• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.369-369
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• 2022

기후변화에 관한 정부간 합의체 (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change) 6차 보고서에서 이번 세기 중반까지 현 수준의 온실가스 배출량을 유지한다면 2021~2040년 중 1.5℃를 초과할 것이다. 이러한 기후의 변화로 인한 기온상승 영향으로 과거와는 달리 산림변화는 과거와 다르게 침엽수는 감소하고 활엽수는 증가하는 추세다. 본 연구에서는 유역 대부분이 산림으로 금강 상류의 용담댐유역 (930.2 km²)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 장기간 산림변화에 따른 수문 구성요소를 평가하였다. MOD15A2 LAI 및 임상도 자료를 10년 단위 (1980s (1980~1989), 2000s (2000~2009), 2010s (2010~2019))를 이용해 임상별 (침엽수림, 활엽수림, 혼효림) 및 산림 높이를 구축하였다. 임상별 산정된 LAI를 기초로 SWAT의 임상별 LAI 및 수문 검·보정을 통해 용담댐유역 현황을 재현하였다. 모형의 적용성 평가는 R²를 이용하였으며, 임상별 (침엽수, 활엽수, 혼효림) LAI는 0.95, 0.89, 0.90로 증발산량은 0.51, 토양수분은 0.5~0.55로 유량의 경우 0.69로 산정되었다. 산림변화에 따른 1980s는 LAI 자료가 없기에 2000s 및 2010s의 식생 높이 및 LAI를 멱함수로 회귀하여 1980s 엽면적지수를 산정하였다. 기상자료는 2010s로 고정하고 산림 성장이 물순환에 미치는 영향을 1980s 및 2010s의 수문 비교를 시공간적으로 평가할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.83-83
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• 2021

수리구조물로 인한 유황변화와 함께 기후변화로 기인하는 강우변동성 및 온도 증가는 수생태 전반에 악영향을 미치는 주요 인자로 작용하고 있다. 특히, 최근 가뭄으로 인한 유황감소 및 폭염 등으로 여름철 녹조의 발생 빈도 및 강도 증가가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 하천에서 계측되고 있는 Cyanobacteria 개체수를 기반으로 녹조발생 여부를 전망할 수 있는 모형을 개발하고자 한다. Cyanobacteria 개체수를 기준으로 녹조발생 여부를 판단할 수 있도록 기준값(threshold)을 설정하고 binary 형태로 시계열을 구성하였다. 이를 Bernoulli 모형에 적합하여 녹조 발생 여부를 판단할 수 있도록 모형을 개발하였다. 하천을 따라 나타나는 녹조는 시공간적으로 유사한 특성을 가지며, 이러한 점을 고려하여 여러 관측지점을 동시에 모델링하는 것이 모형의 효율성과 예측성 측면에서 유리하다. 본 연구에서는 낙동강을 따라 여러 녹조관측지점을 대상으로 동시에 모델링이 가능하도록 다변량 Bernoulli 모형 기반의 녹조 예측 모형을 제시하고 과거 자료를 대상으로 모형의 적합성을 평가하였다. 다양한 지표를 기준으로 교차검증을 수행하였으며, 기존 물리적 모델에 비해 모형의 예측성능 및 효율성 측면에서 우수성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.91-91
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• 2020

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 5차 평가보고서에 의하면 최근 배출 온실가스의 양은 관측 이래 최고 수준이며 온실가스로 인한 기후변화는 인간계와 자연계에 광범위한 영향을 주고 있다고 보고하였다. 기후변화의 영향은 국제적으로 빙하 감소, 사막화, 해수면 상승 등 뚜렷하게 나타나고 있다. 이러한 기후변화에 대응하기 위해 온실가스 완화 정책과 동시에 새로운 기후변화 환경에 적응하는 것이 필요하다. 기후변화 적응이란 현재 나타나고 있거나 미래에 나타날 것으로 예상되는 기후변화의 파급효과와 영향에 대응할 수 있도록 하는 모든 행동이며 이를 위해서는 기후변화 영향분석이 수반되어야 한다. MOTIVE 연구단에서는 기후변화 적응대책 수립의 지원을 목표로 7개 부문(건강, 물관리, 농업, 산림, 생태, 해양, 수산)에서 "한국형 통합평가 모형"을 개발하고 있다. 각 부문에서 개발하는 프로세스 모델은 시스템에 대한 지식을 가진 상황에서 사용하면 신뢰할 수 있는 예측 결과를 얻을 수 있지만, 부문별 통합을 통한 영향 분석 시 타 분야에 대한 지식이 수반되어야 하는 어려움을 가진다. 이를 위해 본 연구에서는 시스템 내의 물리적 프로세스에 대한 요구 없이 입출력 데이터만을 이용하여 결과를 신속하게 추정하는 데이터 모델링(기계학습)을 이용하였다. 데이터 모델링을 위한 데이터는 다양한 자연 현상에 대한 BANPOL(수질 프로세스 모델) 분석을 통한 자료를 이용하여 학습 자료를 구축하였다. 즉, 데이터 모델링은 BANPOL 모델을 대리하는 메타모델이며, 낙동강 표준유역에 대한 유량 및 수질을 높은 상관성으로 추정하였다. 원 모델보다 정확도는 낮을 수 있으나 메타모델의 개발을 통한 웹 시스템을 개발하여 비전문가의 구동 및 신속한 기후 시나리오를 적용할 수 있는 환경을 개발하였다.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2001.11a
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• pp.53-53
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• 2001

종이의 전기적 성질 가운데 유전율은 전기장에 대한 종이의 물리화학적인 반응으로 일반적으로 종이의 밀도와 종이를 구성하는 성분의 쌍극자 모멘트에 비례하며 온도에 따라서도 변화한다. 일반적으로 온도가 상승하면 열에너지를 얻게된 쌍극자가 전기장에 배열됨으로써 유전율이 상승하지만 온도가 유리전이점 이상으로 높아질 경우에는 열적 교란에 의해서 분극능력이 감소하게 되어 유전완화 현상이 나타난다. 전기절연지로 사 용될 종이의 절연특성을 이해하기 위해서는 사용환경에 따른 유전적 특성 및 tan 0에 관한 연구가 필요하며 필름형성능력이 우수한 polyvinyl a1cohoHPV A)와 acrylonitrile을 이용하여 시아노에틸화한 PYA의 표면처리에 의해 종이의 유전적 특성이 향상되었음을 기존의 연구를 통하여 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 전기절연지가 사용되는 환경조건에서 PYA를 기본물질로하는 유전필름 의 열적 안정성을 평가하였으며, 아울러 표면사이징 공정에서의 적용성 검토를 위하여 용액의 유동특성을 분석하였다. 유전특성 향상을 위해서는 표면 사이즈제의 유도체화 과정에서 쌍극자 모벤트의 밀도 증가를 통한 유전율 향상이 요청되며 이와 동시에 네트원 구조를 통하여 전기장에 대 한 물리적 특성이 유지되어야 한다. 본 연구에서는 W AXD( wide angle x-ray diffraction)를 이용하여 시아노에틸화 반응 과 고온에서의 열화에 의한 필름의 결정화도를 평가하였으며 온도 상승에 따른 흡열 피크의 변화를 통하여 온도 변화에 따른 PYA 분자구조의 변화와 유리전이온도의 추이 를 분석하였다. 또 열화과정에서 수반되는 필름의 중량감소율을 평가함으로써 열안정성 을 평가하였다. 그 결과 시아노에틸화한 PYA가 안정된 분자구조를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 시아노에틸화한 PYA용액의 점탄성 평가를 위하여 storage modulus와 loss modulus 를 분석하였다. 일반적 유변특성 평가 결과 PYA용액은 shear-thinning, pseudoplastic 한 특성을 나타내어 표면사이즈 공정에서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2003.11b
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• pp.241-244
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• 2003

2000년에 발생한 12호 태풍(Prapiroon)에 의한 성층 호수의 식물플랑크톤 군집 변화양상을 주암호의 복교지점에서 2000년 8월 30일부터 9월 29일 까지 조사하였다. 프라피룬은 복교지점에서 초속 40m의 강풍을 동반하였는데, 이 물리력은 성층으로 인해 불연속적 층을 형성하고 있던 수괴 전체를 혼합시켰다. 수체의 혼합은 격리로 인해 이질적 환경과 생물조성을 이루고 있던 층간의 혼합을 유도하여 식물플랑크톤의 우점 분류군, 종조성, 우점종을 교체시키는 요인으로 작용한 것으로 추측되었다. 식물플랑크톤의 우점 분류군은 태풍 이전의 규조류에서 녹조류로 교체되었고, 후에 남조류로 교체되었다. 우점종은 태풍 이전에는 Melosira granulata였으나 태풍 이후에는 Scenedesmus spp.와 Staurastrum sp.가 우점하는 것으로 나타났다. 개체수의 밀도는 태풍에 의한 변화가 크지 않았다. 태풍에 의해 파괴되었던 성층은 태풍 이후 재성층화 되기 시작하여 6일째엔 안정된 성층이 관찰되었다. Secchi depth는 태풍에 의해 많이 감소하였으나 수체가 안정화되면서 다시 증가하는 양상을 나타냈다. 결론적으로 태풍은 여름의 성층으로 분리된 수괴를 혼합시킬 수 있는 물리력을 가져 수서 생태계 내 생물의 동태에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.454-459
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• 2008

하천의 건강성을 유지하고 수환경의 정상적인 기능을 회복하기 위해서는 수서생물들에게 알맞은 서식환경 조성, 점오염원 및 비점오염원 차단, 적절한 유량과 같은 다양한 조건이 요구된다(Gore 1895; Gore et al. 1989). 이 중 유량은 수생태계를 이루는 물리적, 화학적, 생물학적 요소들 가운데 기본이 된다고 할 수 있다(Bunn and Arthington 2002; Nilsson and Svedmark 2002; Arthington et al. 2006). 국내 하천관리를 위한 하천유지유량의 산정에서 고려하고 있는 갈수량, 하천생태계, 하천수질 등 8가지 항목 가운데 최근 생태계와 환경에 대한 사회적 국민적 관심이 증가하면서 하천생태계를 고려한 환경유량의 중요성이 부각되었으나, 현실적으로 생태계를 고려한 정량적 조사자료 구축 및 환경유량산정 등의 객관적 자료는 미흡한 실정이다. 특히, 과거 해당수계 및 하천의 어류분포 현황 파악을 중심으로 이루어진 어류조사는 환경유량 산정 시 기초자료로 활용하거나 직 간접적으로 어류상이 변화하는 원인을 분석하는 자료로 활용하기에는 객관성이 결여되어 있다고 할 수 있다. 어류모니터링 기법 확립은 환경유량산정에 있어 요구되는 정량화와 자료의 객관성을 높이기 위한 작업으로 문헌조사와 청문조사를 포함한 사전조사, 현장조사, 조사결과 정리, 고찰 등의 총 4가지 과정을 기본으로 실시하는 것으로 정하였다(그림. 1), 청문조사와 문헌조사 등의 사전조사를 통해 기존자료를 확보하고 현장의 답사, 조사구간, 방법, 시기 등의 선정을 통해 두 번째 단계인 현장조사의 효율성을 높였다. 현장조사에서는 어류분포 현황 외에도 해당지점의 하상재료, 식생, 유속, 수심, 수질 등 조사지점의 수 환경요소 전반을 기록하여 어류의 서식과 물리 화학적 수환경과의 상호관계를 파악하고자 하였다. 마지막으로 고찰단계에서는 조사 대상 지역 전반적인 어류상 특징과 함께 보호종, 한국고유종, 외래도입종 출현유무 및 빈도, 물리적, 화학적 수환경의 특징, 수환경에 따른 어류상 특징 등의 분석과 함께 조사하천의 건강성을 평가하고자 하였다. 본 연구는 어류모니터링 기법 확립을 통해 환경유량산정 시 요구되는 객관적 기초자료를 구축하고 나아가 오염물질 유입, 하천정비사업 등의 각종 교란요인에 의해 발생할 수 있는 문제점들에 능등적으로 대처하고 교란에 의해 악화된 수환경의 복원을 위해 요구되는 객관적 기초자료 생산에 목적이 있다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.15 no.4
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• pp.219-226
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• 2012

This study provides an analysis on results of neutron logging for various borehole environments through numerical simulation based on a Monte Carlo N-Particle (MCNP) code developed and maintained by Los Alamos National Laboratory. MCNP is suitable for the simulation of neutron logging since the algorithm can simulate transport of nuclear particles in three-dimensional geometry. Rather than simulating a specific tool of a particular service company between many commercial neutron tools, we have constructed a generic thermal neutron tool characterizing commercial tools. This study makes calibration chart of the neutron logging tool for materials (e.g., limestone, sandstone and dolomite) with various porosities. Further, we provides correction charts for the generic neutron logging tool to analyze responses of the tool under various borehole conditions by considering brine-filled borehole fluid and void water, and presence of borehole fluid.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.333-334
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• 2003

미세 먼지의 수용성 성분에 대한 On-line 방식의 측정 기기 개발의 필요성은 다음과 같다.첫째, 대기오염문제의 근본적인 물리, 화학적인 현상의 이해를 강화하는 데 있다. 미세 먼지의 화학적인 조성과 농도는 발생원에서 발생한 이후 급격하게 변화하는 대기환경 조건에서 빠른 변환( Chemical transformation )을 경험하는 데 현재의 필터 포집 측정 방식은 시간 분해도(time resolution)가 길어 현재의 측정 결과들은 정확한 미세 먼지의 화학적인 특성을 반영하기가 어렵다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.642-642
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• 2012

최근에 들어 지구온난화에 따른 기후변화의 영향으로 국지성 집중호우와 돌발성 호우가 한반도 뿐 아니라 전 세계적으로도 많이 나타나고 있고, 그로 인한 이상홍수의 발생이 우리나라의 인명 및 재산피해를 날로 증가시키고 있는 추세이다. 그러나 현재 국내의 홍수방어시스템은 정확도 및 선행시간 확보 등의 측면에서 국민들의 요구수준까지는 그 역할을 수행하지 못하고 있는 실정이다. 또한 최근 4대강 살리기 사업을 통해 수행된 보 설치 및 하도 준설로 인해 하천환경의 변화가 크게 발생하여, 보다 정확하고 신속한 홍수위 예측기법이 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라 현재 4대강 홍수통제소에서는 정확한 홍수위예측을 위해 4대강 본류 및 주요 지류에 대해 수리모형을 구축하고 있고, 기존의 저류함수모형에 의한 강우-유출 해석기법을 적용하여 주요 지류에 대한 유입량을 산정하기 위한 모형을 구축중에 있다. 국내 홍수방어 시스템에 현재까지 사용되어 오고 있는 저류함수모형 및 수위-유량 관계식을 이용한 방법은 물리적 기반의 홍수예측모형으로 유역의 지형학적 인자와 그에 따른 여러 변수를 포함하기 때문에 하천환경의 변화로 인해 각각의 추적과정에서 오차들이 발생하여 해석결과에 영향을 미치는 단점이 있다. 이에 반해 데이터 기반 모형은 강우-유출 모형에서 사용되는 많은 수문학적 자료 및 매개변수들의 사용 없이 오직 수위 및 강우측정 자료만을 이용하여 홍수를 예측하는 모형이다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 대해 보다 정확한 홍수위 예측을 위해 현재 낙동강홍수통제소에서 구축중인 낙동강 본류의 수리모형의 주요 지류의 유입량 산정을 위해 기존의 물리적 기반 모형이 아닌 뉴로-퍼지(Neuro-Fuzzy) 모형을 이용한 data 기반 모형을 적용해 기존 물리적 기반 모형과 비교 분석 하고자 하였다. 낙동강의 주요지류인 감천, 금호강, 남강, 내성천, 밀양강, 반변천, 위천, 황강을 적용유역으로 선정하여 유역별로 티센망을 구축하였고, 각 지류별로 수위관측소를 선정하여 최근 10년동안 낙동강유역의 홍수예 경보가 발령되었거나 많은 비가 온 사상을 선정해 모형을 검증하였다. 모형은 실시간 수위측정 자료와 강우자료 및 해당유역 댐의 방류량 자료를 이용해 유역별 최적 입력자료 조합을 선정하여 간단하게 구축할 수 있었다. 또한 10분 단위 및 30분 단위의 입출력 자료로 모형을 구축하여 비교하였다. 이번 연구에서 수행한 낙동강유역에서의 뉴로-퍼지(Neuro-Fuzzy) 모형을 이용한 홍수예측기법을 통해 몇가지 data만으로 유역의 주요지점에 대한 홍수위와 홍수량을 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다. 모의 결과는 실측치와 비교해 정확도 면에서 우수함을 보여 주었으나 예측시간이 길어질수록 실측치의 경향을 벗어나는 결과를 보였다. 그러나 실시간 홍수예 경보에 있어서는 만족할만한 선행시간을 확보할 수 있었다. 구축된 Data 기반 모형이 물리적 기반 모형과 더불어 낙동강 홍수예 경보를 위한 모형으로 사용될 수 있다면 보다 효율적인 예 경보 체계 구축에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07c
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• pp.1354-1356
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• 1999

토양에 대한 연구는 오래 전부터 시작되었으며, 여러 가지 방법으로 토양의 특성을 조사하고 이를 적용하기 위한 분류법이 제안되어 왔다. 국내에서도 해방 전부터 토양에 대한 연구가 시작되었으나, 농업에 이용하기 위한 연구가 대부분을 차지하고 있으며 각각의 연구결과는 물리, 화학적으로 정량화 되어 있지 않기 때문에 환경에 따른 특성의 변화를 예측할 수 없다. 또한 접지설계 등의 전기관련 분야에 활용하기 위한 연구는 전무한 실정이다. 본 논문에서는 토양의 개념, 생성인자, 분류 및 전기적 특성 등의 개요를 알아보고, 지질학 및 지구물리학적인 방법을 통하여 국내의 암석 및 토양에 대한 비저항의 물리적, 화학적 특성을 측정하기 위한 방법을 조사하였다. 이를 바탕으로 암석과 토양에 대한 개략적인 토양비 저항도를 작성하여 접지설계 및 지하매설 금속물의 방식 설계 등에 활용하기 위한 토대를 마련하고자 한다.