• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.162-167
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• 2007

수질오염총량관리제에서 단위유역 할당부하량은 지자체의 개발용량과 밀접한 관계를 가지고 있기 때문에 상 하류 지역간의 첨예한 관심거리가 되고 있다. 총량관리제는 기준유량과 목표수질에 대한 기준배출부하량의 달성을 목적으로 하고 있기 때문에 합리적이고 과학적인 기준유량 및 목표수질의 설정이 무엇보다 중요하다. 또한 합리적인 수질모델링을 필요로 하는데, 유량배분은 모델링 과정에서 중요한 영향을 미치며, 지역의 기준배출부하량을 결정하는 결정적인 요소 중의 하나이다. 기존의 유량배분은 대부분 관측지점을 기준으로 한 단순한 면적비 유량배분기법(SAWA; simple area-based water-balance analysis)에 의존해왔다. 그러나 SAWA는 특정유역의 토지피복, 토양, 지형경사 및 강우분포 등의 수문학적 특성을 고려하지 못하는 한계점을 가지고 있다. 즉, 동일한 면적의 유역이라도 이러한 수문 특성인자에 따라 유출되는 유량이 달라지는 현상을 고려하지 못하고 있다. 이는 곧 지역의 기준배출부하량의 신뢰성에 영향을 미치기 때문에 지역간 분쟁의 소지가 될 수 있다. 본 연구는 기존의 유량배분 방법인 SAWA가 가지는 한계점을 극복하고자 강우분포 및 토지피복의 수문학적 특성을 이용한 유량배분기법(HIWA; hydro-infomatical water-balance analysis)의 개발을 목적으로 수행되었다. 강우분포와 토지피복이 하천유량에 미치는 영향을 분석하고 공간정보화 한 후 지형정보체계(GIS)의 수문분석 기법을 이용하여 유량을 배분하였다 ARC/INFO의 KRIGING 보간법을 이용하여 구축한 등강우분포도와 토지피복에 따른 유출특성을 분석하여 강우유출 해석을 위한 가중지형정보를 생성하였다. 연구는 2003년 10월-2004년 3월의 미호천수계 및 수질오염총량관리단위유역 말단지점의 실측자료를 이용하였으며, 연구결과 기존의 SAWA보다 본 연구에서 제안한 HIWA가 유량배분의 정확도를 높일 수 있음이 입증되었다.

• 물과 미래
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• 제26권4호
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• pp.85-95
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• 1993

본 연구의 목적은 도시소유역에서의 부족한 유량 및 NPS 오염물 자료의 확충과 이를 통한 유출과 NPS 오염물 배출 간의 상관관계의 분석 및 월, 년 NPS 부하량 산정에 의한 물질수지의 분석에 있다. 본 연구를 위한 자료의 확충을 위해서 미국 EPA의 SWMM 모형을 사용하였으며, 상관관계의 분석 및 물질수지의 분석은 NPS 오염에 가장 영향이 큰 선행괘천기간을 긴 경우(CASE 1.)와 짧은 경우(CASE 2.)로 분리하여 수행하였으며, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 사상별 시간자료의 분석 : CASE 1.과 CASE 2. 모두, 유량과 농도간의 상관관계 보다는 유량과 부하량간의 상관관계가 좋았으며, 선형 상관관계보다는 비선형 상관관계가 좋았다. 결과적으로 두 CASE 모두 비유량-비부하율 관계는 비선형 산관관계가 가장 좋았다. 2) 사상별 총량자료의 분석 : CASE 1.은 비누적유량-비누적부하량의 선형상관관계가 CASE 2.는 비선형 상관관계가 좋았다. 3) 유역의 NPS 년비부하량 산정 결과, 년평균 단위 강우량당 비부하량은 CASE 1.이 CASE 2.보다 모든 오염물에서 약 2.5배였다. 4) 호우기와 갈수기의 NPS 오염물의 비교 결과, 갈수기의 CASE 1.의 비중이 훨씬 컸다. 5) NPS 년비부하량과 PS 년비부하량을 비교한 결과, NPS 오염물이 유역 및 하천의 오염에 상당히 기여함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.256-262
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• 2009

도시지역 비점오염부하를 저감하는 장치 중에서 수리동력학적 분리장치(HDS)는 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 HDS장치 유형 중에서 Vortex Screen 장치를 실험실 규모로 개발 및 제작하여 강우유출수 처리특성을 분석하였다. 강우유출수내 입자물질을 모의하기 위하여 실험에 사용한 시료는 합류식 하수관거의 맨홀 바닥 퇴적물질, 도로변 측구의 퇴적물질, 소각장 fly ash, polyvinyl chloride (PVC)분말 등의 시료를 대상으로 하였다. 유입유량의 변화를 주었을 때 처리장치 본체에서 약 2분이 경과한 후 안정된 상태에서 유입수와 유출수 시료를 동시에 채수하였다. 수면적부하율은 110∼1,550 $m^3/m^2$ day의 범위로 운전하였으며, 유입수 SS농도의 범위는 141~1,986 mg/L로 하였다. Vortex Screen을 이용하여 다양한 입경과 밀도들 가진 입자들을 대상으로 수면적부하율과 하부배출유량비를 운전조건으로 하여 처리특성을 분석한 결과 제거효율에 영향을 주는 인자 중, 월류유량에 대한 하부배출유량 비율($Q_U/Q_O$), $Q_U/Q_O$값이 10%에서 20% 증가 시 SS 제거효율은 6% 증가하는 특성을 나타내었다. 도시지역의 대표적인 입경을 가진 퇴적물질 125<$d_p$<300 ${\mu}m$를 대상으로 처리능을 분석한 결과 SS, COD 제거효율 범위는 각각 68.0~ 81.0%, 53.1~71.9%를 나타내었다. 수면적 부하율이 증가함에 따라 처리효율은 유입부 유도판을 설치한 경우가 설치하지 않은 경우보다 10~20% 향상되는 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.38-44
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• 2013

D하수처리장의 송풍량을 효과적으로 조절하는 시스템을 구축하기 위해 2011년 1월 1일부터 2012년 8월 31일까지 포기조 DO 농도를 평균 2.1 mg/L로 유지하면서 유입유량, 유입농도, 유입부하, 수온, F/M비, 생물반응조의 MLSS 농도 변화에 따른 송풍량 변화를 검토하였다. 그 결과 동일한 DO 농도를 유지하기 위한 송풍량 변화폭은 매우 크며, 송풍량 산정을 결정하는 주요 인자는 수온, F/M비, $BOD_5$ 유입 부하, T-N 유입 부하로 나타났다. 그 중 가장 큰 영향을 주는 지표는 수온으로 수온 $1^{\circ}C$ 증가는 $45.8m^3/h$의 송풍량을 증가시키는 것으로 나타났으며, 이는 계절의 영향이 반영된 것으로 사료 된다. 하절기에는 유입 유량증가, 낮은 MLSS농도, F/M비 증가의 영향과, 동절기에는 유입 유량감소, 높은 MLSS농도, F/M비 감소 등의 영향이 송풍량에 반영되어, 수온 변화에 따른 필요 송풍량 변화를 더욱 가중시킨 것으로 사료된다. 따라서 호기조 송풍량 산정 시에는 유입유량, 유입 $BOD_5$농도, 유입 T-N농도 및 생물반응조의 MLSS농도 중 하나의 인자를 이용하는 것보다, 유입부하나 F/M비로 연산하여 접근이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.75-82
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• 2009

기존의 하천 수질을 규제하던 농도규제방식은 오염부하의 양적증가를 통제할 수 없어 수질개선에 한계성을 지니고 있었다. 수질오염총량관리제도는 폐수 중 오염물질의 총량을 규제하여 환경기준을 달성할 수 있는 허용부하량 이내로 배출 오염물질의 총량을 할당, 규제할 수 있다. 수질오염총량관리제도의 하수발생량 산출시 실측한 값을 사용하지 않고 오염원별 발생원단위를 곱하여 산출하여 실측한 data를 이용한 산출값과 차이가 있다. 수질오염총량관리에 의한 산출결과를 보면 건기시 관거유입량 $26,460.9m^3$/d, 관거이송유량 $17,778.6m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $17,106.1m^3$/d, 관거이송유량 $19,033.9m^3$/d로 차이가 났으며, 우기시의 경우 수질오염총량관리에 의한 관거유입량 $49,512.2m^3$/d, 관거이송유량 $18,628.7m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $30,918.2m^3$/d, 관거이송유량 $19,700.7m^3$/d로 차이가 났다. 오염 부하량의 기초값인 하수발생량이 실측한 하수발생량과 차이를 보여 효율적인 제도 수행에 문제점이 있는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1088-1092
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• 2006

낙동강은 대표적인 수지상 하천망의 형태로서 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절, 지류 유입량, 비점원 유입량 등 계산영역 경계에서의 비정상상태의 수리조건과 수질관리 계획에 의해 일률적으로 오염이 부하되는 정상상태의 수질조건이 공존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부정류 수질해석의 선행연구로 갈수기 및 저수기에서 안정한 해를 제공할 수 있는 부정류 수리모형을 개발하였으며, 낙동강에서 실측된 유량자료를 활용하여 개발된 모형의 적용성를 검증하였다. 또한 기존 범용 부등류 수질모형의 수리해석 결과와 비교하여 부정류 수리해석의 필요성을 확인하였다. 낙동강 물환경연구소에서 2004년, 2005년 환경기초조사사업의 일환으로 실측한 유량자료에 의한 본 모형의 모의결과, 동적 저유량의 낙동강 본류 유량 변동 특성을 정확히 모의하고 있는 것으로 판단되었으나 기존 정적 수질 모형에 의한 해석결과는 실측유량, 유속과 수리수심 등에 있어서 동적 해석 결과와 차이를 보이고 있으며, 이는 오염물의 종방향이송과 종확산계수 및 재포기계수 산정에 큰 영향을 미치는 유속, 수리수심 등의 수리량이 실제값과 상이하게 계산되어 수질해석의 불확실성을 가중시키는 결과를 도출하게 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2019-2022
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• 2008

본 연구에서는 유역과 점오염원, 비점오염원을 종합하고, 방대한 자료를 쉽게 적용할 수 있으며 유역의 지형적인 특성과 수리 수문학적인 특성 및 오염원의 공간적인 분포 특성을 반영하여 유달부하량의 모의가 가능한 SWAT 모형을 이용하여 낙동강 유역의 주요 지류에 대한 유달율산정에 관하여 검토하고자 한다. 본 연구의 대상지역은 낙동강 유역 중 본류가 시작되는 곳으로부터 금호강지류와 합류하는 지점까지로 선정하였으며 SWAT 모형에 적용되는 자료는 2005년 1월${\sim}$12월의 실측 자료를 이용하였다. 유달율 산정 항목으로는 BOD, T-N, T-P를 선정하였다. 분석 결과 전반적으로 강수의 영향을 많이 받는 계절에 유달율이 높게 산정되었으며 또한 유역면적 보다 유량과의 상관성이 유달율에 많은 영향을 미치는 것으로 검토되었다. 이러한 연구결과를 토대로 정확한 배출부햐량의 산정을 위하여 강우의 영향과 발생부하 원단위에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

• 물과 미래
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• 제26권3호
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• pp.125-135
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• 1993

본 연구의 목적은 도시유역에 적합한 유량 및 수질 모형을 선택하고 그 모형을 임의의 대상유역에 적용하여 그 적합성을 판정하는 데 있다. 본 연구를 위하여 선택된 모형은 EPA의 SWMM 모형으로, 이 모형은 도시유역의 유량 및 수질, 특히 NPS(non-point source) 오염물의 배출의 모의에 적합한 모형이며, 실제 적용에 있어서는 지표면유출을 위해서는 Runoff Block을, 관거 추적을 위해서는 Transport Block을 사용하였다. 본 연구의 적용대상유역은 전형적인 도시유역인 서울시 동대문구 용두유수지 유역이며, 이 유역을 위한 기존의 4개의 연속유량 측정치와 2개의 연속수질 측정치를 가지고 모의를 수행하였다. 유량 및 수질, 특히 NPS 부하량의 검정을 첨두치, 첨두시간, 유출 및 배출 용적과 그들의 상대오차에 대하여 수행하였으며, 그 결과, SWMM 모형은 유출 및 NPS 오염물 배출 모두를 모의하는데 적합한 모형임이 밝혀졌다. 본 연구의 결과는 차후 도시유역의 유출과 NPS 오염물 배출간의 상관관계의 분석 및 그를 통한 유역의 오염물의 년, 월, 부하량의 산정을 통한 물질수지계산 방법의 연구에 바탕이 될 수 있을 것이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.78-84
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• 1998

발전소나 화학플랜트의 급수 및 순환수 계통은 물론 건물의 공조설비 유체계통, 정수 또는 폐수설비에서의 원수유량 및 약품 주입제어 등과 같은 유체계통은 대부분 밸브와 동력 펌프를 이용해 유량 제어를 한다. 따라서 이들 유체계통의 제어방법 및 정밀도에 따라 그 시스템의 성능 및 에너지 절약에 많은 영향을 미치게 된다. 지금까지 이들 계통은 주로 PI제어기를 이용하였으나 이 제어 방법으로는 루프간의 간섭현상으로 정밀하게 유량부하를 제어 할수 없는 문제점이 있다. 본 논문에서는 유체계통 동력부하 설비를 다변수로 구성하여 2-자유 PID제어를 적용하고 신경망을 이용해 튜우닝함으로서 효과적으로 정밀하게 제어 할수 있는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 그 방법의 우수성을 입증하였다. 시뮬레이션 결과 설정치를 잘 추종하고 외란에 대해서는 강인성을 갖는 것으로 나타났다.