, log-Pearson type III 분포 및 Extreme-I 분포를 이용하였다. 이 중 적합도가 가장 높은 것으로 판단되는 Log-Pearson type III 분포를 채택하였다. Log-Pearson type III 분포는 24시간 확률 강우량을 산정하는데 이용하였고, 빈도별 강우-유출 침식성 인자는 Huff 분포비로 평가하였다. 분석결과 2년빈도에서 200년 빈도까지 토양유실량은 평균 $12.8{\sim}68.0ton/ha{\cdot}yr$로 분석되었다. 유역의 토양유실량 분포를 4개 분류등급으로 구분하여 토양침식 위험지역을 분석하였으며, 침식발생 위험지역으로 판단되는 지역은 분류등급 IV로 하였다. 분류등급 IV의 면적은 $0.01{\sim}5.28km^2$로 전체 농경지 면적의 0.02~9.00%로 나타났다. 특히, 200년빈도의 경우 분류등급 IV에서 밭작물 재배지역이 전체 농경지 면적의 77.1%를 차지하는 것으로 나타났다. 농경지의 경작상태에 따라 토양유실이 큰 영향을 받는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권10호
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• pp.1029-1040
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• 2013

본 연구에서는 유역의 공간상관성을 고려한 다지점 일단위 강수량을 동시에 모의할 수 있는 일강수량 모의기법을 개발하였다. 기존 Hidden Markov Chain Model(HMM)은 단일지점 강수모의에 적용되어 왔으나 관측지점간의 유역상관성을 충분히 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Chow-Liu Tree (CLT) 모형을 적용하여 다변량(multivariate) 형태로써 유역내에 위치한 강우관측소간의 상호종속성을 고려하기 위하여 기존의 동질성 HMM 강우모의기법과 CLT 알고리즘을 결합한 동질성 CLT-HMM 모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 동질성 CLT-HMM 모형을 사용하여장기간의수문자료를보유하고있는기상청산하의한강유역강수네트워크에대해서 적합성을 검토하였다. 동질성 CLT-HMM 모형을 적용하여 모의된 결과를 보면 일강수량의 계절적 특성뿐만 아니라 일강수량모의 시 강수시계열의 통계적인 특성들까지 우수하게 모의하였다. 추가적으로 상관행렬(correlation matrix)을 이용하여 기상관측소간의 공간상관 재현성을 검토한 결과 관측지점들 사이의 공간상관성도 비교적 우수하게 재현하는 것을 확인할 수 있었다.

• 환경정책연구
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• 제8권4호
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• pp.25-36
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• 2009

지금까지 한강수계에서 임의적으로 시행되던 수질오염총량관리제도가 의무적 시행으로 전환될 예정이다. 본 연구에서는 갭분석과 계층화분석 등의 객관적인 접근을 통해 이러한 의무적 시행을 지원할 수 있는 조사 연구 방향 및 우선순위를 제시하였다. 갭분석 결과 아직까지 우리나라의 총량관리는 새로운 제도를 정착시키기 위한 규제에 초점을 두는 제도시행의 초기적 특성을 보이고 있어, 향후에는 배출권거래의 도입, 배출허가시스템의 개선 등 시행의 유연성 및 실효성을 제고하는 제도개선 분야에 대한 조사 연구가 필요한 것으로 나타났다. 계층화분석 결과를 보면 특정분야보다는 제도개선 및 과학적 불확실성 해소를 위해 전 분야의 조사 연구가 병행될 필요가 있는 것으로 나타나 아직 제도의 시행이 안정화 단계에 이르고 있지 못함을 반영하고 있다. 세부분야 별 조사 연구의 필요성은 목표수질 설정의 타당성 확보가 가장 큰 것으로, 기술적 측면에서는 부하량 및 수질예측 모델의 신뢰성 제고 및 획기적인 부하량 및 삭감방안의 개발이 강조되어야 할 것으로 나타났다.