• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.151-157
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• 2020

선박의 이동으로 유입된 유해해양생물은 해양생태계교란을 유발하고 있으며 주로 선박평형수와 선체부착생물의 형태로 유입되는 것으로 알려져 있다. 선박평형수의 이동으로 인한 유해해양생물은 모든 선박에 의무적으로 처리설비를 선박에 설치하도록 강제화되었기 때문에 상당히 감소되었다. 그러나 선체부착생물의 경우 현재 IMO 가이드라인을 통해 각국에 관리를 권고하는 수준이기 때문에 비 강제화로 여전히 이동 위험이 존재한다. 특히 선체부착생물은 해양생태계 교란 문제도 있지만 에너지효율 저감에도 영향을 미치기 때문에 IMO 온실가스 감축목표 달성위한 하나의 방안으로 최근 주목받고 있다. 선체부착생물에 대한 관리의 필요성에 대해 국제적 공감대가 증가되고 있기 때문에 강제화 규제로 이어질 가능성이 높다. 따라서 본 연구는 선체부착생물 규제를 이미 시행하고 있는 국가의 사례를 중심으로 우리나라의 선체 부착생물의 관리 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2019

하구에 조성된 담수호 (estuarine reservoir)는 하천 출구점이 해양과 만나는 지점에 방조제 건설을 통해 형성되는 인공 호수이다. 방조제 건설과 함께 간척을 실시함에 따라 생성되는 토지를 농업용지로 활용하는 경우, 담수호는 농업수자원으로서 활용될 수 있으며 담수호의 수질 문제는 영농 활동에 중요한 요소로 작용하게 된다. 담수호의 수질을 관리는 크게 유역 대책과 호내 대책으로 나누어 이루어지고 있으며, 담수호 수질 관리 계획 수립에 앞서 담수호 수질 관리 방안에 따른 담수호 수질의 영향을 분석하는 것이 중요하다. 실제 다양한 유역 대책과 호내 대책을 적용하면서 그 효과를 검증하기에는 시간 및 경제적 한계성을 지니고 있으므로, 유역 및 호소 수질 모델링을 통한 수질 관리 시나리오별 담수호 수질 모의가 효율적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 농업용수 목표수질인 IV등급을 상회하여 수질 관리를 위한 대책이 시급한 담수호를 대상으로 유역 및 호소 모의 모델을 연계하여 다양한 수질 관리 시나리오에 따른 호내 수질 모의 결과를 비교 검토하였다. 본 연구에서 사용한 유역 모델은 최근에 개발된 SWAT Plus 모델로 기존의 SWAT 모델의 수문 해석 요소 중 일부를 알고리즘 개선한 것이 특징이다. 호소 모의 모델로는 3차원 수리 및 수질 해석에 많이 활용되고 있는 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하였다. 또한 두 모형을 연계 운영하여 모의의 정확도를 높이기 위한 매개변수 최적화를 수행하였다. 본 연구를 통해 수질 개선대책의 평가 및 추진가능성에 대한 분석을 수행하여, 정량적인 농업용수 수질 기준을 만족하기 위한 담수호 수질 최적관리방안을 도출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.283-283
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• 2021

혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.129-129
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• 2018

최근 가뭄, 강우사상의 변화 등의 자연적 요인과 함께 불투수면적의 증가, 지하수 이용의 증가, 지하구조물 공사 등과 같은 인위적 요인에 의한 지하수위 하강이 문제가 되고 있다. 지하수위의 하강은 지하수자원 부족과 같은 1차적 피해뿐만 아니라 지반침하, 생태계 교란, 농작물 피해, 지하수 오염과 같은 2차 피해를 야기할 수 있다. 지하수자원에 문제가 생긴 경우 단기간에 회복되기가 힘들고 투자할 수 있는 자원이 한정된 현 상황에서 지하수자원 관리 방안을 유역에 대해서 일괄적으로 적용하기에 어려움이 있다. 이를 위해 영산강 본류가 흐르는 행정구역을 대상으로 정량적인 분석을 통하여 지하수자원 관리에 취약한 지역을 선정하고 지하수자원 관리 방안을 적용하는 것이 효율적인 방법이 될 수 있다. 본 연구에서는 영산강 본류가 흐르는 7개 시 군을 대상으로 자료를 수집하였고 취약성 지수를 산정하여 지하수자원 관리 취약성 분석을 실시하였다. 7개 시 군의 자료를 수집하고 Re-scale 기법을 적용하여 표준화 하였고, 취약성 지수를 산정하기 위하여 엔트로피 방법을 통해 산정된 가중치를 적용하였다. 최종 취약성 지수를 지도에 나타내 가시화 하고 지하수자원 관리에 취약한 지역에 대하여 지하수자원 관리 방안 및 시설물 개선 등의 계획을 세운다면 지하수자원 관리 부족에 따른 피해에 효과적인 대응이 가능할 것으로 예상된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권4호
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• pp.417-430
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• 2014

본 연구는 현재 NASA에서 제공되는 operational OMI HCHO 관측 값에서 에러를 발견하여, 월평균 HCHO 자료의 시계열에 4 차 다항식을 피팅함으로써 구한 배경 모수화(parameterization)값을 이용하여 OMI HCHO 자료의 보정을 수행하였다. 보정후의 OMI HCHO는 동태평양과 서태평양 지역에서 -1.48%, 0.65%/year 경향성을 보였으며 이 수치는 GOME(-0.99%, 1.1%/year)과 SCAIMACHY(-0.92%, 0.03%/year)의 경향성과 유사한 결과이며 적절하게 비정상적인 배경 HCHO 농도의 증가가 제거되었음을 나타낸다. 이 자료의 검증과 분석은 EOF와 SVD 통계적 분석 방법을 사용하여 아프리카 지역에서 다양한 위성 관측 값과의 (HCHO, CO, $NO_2$ 그리고 firecount) 시공간 변동성의 일치성을 비교 분석함으로써 수행되었다. 아프리카에서 MOPITT CO, OMI $NO_2$, SCIAMAHCY 그리고 OMI HCHO의 EOF와 SVD 분석 결과는 생태계화재(biomass burning)의 시공간 변동성 분포와 매우 높은 일치성을 보여준다. 그러나 OMI HCHO 관측 값은 화재가 가장 강하게 발생하는 지역의 풍하측에서 최대 값이 보이며, 화재 발생이 가장 높은 1월에 다소 낮은 HCHO 값이 보이는 등 시공간적으로 생태계 화제 분포와 차이를 보인다. 이것의 원인으로 우리는 이 지역의 열대우림의 식물활동(biogenic activity)영향으로는 설명할 수 없고, biomass burning 에어로졸에 의한 잘못된 AMF 계산이 OMI HCHO 산출에 사용됨으로써 발생한 오차라는 것을 밝혔다. AMF와 관련된 오차가 적절하게 보정된다면, 아프리카 지역의 HCHO 시공간 변동성은 생태계 화제의 변동성을 따를 것이라 예상된다. 따라서 본 연구는 통계적 기법이 위성 자료를 평가하는데 매우 효율적인 방법임을 제안한다.

• 국제지역연구
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• 제15권3호
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• pp.583-603
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• 2011

본 연구는 한국의 자연휴양림 개발정책 및 계획수립을 위한 기초자료를 제공하기 위해 자연휴양림의 특성을 다변량분석법의 틀 속에서 종합적으로 파악하여 유형을 구분하였고 기존 연구들이 시행하지 않았던 유형구분에 대한 타당성 검증을 시도하였다. 연구결과 자연휴양림은 4개 유형으로 구분되었는데, 타당성을 검증한 결과 최초 구분되었던 결과와 달리 유형I(생태자연은 좋지 못하지만 재해위험이 낮고 접근이용성이 높은 휴양림)은 25개 휴양림에서 24개로, 유형II(생태자연은 좋지 못하지만 재해위험이 낮고 경사도가 높아 접근이용성이 낮은 휴양림)는 25개 휴양림에서 26개로, 유형III(매력적인 식생 경관과 다양한 휴양기회를 가지며 경사가 낮지만 접근이용성이 낮은 휴양림)은 17개 휴양림에서 16개로, 유형IV(생태자연은 좋지만 재해위험이 높고 경사가 급하며 경관과 휴양기회가 적은 휴양림)는 25개 휴양림에서 25개로 조정되었다. 이는 기존 연구들에서 시행하지 않았던 구분된 유형들에 대한 타당성 검증의 유용성을 보여주는 것이라 할 수 있다. 휴양림의 유형구분은 정책의 수립 실행에 효율성을 증대시켜 주는 것은 분명한 바, 나아가 구분된 유형들의 타당성을 검증함으로써 향후 정확한 목표휴양림에 대한 정책수립 실행의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권2호
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• pp.149-160
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• 2007

광릉 슈퍼사이트에서 대기와 식생간의 에너지와 물질교환 규명은 지형과 식생의 복잡성으로 인해 많은 기술적인 어려움에 직면하고 있다. 따라서 KoFlux 연구에서는 상호보완적인 다중 분야의 연구를 통해 이러한 어려움을 극복하기 위한 시도를 해 오고 있다. 본 논문에서는 현재 진행중인 KoFlux 연구의 예비결과 중 특히 광릉사이트에서의 물/탄소수지, 물과 탄소순환의 상호관련성 그리고 몬순기후하의 생태계에서 탄소순환에 미치는 수문학적 요인의 중요성에 대해 중점적으로 논의하고자 한다. 광릉낙엽활엽수림의 순생태생산량 (NEP)은 광범위한 생태학적 연구결과에 따르면 약 ${\sim}2.6\;t\;C/ha/y$로 예상된다. 이를 미기상 플럭스 관측 결과와 함께 고려할 때 광릉 산림은 탄소의 중요한 육상흡원으로서 기능함을 예상할 수 있다. 다양한 생태수문 관측에 의해 규명된 유역단위 물수지에 의하면 연단위 전체강수량의 약 30-40%가 증발산(ET)에 해당함을 나타내고 있다. 광릉산림의 대표적인 수종인 졸참과 서어나무의 잎에서 얻어진 탄소 안정동위원소 조성에 근거하여 계산된 식물 성장기간의 평균 물이용효율(WUE)은 약 ${\sim}12\;{\mu}mol\;CO_2/mmol\;H_2O$에 해당된다. 얻어진 증발산량과 물이용효율은 유역단위의 생태계 생산량을 산출하는데 이용될 수 있다. 나이테 성장량과 토양호흡량의 연단위 변화는 강수량과 강수의 패턴에 의해 크게 영향을 받음을 보이고, 이는 몬순기후에 영향을 받는 동아시아 지역 생태계에서 탄소 순환과정이 수문학적 조건과 밀접한 상관관계를 가짐을 지시한다. 연구지역의 공간적 특성을 정량화하기 위해 관측지의 구조 및 기능적 단위를 규명하기 위한 연구가 진행되고 있고 이를 통해 서로 다른 시공간 규모에서 진행되고 있는 연구의 결과물을 체계적으로 연결 통합하고 나아가 보다 광역적인 규모에서 대표적인 물/탄소 수지를 산출하기 위한 연구가 시도되고 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.179-179
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• 2011

이동의 편리함과 주행안정성을 주기 위해 개발된 도로가 소음을 발생시켜 운전자 및 소비자의 쾌적성을 저해하는 요소로 작용하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연도거리확보 또는 방음벽 등의 소음억제 방법을 사용하고 있으나 미관을 저해하고 용지사용이 비효율적이어서 외국의 경우 저소음 포장 연구를 통한 근본적은 소음 발생원을 차단하기 위한 노력이 진행되고 있다. 국내에서도 신도시 개발 등으로 도로건설에 따른 급속한 교통량 증가 및 차량의 고속주행으로 인하여 도시소음의 주요인으로 부각되고 있고 시민들의 높은 생활수준과 소음 환경에 대한 기본생활권 추구 성향이 증대되어 지역 주민의 교통소음 저감 대책 및 보상에 대한 법적 소송이 빈번히 발생하고 있어 차량 주행 소음 저감을 위한 방법으로 방음벽 설치가 널리 사용되고 있으나 이는 경제적 손실뿐만 아니라 도시미관을 해치는 문제가 발생하고 있다. 도로사업의 환경성 강화는 국토해양부의 2009년 주요도로정책 중 하나일 정도로 국가정책의 중요한 지침으로써, 향후 추진되는 신도시 및 단지조성공사 시 도로 환경성과 소음, 진동, 그리고 생태통로에 대한 친환경 도로설계 및 시공 등에 적절히 대응하기 위하여 교통소음을 개선하기 위해서는 교통소음 발생 요소를 파악하고 신도시 및 단지조성시 주변도로에 친환경적 포장공법 설계기술의 개발 및 적용을 위한 단계적 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 친환경 저소음 포장공법의 종류에 대하여 알아보고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-46
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• 2012

마산만은 폐쇄성이 강하여 해수유통이 원활하지 못해 소량의 오염물질이 유입되어도 외해로 확산되지 못하고 만내에 계속 머물게 되어 해역의 오염이 가중되고 있고, 만내에서 증식한 식물플랑크톤과 하천을 통하여 유입된 오염물질은 해저에 침강되어 분해·무기화를 거쳐 영양염이 다시 수중으로 공급되어 부영양화, 적조, 빈산소 등을 유발하여 생태계 건강도를 악화시키고 있다. 이러한 마산만의 해양환경개선을 위해 해수유동모델(COSMOS)과 생태계모델(EUTRP2)을 이용하여 환경용량을 산정하고 이매패의 개체군 성장모델을 연계하여 이매패를 포함한 생태계내 물질 순환 구조를 해석하여 이매패의 수질정화 효과를 분석함으로써 비용효과적이고 친환경적인 내만수질개선방안을 도출하고자 한다. 육상오염원의 효과적인 관리 방안으로 환경용량 산정을 통해 시나리오별 유입부하 삭감에 의한 수질관리 방안은 유입부하의 50~90%에 해당하는 비현실적인 삭감량이 제시된다. 마산만의 자생 COD를 평가한 결과 총 COD의 30.7%가 외부유입에 의한 COD이고 69.3%가 자생 COD에 의한 것으로 계산되었다. 이는 마산만의 수질관리에 있어 유기물의 공급원에 대한 제어뿐만 아니라, 자생 COD를 증가시키는 영양염의 유입원에 대한 제어가 필수적이라는 것을 의미한다. 마산만의 자생 COD를 유발하는 영양염류를 제거하기 위해 현재 상황에서 적용가능한 고도처리 증설의 비용을 산정하여 이매패류에 의한 생물정화 효과와의 경제성을 비교분석해 본 결과 20년 동안의 총 비용에 있어 질소를 제거하기 위한 질산화탈질법 906억원, 인을 제거하기 위한 화학침전법은 559억, 이매패류 양식은 461억원으로 산정되어 이매패류 양식은 질소와 인을 같이 제거하는 고도처리 도입에 비해서는 약 1/3의 비용이 소요되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.27-27
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• 2021

세굴은 유체와 유사의 상호작용으로 발생하는 중요한 자연 현상 중 하나로, 구조 및 지반 붕괴, 홍수, 생태계 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 이러한 세굴 현상을 예측하기 위해 많은 수치적 연구가 진행되어왔지만, 대부분의 연구가 기존 격자기반방법인 유한체적법 (FVM)과 개별요소법 (DEM)이 연성된 모델을 이용하였고, 이는 격자 의존도로 인한 정확도와 효율성의 문제점을 보였다. 해결책으로 입자기반 유체해석 방법인 약압축성 SPH (WCSPH)와 개별요소법의 결합모델을 이용한 모의가 연구되어 왔지만, 단순 밀도차를 활용한 유체해석방법이 압력의 불안정성을 야기하여 유사의 운동에도 영향을 주는 결과를 보였다. 또한, 개별요소법의 특성상 모의 입자의 크기를 실제 실험 입자의 크기와 동일하게 설정하면서 입자수가 지나치게 증가해 계산의 효율성이 현저히 낮아지게 되었고, 이로 인해 실제 자연 지형에 적용하는데 어려움을 보여주었다. 본 연구에서는 향상된 세굴 수치모의해석을 위해 반복법을 통해 안정적인 유체 압력을 계산하는 비압축성 SPH (ISPH)와 개별요소법을 연성한 ISPH-DEM 모델을 사용하였다. 또한, 계산속도 향상을 위해 하나의 입자가 다수의 작은 입자의 움직임을 대표하는 Coarse-grained 방법을 적용하여 기존 모델을 개선하였다. 개선된 모델을 NFLOW ISPH PURPLE 소프트웨어를 이용하여 세굴 현상을 수치 모의하였고 실험 결과와 검증을 진행한 결과, 세굴의 깊이, 너비, 형상 등을 비교하였을 때 약 10% 이내의 오차를 보였고, Coarse-grained 방법을 통한 입자 수 감소로 최소 13배 증가된 해석 속도를 보였다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 모델이 실제 자연 지형에서의 적용가능성을 확인할 수 있었다.