• Title/Summary/Keyword: 수질 개선

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Assessing greenhouse gas footprint and emission pathways in Daecheong Reservoir (대청댐 저수지의 온실가스 발자국 및 배출 경로 평가)

  • Min, Kyeong Seo;Chung, Se Woong;Kim, Sung Jin;Kim, Dong Kyun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.55 no.10
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    • pp.785-799
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    • 2022
  • The aim of this study was to characterize the emission pathways and the footprint of greenhouse gases (GHG) in Daecheong Reservoir using the G-res Tool, and to evaluate the GHG emission intensity (EI) compared to other energy sources. In addition, the change in GHG emissions was assessed in response to the total phosphorus (TP) concentration. The GHG flux in post-impoundment was found to be 262 gCO2eq/m2/yr, of which CO2 and CH4 were 45.7% and 54.2%, respectively. Diffusion of CO2 contributed the most, followed by diffusion, degassing, and bubbling of CH4. The net GHG flux increased to 510 gCO2eq/m2/yr because the forest (as CO2 sink) was lost after dam construction. The EI of Daecheong Reservoir was 86.8 gCO2eq/kWh, which is 3.7 times higher than the global EI of hydroelectric power, due to its low power density. However, it was remarkable to highlight the value to be 9.5 times less than that of coal, a fossil fuel. We also found that a decrease in TP concentration in the reservoir leads to a decrease in GHG emissions. The results can be used to improve understanding of the GHG emission characteristics and to reduce uncertainty of the national GHG inventory of dam reservoirs.

State of the Art Technology Trends and Case Analysis of Leading Research in Harmony Search Algorithm (하모니 탐색 알고리즘의 선도 연구에 관한 최첨단 기술 동향과 사례 분석)

  • Kim, Eun-Sung;Shin, Seung-Soo;Kim, Yong-Hyuk;Yoon, Yourim
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.12 no.11
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    • pp.81-90
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    • 2021
  • There are various optimization problems in real world and research continues to solve them. An optimization problem is the problem of finding a combination of parameters that maximizes or minimizes the objective function. Harmony search is a population-based metaheuristic algorithm for solving optimization problems and it is designed to mimic the improvisation of jazz music. Harmony search has been actively applied to optimization problems in various fields such as civil engineering, computer science, energy, medical science, and water quality engineering. Harmony search has a simple working principle and it has the advantage of finding good solutions quickly in constrained optimization problems. Especially there are various application cases showing high accuracy with a low number of iterations by improving the solution through the empirical derivative. In this paper, we explain working principle of Harmony search and classify the leading research in recent 3 years, review them according to category, and suggest future research directions. The research is divided into review by field, algorithmic analysis and theory, and application to real world problems. Application to real world problems is classified according to the purpose of optimization and whether or not they are hybridized with other metaheuristic algorithms.

Public Willingness to Pay for the Preservation of Marine Protected Species Zostera marina: A Contingent Valuation Study (해양보호생물인 거머리말의 보전에 대한 대중의 지불의사액 - 조건부 가치측정법의 적용)

  • Choi, Kyung-Ran;Kim, Ju-Hee;Yoo, Seung-Hoon
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.28 no.5
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    • pp.681-691
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    • 2022
  • Zostera marina (ZM), a type of seagrass registered as a marine protected species in South Korea, provides valuable ecosystem services to humans, such as improving marine water quality, providing food, spawning grounds and habitats for marine life, and absorbing carbon dioxide. Therefore, the government is seeking to preserve ZM by designating ZM-protected areas. This study examined the public willingness to pay (WTP) for the preservation of ZM using contingent valuation. The one-and-one-half-bounded model was adopted for WTP elicitation, and the single-bounded model was also applied for comparison. The spike model was employed to deal with many zero WTP responses. The household average WTP was estimated as KRW 4,087 per year, securing statistical significance. The national value was KRW 84.1 billion per year. The preservation value of ZM estimated in this study can be used as important data for economic analysis of various projects or policy implementation for its preservation.

Analysis of Perception Changes of Residents According to the resident competency education in Non-Point Source Contaminated Areas (주민역량교육에 따른 비점오염관리지역 농민들의 인식변화 분석)

  • Jeongha Lim;Minhwan Shin;Nayeong Yu;Hyunjung Lee;Dongjin Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.465-465
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    • 2023
  • 집중호우시 농경지에서 발생하는 흙탕물은 수질 및 수생태계를 오염시키며, 환경오염에 따른 사회·경제적 문제를 지속적으로 초래하고 있다. 정부와 지자체는 흙탕물 발생이 심각한 지역을 '비점오염원관리지역'으로 지정·고시하여 흙탕물 저감사업을 추진하였으나, 뚜렷한 성과를 나타내지 못하고 있는 실정이다. 최근 정부의 흙탕물 저감사업은 저감시설 설치 등과 같은 구조적 방법에서 발생원관리 중심으로 패러다임이 전환되고 있다. 농경지에서 발생하는 비점오염원의 발생원관리를 위해서는 주민들의 적극적인 참여가 필수적이나, 아직까지 주민들의 비점오염원에 대한 인식이 낮은 수준에 머무르고 있다. 따라서, 본 연구에서는 주민참여 거버넌스를 구축하여 주민들의 인식을 개선하고, 주민들의 참여를 유도하여 농촌지역 실정에 맞는 주민참여형 농업비점오염 관리의 기반을 마련하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 비점오염원관리지역인 가아지구 내 강원도 인제군 인제읍 가아2리 마을일원으로, 본 연구의 참여농가는 총 10농가, 참여농지 면적은 21.81 ha이다. 참여농가를 대상으로2022년 10월 9일, 10월 16일, 10월 23일 총 3회에 걸쳐 주민 교육을 실시하였으며, 주기적인 설문조사를 통해 교육 진행에 따른 주민 인식 변화를 측정하였다. 설문조사는 교육참여자를 대상으로 3회 실시하였으며, 농업비점오염 개념, 최적관리기법의 이해, 비점오염저감 활동참여 의지에 관한 내용으로 구성하였다. 설문조사 점수에 대한 기준은 전혀아니다(1점), 그렇지않다(2점), 보통이다(3점), 그렇다(4점), 매우 그렇다(5점)로 선정하였다. 설문조사 결과 농업비점오염원의 대한 이해도는 1차 62점, 2차 66점, 3차 80점, 최적관리기법의 이해도는 1차 59점, 2차 64점, 3차 75점, 비점오염저감 활동참여 의지도는 1차 61점, 2차 73점, 3차 80점으로 나타났다. 1차 설문조사 결과 대비 3차설문조사 결과 농업비점오염의 개념 및 최적관리기법의 이해도는 22.5, 21.3% 증가하는것으로 분석되었으며, 비점오염저감 활동참여 의지도는 23.8% 증가하는 것으로 분석되었다. 조사 결과와 같이 교육을 통해 주민들의 인식이 전환된 것으로 분석되었으며, 비점오염원 저감활동에 대한 의지가 표준 이상으로 나타나 주민 참여 거버넌스 구축 연구를 통해 실질적인 농촌 비점오염 관리가 가능할 것이라 기대된다.

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The effect of urban conditions, external influences, and O&M efficiency on urban water system from the perspective of water-energy nexus (도시 여건, 외부 영향 및 운영관리 효율이 넥서스 관점에서 도시 물순환 시스템에 미치는 영향)

  • Choi, Seo Hyung;Shin, Bongwoo;Shin, Eunher
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.31-31
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    • 2022
  • 기후변화, 물 부족, 인구 증가와 도시화로 인한 물 수요 증가, 수질 악화, 노후화된 인프라와 같은 세계적인 물문제의 증가로 인해, 도시 물순환 시스템 관리는 더 큰 어려움을 겪고 있다. 취수, 도·송수, 정수처리, 배·급수, 용수 사용, 하수 집수, 하수 처리, 재이용 및 배출 과정을 포함하는 도시 물순환 시스템의 과정은 매우 에너지 집약적인 활동이며, 이와 같은 에너지 소비는 탄소 배출과 양의 직접적인 상관관계가 있다. 따라서 자원 관리 및 데이터 관리를 최적화하기 위해 넥서스 관점의 접근법이 도시 물순환 시스템에 점차적으로 도입되고 있는 추세이다. 도시 물순환 시스템 넥서스에서는 일반적으로 에너지 인텐시티로 표현되는 물을 위한 에너지를 이해하는 것이 중요하다. 에너지 인텐시티의 차이는 기후(연평균 강수량, 단기 기후 변동성, 기후패턴 등), 지리적 특징(표고차, 평지비, 위치 등), 시스템 특성(총급수량, 인구, 인구밀도, 관로 연장 등) 및 운영관리 효율(수압, 누수율, 에너지 효율 등)과 밀접한 관계가 있다. 그리고 도시 물순환 시스템에서 에너지 관리를 증진시킨 방안은 유지관리 효율 개선(물·에너지 관리전략, 물손실 관리, 수요 관리 및 수요 대응 등), 신기술 도입, 그리고 에너지 회수로 나누어진다. 본 연구에서는 기존 문헌의 자료를 분석하여 도시 물순환 시스템의 각 공정별 에너지 인텐시티를 분석하였으며, 시스템 다이나믹스를 적용하여 다양한 도시 여건(인구, lpcd, 누수율, 취수원, 에너지 인텐시티)에서 외부영향(기후변화, 도시화)과 운영효율 변동(운영효율 향상, 신시술 도입)에 따른 도시 물순환 시스템 내 자원 사용 및 이동을 분석하였다. 에너지 인텐시티는 전체 도시 물순환 시스템, 상수 시스템, 하수시스템에서 각각 2.334 kWh/m3, 1.029 kWh/m3, 1.024 kWh/m3를 나타내었으며, 용수사용, 담수화, 재이용 과정에서는 매우 높은 값이 나타났다. 에너지 인틴시티의 값은 외부 영향에 크게 좌우되는 것으로 분석되었으며, 운영효율의 변동에 따라서 물 및 에너지 사용량은 변화하였지만 에너지 인텐시티의 변동은 크지 않았다. 이에 따라 도시 물순환 시스템을 넥서스 관점에서 관리하기 위해서는 에너지 인텐시티 이외에 물 및 에너지 사용량, 유수수량 관점 에너지 인텐시티, 사용수량 관점 에너지 인텐시티를 종합적으로 고려하는 것이 필요하다.

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A Study on the establishment of an evaluation system for the implementation of National Comprehensive Nonpoint Source Pollution Management Plan (비점오염원 관리 종합대책 이행평가체계 마련 연구)

  • Lee, Hyunji;Kang, Moon Seong;Kim, Jihye;Kim, Seok Hyeon;Kwak, Jihye;Kim, Sinae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.506-506
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    • 2022
  • 비점오염원에서 배출되는 오염부하량(BOD, T-P)은 점오염원의 2배 이상을 차지하고 있어 비점오염원 관리에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 비점오염원의 효율적 관리를 위한 전략 및 추진과제 마련을 위해 제1차('04-'11), 제2차('12-'20) 비점오염원 관리 종합대책(이하 종합대책)이 수립 및 이행되었다. 이어 2016년 물환경보전법 개정에 따라 종합대책의 수립이 법제화되고 지난 2020년 말 제3차 비점종합대책('21~'25)이 수립되었다. 제3차 비점종합대책은 수질개선이 체감되는 비점오염원 관리라는 비전을 가지며 도시, 농·축산, 산림, 관리기반의 4개 분야에 총 71개의 세부 추진과제를 제시하고 있다. T-P 비점오염배출부하량 5% 감축, 불투수율 감축, 비점오염관리지역개소 확대, 고랭지 흙탕물 관리지역 구역 확장, 지역 거버넌스 구축을 대책의 목표와 각 분야별 관리지표로 제시하고 있다. 물환경보전법 제53조의5와 동법 시행령 제75조의3에 따라 환경부장관은 매년 이행사항을 점검 및 평가하여 그 결과를 비점오염원 관리 정책의 수립 및 집행에 반영해야 한다. 지난 제1·2차 대책의 경우 성과 점검 및 관리를 위한 체계가 부재하여 사업의 실효성 확보에 한계가 있었으며 이에 따라 소관별 이행사항 점검 및 평가체계의 필요성이 제기되었다. 따라서 본 연구에서는 종합대책 이행평가 전략 및 세부 추진체계를 마련하여 효율적인 소관별 이행사항 점검 및 평가를 도모하고자 하였다. 분야별 세부 추진과제는 매년, 대책의 목표와 각 분야별 관리지표는 대책 시행 후 5차년에 점검 및 평가할 수 있도록 구성하였다. 또한 종합대책의 최종 목표 달성 시뮬레이션을 통해 5차년 이후 원활한 평가가 이루어질 수 있도록 하였다. 본 연구에서 마련한 이행평가 체계를 통해 적절한 이행평가 및 효율적인 비점오염원 관리를 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

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Wastewater Reuse in Textile Industry: Case of Bandung, Indonesia (섬유공장폐수 재이용 사례: 인도네시아 반둥을 대상으로)

  • Chung, Youngkun;Lee, Mi-Young;Yang, Shi Chun;Kang, Seoktae
    • Journal of Appropriate Technology
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    • v.5 no.1
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    • pp.18-24
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    • 2019
  • Citarum river in West Java, Indonesia plays strategic roles for Jakarta metropolitan areas. Besides it provides major source of water supply such as domestics and drinking water including Jakarta, it also provides water for hundreds of industries through its cascade reservoirs. However, recently, Citarum river basin has been seriously suffering from water and groundwater pollution as well as the lowering-down of groundwater level due to the extreme use of water resources in dry season by domestic and industrial activities. This project objectives are design and installation of industrial wastewater treatment/recycle facilities to overcome the problem of water pollution and the lowering-down of groundwater level in Bandung. For these, cyclone type dissolved air flotation (DAF), CYFLOAT, was successfully installed as the appropriate technology for the target textile industry with 100 ton/day of capacity. The CYFLOAT system can remove the 96.8% of particulates, which are known as a critical factor to recycle the wastewater, within 40 min of residence time. Furthermore, The CYFLOAT system can reduce the operational cost and land use. The project was carried out in strong partnership with local institute including UNPAR, IBT, and PUSKIM for the sustainability of the technology to textile industry complex in Indonesia.

A study on pollutant loads prediction using a convolution neural networks (합성곱 신경망을 이용한 오염부하량 예측에 관한 연구)

  • Song, Chul Min
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.444-444
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    • 2021
  • 하천의 오염부하량 관리 계획은 지속적인 모니터링을 통한 자료 구축과 모형을 이용한 예측결과를 기반으로 수립된다. 하천의 모니터링과 예측 분석은 많은 예산과 인력 등이 필요하나, 정부의 담당 공무원 수는 극히 부족한 상황이 일반적이다. 이에 정부는 전문가에게 관련 용역을 의뢰하지만, 한국과 같이 지형이 복잡한 지역에서의 오염부하량 배출 특성은 각각 다르게 나타나기 때문에 많은 예산 소모가 발생 된다. 이를 개선하고자, 본 연구는 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 BOD 및 총인의 부하량 예측 모형을 개발하였다. 합성곱 신경망의 입력자료는 일반적으로 RGB (red, green, bule) 사진을 이용하는데, 이를 그래도 오염부하량 예측에 활용하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 오염부하량이 수문학적 조건과 토지이용 등의 변수에 의해 결정된다는 인과관계를 만족시키고자 수문학적 속성이 내재된 수문학적 이미지를 합성곱 신경망의 훈련자료로 사용하였다. 수문학적 이미지는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는데, 여기서 각 grid의 수문학적 속성은 SCS 토양보존국(soil conservation service, SCS)에서 발표한 수문학적 토양피복형수 (curve number, CN)를 이용하여 산출한다. 합성곱 신경망의 구조는 2개의 Convolution Layer와 1개의 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 1개의 Flatten Layer, 3개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 마지막으로 1개의 Dense Layer가 연결되는 구조로 설계하였다. 이와 함께, 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)로, 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 연속변수가 도출될 수 있도록 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 연구의 대상지역은 경기도 가평군 조종천 유역으로 선정하였고, 연구기간은 2010년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지로, 2010년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습에, 2017년부터 2019년까지의 자료는 모형의 성능평가에 활용하였다. 모형의 예측 성능은 모형효율계수 (NSE), 평균제곱근오차(RMSE) 및 평균절대백분율오차(MAPE)를 이용하여 평가하였다. 그 결과, BOD 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 1031.1 kg/day, MAPE는 11.5%로 나타났으며, 총인 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 53.6 kg/day, MAPE는 17.9%로 나타나 본 연구의 모형은 우수(good)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구의 모형은 일반 ANN 모형을 이용한 선행연구와는 달리 2차원 공간정보를 반영하여 오염부하량 모의가 가능했으며, 제한적인 입력자료를 이용하여 간편한 모델링이 가능하다는 장점을 나타냈다. 이를 통해 정부의 물관리 정책을 위한 의사결정 및 부족한 물관리 분야의 행정력에 도움이 될 것으로 생각된다.

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The study of analysis of mutagen in drinking water (음용수 중 변이원성 물질(MX)에 관한 연구)

  • Yoo, Eun-Ah;Won, Jung-In
    • Analytical Science and Technology
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    • v.19 no.4
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    • pp.290-300
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    • 2006
  • Disinfection by-products(DBPs), such as volatile trihalomethanes and the nonvolatile organochlorine acids, created by chlorination have been extensively studied. However MX which contributes 20-50% of the mutagenic activity in drinking water began to people's attention since 1990. Its chemical name is 3-chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-2(5H)-furanone. According to WHO guidelines its concentration should be controlled, but its value has not been set up. Due to analytical difficulties in measuring this compound at such a low concentrations and lack of information on toxicity to human. Because concentration (ng/L) of MX in drinking water is low traditional testing methods are ineffective. Therefore this study compared LLE and SPE and have chosen SPE to improve preconcentration. MX has been identified in chlorinated drinking water samples in several countries but not in korea Therefore this study analyzed concentration of MX in different water sources and in spring water. This study examined the causes of changing MX content. Chlorine dosage, seasons, water temperature and distance from the source was all discoverd to be relavant. MX was analyzed in various treatment to find optimum disinfection methods. The outcome was that the concentration of MX was minimized when using biological activated carbon-O3 and granular activated carbon.

Estimation of Pollutant EMCs and Loadings in Highway Runoff (국내 고속도로 강우 유출수의 EMCs 및 유출 부하량 산정)

  • Kim, Lee-Hyung;Ko, Seok-Oh;Lee, Byung-Sik;Kim, Sunggil
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.2B
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    • pp.225-231
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    • 2006
  • The nonpoint source control is based on TPLMS (Total Pollution Load Management System) program. Recently, the Ministry of Environment in Korea has programed TPLMS for 4 major large rivers to improve the water quality in rivers by controling the total pollutant loadings from the watershed area. Usually the urbanization is the main pollutant sources, particularly for nonpoint pollutants, because of high imperviousness and high pollutant mass emissions. The stormwater runoff from urban areas is containing various pollutants such as sediments, metals and toxic chemicals due to human and vehicle activities. Of the various landuses, the highways are highly polluted landuses because of high pollutant accumulation rate by vehicle activities during dry periods. Therefore, this research is achieved to provide pollutant EMCs (Event Mean Concentrations) and mass loadings washed-off from highways during rainfall periods. Five monitoring locations were equipped with an automatic rainfall gage and an flow meter. The results show that the EMC ranges for 95% confidence intervals in highway land use are 45.52-125.76 mg/L for TSS, 52.04-95.48 mg/L for COD, 1.77-4.48 mg/L for TN, 0.29-0.54 mg/L for TP. The ranges of washed- off mass loading are $712.7-2,418.4mg/m^2$ for TSS and $684.1-1,779.6mg/m^2$ for COD.