• 수도
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• 제25권1호통권88호
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• pp.55-59
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• 1998

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.614-623
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• 2014

지방상수도에서 이물질에 의한 수질민원은 수돗물에 대한 불신을 초래하고 음용률을 저해하는 가장 큰 요인이라 할 수 있다. 본 연구에서는 수질민원 대상지역의 이물질 수집 및 시료의 정성 및 정량분석을 실시하여 이물질에 함유되어 있는 화합물과 원소성분을 검출함으로서 이물질 발생의 원인을 밝히고 해결방안을 모색하고자 하였다. 또한 상수관로 내부의 이물질로 인해 지속적으로 발생하는 수질민원을 해소하고 수돗물에 대한 신뢰성 향상 및 양질의 수돗물 공급을 위한 방안을 마련하고자 하였다. 민원지역에서 포집된 이물질은 관로의 내부부식 및 노후화로 인한 부식생성물의 무기화합물뿐만 아니라 탄소(C) 및 산소(O)성분을 다량 함유한 유기화합물도 포함하고 있었다. 이물질에 대한 정확한 판단과 저감을 위해 객관적인 대상지역의 관상태평가가 필요한 것으로 조사되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1197-1210
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• 2022

최근 국내에서는 관로 노후화 및 다양한 수질사고 발생으로 인해 상수도 분야에 대한 관심이 급증함에 따라, 상수도 서비스에 대한 이용자들의 수질민원 또한 증가하고 있다. 수질민원의 경우 실제 수질오염뿐만 아니라 소독을 위한 잔류염소농도에 대한 불편을 포함하고 있으며, 따라서 사용자에게 공급되는 잔류염소농도를 균등하게 유지하기 위해 재염소 처리와 같은 다양한 노력이 시도되고 있다. 본 연구에서는 상수관망 내 잔류염소농도 모의를 위해 적용 대상지역의 수질반응계수를 추정하였으며, 수질기준을 만족시키는 동시에 잔류염소농도 균등화를 고려하기 위한 염소 투입 및 재투입 최적화 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 국내 대규모 지방상수도를 대상으로 적용하였으며, 격자탐색법을 통해 다양한 염소 투입/재투입 계획을 비교 분석하고, 공급 잔류염소농도의 적합성 및 균등성을 중심으로 최적화한 결과를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.130-130
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• 2018

진해 용원 인근 해역은 부산신항 개발사업으로 추진된 북컨테이너부두 조성사업 및 항만 배후 단지 조성사업으로 전면 해역이 매립되어 원활한 해수흐름이 차단되었고, 인공적인 해양구조물 및 시설물로 인해 해안선 지형 및 단면 변화가 발생하고 이로 인해 수역의 해수순환이 점진적으로 변화하는 지역이다. 인근 어판장으로의 선박의 출입이 차단되면서 발생된 민원으로 인해 송정천 하구 지점의 북쪽 통로를 이용한 선박이동만이 가능한 좁고 긴 수로형태를 가진 폐쇄성 수역으로 변형되었다. 한국에서는 찾아볼 수 없는 이례적인 형태의 용원수로는 폐쇄성 수역이 형성되면서 수로 내로 유입되는 오염물질은 수로 내에 체류되어 수질을 악화시킬 수 있다. 이러한 폐쇄성 수역이 형성되면서 발생하는 다양한 수질영향을 장기간 평가하는 것은 매우 중요하다고 볼 수 있다. 이에 본 연구에서는 용원수로의 시 공간적인 수질변동 양상을 분석하기 위해 2003년부터 2017년까지 선정된 수질측정 지점에서의 주요수질항목에 대한 수질분석을 실시하였으며, 용원수로로 유입되는 토구를 전수조사하고, 비강우시 및 강우시 토구 모니터링을 통해 육상에서 기인하는 오염원을 분석하였다. 또한, 용원수로 내에 유입된 오염물질 거동 분석을 위해 추적자 실험을 통해 용원수로로 유입된 오염원 거동을 예측하여 용원수로의 수질변화 분석에 대한 연구를 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1023-1026
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• 2004

우리나라는 토지이용이 고도화 되어 있고 상수원에 각종 오염시설이 이미 입지해 있으며 개발압력이 가중되고 있는 현실을 고려해 볼 때 환경기초시설 확충 및 배출기준 강화 등 사후적 관리방법으로는 상수원의 수질개선에 한계가 있다. 그리고 상수원수질보전을 위한 기존의 토지이용 규제정책도 일정 규모 이하는 규제 대상에서 제외되어 소규모 시설에 대한 효율적 규제가 안 되고 있을 뿐만 아니라, 토지이용 규제에 의한 주민의 재산권 제한으로 민원도 계속되고 있다. 따라서 오염원의 총량적인 증가에 효율적으로 대처하고 주민이 스스로 오염원 총량발생을 억제함과 동시에 환경친화적으로 지역을 개발할 수 있는 새로운 수질관리 기법이 도입될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 섬진강을 대상하천으로 각 배수구역별 유황분석을 실시하고, 오염원조사, 부하량 산정, 수질모델링의 불확실성등 안전율을 고려하여, 오염원 총량관리 기본방침을 기준으로 오염총량관리대상 오염물질의 종류인 생물학적 산소요구량(BOD)에 대하여 2006년과 2011년의 장래수질예측을 실시하였고 그 결과 목표수질을 달성할 수 있는 배수구역별 부하량을 할당하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.643-647
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• 2007

일반적으로 양수발전댐 설계시 하부댐 인근 하류하천의 유지용수 공급 및 하류지역 농업용수 공급을 위한 용수공급시설을 계획한다. 한편, 2006년 11월 준공 운영되고 있는 양양 양수발전소의 경우 댐하류 지역의 농업용수 및 하천 유지용수를 공급하기 위해 제체내 영구방류설비를 설치하여 비상시에는 하부지 저수량을 일정기간내 비울 수 있도록 계획 설치되어 있다. 평상시에는 하류지역 용수 공급으로 방류되는 방류량을 이용하여 소수력 발전을 계획하여 하부댐 우안측 여수로에 소수력 발전소를 건설 수자원의 효율성을 높이고자 하였으나 최근 집중호우와 양수발전소 준공후 발전기 시험가동을 한 결과 호우로 인한 상류로 부터의 탁수유입과 발전으로 인한 하부지내 담수지의 교란으로 인해 탁수가 발생하여 댐 하류지역 주민들의 민원이 제기되어 이에 대한 대책을 수립하고자 한다. 양수발전소 운영과정에서 상 하류 저수지 발전수량의 순환으로 생기는 탁수발생은 피할 수 없는 현상으로 판단되나 이에 대한 근본적인 해결방법을 모색하기 위해 5개안을 선정하여 검토한 결과, 상류계곡의 청정수를 이용 하부지 상류에 취수구를 설치 기존 취수구 전면에 연결하는 방안을 선정 댐 하류하천 수질개선 및 민원발생을 해소하는 방안을 수립하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.492-492
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• 2022

최근 농업용 담수호 내에서 발생하는 녹조 및 수질오염으로 인한 민원이 증가하고 있다. 농업용수로 이용하고 있는 농업용 담수호의 수질관리는 상류유역에서 유입되는 오염원관리가 중요하나 장기적인 유역계획이 수립되어야하므로 즉각적인 수질개선효과를 기대하기 어렵다. 또한 호 내 수질관리는 광범위한 수면적으로 인해 인력 운영 및 시간적 소모가 크며, 일시적인 수질관리만 기대할 수 있다. 장치형 시설을 설치할 경우 막대한 시설비가 소요되며, 지속적으로 체계적인 유지관리가 필요하다. 따라서 담수호 내 수환경 특성을 고려하여 자율감시 및 수처리 장치를 이용한 지속가능한 수질관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 담수호의 자율적인 수질관리를 위해 무인항법장비와 자동 수처리 장치를 융합한 제품을 제작하여 현장적용을 통해 수질개선 효과를 분석하였다. 무인 자율 이동장치에 설치된 자동 수처리 장치는 녹조발생에 대응하기 위해 환경부에서 고시한 수처리체(황산알루미늄, Alum)를 이용한 약품 살포 장치를 제작하였다. 자율항법장치의 운행 구역을 지정하고, 총 5회 지정된 구역내에서 약품을 살포하고, 미살포 구역을 대조군으로 하여 살포 구역과 수질개선효과를 비교하였다. 비교 결과 수질 항목별 자동 수처리 장치에 의한 수질 저감효율은 ○ COD 13.8%, TOC 18.6%, SS 23.3%, T-N 8.4%, T-P 58.9%, Chl-a 74.4%로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.981-986
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• 2007

현재 인천연안에는 홍수방지와 원활한 하천수 방류를 목적으로 많은 유수지가 설치되어 있다. 그러나 이들 유수지는 유역으로부터 유입된 오염물질의 축척으로 수질이 심각한 상태에 있으며 대부분의 유수지 수질이 5등급을 초과하는 등 악취에 의한 민원도 증가하고 있는 실정이다. 특히 이러한 유수지를 통해 저류되었던 유량이 해안으로 방류되면서 인천연안의 해양수질에 악영향을 미치게 되어 해양수질 개선에 큰 장애물이 되고 있는 것이 사실이다. 이러한 상황에서 최근 인천의 승기천, 장수천, 굴포천을 포함한 5대 하천복원사업이 활발히 진행되고 있는데, 특히 승기천의 경우 승기천 본류에 대한 하천복원사업이 성공적으로 마무리되기 위해서는 승기천 최하류에 위치하고 있는 남동유수지와 연계된 하천복원이 이루어져야 할 것이다. 그러나 현재 진행되고 있는 승기천 복원사업은 남동유수지와는 별도로 진행되고 있어 승기천의 성공적인 복원을 위해서는 남동유수지가 당면하고 있는 수질개선 문제, 퇴적된 저니의 준설 문제, 향후 남동유수지의 운영 개선방안 등에 대한 구체적인 해결방안이 필수적으로 마련되어야 한다. 과거 남동유수지의 수질을 개선하기 위하여 1996년과 1997년에 열대성 식물인 부레옥잠을 유수지에 식재하여 남동유수지의 자연정화를 유도하려는 시도가 있었으나, 예산의 과다소요와 동절기 정화능력 상실 및 부레옥잠 사멸시 2차 오염 초래의 문제 등으로 인하여 사업을 중단하였고 같은 해 유수지 퇴적물의 준설을 통한 수질개선도 시도하였으나, 퇴적물 성분 중에 함유된 중금속으로 인해 준설토의 처리문제가 해결되지 못해 사업이 유보되어 남동유수지는 현재까지 특별한 환경개선 방안이나 운영방안 없이 유지되고 있는 실정으로 남동유수지가 현재와 같은 상황으로 유지된다면 승기천 복원사업 종료 이후에도 남동유수지는 생활환경을 저해하는 지배적인 요인으로 남게 될 것이다. 본 연구에서는 현재 진행중인 승기천 오염하천 정화사업이 종료되는 시점을 기준으로 남동유수지에 대해 승기천과 연계한 유수지의 환경개선 방법을 제안하였다. 준설을 통해 유수지의 근본적인 오염원을 제거하고 남동유수지 유입부에 인공습지와 수처리설비를 설치하여 유수지의 수질을 개선하고 개선된 수질이 3급수로 유지하도록 하였으며, 설치된 인공습지에는 철새도래지를 조성하여 유수지 유입수인 철새가 날아드는 하천인 승기천의 테마와 연계하도록 하였다. 인공습지 주변으로 식생호안을 설치하고 유수지 주변에는 산책로를 설치하여 지역주민들의 친환경 수변공간으로 활용하도록 하였다. 1유수지와 연결된 2유수지는 BTL사업을 통해 주변공단으로부터의 오폐수를 원천적으로 차단하도록 하였으며 2유수지를 매립하여 지하는 강우시 유출수 저류가 가능한 화물차주차장으로 활용하고 지상은 녹지공간으로 조성하여 공단근로자 및 지역주민을 위한 휴식공간으로 활용될 수 있도록 제안하였다. 본 연구는 남동유수지 환경 개선 사업 실행을 위한 정책 연구로 연구결과를 인천시가 적극 수용하기로 결정함에 따라 인천시의 환경 현안 문제인 남동유수지의 수질개선을 통해 시민의 휴식 및 여가선용 공간으로 활용하기 위한 사업의 기초자료로 활용되며 이미 설계검토가 시작되었다. 본 연구결과는 유수지 및 저수지의 환경개선 사업의 선두적인 성공사례로 국내 타 지역의 유사한 사업에 있어 벤치마킹을 할 수 있는 훌륭한 사례가 될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.705-720
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• 2023

국내에서는 지속적인 상수도 수질사고 발생으로 인해 수돗물 수질에 대한 이용자 불신이 확산되고 있다. 특히, 수질사고 외에도 수돗물에 포함된 염소 성분 등으로 인해 맛, 냄새 등에 대한 이용자들의 수질민원 또한 지속적으로 발생하고 있다. 따라서 상수도 사업자들은 이용자에게 공급되는 잔류염소농도가 충분히 잔류하면서도 과도하게 유지되지 않도록, 시간적(Scheduling) 및 공간적(Rechlorination) 관점에서 상수관망 내 잔류염소농도가 균등하게 분포하도록 다양한 방법을 검토 및 적용하고 있다. 본 연구에서는 상수관망 해석을 통한 월별 잔류염소농도 최적 관리 방법의 일환으로, 대규모 상수관망시스템을 대상으로 Lab-scale 실험을 통한 수체반응계수, EPANET 수질해석을 통한 관체반응계수 등 관망 수질반응계 수를 온도별로 추정하고, 온도별 수질반응계수를 바탕으로 염소투입농도 조건에 따른 월별 잔류염소농도 분포 현황을 분석하였다. 분석 결과, 온도 조건이 달라짐에 따라 잔류염소농도 하한 및 상한기준을 만족시킬 수 있는 효율적인 염소투입농도 조건 또한 달라지므로, 월별 잔류염소농도의 공간적 분포를 고려하여 구체적이고 정량적인 염소투입 계획 수립이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2023

최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.