• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.505-509
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• 2008

우리나라의 최근에 개발된 신도시나 신시가지를 제외한 대부분이 합류식 하수관망으로 구성되어 있다. 이에 따른 초기강우시 도시 인접하천으로 유입되는 유출수가 수질오염을 가중시키고 있다. 분류식 하수관이 설치된 지역이라도 강우에 의해 도시지역 노면에서 우수관을 통해 하천으로 배출되며 유출수 자체도 오염물질 농도가 높고 유해물질까지 함유하고 있는 경우가 많다. 그러므로 도시하천에 대한 종합적인 수질관리를 위해서는 점오염원뿐만 아니라 초기강우시 도시 유출수의 수질 및 오탁부하량 등 비점오염원에 대한 기초조사 및 해석이 선행되어야 한다고 판단된다. 따라서, 이 연구에서는 도시하천의 초기강우에 의한 유출수의 수질특성을 분석하기 위하여 홍제천, 중랑천, 남가좌배수구역 및 군자배수구역 등 4개 도시유역에서 직접 시료를 채취하여 각 수질항목에 대하여 분석하였다. 수질분석은 환경오염공정시험법이나 표준시험법에 준하였고, 현장에서 실측이 가능한 항목들은 현장에서 측정하였으며, 나머지 항목은 시료를 즉시 실험실로 운반하여 분석하였다. 홍제천은 1996년 8월부터 1997년 9월까지 5개 강우사상의 자료를 분석하였고, 중랑천은 2001년 5월부터 2005년 4월까지 7개 강우사상, 남가좌배수구역은 1995년 7월에서 1997년 9월까지 5개 강우사상, 그리고 군자배수구역은 2005년 4월부터 2007년 9월까지 11개 강우사상에 걸쳐 수질분석을 실시하였다. 분석된 수질자료를 이용하여 도시지역의 초기강우에 의한 초기유출수와 수질의 관계를 분석 비교 하였으며, 또한, 초기유출수에 따른 비점오염원별 상관성을 분석하여 유량 측정을 통하여 보다 손쉽게 총 오염부하량을 산출 할 수 있도록 비유량과 SS, $BOD_5$, COD 등의 수질성분간의 상관계수와 회귀식을 도출하여 이들 상관식으로부터 유량변화에 따른 수질성분의 예측에 활용토록 하였다. 그러나, 외삽구간의 유량에 대한 수질 예측 결과에는 큰 오차가 있을 수 있으므로, 보다 다양한 유량에 대한 수질관측자료로 보완된 상관식의 개발로 극복되어질 수 있을 것으로 판단된다. 이 연구의 성과는 도시유출에서 수질과의 상관성과 도시하천의 유량 수질관리에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.465-469
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• 2008

수도권의 중요한 상수원인 팔당호 수질에 큰 영향을 주고 있는 경안천 유역의 오염배출량을 저감하기 위하여 많은 인공습지조성이 계획되었으나 이들의 위치선정의 적합성에 대한 분석이 부족한 실정이다. 또한 경안천은 상류에서 중류까지는 주변 농경지의 용수공급을 위해 많은 수중보가 설치되어 물의 흐름이 단절되어있어 수리적 요소에 인공요인으로 작용하고 있으며, 하류로 갈수록 하천이 곡선형태로 흐르고 하폭 또한 넓어져 자체적으로 유기물이 증가하기 좋은 환경을 가지고 있다. 본 연구에서는 유역의 자연적, 인공적 요소를 고려한 물리적 모델을 구축하고 각 오염원특성별 부하량 분석을 통한 속성정보를 반영하였으며 오염저감시설설치 시나리오의 타당성분석을 분석을 수행하였다. 연구과정을 좀더 상세히 살펴보면 첫째, 비점오염원의 주된 경로중 하나인 축산계부하량 저감을 위하여 지형적 인자를 고려한 인공습지조성 적지분석 결과를 HSPF모델에 반영하였다. 둘째, 기존 오염 총량제에서 수행해오던 오염부하량 산정방식을 통해 산정된 양을 유역단위로 재분배 하여 오염원 분포를 반영하였다. 주요 오염부하량인 축산계와 토지계의 오염부하량만을 적용하였으며 일부 오염원 항목들은 생략하거나 하수처리시설을 통해 처리되고 있는 것으로 모의하였다. 셋째, 각 시나리오별 시뮬레이션을 수행하여 경안천 인공습지조성가능성 및 수질개선 효과를 예측하였다. 기존의 점오염원 처리시설만으로는 하천에서의 목표수질을 만족시키는데 한계가 있기 때문에 점오염원 저감시설뿐 아니라 비점오염원 저감시설인 인공습지를 기존의 처리시설에 연계하여 시나리오를 구성하였다. 기존습지시설의 오염저감율은 각 시설들의 평균값을 적용하였으며 처리효율은 BOD, TN, TP 각각 40%, 25%, 12%로 적용하였다. 오염원분포를 고려한 모의결과 현재 인공습지 입지대상지역들 중 좀 더 효율적인 오염저감 효과를 보이는 지역이 분석되었다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.49 no.6
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• pp.669-676
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• 2016

A field study was conducted to determine the runoff loss of N and P in small scale of red pepper field plots (10% slope), consisting of three different plots with black polyethylene vinyl mulching (mulching), ridge without mulching (ridge), and flat without ridge and mulching (flat). Composted manure and urea as a basal application were applied at rates of $20MT\;ha^{-1}$ and $93kg\;N\;ha^{-1}$, respectively. Urea at $189kg\;N\;ha^{-1}$ and fused phosphate at $67kg\;P_2O_5\;ha^{-1}$ were additionally applied on June 25 with different fertilization methods, broadcast application in flat plot and hole injection in ridge and mulching plots. Plant uptake of N and P was positively correlated with their respective concentrations in surface soil: mulching > ridge > flat plots. The runoff loss by soil erosion was higher in flat plot than ridge and mulching plot with contour line. Nitrate loss by the runoff water had no significant differences among three surface management practices, but the higher average value in ridge and mulching plots than flat plot. Especially, the flat plot had no phosphate loss during summer season. This is probably due to low labile P content in surface soil of flat plot. In the summation of soil and water loss, flat plot was higher in N and P loss than ridge and mulching plot with contour line. Nevertheless, the nitrate and phosphate loss by runoff water could be more important for non-point source management because the water could meet the river easier than eroded soil because of re-deposition around slope land.

• Korean Journal of Agricultural Science
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• v.37 no.3
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• pp.435-449
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• 2010

Soils in the sloping uplands in Korea are subject to intensive land use with high input of agrochemicals and are vulnerable to soil erosion. Development of the environmentally sound land management strategy is essential for a sustainable production system in the sloping upland. This report addresses the status of upland agriculture and the best management practices for the uplands toward the sustainable agriculture. More than 60% of Korean lands are forest and only 21% are cultivating paddy and upland. Uplands are about 7% of the total lands and about 62% of the uplands are in the slopes higher than 7%. Due to the site-specificity of the upland, many managerial and environmental problems are occurring, such as severe erosion, shallow surface soils with rocky fragments, and loadings of non-point source (NPS) contaminants into the watershed. Based on the field trials, most of the sloping uplands were classified as Suitability Class III-V and the major limiting factor was slope and rock fragments. Due to this, soils were over-applied with N fertilizer, even though N rate was the recommendation. This resulted in decreases in yield, degradation of soil quality and increases in N loading to the leachate. Various case studies drew management practices toward sustainable production systems. The suggested BMP on the managerial, vegetative, and structural options were to practice buffer strips along the edges of fields and streams, winter cover crop, contour and mulching farming, detention weir, diversion drains, grassed waterway, and slope arrangement. With these options, conservation effects such as reductions in raindrop impact, flow velocity, runoff and sediment loss, and rill and gully erosion were observed. The proper management practice is a key element of the conservation of the soil and water in the sloping upland.

• Journal of Environmental Science International
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• v.24 no.9
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• pp.1101-1121
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• 2015

The seasonal variation of phytoplankton communities and its standing crops in accordance with environmental factors were investigated at Yeongrang-ho, Cheongcho-ho, Mae-ho and Hyang-ho which are located in the East coast of Korea during April to October 2011. High concentrations of T-N and T-P were observed in four lagoons due to the inflowing nutrients from farmlands and residential areas near lagoons. Nutrient salts mainly composed of nitrogen and phosphate caused the eutrophication of the lakes, leading to the robust growth of phytoplankton. During the period of investigation, 64 to 107 taxa of phytoplankton were observed in four lagoons. Diatoms were the most dominant species with high density. Non-point pollution source was estimated as the main cause of water pollution of lagoons. Trophic states of lagoons evaluated using the value of TSI and TSIKO indicated that all the investigated lagoons were in the eutrophication state.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.46 no.4
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• pp.70-76
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• 2009

We proposed the device to control a computer mouse with only head movements and eye blinks so that disabilities by car or other accidents can use a computer. The mouse position were estimated from a gyro-sensor which can measure head movements, and the mouse events such as click/double click were from opto sensors which can detect the eyes flicker, respectively. The sensor was mounted on the goggle in order not to disturb the visual field. There was no difference in movement speed between ours and a general mouse, but it required 3$\sim$4 more times in the result of the experiment to evaluate spatial movements and events detection of the proposed mouse because of the low accuracy. We could eliminate cumbersome work to periodically remove the accumulated error and intuitively control the mouse using non-linear relative point method with dead zones. Optical sensors are used in the event detection circuitry designed to remove the influence of the ambient light changes, therefore it was not affected in the change of external light source.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.79-79
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• 2011

도시지역에서 강우발생 시 우수는 대부분 도로를 통해 이동하고 배수된다. 도로의 배수시설은 도로면의 안전을 확보하기 위한 목적뿐만 아니라 도로 이외의 지역에 흐르는 유출수를 배수시키는 기능도 포함하고 있다. 현재 우리나라의 도로배수는 빗물받이와 횡유입부를 통해 대부분 이루어지고 있다. 이러한 배수시설이 제 기능을 충분히 발휘하지 못하면 노면수가 정체되고, 노면수가 인근 주택가로 유입되어 침수피해를 가중시키는 경우도 있고, 교통의 원활한 흐름을 저해하게 된다. 도로배수시설의 설계 시 설계빈도에 상위하도록 충분한 여유를 두고 설치하더라도 부유잡물 등에 의해 그 효율이 저하될 수도 있다. 또한 배수시설을 통해 배수되는 초기 유출수는 많은 비점오염원을 포함하고 있고, 이러한 오염원이 하천으로 유입되어 하천수 및 저수지를 오염시킬 수도 있다. 본 연구에서는 배수시설 중 빗물받이의 효율개선과 비점오염원을 처리할 수 있는 비노출배수로에 대하여 수리실험을 실시하고 효과를 검토하였다. 이를 위해 폭 2.4 m, 길이 10.0 m의 실험도로를 제작하였고, 유입유량을 증가시켜가며 배수효율을 확인하였다. 또한 흙탕물을 유입시켜 비노출 배수로를 통해 배수시킨 후 유입수와 유출수의 부유물질, BOD, $COD_{Mn}$, TN, TP의 량을 측정하고 변화를 확인하였다. 이때 비점오염원처리를 위한 여과재료로는 제오라이트를 이용하였다. 실험결과 실험도로의 측면에 비노출 배수로를 설치하였을 경우 도로위에 수심이 거의 발생하지 않으면서 배출할 수 있는 최대 유량은 2.29 l/s였고, 서울시를 기준으로 설계빈도 10년에 대하여 본 연구의 실험도로 규격에서의 유출량이 1.09 l/s임을 고려할 때 10년 빈도 강우강도 발생 시 비노출 배수로가 충분한 여유를 가지고 배수 시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험도로의 규격에서 2.29 l/s의 유출량이 발생하기 위한 강우강도는 서울시를 기준으로 100년 빈도에 상위하는 강우강도로 비노출 배수로에 막힘이 없는 경우 100년 빈도의 강우시에도 노면수 배출이 가능하였다. 쓰레기와 모래와 같은 부유잡물이 배수로를 막고 있다 하더라고 배수효율 저하는 크게 발생하지 않았다. 또한 BOD와 $COD_{Mn}$의 농도는 유입수와 비교하여 30%이상의 제거 효율을 보였다. 특히 부유물질의 경우 제거효율이 50 %인 것으로 검토되어 본 연구의 비노출 배수로가 초기우수의 오염원제거에 효과가 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Power Electronics
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• v.16 no.5
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• pp.1964-1980
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• 2016

This paper presents a new simplified harmonics extraction algorithm based on the synchronous reference frame (SRF) for an indirect current controlled (ICC) three-level neutral point diode clamped (NPC) inverter-based shunt active power filter (SAPF). The shunt APF is widely accepted as one of the most effective current harmonics mitigation tools due to its superior adaptability in dynamic state conditions. In its controller, the SRF algorithm which is derived based on the direct-quadrature (DQ) theory has played a significant role as a harmonics extraction algorithm due to its simple implementation features. However, it suffers from significant delays due to its dependency on a numerical filter and unnecessary computation workloads. Moreover, the algorithm is mostly implemented for the direct current controlled (DCC) based SAPF which operates based on a non-sinusoidal reference current. This degrades the mitigation performances since the DCC based operation does not possess exact information on the actual source current which suffers from switching ripples problems. Therefore, three major improvements are introduced which include the development of a mathematical based fundamental component identifier to replace the numerical filter, the removal of redundant features, and the generation of a sinusoidal reference current. The proposed algorithm is developed and evaluated in MATLAB / Simulink. A laboratory prototype utilizing a TMS320F28335 digital signal processor (DSP) is also implemented to validate effectiveness of the proposed algorithm. Both simulation and experimental results are presented. They show significant improvements in terms of total harmonic distortion (THD) and dynamic response when compared to a conventional SRF algorithm.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.31 no.6
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• pp.653-664
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• 2015

TPLMS (Total water pollutant load management system) that is the most powerful water-quality protection program have been implemented since 2004. In the implementation of TPLMS, target water-quality and permissible discharged load from each unit watershed can be decided by water-quality modeling. And NPS (Non-point sources) discharge coefficients associated with certain (standard) flow are used on estimation of input data for model. National Institute of Environmental Research (NIER) recommend NPS discharge coefficients as 0.15 (Q₂₇₅) and 0.50 (Q₁₈₅) in common for whole watershed in Korea. But, uniform coefficient is difficult to reflect various NPS characteristics of individual watershed. Monthly NPS discharge coefficients were predicted and estimated using surface flow and water-quality from HSPF watershed model in this study. Those coefficients were plotted in flow duration curve of study area (Palger stream and Geumho C watershed) with monthly average flow. Linear regression analysis was performed about NPS discharge coefficients of BOD, T-N and T-P associated with flow, and R² of regression were distributed in 0.893~0.930 (Palger stream) and 0.939~0.959 (Geumho C). NPS Discharge coefficient through regression can be estimated flexibly according to flow, and be considered characteristics of watershed with watershed model.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.29 no.5
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• pp.681-690
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• 2013

Watershed models have been increasingly used to support an integrated management of land and water, non-point source pollutants, and implement total daily maximum load policy. However, these models demand a great amount of input data, process parameters, a proper calibration, and sometimes result in significant uncertainty in the simulation results. For this reason, uncertainty analysis is necessary to minimize the risk in the use of the models for an important decision making. The objectives of this study were to evaluate three different uncertainty analysis algorithms (SUFI-2: Sequential Uncertainty Fitting-Ver.2, GLUE: Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, ParaSol: Parameter Solution) that used to analyze the sensitivity of the SWAT(Soil and Water Assessment Tool) parameters and auto-calibration in a watershed, evaluate the uncertainties on the simulations of runoff and sediment load, and suggest alternatives to reduce the uncertainty. The results confirmed that the parameters which are most sensitive to runoff and sediment simulations were consistent in three algorithms although the order of importance is slightly different. In addition, there was no significant difference in the performance of auto-calibration results for runoff simulations. On the other hand, sediment calibration results showed less modeling efficiency compared to runoff simulations, which is probably due to the lack of measurement data. It is obvious that the parameter uncertainty in the sediment simulation is much grater than that in the runoff simulation. To decrease the uncertainty of SWAT simulations, it is recommended to estimate feasible ranges of model parameters, and obtain sufficient and reliable measurement data for the study site.