• 대한환경공학회지
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• 제36권4호
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• pp.286-294
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• 2014

본 연구의 목적은 대형호소를 대상으로 밀도류확산장치(DCG)의 적용에 따라 DCG장치의 운전조건과 성층파괴 여부, 수질개선, 조류발생 억제 등에 대한 효과 연구이며, 이 때 생태독성을 최소화하는 조건에서, 밀도류 발생장치(DCG)의 최적의 운전변수를 도출하기 위해 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 조사기간 중 '11년 9월, '11년 10월, '12년 5월에 성층현상이 뚜렷하게 나타났으며, 이때에 수온약층을 형성하는 수심은 평균 $5{\pm}2$ m로 나타나 DCG 가동을 위한 토출구의 위치는 표층으로 부터 약 5 m 아래로 결정하였다. 물순환시 저서생물의 악영향을 최소화하고, 물 혼합의 효과를 얻기 위해 생태독성평가와 DCG 운전특성 유동해석에 의하여 표층수와 심층수 혼합비를 3:1로 설계하였다. DCG의 적합한 가동시간 선정하기 위해 DCG 가동시간을 각각 12 hr, 24 hr, 36 hr, 48 hr별로 가동하였으며, 36 hr 가동시 수온약층이 형성되지 않았다. 또한, 전력소모량을 산정하였을 때, 36 hr 가동후 2일간 정지하여 3일째 재가동하는 것이 효과적이라고 판단되었다. 위의 조건에서 DCG 가동시 DO, 수온의 분석결과, 기존에 뚜렷하게 나타난 성층현상이 약하게 나타났으며, COD, chlorophyll-a의 수질분석 결과, 가동 전보다 비교적 낮은 수치를 나타내어, DCG 가동으로 인한 밀도류 발생에 의한 물의 순환으로 수체가 안정적인 조건으로 유지되고 있다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.495-504
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• 2017

도시물순환시스템 내 10 cm 내외로 퇴적된 오염물질과 자갈이나 다양한 구조물에 부착된 부착조류와 협잡물을 쓸어내어(scrubbing) 제거가 가능하며, 오염물질이 주변으로 방출 확산되어 수체의 2차 오염을 방지할 수 있는 덮개(housing)와 혼탁 방지막(turbidity barrier)이 설치된 회전 브러쉬(rotating brush)를 활용한 저혼탁 scrub/흡입(suction)방식의 수륙양용형 퇴적토 준설장치를 개발하였다. 현장적용 검증을 통해, 저수위와 고수위에서 저혼탁 scrub/흡입 준설장치를 이용해 준설 중 수체 내 부유물질(SS)과 탁도(turbidity)의 증가는 매우 미미하며(p>0.05), 일부 부유물질로 인해 발생한 탁도도 준설 후 20분 이내에 빠르게 안정화되는 것으로 조사되었다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 농도도 준설 전, 준설 중과 준설 후에 농도 변화가 시간대별 및 수심별로 통계학적으로 유의한 의미는 없는 것으로 조사되어(p>0.05), scrub/흡입 준설을 통해 호수 저면에 축적된 영양염류가 확산되어 수체오염을 유발하지 않는 것으로 조사되었다. 또한, 저혼탁 scrub/흡입 준설장치의 직접 준설을 통한 오염물질 제거량이 수처리시설의 운영을 통한 오염물질 제거량 대비 높은 것으로 산정되어, 수처리시설과 저혼탁 scrub/흡입 준설의 연계 적용이 도시물순환시스템의 수질관리에 효율적인 것으로 평가되었다. 최근에는 GPS 기반 실시간 scrub/흡입 준설장치의 추적 및 유지관리 프로그램을 개발해 등록하고 다양한 도시물순환시스템에 현장 적용하였으며, 추가적으로 준설장치 운전자를 보조 또는 제한된 환경에서 스스로 운전하는 협력형 주행시스템(driver cooperative autonomous driving system)의 개발을 현재 진행 중이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.423-433
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• 2019

서남해에서 해상풍력구조물의 건설에 따른 해저지형변화를 예측하기 위하여, 조석, 조류, 부유사 그리고 해저질 등에 대한 현장조사를 수행하였고, 이들 자료를 수치실험에 활용될 수 있도록 하였다. 수치실험에서 표사량 산정은 관련 상수를 시행착오적으로 변화시켜 관측된 부유사농도에 대해 계산치의 오차가 적당할 때에 경험상수들을 결정하는 방법을 사용하였는데, 어떤 농도분포인자가 0.1 그리고 부유사 평형농도 공식의 비례상수가 0.05일 때, 관측치와 계산치가 합리적으로 유사하였다. 부유사농도에 관한 개경계조건은 관측된 부유사농도에 대해 남동측 경계점에서 11.0배, 남서측 경계점에서 0.5배, 서북측 경계점에서 1.0배, 북서측 경계점에서 1.0배 그리고 북동측 경계점에서 1.0배이었을 때, 개경계와 서로 인접한 계산영역 내의 수심변화 계산결과가 단속적이지 않고 매끄럽게 나타났다. 그리고 연간침식퇴적량은 해상풍력 구조물의 건설전후에 대하여 그 변화가 ± 1 cm 이상 발생하는 해역은 거의 나타나지 않았는데, 사용된 대격자 수치모형은 세굴과 같은 국지적 현상을 재현할 수 없고, 해상풍력 하부구조물이 직경 1 m 정도의 자켓타입의 투과식이어서 이들에 의하여 ± 2 cm/s 이상의 유의미한 유속변화역이 거의 나타나지 않았기 때문에, 해저지형변화가 미미한 것은 당연한 결과인 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1181-1191
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• 2013

다목적댐 저수지는 여름철에 발생하는 성층현상이 발생하고 가을철에는 성층화된 저수지의밀도 차로 인한 전도현상이 일어나게 된다. 이러한 현상은 저수지의 시공간적 수온분포의 변화에 의하여 발생하며, 이를 정확히 모의하고 예측하기 위해서는 수온에 작용하는 관련 매개변수의 작용특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 합천댐 저수지를 대상으로 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 수질 해석모형인 CE-QUAL-W2를 적용하여 저수지내 발생하는 수온성층, 탁수의 거동 및 수질을 예측하기 위해 선행되어야 할 수온모의를 통해 합천댐 저수지에 적합한 수온 매개변수 산정에 대한 연구를 진행하였다. 특히 모델에서 합천댐 수온모의와 관련된 매개변수 중 바람차폐계수(WSC), 복사열계수(BETA), 빛소멸계수(EXH2O), 바닥 열교환계수(CBHE)의 민감도 분석을 수행하였다. 첫 번째로, 민감도가 높은 기간을 확인한 결과 WSC, BETA, EXH2O는 공통적으로 4~9월, CBHE는 8~11월로 나타났다. 두 번째로, 매개변수가 영향을 미치는 수심대를 확인한 결과 BETA는 0~9m, EXH2O는 8~14m 구간으로, 수표면과 가까운 표층과 수온약층, CBHE는 바닥에서부터 12m 구간으로 심층구간에서 영향이 나타났다. 마지막으로 연단위 혹은 각월에서의 최적매개변수를 적용한 결과 WSC와 CBHE 매개변수는 모의온도의 편차가 그다지 크지 않았으나, BETA와 EXH2O의 경우 연단위와 월단위 최적매개변수 적용 시 모의수온편차가 각각 월평균 $0.20^{\circ}C$와 $0.51^{\circ}C$로 다소 큰 값을 보이고 있으며, 특히 수온이 최대로 상승하는 5~8월 중에는 $0.4^{\circ}C$와 $1.09^{\circ}C$의 편차를 보여 월단위 매개변수사용의 필요성이 뚜렷이 확인되었다. 이는 현재 저수지수질모형의 검보정에서 입력요구조건에 따라 혹은 관행적으로 사용되고 있는 연단위 매개변수의 사용에 있어서 월단위로의 개선이 필요한 부분으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권5호
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• pp.253-261
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• 2015

1998년부터 2008년까지 낙동강 물금지점의 수질, 수리 및 기상 인자를 통해 조류발생의 주요 영향인자를 평가하고 chlorophyll-a (chl-a) 예측 모델을 도출하였다. 분석 전 데이터의 신뢰도 향상을 위해 이상치를 제거하는 전처리 과정을 수행하였다. 국내 태풍영향기간을 산정하여 태풍영향기간에 포함된 데이터는 제외를 하였고 관리도 기법을 적용하여 이상치를 제거하였다. 이후 분석과정은 Method 1과 2 두 가지 방법으로 나뉘었다. Method 1은 전처리 과정을 거친 17개 항목의 데이터를 직접 이용하여 chl-a 예측모형을 도출 하였고, Method 2는 전처리 후 주요 영향인자를 도출하여 이를 통해 모형을 개발하였다. Method 2의 상관관계 분석결과 물금지역의 chl-a에 대한 주요영향인자는 수온, pH, DO, BOD, COD, T-N, $NO_3-N$, $PO_4-P$, 유량, 유속 및 수심으로 나타났다. Method 1, 2에 의한 chl-a 회귀모형은 각각 $R^2$ 값이 0.799 및 0.790의 높은 유의성을 나타내었고 2009~2010년의 데이터로 검증하였다. Method 1에 의한 chl-a 예측모형의 training period와 validation period의 RMSE 값은 각각 20.912와 24.423으로 나타났으며 Method 2를 통한 모델은 각각 21.422 및 26.277을 나타냈다. 예측 모형 도출 결과 Method 1 및 2 모두 BOD, DO 및 $PO_4-P$ 세 가지 인자가 주요한 역할을 한 것을 볼 때 향후 물금 지점의 조류 발생은 BOD, DO 및 $PO_4-P$를 중점적으로 관리할 필요가 있다고 판단된다.