• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.480-484
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• 2008

셀렝게(Selenga)강은 몽골에서 발원하여 세계최대의 담수호로 알려진 러시아 바이칼호로 유입되는 국제하천으로서 소비에트 연방해체 이후 계획경제가 무너지면서 다양한 물환경문제에 노출되어 있다. 몽골의 경우 도시개발이 급격히 진행되고 있으나 처리시설의 미비로 인한 오폐수 배출 및 무분별한 광산개발에 따른 수질오염문제가 현안이 되고 있으며, 러시아(브리아트공화국)는 계획경제의 붕괴에 따른 산업구조의 변화, 처리시설의 부족 및 운영의 비효율성, 산림자원의 개발에 따른 비점오염부하의 증가 등의 수질문제 해결이 요구된다. 몽골은 자연적인 특성상 광물질을 많이 포함하는 지표수 성상 및 매우 적은 강우량으로 인한 수자원의 부족, 지역별로 극심한 물공급량의 불균형, 산업개발에 따른 지하수 오염 등의 문제를 포함한 수자원 부족이 해결해야할 현안과제이고, 러시아는 수자원은 매우 풍부하나 공급시설의 낙후 및 비효율적인 운영으로 인한 물 공급 시스템의 개선이 절실히 요구되는 상황이다. 물 환경관리 체계를 보면 양국 공히 대내적으로는 이용 및 공급 주체별로 분화된 물 관리체제로 인해 부문간 통합성이 결여되어 있으며, 대외적으로는 셀렝게강 상 하류 물이용 개발, 수질보전 및 수생태계보호와 연관된 문제해결을 위한 몽골과 러시아간의 국제적인 협력시스템이 없는 실정이다. 경제개발에 따라 최근 수질오염 및 물이용 개발과 관련된 이해당사자 간의 갈등이 심화되고 있어 이를 지역, 국가, 국제적인 차원에서 조정할 수 있는 통합관리시스템의 구축과 이해당사자의 인식제고 및 자체적인 관리능력 배양을 위한 역량강화프로그램의 개발 운영이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 동지역에서 기초현황조사, 물 환경현안 파악, 물 관리정책 및 체계와 문제점을 파악하고 향후 DPISR(Drivers-Pressures-Impact-State- Response) 분석이 가능하도록 물환경관리와 연관된 물환경상태, 현안, 원인, 영향 및 대책을 종합적인 관점에서 분석하며, 해외의 주요 국제하천의 물 환경관리모델에 대한 사례분석 및 비교연구를 통해 물이용 및 개발과 관련된 이해상충 조정체계를 개발하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2011

수자원 확보를 위해 건설된 저수지는 내외부위의 여러 가지 환경영향으로 인해 수질문제가 종종 발생한다. 이런 수질문제에 대처하기 위해 다양한 형태의 수질개선 장치가 고안되어 적용되고 있으며, 물순환장치도 그 중에 하나이다. 물순환장치는 수층에 산소를 공급하고 표층의 조류제어, 이취미 제거 등 다양한 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 저수지에 설치된 대류식 물순환장치의 수질개선 효과를 평가해 보았다. 수체가 큰 저수지에서의 조사는 매우 어려운 점이 있으나, 조사방법은 물순환장치로 부터 일정거리에서 수심별 수질조사를 실시하였으며, 물순환장치가 가동되는 지역과 장치가 없는 지역에 대한 조사를 실시하여 그 차이 만큼을 수질개선 효과로 평가하였다. 현장조사는 물순환장치로부터 1m, 3m, 5m, 7m, 10m, 13m, 15m 떨어진 지점에서 유속과 수질조사를 실시하였으며, 유속은 표면유속만 측정하였고 수질은 수표면에서부터 저수지 바닥까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 수체의 물리적 조건은 계절에 따라 다양한 변화를 보였으나, 양수된 저층수의 흐름은 수평방향으로 흘러들어가면서 온도변화에 따라 혼합되거나 하강하는 것으로 나타났다. 심층 혐기성층이 발달된 상황에서 물순환장치의 가동은 물순환장치 흡입구 근처의 혐기성층을 흡입하여 표층으로 확산시켰고 이로인해 주변의 수체가 물순환장치 흡입구로 밀려오면서 심층의 혐기성층이 약화되는 현상을 나타냈다. 조류가 발생한 기간중에 물순환장치에 의한 조류제어 효과는 심층수가 상승하여 확산되는 수평방향으로 반경 약 10m 지점까지 조류농도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며 조류농도가 낮아지는 기간에는 그 영향범위가 조금 적어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼때 저수지에 설치되어 운영되는 대류식 물순환장치는 심층의 혐기화 개선과 표층의 조류제어에 효과가 있는 것으로 판단할수 있으나, 조류제어에 대해서는 좀 더 심도있는 조사가 필요할 것으로 판단되었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2023

오늘날, 세계 인구성장률의 증가로 국제사회는 심각하게 식량문제 해결을 논의하고 있다. 식량문제 해결을 위한 대안으로는 양식산업이 대두되고 있다. 최근 양식산업의 혁신성장을 위해 4차 산업기술을 융합한 스마트 양식장이 보급되고 있으며, 전주기적 디지털화가 추진되고 있다. 양식산업에서 중요한 수질센서는 전기화학방식의 휴대용 센서를 사용하고 있으며, 이를 이용하여 개별적, 간헐적으로 수질을 체크하고 있어서 양식장 수질을 실시간 분석하고 관리하기가 불가능하다. 최근 광학 기반의 모니터링이 가능한 수질센서들이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 그러나 수질센서의 상태정보를 알 수 없기 때문에 모니터링 데이터의 신뢰성을 보장할 수 없는 상황이다. 따라서, 본 논문에서는 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있도록, 수질센서가 수집하는 모니터링 데이터를 기반으로 고장, 기준일탈, 유지보수, 점검 등의 수질센서 자가진단 상태를 파악할 수 있는 알고리즘을 제안한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.111-111
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• 2020

하천환경과 기후의 변화로 인해 수질오염 과정의 메커니즘이 더욱 복잡해짐에 따라 다양한 요인을 고려한 불확실성 평가 연구가 요구되고 있다. 하천 수질 중에서도 부영양화 문제는 특히 개발로 인한 하천환경 변화 이후 사회 정치적 논점이 되어왔다. 본 연구에서는 지난 7년 동안의 수질 변화의 전반적인 양상을 조사하였으며, 클로로필-a(Chl-a, chlorophyll-a) 농도의 시공간적 의존성의 효과적으로 고려하기 위해 기계학습 기반 분류(classification) 접근법인 다변량 은닉 마코프 모형(MHMM, multivariate hidden Markov model)을 사용하였다. 월 단위 수질 및 수문 자료를 사용하여 Chl-a의 변동성을 군집화하여 수질 상태의 익월 천이확률을 효과적으로 추정하였다. Chl-a와 수질 및 수문기상 조건의 관계를 평가하였으며, 결과적으로 수질 상태의 시공간적 전이가 정확하게 식별되었고 이의 잠재적 원인에 대하여 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.335-335
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• 2015

행주대교 하류 약 3km 지점에 위치한 신곡수중보는 한강종합개발 사업 중 하도정비로 인한 상시수위 저하로 인해 발생하는 문제를 해결하기 위해 설치되었으며, 취수장의 취수심 확보, 주운수심 확보, 염수 역류에 의한 생태계의 변화 방지, 하천 주면의 지하수위 저하 방지 목적으로 건설되었다. 본 연구에서는 신곡수중보의 존치, 이전 혹은 철거로 인한 수질변화를 모의를 실시하였다. 한강 본류와 임진강 합류를 고려하여 총 495개 수질모의 셀을 구성하였고, 수질모의를 위한 WQ Cell은 길이가 100 m~340 m로 임진강 47개, 한강 448개로 총 495개의 셀로 구성하였으며, 주요 지천이나 오염원으로 신곡보 하류에는 공릉천, 신곡보와 잠실보 사이에는 창릉천, 서남과 난지물 재생센터, 안양천, 홍제천, 중랑천, 탄천, 잠실보 상류에는 왕숙천, 월문천, 덕풍천 등 9개 지천과 2개 물 재생센터를 포함하였으며 잠실보 상류에서의 생활용수 취수를 고려하였다. 수온, BOD, 조류의 경계조건은 환경부에서 제공한 2011년 3월과 4월의 측정자료를 사용하였다. 그 결과, 신곡보 철거시 수온의 변화는 서해로부터의 차가운 해수의 역류 증가로 임진강, 파주, 전류, 장항습지까지 수온이 최대 $0.94^{\circ}C$ 크게 하강할 것으로 나타났으나 행주, 가양, 영등포는 오히려 수온이 $0.03{\sim}0.04^{\circ}C$ 미미하게 상승할 것으로 나타났으며 현재의 신곡보가 수온의 급격한 변화를 완층하는 역할을 담당하여 왔으나 보가 철거되면서 이러한 수온 완충역할이 사라지기 때문으로 분석되었다. 신곡보 철거시 BOD 농도의 변화는 잠실보 하류쪽으로는 BOD 농도가 최대 1.02 mg/l 감소하는 등 전반적으로 수질이 크게 개선될 것으로 나타나는 반면 잠실보 상류쪽으로는 BOD 농도가 최대 0.56 mg/l 증가하며 현재의 1급수 수질에서 2급수로 수질이 악화되어 상수원 수질 관리가 어려울 것으로 예상되었다. 신곡보 철거시 조류 농도의 변화는 잠실보 하류쪽으로 조류 농도가 최대 1.85 mg-A/l 감소하는 등 전반적으로 수질이 크게 개선될 것으로 나타나는 반면 잠실보 상류쪽으로는 조류 농도가 최대 0.40 mg-A/l 증가하며 고조위 기간에는 조류주의보 기준 1.5 mg-A/l를 초과하는 경우도 발생하여 상수원 취수에 문제가 발생할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.39-39
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• 2019

인구의 도시 집중화로 인하여 다량의 생활용수의 사용에 따라 하천의 자정능력을 초과하여 오염을 유발시키고 있다. 이에 도시하천들의 오염은 점점 심해져 경제적으로 많은 문제를 유발하고 있다. 이러한 하천오염 문제를 과학적으로 대응하기 위해서는 오염물질의 농도 측정 및 데이터 축척을 통한 오염예측이 필수적이라 할 수 있으며, 부산광역시 보건환경정보 공개시스템에서는 하천수질 자동측정망을 설치하여 시간 단위로 오염물질을 측정하고 있다. 그러나 온천천의 하천수질 데이터는 계속 쌓여가고 있는데 이 데이터를 활용해서 하천수질 인자 예측이 거의 이뤄지지 않고 있다. 본 연구에서는 순환신경망 알고리즘을 활용하여 일 단위의 하천수질 인자 예측을 시도하였다. 순환신경망은 인공신경망의 발전된 형태인 시계열 학습에 강한 RNN, LSTM 알고리즘을 활용한 일단위 하천수질 인자 예측을 하고자 하였다. 연구에 앞서 시간 단위로 쌓여있는 데이터를 평균 내어 일 단위로 변경하였고 이 데이터를 가지고 일 단위 하천수질 인자 예측을 진행하였다. 연구에는 Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 DO, 탁도 등 항목을 예측하였다. 하천오염의 학습과 예측을 위해 대상지로는 부산지역 온천천의 부곡교, 세병교, 이섭교 관측소를 선택하였다. 연구를 위해 DO, 탁도 등 자료 수집은 부산광역시 보건환경정보 공개시스템의 자료를 활용하였다. 모형의 학습을 위해 입력자료로는 하천수질 인자 자료를 이용하였고, 자료의 학습에는 2014년~2017년 4년간의 자료를 학습자료로 사용하였고, 2018년 1년간의 자료는 모형의 검증을 위해 사용하였다. RNN, LSTM 알고리즘을 활용하여 분석 시 은닉층의 개수, 반복시행횟수, sequence length 등의 값을 조절하여 하천수질 인자 예측을 하였다. 모형의 검증을 위해 $R^2$(r square)와 RMSE(root mean square error)을 이용하여 통계분석을 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.958-962
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• 2006

하수처리수를 농업용수로 관개함에 있어서, 관개 유입수 및 논 담수에서의 수질은 작물이나 인체에 미치는 영향이 크다. 따라서 하수재처리수를 농업용수로 사용함에 있어서 수질 기준이 필요하게 되었으며, 이에 환경부에서 $\ulcorner$하수처리 재이용 수질 권고기준$\lrcorner$을 마련하게 되었다. 본 연구에서는 환경부에서 제시한 하수처리 재이용 수질 권고기준에 제시된 수질기준과 본 시험에 사용된 하수처리장 방류수 및 하수재 처리수의 수질을 비교하여 하수처리수의 농업용수 재이용의 적합성을 판단하였으며, 수질 모니터링을 실시하여 논에서의 수질 정화효율을 알아보았다. 본 시험을 위하여 경기도 수원시 하수처리장 인근에 시험포장을 설치하였으며, 하수처리장 방류수와 하수재처리수(여과, 소독, 저류)를 이용하여 논벼 작물 생육시험을 실시하였다. 하수처리장 방류수 수질과 하수재처리수의 수질을 분석한 결과, 수질 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 4년간 실시된 논 유입수 및 담수의 수질 모니터링 결과 논에서의 수질 정화 효율은 TN의 경우 $40{\sim}65%$, TP의 경우 $15{\sim}60%$로 나타났다. 이는 배출수를 통한 하천이나 호소로의 유입에 있어서 환경개선효과를 기대할 수 있을 것이다. 농작업시 인체에 미치는 보건위생정도를 평가하기 위하여 지표미생물의 농도를 분석하였으며, 하수 재이용에 따른 농업용수 활용에 있어 인체에 크게 문제가 되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 1997년도 제20회 화학물질의 환경독성과 건강영향
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• pp.91-99
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• 1997

과거에는 환경오염에 의한 피해의 유무, 즉 인과관계를 규명하는 것이 일차적인 관심 대상이었다. 그러나 구체적이고 정량적인 정보를 요구하는 현대사회에서는 오염피해의 정도와 심각성을 평가하여 주민에게 알려 주어야 하며, 어느 정도의 오염수준을 우리사회에서 받아들일 수 있는가의 판단이 매우 중요한 문제로 떠오르게 되었다. 또한 복잡다기화 되어가고 있는 사회 현상속에서 이해관계와 불확실성으로 얽혀 있는 환경문제를 풀어나가기 위해서는 과학적이고 합리적인 방법론이 요구되고 있다. 이를 위해 제시될 수 있는 방법론이 위해성 평가(decision-making) 수단이나 연구의 한 분야로 지난 30여년 동안 비교적 빠르게 발전되어져 왔다. 우리나라의 경우도 이미 위해성 평가에 대한 연구가 계속 발전중에 있으며, 특히 수계에서 검출 가능하고 잠재적인 위해성을 지니는 수질오염물질에 대한 전반적인 위해성을 평가하여 우리나라 수질관리정책에 유용한 기초자료들을 지시한 바 있다. 본문에서는 수질중 chloroform을 대상으로 확률분포를 이용한 위해성 평가 방법론과 대기중 benzene을 대상으로 노출 허용량(margine of exposure) 접근법을 소개하고자 한다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.115-122
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• 2001

본 개발대상 장치인 풍력을 통한 하강류 형성장치는 심층에 산소를 공급하여 패류가 증식하게 하므로 정화를 할 수 있도록 하는 장치이다. 본 연구의 결과, 풍력 저수지 수질개선장치를 통해 모든 호소의 수질등급을 상향시킬 수 있을 것이다. 특히, 새만금, 시화호 등 문제 있는 호소까지 인간에 유익한 수질로 개선 함으로써 국가적인 이익은 물론 전세계의 수원을 정화하여 인류의 수자원 문제를 해결할 수가 있을 것이다. 동력에 의한 방법은 언제든지 적용할 수 있지만, 풍력에 의한 장치로 에너지 비용과 설치비용을 절감하는 것이 본 개발대상 장치를 통해 얻을 수 있는 효과이다. 현재 국내의 저수지는 약 12,000개소에 달한다 이 저수지들에 오염도에 따라 5대～200대 정도를 설치할 경우(소양이나 새만금 등), 장치의 대당 가격이 1,000 만원～1,500 만원이므로 국내 수요로 약 2조 4천억원의 내수시장이 형성될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.532-536
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• 2004

최근 수자원개발의 한계와 수질의 오염으로 인하여 제한된 수자원의 적절한 배분과 지속 가능한 수자원의 이용이라는 문제가 크게 대두되고 있어 개발의 한계 속에서 수질을 보존하기 위한 노력이 필요한 시점이다. 그러나, 수량과 수질을 동시에 고려할 수 있는 수자원계획 도구는 흔치 않다. 이러한 종합적인 수자원계획 수립 및 분석을 위할 도구를 개발하기 위하여 한국건설기술연구원에서는 SEI-B(Stockholm Environment Institute - Boston Center)와 공동으로 기존에 SEI-B에서 개발된 WEAP(Water Evaluation And Planning System)을 국내 실정에 맞도록 수정보완 한 K-WEAP을 개발하였었다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 K-WEAP에 수질 모의 기능을 추가하여 개발함으로써 수량-수질을 연계하여 수자원계획수립이 가능하도록 하였다. 개발된 K-WEAP은 원단위 개념을 이용한 발생량의 산정과 보존성 물질의 수질 모의와 일반적인 지수감소형 물질 및 BOD, DO 등과 같은 1차 분해성 물질의 모의가 가능하다. 이러한 기능을 이용하여 수자원 계획 시 수질등급을 만족시키기 위한 하수처리장의 설치 계획과 유역관리를 위한 여러 가지 대안의 수립이 가능하며, 여러 가지 대안에 대하여 장래 수질의 변화 경향을 비교 분석할 수 있는 기초 자료를 제공한다. 본 연구에서는 K-WEAP에 탑재된 수질 모형의 내용을 분석하고 수량과 수질의 통합과정을 알아본 후, 가상의 시험유역에 적용한 길과를 바탕으로 수량-수질 통합수자원계획의 적용성을 살펴보았다,