• 물과 미래
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• 제55권8호
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• pp.64-75
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• 2022

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.607-616
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• 2009

본 논문에서는 댐 수문의 지진해석과 안전성 평가에 필수적인 지진시 동수압을 정확하고 효율적으로 산정하는 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 비교적 간단한 현장 진동계측과 유한요소해석을 통하여 동수압과 등가인 부가질량을 계산하는 방법으로 정확성과 아울러 실용성을 고려하여 개발되어 실제 수문의 내진성능평가에 적용이 가능하다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권1호
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• pp.20-33
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• 2006

산업 구조의 변화와 교통 통신의 발달은 인간이 거주하는 공간의 범위와 의미에 대한 정형화된 인식의 변화를 요구한다. 또한 세계는 점차 특화되고 기능화된 권역들로 블록화 되어 권역간의 경쟁구조를 형성하고 있다. 이 같은 현실에서 현재의 최소 행정단위인 기초자치단체의 행정력과 공간적 범위로 세계화 속에서 경쟁하기에는 그 한계가 있다. 따라서 이 연구에서는 광역적인 수준에서의 의사결정을 위한 도구로서 GIS를 활용하여, 공간적으로 인접하여 위치하며 유사한 환경적 특징을 지니는 지역들이 공동의 문제 해결과 차별화된 경쟁력을 확보할 수 있도록 기능적 권역을 설정하고, 이렇게 설정된 각 권역별 특성을 분석하고자 하였다. 광역적 수준에서의 GIS 활용은 인접지역간의 비효율적 재정집행과 과다한 경쟁을 조율에 있어서 보다 개선된 객관성과 합리성을 제시할 수 있으며, 해당 지역들의 경쟁력 확보와 특화를 위한 광역자치단체 차원에서의 효율적인 예산집행과 계획수립을 가능케 한다. 대상지역인 강원도 지역의 권역설정 기준으로는, 자연환경이 상대적으로 큰 가치를 지니는 강원도의 특성과 수자원의 상대적 가치와 중요성을 고려하여, 자연적 지역구분의 요소 중 하나인 유역권을 기준으로 하였다. 그리고 이 연구에서는 유역권에 의하여 설정된 권역에 대하여, 환경과 관련된 여러 특징 중 지역의 경쟁력과 직접적인 관련이 있는 환경규제 현황을 그 분석 대상으로 하였다. 강원도 지역을 영동권역, 북한강권역, 남한강권역의 세 권역으로 구분하여 권역별 규제현황을 분석한 결과 북한강 권역은 군사시설 보호구역의 비율과 수자원 보호를 위한 규제비율이 상대적으로 높았고, 남한강 권역은 산림과 수자원관련 규제비율이 높았으며, 영동권역은 산림과 관련된 규제비율이 높았다. 강원도 지역의 경우 전반적으로 산림과 수자원에 관련된 규제비율이 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.318-318
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• 2011

자연수를 가압(4~5기압)하면서 물과 공기의 비를 4:1~3:1로 혼합하면 수체 내 초미세기포(Diameter $3{\sim}10{\mu}m$)가 발생하는데 이를 산소용해수라 하며 수질정화시설 또는 양식장 등에 널리 사용되고 있다. 산소용해수의 특징은 기포의 비표면적이 넓고 10시간 이상 포화 농도를 유지하여 수체에 잔류하는 시간이 길기 때문에, 일반 산기석을 활용한 포기나 순산소 용해 등의 타 방법과 구별된다. 산소용해수의 산소전달효율은 기존 방법과 큰 차이를 보이기 때문에 실제 적용시에는 대상수를 이용하여 산소전달계수($K_{L}a$)를 사전에 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 한국건설기술 연구원의 안동 수자원 환경실험센터 내 실외형 콘크리트 사각반응수조에 산소용해장치 및 확산장치를 결합한 일체형 시스템을 적용시켜 2010년 9월~2011년 1월의 5개월간 결과를 분석, 본 장치의 $K_{L}a$를 산정 후 수질정화의 활용 면에서 검토하였다. $K_{L}a$의 산정에는 다양한 방법이 이용되나 용존 산소 농도의 제어에 한계가 있는 실외 대형실험장에 적합한 Lewis and Whitman의 Two-film 이론에 근거한 정상포기법을 적용하였다. 체적 $80m^3$의 수조 내에서 현장 유지용수를 대상으로 실험한 결과 산소전달계수는 $0.324\pm0.050$/min, 포화농도는 8.64 mg $O_2$/L, 도달시간은 11 /min이 산정되었으며, 이는 기존 산기석 포기의 산소전달계수 범위인 $0.105\pm0.019$ /min보다 약 3.1배 높은 결과를 보였다. 또한, 확산장치의 수류 순환 방향 및 정도를 검토하기 위하여 실험수조에서 1m단위로 격자를 구성한 후 초음파 유속계로 실측한 결과 0.0~2.5 m/s 의 평면적 유속범위를 도출하였다. 그리고 전체 순환을 고려했을 때 용존산소는 약 8시간 후 8.64 mg $O_2$/L 값에 도달하여 안정화 되었으며, 강한 수류순환과 산소용해수에 의해 하상에 존재하는 퇴적물들의 이송 및 산화촉진을 유도하였다. 이를 근거로 실험수조의 체적과 기준 가동시간인 8시간을 적용시켰을 때, 실험구 수질은 대조구와 비교하여 COD, T-N, T-P가 모두 25~35% 개선되었다. 이 결과는 여과공정 없이 단순 순환만을 고려한 물리적 수질정화 방법의 단독 활용 가능성을 나타내며, 기존 연구에서 나타난 SOD (Sediment oxygen demand) 저감 능력을 감안할 때 향후 폐쇄성 수역의 수질관리에도 효율적으로 활용할 수 있음을 시사한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.377-377
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• 2017

다목적댐은 비어있는 저수지 용량을 활용, 상류에서 유입되는 홍수를 저류하여 하류의 피해를 경감시키고, 저류된 저수량을 활용하여 갈수시 생 공 유지용수 등을 목적에 맞게 하류로의 공급에 주요 목적이 있다. 이를 위해 댐 계획에는 상류에서 유입되는 목표 빈도 계획홍수량을 산정하고, 이에 따른 여수로의 계획방류량 등이 포함된 홍수 조절 방안이 수립된다. 다목적댐은 그 중요도 때문에 많은 사회적 재화(財貨)가 투입되어 하천에서 가장 높은 빈도인 200년 빈도 홍수량에 대비하도록 설계되어 있다. 그러나 대부분의 댐 하류 하천에서는 긴 연장에 따른 투자비용 등의 한계로 상류 댐에 미치지 못하는 100년 빈도 이하로 설정되어있다. 이런 상 하류의 홍수계획간 괴리로 댐의 계획 방류량 수준의 홍수 조절시에는 하류 하천에 재난상황으로 발생할 우려가 있다. 기상예보의 고도화로 단기 예보의 정밀도가 높아져 단기간 댐 운영에는 효과적으로 활용되고 있다. 하지만 5일 이후를 예보하는 중 장기예보는 아직까지도 불확실성이 높은 실정이다. 여기에 기후변화 등 기상의 불확실성을 고려하여 홍수기 초 장마와 태풍 등의 영향에 대비하기 위해 무작정 댐을 저(低)수위로 운영하면 이후 여름 가뭄에 취약해 지고, 반대로 저수량 확보의 고(高)수위 운영을 할 경우 연이은 태풍 등 홍수상황에 취약해 지게 된다. 최근 '14~'15년도 낙동강 수계에 여름가뭄으로 안동 임하댐이 가뭄단계에 돌입하는 등 홍수기초 적정 저수량의 확보는 안정적 수자원시설 운영에 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 이러한 불확실한 기상상황에 대비하고 댐의 이치수 목적 달성을 위해, 홍수기초 가능한 저수량을 확보하되 계획홍수량이 들어와도 하류피해는 경감시킬 수 있는 저수지 수위를 찾고자하였다. 이를 위해 낙동강 수계 9개 다목적댐(안동, 임하, 성덕, 보현산, 군위, 김천부항, 합천, 남강, 밀양댐)을 대상으로 댐 설계 및 직하류 하천 상황을 고려한 "홍수기초 댐 저수량 확보 수위 검토"를 실시하였다. 댐 직하류 하천의 홍수대비 상황 및 홍수조절시 제약사항 등을 조사해 주요지점(Critical Point)을 선정하고 그 지점의 홍수량을 파악한다. 이어서 저류함수 모형을 활용하여 댐별 저수지 모의 운영을 실시하였다. 대상 댐 저수지에 계획홍수량을 유입시키고 수위를 점차 조정하면서 하류 지점의 홍수량 내의 규모로 방류를 하는 저수지 모의 운영을 실시하였다. 이때 저수지의 계획홍수위를 초과하지 않는 등 안정적 홍수조절이 가능한 특정 수위를 찾아 하류 하천 환경을 고려한 댐 운영 수위로 선정하였다. 최근 홍수기총에는 강수량이 계속 줄어들고 홍수기 이후 더 많은 강수가 내리는 등 기후변화로 댐 운영은 날로 어려워지고 있다. 본 연구의 분석 결과는 홍수기초 가뭄 및 장마 또는 태풍 등에 대비하여 댐 운영의 이 치수 두 가지 목적을 달성하는데 참고가 될 수 있을 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.131-140
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• 2022

기후변화의 영향으로 최근 하천에서 극한 홍수 발생 크기와 빈도가 증가하고 있으며, 따라서 기존의 관측 기록에 의존한 홍수관리 및 하천설계 방식의 한계를 개선하기 위해 자연성 기반의 기술을 접목한 다목적 홍수 관리 기법이 도입되는 추세이다. 이러한 극한 홍수에 대비하기 위한 자연성 기반 해법 중에는 제방을 후퇴하여 홍수터를 확장하고 극한 홍수 발생시에 홍수피해를 저감 시키는 방법이 있다. 이러한 기술을 적용하기 위해서는 홍수피해 저감 효과, 지속가능한 생태환경, 하천 연결성 및 하도의 물리적 구조 개선 등의 다양한 평가항목에 기초한 적합한 입지 선정 방법을 채택하는 것이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 대청댐 상류부터 용담댐 하류 지역내 하천 수변구역을 대상으로 객관성이 확보된 입지 선정 방법을 적용하여 다기능 홍수터 조성 사업을 위한 후보지의 적정성을 판단하였다. 최종 입지 판정 결과, 홍수피해 저감과 수환경 개선을 모두 고려한 최적의 입지 우선순위에 동대제 구간과 저곡제 구간이 포함되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.139-150
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• 2023

지상 LiDAR 측량은 구조물이나 지형의 시간별 변형을 쉽게 파악할 수 있어 토목시설물의 유지관리에 활용성이 높다. 그러나 제방과 같은 하천시설물은 식생의 영향으로 식생 하부의 지형이나 구조물의 변형을 파악하기 어렵다. 식생 제거 필터는 색상필터와 형태필터로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 식생필터의 정확도 향상을 위해 색상과 지형을 결합한 복합필터를 개발하였다. 8개의 색상필터, 6개의 지형필터, 4개의 복합필터를 제방 비탈면의 식생제거에 적용하여 정확도와 계산시간을 비교하였다. 색상필터는 계산시간은 짧으나 식생 영역에서 정확도가 낮게 나타났다. 형태필터는 식생 영역에서는 정확도가 높으나 거석 등 국부적 지형 변화가 심한 곳에는 정확도 낮게 나타났다. 복합필터도 대체로 지형필터와 유사한 경향을 나타내나 ExGGM의 경우 식생 영역과 거석 영역 모두에서 정확도가 우수하였다. 정확도와 계산시간을 고려하며 일반적인 경우에는 복합필터인 ExGGM이 적합하며, 국부적인 지형 변화가 심하지 않은 경우에는 형태필터인 GrMIn 또는 복합필터인 ExGISL이 적합한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.377-384
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• 2017

본 연구는 환경부 시범사업으로 진행된 수원시 물 재이용(중수도)시설물 설치사업으로 설치된 물재이용시설을 통하여 건축물 단위의 물재이용을 통한 물 부족 문제 해결 가능성을 살펴보았다. 개별 건축물 단위의 물재이용이 이루어지며 도시의 물 수요를 최대 25%까지 줄일 수 있다. 이는 우리나라의 수자원 부족 문제를 해결할 수 있는 수준이다. 하지만 개별 건축물 단위의 물 재이용 시설을 활성화하려면 사용자의 중수도 거부감 해소와 경제성 문제를 해결하여야 한다. 중수도 거부감 해소는 MBR 공정과 AOP 공정을 연계 하였을 경우 해결 가능하다. MBR 공정과 AOP 공정을 연계하여 운영할 시 사용자들은 상수도와 중수도의 수질 차이를 느끼지 못하는 것으로 나타났다. 경제성 문제는 건설비와 운영비를 고려할 경우 시설용량 100톤/일 이상, 운영비만 고려할 경우 15톤/일 이상일 경우 상 하수도요금 수준에서 해결이 가능하다. 더 나아가 사회적 편익비용까지 고려할 시 150톤/일 이상부터는 수익이 창출되는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.293-304
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• 2013

국내 현행 지하수법에서는 오염방지 시설에 관한 개략적인 설치규정만이 설정되어 있어서 대수층의 특성을 고려하지 않은 일률적인 오염방지 시설 기준이므로 지질에 따라 다양하게 발달하는 우리나라의 지하수자원을 효과적으로 보호해 주지 못한다. 최근에는 지하수오염방지에 중요한 기술과 장치로서 패커개발이 점차 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 경북 안동시 서후면, 충남 연기군의 오염된 지하수공에 대하여 하부지하수오염방지시설로서 팩커의 적합성을 검토한 결과, 그 효과는 우수한 것으로 나타났다. 연구대상지인 경북 안동시 서후면 창풍리의 경우 팩커를 시공한 결과 탁도는 94%, 연기군 남면 눌왕리의 경우 질산성 질소는 60% 감소효과를 나타내었으며, 이로 인해 모든 수질검사항목에서 적합수질을 보였다. 지하수오염방지를 위해서는 정확한 관정카메라 촬영과 오염원 모니터링 분석을 실시하고, 이에 근거하여 지질특성, 풍화대심도, 파쇄대 발달, 대수층의 수리경사, 오염물의 이동경로를 파악한 후, 통합적으로 지하수오염 가능성을 평가하고, 이를 통하여 적절한 그라우팅과 케이싱 작업이 이루어져야 한다. 유용한 대수층 구간을 확보하여 오염물을 차단하는 그라우팅, 팩커장치, 케이싱은 지하수의 활용과 오염방지에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.61-68
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• 2019

산업화, 도시화로 인해 수자원의 오염이 악화 되면서 기존에 염소를 이용한 정수처리 방법으로는 깨끗한 물을 공급하는데 어려운 실정이다. 이에 오존을 이용한 고도정수 처리 시설의 도입이 증가하고 있다. 그러나 기존의 방수 방식 공법으로 사용되는 에폭시계 방수 방식제 및 스테인리스는 오존의 강력한 산화력으로 인해 열화되어 박리 등 문제 발생하였으며, 콘크리트까지 영향을 미쳐 내구성 저하의 원인이 된다. 이에 따라 본 연구에서는 내오존성 및 내화학성이 뛰어난 금속 패널을 기존의 시공법 보다 손쉬운 방법으로 시공하기 위한 방법으로 금속 용사 공법을 이용하여 수처리 시설 콘크리트 구조물의 열화를 원천적으로 방지하기 위한 마감공법 개발 연구의 일원으로 용사금속 종류 에 따른 내오존성 평가를 실시하였으며, 실제 하수처리장 환경에서의 전기화학적 안정성능 평가를 실시하였다. 실험결과 용사금속 Ti이 용사 후에도 내오존성이 뛰어난 것으로 나타났으며, 하수처리장 환경에서의 전기화학적 안정성능 평가 결과 용사금속 Ti가 $403.83k{\cdot}{\Omega}{\cdot}cm^2$의 가장 높은 분극저항을 나타남으로써 높은 수준의 내구성을 확보하는 것을 확인할 수 있었다.