• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.387-387
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• 2022

기존 홍수기시 댐 운영은 예측 강우와 실시간 관측 강우를 이용하여 댐 운영 모형을 수행하며, 예측 결과에 따라 의사결정 및 댐 운영을 실시하게 된다. 하지만 이 과정에서 반복적인 분석이 필요하며, 댐 운영 모형 수행자의 경험에 따라 예측 결과가 달라져서 반복작업에 대한 자동화, 모형 수행자에 따라 달라지지 않는 예측 결과의 일반화가 필요한 상황이다. 이에 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용하여, 다양한 강우 상황에 따른 자동 예측 및 모형 결과의 일반화를 구현하고자 하였다. 이를 위해 수자원 분야에 적용된 국내외 129개 연구논문에서 사용된 딥러닝 기법의 활용성을 분석하였으며, 다양한 수자원 분야 AI 적용 사례 중에서 댐 운영 예측 모형에 적용한 사례는 없었지만 유사한 분야로는 장기 저수지 운영 예측과 댐 상·하류 수위, 유량 예측이 있었다. 수자원의 시계열 자료 활용을 위해서는 Long-Short Term Memory(LSTM) 기법의 적용 활용성이 높은 것으로 분석되었다. 댐 운영 모형에서 AI 적용은 2개 분야에서 진행하였다. 기존 강우관측소의 관측 강우를 활용하여 강우의 패턴분석을 수행하는 과정과, 강우에서 댐 유입량 산정시 매개변수 최적화 분야에 적용하였다. 강우 패턴분석에서는 유사한 표본끼리 묶음을 생성하는 K-means 클러스터링 알고리즘과 시계열 데이터의 유사도 분석 방법인 Dynamic Time Warping을 결합하여 적용하였다. 강우 패턴분석을 통해서 지점별로 월별, 태풍 및 장마기간에 가장 많이 관측되었던 강우 패턴을 제시하며, 이를 모형에서 직접적으로 활용할 수 있도록 구성하였다. 강우에서 댐 유입량을 산정시 활용되는 매개변수 최적화를 위해서는 3층의 Multi-Layer LSTM 기법과 경사하강법을 적용하였다. 매개변수 최적화에 적용되는 매개변수는 중권역별 8개이며, 매개변수 최적화 과정을 통해 산정되는 결과물은 실측값과 오차가 제일 적은 유량(유입량)이 된다. 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용한 결과 기존 반복작업에 대한 자동화는 이뤘으며, 댐 운영에 따른 상·하류 제약사항 표출 기능을 추가하여 의사결정에 소요되는 시간도 많이 줄일 수 있었다. 하지만, 매개변수 최적화 부분에서 기존 댐운영 모형에 적용되어 있는 고전적인 매개변수 추정기법보다 추정시간이 오래 소요되며, 매개변수 추정결과의 일반화가 이뤄지지 않아 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• Membrane and Water Treatment
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• v.14 no.2
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• pp.65-76
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• 2023

Given the limited water resources and the presence of multiple decision makers with different and usually conflicting objectives in the exploitation of water resources systems, especially dam's reservoirs; therefore, the decision to determine the optimal allocation of reservoir water among decision-makers and stakeholders is a difficult task. In this study, by combining a fuzzy VIKOR technique or fuzzy multi-criteria decision making (FMCDM) and the Young's bilateral bargaining model, a new method was developed to determine the optimal quantitative and qualitative water allocation of dam's reservoir water with the aim of increasing the utility of decision makers and stakeholders and reducing the conflicts among them. In this study, by identifying the stakeholders involved in the exploitation of the dam reservoir and determining their utility, the optimal points on trade-off curve with quantitative and qualitative objectives presented by Mojarabi et al. (2019) were ranked based on the quantitative and qualitative criteria, and economic, social and environmental factors using the fuzzy VIKOR technique. In the proposed method, the weights of the criteria were determined by each decision maker using the entropy method. The results of a fuzzy decision-making method demonstrated that the Young's bilateral bargaining model was developed to determine the point agreed between the decisions makers on the trade-off curve. In the proposed method, (a) the opinions of decision makers and stakeholders were considered according to different criteria in the exploitation of the dam reservoir, (b) because the decision makers considered the different factors in addition to quantitative and qualitative criteria, they were willing to participate in bargaining and reconsider their ideals, (c) due to the use of a fuzzy-logic based decision-making approach and considering different criteria, the utility of all decision makers was close to each other and the scope of bargaining became smaller, leading to an increase in the possibility of reaching an agreement in a shorter time period using game theory and (d) all qualitative judgments without considering explicitness of the decision makers were applied to the model using the fuzzy logic. The results of using the proposed method for the optimal exploitation of Iran's 15-Khordad dam reservoir over a 30-year period (1968-1997) showed the possibility of the agreement on the water allocation of the monthly total dissolved solids (TDS)=1,490 mg/L considering the different factors based on the opinions of decision makers and reducing conflicts among them.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.11 no.2
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• pp.130-137
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• 2023

This study analyzed the effect of mixing order on the flowability, compressive strength, and flexural strength of cement composites reinforced with polyvinyl alcohol(PVA) fibers and multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs). The experimental results showed that the addition of CNTs significantly reduced the flowability, and the flowability was considerably affected by the mixing order when CNTs were added. The compressive strength was most effectively improved when water and CNTs solution were mixed first before adding PVA fibers, and the flexural strength was highest when water and CNTs solution were mixed with PVA fibers after dry mixing. However, there was no clear correlation between the flexural toughness and the mixing order. In addition, scanning electron microscopy(SEM) image analysis was conducted to analyze the microstructure. The SEM images showed that CNTs were randomly dispersed through the specimens and contributed to the strength improvement, but the effect of the mixing order was not clearly observed. The main results of this study are expected to be useful for evaluations of workability and material performance of PVA fiber-reinforced cement composites with CNTs.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.150-150
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• 2020

본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 원형 다단 실린더 게이트 형식의 취수시설에서 발생하는 공기연행을 분석하였다. 수리모형실험의 원형은 경상북도 청도군에 위치한 운문댐의 "운문댐 안전성 강화사업"에서 계획되고 있는 신설취수탑을 기준으로 상사법칙은 Froude상사법칙을 적용하고 1/20의 모형 축척을 가지는 취수탑의 국부모형에 하류단 수위를 고려하기 위해 유량조절시설을 설치하여 실험을 실시하였다. 실험조건은 크게 두 가지로 구분하였으며, 수면으로부터 유입구 상단부까지의 거리 ∆h1(m)과 유입부 저수지 저류 수위와 하류단 유량조절시설간의 수위차인 ∆h2(m)이며, ∆h1에 대한 조건은 0.01m~0.06m로 0.01m 간격으로 6가지, ∆h2에 대한 조건은 0.10m~1.70m로 0.20m간격으로 9가지로 이를 조합하여 총 54개 CASE에 대해 진행하였다. 실험결과 공기연행 발생 시 그에 따른 영향을 평가하기 위해 발생 정도에 따라 미발생(Not Occur), 간헐적(Intermittent), 빈번한(Frequent), 지속적(Continuation), 공기 폭발(Air Explosion)로 분류하였으며, 각 공기연행 발생 시 취수유량의 감소율 및 영향을 분석한 결과 간헐적 공기연행 발생 시 최대 약 3.75%의 취수유량 감소, 빈번한 공기연행 발생 시 취수유량은 전체적으로 10%, 최대 약 13.19% 감소하였으며, 지속적 공기연행 발생 시 발생 이후 ∆h2증가에 의한 취수유량의 증가가 거의 이루어지지 않으며, 최대 56.25%의 취수유량이 감소, 공기 폭발 발생 시 취수유량의 영향은 지속적 발생과 비슷하나 관내 공기 포집 후 유입구로 방출 시 관에 강한 충격을 주어 안정성에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단되어, 이에 안정성 및 취수유량 감소율을 고려하여 빈번, 지속, 공기 폭발 발생 영역에서의 취수는 적합하지 않으며, 공기연행 미발생 및 간헐적 발생 영역에서의 취수 시 목표 취수유량이 1.00~4.00(㎥/s)일 때 ∆h1= 0.40m 이상, 4.00~9.30(㎥/s) 일 때 ∆h1= 0.60m 이상, 9.30~9.53(㎥/s) 일 때 ∆h1=0.80m 이상, 9.53~9.65(㎥/s) 일 때 ∆h1= 1.00m 이상에서 취수유량 감소율 3.75% 이내로 취수유량의 확보가 가능하다. 이러한 결과는 원형 다단 실린더 게이트 형식의 취수시설에 대해 취수 시 수면와류에 의한 Air Core와 그에 따른 공기연행의 발생 조건과 영향을 수리모형실험을 통해 확인함으로써 실제 운용 시 보다 안정적이고 효율적인 운용에 대한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 추가로 수치해석을 통한 비교 및 공기연행과 관내 공기포집 정도에 대한 연구를 통해 보다 정확한 자료제시가 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.340-340
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• 2021

가뭄의 특성상 시점과 종점을 명확하게 정의하기 어렵기 때문에 기준수문량을 설정하고 부족량과 지속기간을 정의하는 것이 일반적이다. 대상 수문량은 강우나 유출량을 사용할 수 있지만, 두 성분간 지체와 감쇄효과로 인하여 빈도해석의 결과는 차이를 보일 수 밖에 없어, 사용 목적에 따라 선별적으로 적용해야 한다. 가뭄빈도해석은 강우를 기반으로 지속기간과 심도를 정의하여 빈도를 해석하는 연구가 선행되어왔지만, 기본적으로 강우의 간헐적 발생특성과 체감도의 한계가 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 댐 유입량의 Run 시계열 특성을 이용하여 다양한 유황을 기준유량으로 활용하여 가뭄의 시점과 종점에 대한 가뭄사상을 추출하고 지속기간과 누적부족량을 계산하여 가뭄빈도해석의 변수로 설정하였다. 두 변수간의 복잡한 상호 관계를 해석하기 위해 Copula 함수를 이용한 이변량 가뭄빈도해석을 진행하였다. 먼저 소양강댐('74-'19) 유입량, 충주댐('86-'19) 유입량을 연구대상지역으로 설정하여, 두 유역의 유입량의 추세분석을 통해 시간의존성을 파악하였다. 유황분석에 사용되는 분위량중 평수량을 기준값으로 사용하여 각 년별 최대 지속기간과 누적부족량을 추출하였다. Copula 가뭄빈도해석을 수행하기 전에 지속기간에는 GEV, 누적 부족량에는 Log-normal 분포를 적용해 단변량 누적확률분포를 계산하여 재현기간을 도출하였다. 이변량 빈도해석에 Clayton Copula 함수를 적용하여 가뭄빈도해석을 진행하였고, Copula 이변량 재현기간과 SDF곡선을 도출하였다. Clayton Copula를 이용한 이변량 가뭄빈도해석의 결과로 소양강댐의 가장 극심한 가뭄은 1996년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 9.11년, 누적부족량 기준 17.26년, Copula 재현기간은 141.19년 이며 충주댐의 가장 극심한 가뭄은 2014년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 17.76년, 누적부족량 기준 18.72년, Copula 재현기간은 184.19년으로 단변량 가뭄빈도해석을 통한 재현기간보다 Copula 재현기간이 높은 결과가 도출되었다. Run 시계열을 바탕으로 한 기준유량의 임계값 기준 Event 산정과 Copula를 이용한 빈도해석은 가뭄분석에 이용되는 자료의 상관관계와 분포특성을 재현하는데 효과적인 특징이 있다. 이를 미루어 보아 Copula 함수를 이용한 가뭄빈도해석의 재현기간은 보다 현실적인 재현기간을 도출할 수 있는 것으로 판단된다. 임계값의 조정을 통해 가뭄빈도해석의 변수의 양이 늘어나면, 보다 정확도 높은 재현기간을 도출하여 수문학적 가뭄을 정의할 수 있을 것이라고 사료된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.1
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• pp.11-21
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• 2023

This study suggests the drought resilience index as S-day as a means of preparing for the recent extreme drought, allowing for the actual operational identification of each drought countermeasure's priority as well as the vulnerability of water resource facilities to drought. Although each dam's drought measures are unique in this case, the representative examples include adjusting the water supply, linking the functioning of various facilities, and considering emergency capacity. Here, 15 multipurpose dams and water supply dams in Korea were inspected. Under the return period of 20-year drought, most of dams showed stable by adjusting the water supply overall. The measures, however, did not seem to be able to resist a multi-year drought lasting more than two years. Besides, Hoengseong and Anodong-Imha Dam only lasted a year under the 100-year drought return period with other measures. Without the deployment of drought mitigation strategies, it is expected that the Hoengseong Dam, Andong-Imha Dam, Gunwi Dam, Unmun Dam, Daecheong Dam, and Juam Dam would not be able to meet the all water demand for a year under the 20-year drought condition. The ideal capacity for each drought measure was then suggested. Additionally, by increasing or decreasing the current supply contract by 10% in order to account for demand changes resulting from socio-economic instability, the drought response capacity of all 15 dams was re-evaluated. By lowering the supply contract amount by 10%, it was possible to endure a severe drought.

• Korean Journal of Social Welfare Studies
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• v.40 no.1
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• pp.163-196
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• 2009

This study aimed to examine the direct impact and pathways of stress factors, internal resources(positive self-esteem and negative self-esteem) on the depressive symptoms based on stress coping theory, grouping older stage into three groups such as, the young-old, the old- old, oldest-old. This study further examined the mediating role of self-esteem in the relationships between stress factors and depressive symptoms. Data from 1st year Korea Welfare Panel Study were used for the analysis. The total number of participants was 4,338 who were over 65. Data are Analyzed using Structural Equation Modeling. Results revealed that stress factors and internal resources(positive self-esteem and negative self-esteem) directly affected depressive symptoms. The effects of stress factors on depressive symptoms were mediated by positive and negative self-esteem.. Results of multi-group structural equation modeling showed that the effects and pathways of stress factors and self-esteem on depressive symptoms were different into the three old groups. Based on the findings, the implications for policy and practice were discussed.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2022.09a
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• pp.94-94
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• 2022

최근 밀(Triticum aestivum L.) 소비량이 꾸준히 증가하고 있어 국내 밀 자급률 증대를 위한 노력이 필요하다. 그러나 우리나라는 작물을 재배할 수 있는 농경지가 한정되어 있어 벼 수확 후 휴경 논을 이용하여 겨울철에 밀을 재배하거나, 하계 소득 작물과 연계하여 겨울철에 밀을 생산할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다. 본 연구에서는 남부지역 평야지 논을 이용하여 밭작물 중심 다모작 작부체계를 제시함과 동시에 밀을 재배하여 생육 특성과 수확량 변화를 살펴보았다. 단위면적당 수수 및 종실 수량은 작부이력에 밭작물이 포함된 다년 다모작 작형(들깨-IRG-참깨-밀, 콩-IRG-참깨-밀)이 다년 벼-밀 이모작이나 벼-IRG-참깨-밀 다모작에 비해 많았으며, 특히 들깨와 콩이 포함된 작부체계에서 많았다. 밀 품종 간 비교에서는 금강밀이 조경밀에 비해 출수기와 성숙기가 2~3일 빨랐지만 종실 수량은 100 kg/10a 이상 적어, 동일한 환경조건에서 조경밀이 금강밀에 비해 곡물 생산성 측면에서 유리할 것으로 보인다. 더군다나 조경밀은 조숙 다수성 경질밀로 전국에 재배가 가능하고, 단백질 함량이 높고 강력분의 특성을 보여 제빵용으로 많이 활용되고 있다. 본 연구에서 조경밀은 단백질이 10% 이하로 낮고 아밀로스는 28.4%로 높은데 반해, 금강밀은 단백질이 11.0%로 높고 아밀로스는 26.6%로 낮아 제과·제빵에 있어서, 금강밀이 좀 더 유용할 것으로 보인다. 밀가루의 Falling number는 조경밀과 금강밀 모두 350초 이상으로 높아 수발아로 인해 전분의 분해가 일어나지 않은 건전한 상태의 곡립임을 알 수 있다. 그리고 gluten 함량도 조경밀과 금강밀 모두 유사하게 높았으며, gluten 지수는 금강밀이 좀 더 높았다. 이상의 결과를 토대로 밀 수확량을 증가시키기 위해서는 기존의 벼-밀 이모작 보다 들깨-IRG-참깨-밀이나 콩-IRG-참깨-밀 등의 다년 다모작 작형이 좀 더 유리할 것으로 보인다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.spc1
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• pp.1059-1069
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• 2023

Dam-break flow occurs when an elevated dam suddenly collapses, resulting in the catastrophic release of rapid and uncontrolled impounded water. This study compares laminar and turbulent closure models for simulating three-dimensional dam-break flows using OpenFOAM. The Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) model, specifically the k-ε model, is employed to capture turbulent dissipation. Two scenarios are evaluated based on a laboratory experiment and a modified multi-layered block obstacle scenario. Both models effectively represent dam-break flows, with the turbulent closure model reducing oscillations. However, excessive dissipation in turbulent models can underestimate water surface profiles. Improving numerical schemes and grid resolution enhances flow recreation, particularly near structures and during turbulence. Model stability is more significantly influenced by numerical schemes and grid refinement than the use of turbulence closure. The k-ε model's reliance on time-averaging processes poses challenges in representing dam-break profiles with pronounced discontinuities and unsteadiness. While simulating turbulence models requires extensive computational efforts, the performance improvement compared to laminar models is marginal. To achieve better representation, more advanced turbulence models like Large Eddy Simulation (LES) and Direct Numerical Simulation (DNS) are recommended, necessitating small spatial and time scales. This research provides insights into the applicability of different modeling approaches for simulating dam-break flows, emphasizing the importance of accurate representation near structures and during turbulence.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.14 no.2
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• pp.90-101
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• 2009

Analysis of multi-channel seismic reflection data from the Southern Ulleung Basin reveals that Plio-Quaternary section in the area consists of nine stacked sedimentary units separated by erosional unconformities. On the southern slope, these sedimentary units are acoustically characterized by chaotic seismic facies without distinct internal reflections, interpreted as debris-flow bodies. Toward the basin floor, the sedimentary units are defined by well-stratified facies with good continuity and strong amplitude, interpreted as turbidite/hemipelagic sediments. The seismic facies distribution suggests that deposition of Plio-Quaternary section in the area was controlled mainly by tectonic movement and sea-level fluctuations. During the Pliocene, sedimentation was mainly controlled by tectonic movements related to the back-arc closure of the East Sea. The back-arc closure that began in the Miocene caused compressional deformation along the southern margin of the Ulleung Basin, resulting in regional uplift which continued until the Pliocene. Large amounts of sediments, eroded from the uplifted crustal blocks, were supplied to the basin, depositing Unit 1 which consists of debris-flow deposits. During the Quaternary, sea-level fluctuations resulted in stacked sedimentary units (2-9) consisting of debris-flow deposits, formed during sea-level fall and lowstands, and thin hemipelagic/turbidite sediments, deposited during sea-level rise and highstands.