• Title/Summary/Keyword: 수리학적 효율성

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Recycling Water Treatment of Aquaculture by Using Trickling Filter Process (살수여상공법을 이용한 양어장 순환수처리)

  • KIM Jeong-Sook;LEE Byung-Hun
    • Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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    • v.29 no.2
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    • pp.230-237
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    • 1996
  • The objective of the present study is to evaluate organic removal efficiencies, nitrogen removal efficiencies, kinetic constant, sludge production rates, oxygen requirements, and optimum treatment renditions for recycling water treatment of aquaculture by using a trickling filter process. When the loading rates were $0.500\~0.082kg\;COD/m^3/day$ and $0.271\~0.044kg\;NH_4^+-N/m^3/day$, SCOD and ammonia removal efficiencies were $74.5\~84.0\%$ and $43.7\~61.8\%$, respectively. The maximum removal rate of ammonia was 119.5 mg/L/day. Observed cell yield coefficient in the trickling filter reactor was 0.572 kg VSS/kg $BOD_{rem}$. When the hydraulic loading rate was $6.712\~40.341m^3/m^2/day$, oxygen uptake rate was $1.33\~7.22\;mg\;O_2/L/hr$.

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Estimating the Reliability of Water Distribution Systems Using HSPDA Model and Distance Measure Method (HSPDA모형과 거리척도방법을 이용한 상수관망의 신뢰성분석)

  • Baek, Chun-Woo;Jun, Hwan-Don;Kim, Joong-Hoon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.9
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    • pp.769-780
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    • 2010
  • Topological and hydraulic assessments to examine whether required demand and pressure are satisfied and using these assessed results as a criteria have been general methodology for reliability assessment of water distribution systems. However, many of existing studies that used nodal pressure calculated by hydraulic assessment for reliability assessment have two major issues to be solved. The one is that demand-driven analysis was used for hydraulic assessment and the other is that serviceability was not considered for reliability assessment. In addition, all of the studies used pressure-demand analysis which is suitable to hydraulic analysis for water distribution systems under abnormal operating condition considered only available nodal demand for reliability assessment. This means that advantages which can be obtained by pressure-driven analysis are not used properly and efficiently. In this study, new methodology for reliability assessment of water distribution systems using HSPDA model and distance measure method is suggested. This methodology considers both nodal pressure and nodal available demand for reliability assessment. Suggested methodology is applied to two water distribution systems to show its applicability and application results are compared with existing study.

Application Examples of Daecheong Dam for Efficient Water Management Based on Integrated Water Management (통합물관리 기반 효율적 물관리를 위한 대청댐 실무적용 사례)

  • Kang, Kwon-Su;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.85-85
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    • 2017
  • 효율적 물관리란 거대한 물순환 과정에서 인간이 편안한 삶을 사는데 필요한 물의 이용효율을 극대화하는 것이다. 과거의 물관리는 이원화된 수량과 수질관리, 수량중심에서는 용수공급과 홍수조절이 주요한 관심사였다. 현재는 과거의 물관리에 친수와 환경을 더한 복잡한 분야로 확대되고 있다. 통합물관리란 물을 최적으로 관리하기 위해 물관리 이해당사자간의 소통과 물 기술의 고도화를 기반으로 기존에 분산된 물관리 구성요소들(시설 정보, 수량 수질 등)을 권역적으로 관리하는 것을 말한다. 본 연구에서는 대청댐 방류에 따른 금강 하류부의 홍수추적을 위해 수행한 댐하류 소유역별 강우량 빈도분석 과정, 용담댐 방류를 고려한 대청댐 홍수도달시간 검토, Poincare Section과 신경망기법을 이용한 수문자료 예측, 추계학적 다변량 해석과 다변량 신경망해석에 의한 대청댐 유입량 산정과정, 보조여수로 건설에 따른 주여수로와 보조여수로간의 연계운영방안, 단계(관심, 주의, 경계, 심각)를 고려한 대청댐 확보수위 산정, 저수지 중장기 운영계획 수립과 댐 운영 기준수위를 결정하기 위해 누가차분방식으로 적용되는 갈수기 유입량 빈도분석에 대한 실무적용 사례를 소개하고자 한다. 강우량 빈도분석 과정은 L-모멘트방법(Hosking과 Wallis, 1993)을 적용하였고, 홍수도달시간 검토는 평균유속, 하류 수위상승 기점 영향검토, 수리학적 모형(FLDWAV, Progressive lag method 등)을 활용하였다. 카오스 이론을 도입하여 대청댐 수문자료의 상관성 검토 및 추계학적 모형을 이용한 모의발생을 유도하여 수문자료 예측을 시행하였다. 추계학적 모형과 신경망모형 연구의 대상은 대청댐으로, 시계열 자료는 댐의 월강우량, 월유입량, 최고기온, 평균기온, 최소기온, 습도, 증발량 등의 자료를 기반으로 하였다. 적용기간은 1981~2009년의 자료를 이용하여 2010년 1월부터 12월까지 12개월 동안의 월유입량을 예측하였다. 수문자료 해석의 기본이 되는 약 30년간의 자료를 이용하여 분석을 실시하였다. 대청댐의 유입량 예측을 위해 적용된 모형으로는 추계학적 모형인 ARMA모형, TF모형, TFN 모형 등이 적용되었고, 또한 신경망 모형의 종류인 다층 퍼셉트론, PCA모형 등을 활용하여 실측치와 가장 가깝게 근사화시키는 방법론을 찾고자 하였다. 또한, 기존여수로와 보조여수로 연계운영을 위해 3차원 수치해석을 통한 댐하류 안정성 검토 및 확보수위 산정을 통해 단계(관심, 주의, 경계, 심각)별로 대처가 가능한 수위를 산정하였다.

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The Significance and Management of Hyporheic Zone (지표수-지하수 혼합대 의의와 관리 필요성)

  • Ko, Dongwoo;Lee, Namjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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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.

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Hydrogeological Stability Study on the Underground Oil Storage Caverns by Numerical Modeling (수치모델링을 이용한 지하원유비축시설의 수리지질학적 안정성 연구)

  • 김경수;정지곤
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.12 no.1
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    • pp.35-51
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    • 2002
  • This study aims to establish the methodology for design of an optimum water curtain system of the unlined underground oil storage cavern satisfying the requirements of hydrodynamic performance in a volcanic terrain of the south coastal area. For the optimum water curtain system in the storage facility, the general characteristics of groundwater flow system in the site are quantitatively described, i.e. distribution of hydraulic gradients, groundwater inflow rate into the storage caverns, and hydrogeologic influence area of the cavern. In this study, numerical models such as MODFLOW, FracMan/MAFIC and CONNECTFLOW are used for calculating the hydrogeological stability parameters. The design of a horizontal water curtain system requires considering the distance between water curtain and storage cavern, spacing of the water curtain boreholes, and injection pressure. From the numerical simulations at different scales, the optimum water curtain systems satisfying the containment criteria are obtained. The inflow rates into storage caverns estimated by a continuum model ranged from about 120 m$^3$/day during the operation stage to 130~140m$^3$/day during the construction stage, whereas the inflow rates by a fracture network model are 80~175m$^3$/day. The excavation works in the site will generate the excessive decline of groundwater level in a main fracture zone adjacent to the cavern. Therefore, the vertical water curtain system is necessary for sustaining the safe groundwater level in the fracture zone.

Evaluation of the Optimum Interpolation for Creating Hydraulic Model from Close Range Digital Photogrammetry (근접수치사진측량으로 수리모형해석에 적용 시 최적보간법 평가)

  • Choi Hyun
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.23 no.3
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    • pp.251-260
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    • 2005
  • The Development of CCD has contributed to great advancement in mapping technology with giving benefits to research community of photogrammetry. The purpose of this paper is to find the best selection of interpolation method for creating a terrain model form close range digital photogrammetry. T-test as a kind of statistical analysis was conducted to analyze the similarity of hydraulic model with close range digital photogrammetry and trigonometric leveling. Also, many interpolation methods such as inverse distance, kriging, nearest neighbor and TIN about the hydraulic model interpolation were conducted to compare the results for computer to display actual terrain an optimum interpolation of the digital elevation model form close range digital photogrammetry. The results revealed that kriging and TIN interpolation were efficient methods to judge the hazard interpolation law by analyzing geometric similarity of hydraulic model against hydraulic model application.

Acidogenesis of Lipids-Containing Wastewater in Anaerobic Sequencing Batch Reactor (혐기성 연속 회분식 반응조를 이용한 지질 함유 폐수의 산발효 특성)

  • Kim, Sang-Hyoun;Shin, Hang-Sik
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.31 no.12
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    • pp.1075-1080
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    • 2009
  • The partial lipid degradation with the saturation of double-bond at the acidogenesis stage is known to help subsequent methanogenesis during anaerobic digestion. Acidogenic reactions in an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) and a continuously stirred tank reactor (CSTR) were carried out to compare their performances. A mixture of two unsaturated (oleate and linoleate) and two saturated (palmitate and stearate) long-chain fatty acids (LCFAs) was used as a model substrate. Biomass retention in the ASBR contributed to the enhanced performance at hydraulic retention time (HRT) below 15 hr. Biomass retention in the ASBR contributed to the enhanced performance compared to CSTR even at shorter HRT. ASBR would be a proper reactor configuration for the acidogenesis of lipid-containing wastewater.

Development of an ultrasonic velocity profiler by using pulse repetition frequency method (펄스반복주파수 기법을 이용한 초음파 유속 프로파일러 개발)

  • Lee, Chan-Joo;Kim, Dong-Gu;Kwon, Sung-Il;Kim, Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1921-1925
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    • 2010
  • 개수로의 흐름을 측정하는 유속계는 유체역학 및 수리학적 연구와 유량 측정 등의 업무에 필수적인 장비이다. 그동안 국내에서는 일부 전자파표면유속계(이상호 등, 1997)와 영상처리 기반의 LSPIV(김영근 등, 2004)와 같은 비접촉식 유속측정 장치가 개발되어 활용되고 있지만, 유속 및 유량 측정에 보다 널리 사용되고 있는 수중 투입식 유속계의 경우 거의 개발되지 않았다. 특히 유속 분포를 측정하는데 활용될 수 있는 초음파 방식 유속 프로파일러는 거의 전적으로 외국제품에 의존하고 있다. 일반 유속계가 점유속을 측정하는데 비해 유속 프로파일러는 센서가 지향하는 방향선을 따라 공간적인 유속분포를 동시에 획득할 수 있으므로 측정 효율성이 높다는 장점을 지닌다. 본 연구에서는 국내 기술로 개수로 흐름 측정에 활용할 수 있는 초음파 유속 프로파일러를 개발하였다. 이 유속 프로파일러는 초음파 펄스를 반복적으로 송수신하는 PRF 기법을 이용하여 개발하였다. 개발된 유속 프로파일러는 직사각형 수로에서 유속 분포를 측정하기 위해 적용하였으며, 기존의 2차원 유속계와 그 결과를 비교하였다. 본 연구에서 개발한 유속 프로파일러는 실제 하천에 활용하기에는 측정 가능한 유속 및 수심 범위의 한계가 있으나 PRF 기법의 한계 범위에서는 실측 유속분포를 비교적 잘 재현하는 것으로 나타났다.

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A study on Green Roof System and Stormwater Reduction Effectiveness based on SWMM Model (SWMM 모델을 이용한 옥상녹화면에 따른 유출저감효과분석)

  • Kim, Jae Moon;Kim, Sae Bom;Kim, Byung Sung;Park, Kwang Hee;Shin, Hyun Suk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.383-383
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    • 2018
  • 최근 기후변화와 도시화로 인해 국지성 집중호우 및 불투수면적이 증가하고 있는 실정이며, 도시 지역 내의 첨두유량, 도달시간, 지체시간 등과 같은 수문학적 인자가 변화함에 따라 재산피해, 인명피해가 발생하고 있다. 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법은 수리수문학적 및 환경생태학적 문제를 저감하는 방안 중 하나로써 도시지역에서 수환경을 자연상태로 복원하는 대안으로 제시되고 있다. LID 기법 중 하나인 옥상녹화는 도시 내의 불투수면 증가로 인한 초과 지표면유출을 저감시켜 물관리를 하는 기술이다. 본 연구는 경남 양산시 부산대학교 제 2 캠퍼스에 조성된 옥상녹화 장치를 이용하여 정량적으로 유출량을 분석하였다. 비식생구와 식생구를 설치하고 실험의 시나리오는 강우강도를 25, 50, 75, 100 mm/hr로 설정하여 측정된 데이터 값을 바탕으로 SWMM(Storm Water Management Model) 모델링을 수행하였다. 유출량 값은 SWMM 5의 매개변수 추정지원 시스템인 SWMM-SCE를 이용하여 모형을 자동보정하였다. 보정된 모의유량은 실측유량과 0.28~3.81% 만큼의 오차를 보였고 각 시나리오에 따라 검증한 결과 상관계수가 0.82 이상으로서 실측값과 높은 상관성을 나타내었다. 옥상녹화 실험의 경우, 강우강도 75mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 15.45% 감소, 15초 지연으로 최적의 효율이 나타났으며 강우강도 25mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 1.36% 감소, 4초 지연으로 최저의 효율이 나타났다. SWMM 모의 결과는 강우강도 75mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 15.45% 감소, 16초 지연으로 최적의 효율이 나타났으며 강우강도 25mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 2.73% 감소, 4초 지연으로 최저의 효율이 나타났다.

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Treating Swine Wastewater by Anaerobic Bioreactors (혐기성 생물반응기에 의한 축산폐수의 처리)

  • Lee, Gook-Hee;Kim, Jong-Soo
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.18 no.1
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    • pp.54-60
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    • 1999
  • Three different types of lab-scale anaerobic bioreactors, AF and two-stage ASBF-PR and ASBF-SP, were evaluated in treating swine wastewater by operating at $1{\sim}2$ days of hydraulic retention time with increasing organic loading rate upto 6.3 $kg-COD/m^3{\cdot}d$ at $35^{\circ}C$. Seeding the anaerobic bioreactors with waste anaerobic digester sludge from a municipal wastewater treatment plant was effective and a 40-day acclimation period was required for steady-state operation. Three anaerobic bioreactors were effective in treating swine wastewater with COD removal efficiency of $66.4{\sim}84.9$% and biogas production rate of $0.333{\sim}0.796m^3/kg-COD_{removed}{\cdot}d$. Increases of organic loading rate by increasing influent COD concentration and/or decreasing hydraulic retention time caused decreases in COD removal efficiency and increases in biogas production rate. At relatively high organic loading rate employed in this study, the treatment efficiency of AF and ASBF-PR were similar but superior than that of ASBF-SP, indicating that porosity and pore size of the media packed in the bioreactors are more important factors contributing the performance of to bioreactors than specific surface area of the media. TKN in swine wastewater must be removed prior to the anaerobic processes when anaerobic process is considered as a major treatment process since influent TKN concentration of $1,540{\sim}1,870mg/L$ to the bioreactors adversely affect the activity of methanogenic bacteria, resulting in decreases of treatment efficiency and biogas production rate by 50%.

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