• 한국수자원학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.223-233
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• 2005

본 연구에서는 분포형 모형과 셀의 유입, 유출 및 저류량에 대한 질량보존의 법칙을 이용하여 토사의 이송 및 퇴적분포예측기법을 개발하였다. 모형은 (a) 토사침식 예측 (b) 흐름방향 및 유출량 산정 그리고 (c) 토사에 대한 질량보존의 법칙에 따른 셀별 토사이동량 산정의 세 단계로 구성되었다. 토양침식은 범용토양손실공식(USLE)을 활용하였으며 분포형 모형에서의 경사장(L) 산정은 일방향(SF)과 다방향 흐름 알고리즘(MF)을 사용하였다. 경사(S) 산정을 위해서는 Maximum Downhill Slope Method (MDS) and the Neighborhood Method (NBH) 기법을 활용하였고 셀별 토양의 이동은 Ferro등(1998)과 Swift (2000)의 토사전달률(DR)개념을 적용하였다. 개발된 모형은 시험유역의 실측 토사량과의 비교검토를 통하여 검증하였다. 3개의 농업용 저수지 유역에 적용한 결과, Ferro의 토사전달률 산정공식과 MDS, MF 기법을 이용한 해석이 저수지의 운영기록과 가장 유사한 결과를 제시한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.74-79
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• 2016

막결합 축전식 탈염(MCDI)의 운전과정에서 전극반응에 의한 경도물질의 스케일 생성이 탈염성능에 미치는 영향을 연구하였다. $Ca^{2+}$ 이온을 함유한 유입수에 대해 흡착 및 탈착과정을 반복하면서 사이클에 따른 유출수의 농도와 셀 전위의 변화를 분석하였다. 셀 전위가 약 0.8 V 이상에서 음극에서 수산화이온 생성반응이 시작되는 것을 알 수 있었다. 또한 전극반응으로 생성된 $OH^-$ 이온이 흡착된 $Ca^{2+}$ 이온과 결합하여 음극 탄소전극 표면에서 $Ca(OH)_2$ 스케일이 생성되었다. 스케일이 생성되면서 탄소전극의 전기저항이 증가하여 흡착량은 크게 감소하였다. 셀 전위를 1.5 V에서 운전한 경우 스케일의 영향으로 흡착량은 초기 흡착량의 58%까지 감소하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.37-37
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• 2015

본 연구는 남강댐 유역($2,293km^2$)을 대상으로 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 홍수추적을 수행하고, 침수실적자료와 비교하여 레이더 강우자료의 효용성을 검토하였다. 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 한강홍수통제소로부터 보정된 비슬산 레이더 강우자료를 제공받아 사용하였다. 레이더 강우와 지점 강우를 비교하기 위해 면적평균강우량을 산정하여 분석한 결과, 유출량산정 지점별 면적평균 강우량은 대체적으로 레이더가 지점 강우보다 더 낮은 값으로 예측되었지만, 강우의 패턴은 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, 평균 $R^2$는 0.97로 매우 우수하게 분석되었다. 이후 분포형 홍수추적을 위해 KIMSTORM을 이용하였으며, 격자크기 $500{\times}500m$ 해상도의 156행${\times}$137열의 총 21,372개의 셀로 모형을 구축하였다. 분포형 모형의 보정을 위해 지상강우를 적용하여 모형을 보정하고, 보정된 매개변수를 레이더강우에 그대로 적용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정 결과, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI (volume conservation index)의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09%, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96으로 모의유량이 관측유량을 잘 재현하였다. 이후 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 침수지역(신연, 문대, 신기지구)과 레이더에 의한 침수지역 유출분석 결과를 비교하였다. 침수지역 호우 및 유출의 공간분포를 분석한 결과 레이더 강우가 침수지역 상류유역의 호우와 유출상황을 자세하게 재현하였으며, 침수지역의 침수기간 전 후를 분석한 결과 지점강우 보다 레이더 강우가 실제 첨두유량에 가깝게 우수하게 모의되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.305-305
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• 2021

XP-SWMM은 EAP-SWMM의 Runoff 기능을 보완하고 2D 해석 기능을 새롭게 추가하여 만든 외산(XP Solutions) 프로그램으로 도시유역 유출량 산정, 우수관거 추적 등과 같은 모의가 가능한 종합 모형이다. 그 중 2차원 분석 기능(2D XP-SWMM)은 연산 결과를 Tu-Flow 모형에 대입한 도시침수 해석모형으로 실무에서 주로 사용되고 있다. 그러나 XP-SWMM은 수량 부분 외에도 수질 부분의 다양한 모형이 통합되어 있어 라이센스 가격이 상당히 높고, 국내 환경에 적합한 모형 수정 등 기술지원을 받기 어렵다는 단점을 갖고 있다. 또한, 실무 활용성이 높은 2차원 분석기능의 경우 모의에 소요되는 시간이 크다는 한계점을 갖고 있다. 2D XP-SWMM 연산의 소요시간이 큰 주요 원인은 계산 시간간격마다 큰 셀수의 행렬 계산을 반복하기 때문이며, 격자를 촘촘하게 설정할수록(행렬의 수가 증가할수록) 수치해석에 소요되는 시간은 기하급수적으로 늘어나게 된다. 2D XP-SWMM 연산은 편미분방정식을 계산하는 모형으로 반복법을 채택하고 있기 때문에 짧은 시간내에 침수해석을 진행해야하는 웹기반 초단기 홍수예경보 시스템 등에 활용하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 2D XP-SWMM 보다 연산속도를 향상시킨 2차원 도시침수 모형을 개발하였다. 기존 XP-SWMM 중심의 실무 적용성을 유지하고자 XP-SWMM과 동일하게 EPA-SWMM 엔진을 활용하였고 DEM 기반의 지표수 흐름방향 결정 알고리즘을 결합하였다. 본 연구에서 개발한 도시침수 모형 결과를 울산광역시, 청주시 등 도심지에서 발생한 과거 침수피해의 양상과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• Spatial Information Research
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• 제10권2호
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• pp.301-316
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• 2002

강우나 물의 유출에 의한 토양침식은 농업 생산성을 떨어뜨리고 목초지를 손상시키며, 물의 흐름을 방해하는 등의 각종 환경적인 문제를 야기시키고 있다. 또한 침식된 토사의 하천유입으로 저수지나 댐의 유효저수량이 감소되는 문제가 발생하고 있다. GIS를 연계하여 유역의 토양침식량을 추정하기 위해 수정범용토양손실공식(RUSLE)을 주로 활용하고 있으나, 실측자료와의 비교가 어려워 계산된 토양침식량을 정량적으로 평가하는 것은 큰 의미가 없다 본 연구에서는 RUSLE 모형으로 계산한 토양침식량의 정량적인 추정을 위해 보성강 유역의 비퇴사량 실측자료를 이용하였다. RUSLE 모형으로 계산한 비유사량과 비퇴사량 실측자료로부터 계산한 비유사량과의 비교 검토를 통해 RUSLE 계산에 적합한 해상도를 결정한 결과, 150m의 셀크기가 가장 적절한 것으로 평가되었다.

• 청정기술
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• 제4권1호
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• pp.45-59
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• 1998

방선균인 Streptomyces kasugaensis에 의해서 생산되는 이차대사산물인 kasugamycin 생산성 증대 및 단위 생산량 당 오염물질 배출량 저감을 위한 연속 고정화 배양을 수행하였다. 세포 고정화에 적합한 포자 수확을 위한 포자형성 촉진 배지 개발은 물론 고정화 담체로 사용한 셀라이트에 수확된 포자를 고정화시키는 방법을 확립하였다. 연속 고정화 배양 시 고정화세포의 유출을 방지함으로써 안정된 연속배양을 가능토록 하기위한 decantor 형태의 고정화세포 분리기가 장착된 반응기를 사용하였다. 희석 속도 및 공급액 중의 기질 농도(당 농도, 인 농도)를 변화시키며 생합성된 kasugamycin 생산성 및 화학적산소요구량(COD)을 측정하였으며 이들을 현탁세포를 이용한 회분식 발효에서의 kasugamycin 생산성 및 발효 폐액 중의 COD 값과 비교하였다. 고정화 세포를 이용한 연속배양에서의 kasugamycin 생산성이 현탁세포를 이용한 회분식 발효에 비해 2.5배 높았으며, 동시에 단위 생산량 당 COD가 2.3배 저감되는 것으로 나타났다. 이것으로부터 연속 고정화 배양이 현탁 회분식 배양에 비해 kasugamycin 생산성 및 오염물질 배출 측면에서 유리한 청정 공정임을 확인할 수 있었다.