• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.86-86
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• 2023

최근에 들어 환경보전과 지속가능한 하천관리의 중요성이 대두되고 있으며, 통합물관리에 있어 수리량과 수질을 연계한 통합 모니터링의 필요성이 커지고 있다. 수리량과 수질 분야에 대한 모니터링 기술은 지속적인 연구가 이루어져 왔으나, 각 분야의 개별적 연구로 인해 수리량과 수질을 통합하여 모니터링 하는 기술 개발은 미흡한 수준이다. 또한 수질 측정은 수질오염공정시험기준에 있는 채수 기준에 따라 채수하여 측정하고 있으며, 채수 지점은 하천의 수심별로 달리하여 정해진다. 수리 측정은 현장계측을 통한 2차원적 계측으로 진행하고 있어 수질 측정 시 채수지점과 수리 측정지점은 일치하지 않는다. 동일 지점에서의 수질과 수리량을 동시에 고려하고 있지 못한 모니터링은 본류와 지류의 혼합거동이 많은 국내 하천 특성을 반영하지 못한다. 또한 현재의 수질·수리 모니터링은 ADCP나 다항목수질측정기 같은 고가의 장비를 운영하며, 홍수기와 같은 고위험 계측 조건에서 인력을 통해 측정하고 있기에 고비용의 장비운영비와 인명 피해를 야기시키고 있다. 따라서 무인 원격 기술을 적용한 하천 모니터링 기술과 수질과 수리량의 데이터 연계를 통한 3차원 모니터링 기술의 확보는 하천관리에 있어 매우 필수적이다. 본 연구에서는 수중 무인 원격이동체인 ROV와 무인 원격이동체(USV)를 활용한 3차원 수질·수리 모니터링 기술 개발에 관한 연구를 수행하였다. 국내 하천 특성을 고려한 혼합거동을 분석하기 위해 ROV에 수중 GPS 장비와 수질센서를 부착시켜 수중 내 2차원으로 측정되는 수리량과 동일한 좌표를 가지는 수질자료를 계측하여 하천의 연직 분포와 수평적 분포를 통해 화학적 수리적 거동을 분석하여 하천의 3차원 혼합거동 양상을 판단할 수 있었다. 이와 같은 무인 원격이동체를 통한 3차원 수질·수리 모니터링 기술은 하천의 3차원 분석에서 수질·수리량 보간 자료로 활용 가능하며, 효율적인 모니터링을 통하여 하천 전반 및 통합물관리에 있어 크게 기여할 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.113-117
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• 2011

"환경과 개발"을 함께 고려하는 지속 가능한 유역관리제도 정착을 위해 도입된 수질오염총량관리제도(TMDL)가 총 8년(1차: 2004~2010년, 2차: 2011~2015년)이라는 세월이 흘렀다. 또한 이 제도의 효율적인 추진을 위해 낙동강수계 총 41개 단위유역별 모니터링 사업(유량 및 수질조사)이 지속적으로 수행되고 있다. 이와 더불어 단위유역 내 지자체간 오염배출부하 기여도 분석을 위해 각 소하천들 중 주요 시 군 경계 소하천 유역 46개 지점을 선정하여 신규 소하천 모니터링 사업을 2010년 9월부터 수행하고 있다. 소하천 모니터링 사업의 목적은 오염총량관리 단위유역 내 시 군 경계 지점에 대하여 모니터링(유량 및 수질)을 효율적으로 실시하여 소유역내 유량/수질의 변화추세를 파악하고 오염총량관리제 기본 시행계획 수립 및 이행평가 등을 위한 기초 자료 제공 및 활용에 그 목적을 두고 있다. 본 연구는 2010년에 낙동강수계 소하천 모니터링 사업에서 수행된 소유역 분석결과 및 유량/수질 측정성과에 대한 평가 및 소하천별 수질오염현황에 대해 소개하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.520-524
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• 2010

본 연구에서는 팔당호에 유입되는 북한강, 남한강, 경안천의 6개 지류에 대하여 2009년 6월부터 12월까지 10일 주기로 현장 측정한 10개의 수질평가 항목과 측정시기에 근접한 4장의 시계열 위성영상에 의한 수질분석 기법을 이용하여 RS/GIS에 의한 수질환경 모니터링을 실시하였다. 현장에서는 다항목 수질측정기(DS5, Hydrolab ; 센서장착포트 7개, 측정항목 : 수온, 탁도, EC, LDO)를 이용하였고, 채수를 통해 실내에서 T-N, T-P, BOD, COD, ph, 부유물질(이하, SS)을 측정하였다. 위성영상에 의한 수질인자는 수온, 탁도, SS 등을 선정하여 자료의 정성적 해석을 통해 팔당호의 수질환경 모니터링을 수행하였다. 또한, 위성영상으로 분석한 수질평가 자료는 현장자료와의 상관성을 검토하였으며 회귀분석을 실시하여 수질인자별 분포도를 작성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.630-634
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• 2009

최근 산림지 및 조림지역에의 축산 분뇨 액비 처리가 자연순환농업의 일환으로써 하나의 대안으로 대두되고 있는데 액비처리에 의한 환경영향, 특히 수분 및 영양성분 수지의 불균형을 초래하여 수질 오염 및 토양에 과잉 영양분을 축적할 우려가 있어 이에 수질에 미치는 영향에 대한 모니터링과 분석 시행함으로써 적용의 문제점 및 대책 방안 도출이 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 산림 유역에서 SCB액비 처리에 따른 지하수에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 지하수의 수질 모니터링을 실시하였다. 질산태 질소 중심으로 SCB액비 처리에 의한 지하수의 수질 영향을 분석하고, 질소 동위원소비를 이용하여 지하수의 질산태 질소 오염원을 판별하였다. 그 결과 바이오순환림이 액비처리에 의해 지하수 하류부에서 질산태 질소가 증가하는 경향을 나타내었는데, 이는 질소 동위원소비 분석 결과, 액비로부터 침출된 것으로 분석되었다. 반면에 유휴지의 경우, 액비 시용으로 인한 지하수 수질 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 추후 SCB액비 시용에 따른 산림유역에 대해서 지속적인 모니터링과 샘플링을 실시하여 다양한 항목에 대한 조사 및 분석을 이루어진다면 조림지와 같은 산림지역에서의 SCB액비 시용에 따른 수질 영향 모델링 및 모형 구축의 기초 자료로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.436-436
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• 2021

강원도 춘천시에 위치한 소양호는 북한강 상류수계로서 1973년에 준공된 우리나라 최대의 인공호이다. 소양호는 준공 이후 주변 유역의 인구밀집도가 낮고 오염물질 유입원이 적어 빈영양호의 수질을 보였다. 준공 후 소양호 수질에 영향을 미친 주요 환경요인으로는 1980-90년대 가두리 양식, 1990년대 후반부터 현재까지 지속되는 문제는 상류에서 강우시 발생된 탁수유입이 있다. 이러한 환경 문제로, 소양호에서는 식물플랑크톤 일차생산력, 동물플랑크톤 및 식물플랑크톤 장기변동, 용존산소 일주기 변동, 호수 내 유기물 분포 등의 연구가 이루어져 왔다. 그러나 가두리 양식장의 철거로 한 가지 요인은 해결되었으나 상류 탁수 유입 문제는 현재까지 진행 중이다. 소양호에서는 매해 여름철 탁수 유입이 지속적으로 발생하고 있으며 부영양화를 초래할 수 있는 주요한 문제이다. 이에 본 연구는 소양호에서의 장기적인 생태계 변동성 연구를 위해 1982년부터 현재까지 월 1-4회 수질 모니터링을 실시 중이며, 수질항목은 SS(Suspended Solids), TN(Total Nitrogen), TP(Total Phosphorus), BOD(Biochemical Oxygen Demands), TOC(Total Organic Carbon), Chl-a(Chlorophyll-a)에 대해 분석을 진행하고 있다. 기존 연구에서는 주-월 단위로 모니터링을 실시하여 강우에 의한 탁수 유입, 타 오염원에 의한 오염물질 및 유기물 유입으로 인한 실시간 수질 변동을 파악할 수 없었으며, 이벤트 발생 이후의 경과만 관찰할 수 있는 한계점이 있었다. 그러나 앞으로의 진행될 연구는 고빈도 센서를 이용하여 실시간 짧은 간격으로 모니터링하여 소양호 수질의 일주기 변동 분석과 오염원 유입과 같은 이벤트 발생 전·후 비교 및 실시간 수질변동에 대해 연구하는 것이며, 기존 데이터와 함께 진행될 연구의 데이터를 활용하게 된다면 소양호에서의 장기적인 수질 변화를 분석하는 데 효과적일 것으로 예상된다.

• 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.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.18.2-18.2
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• 2011

생활수준이 향상되고, 환경오염이 가속되면서 환경에 대한 관심이 더욱 증대되고 있다. 수질센서의 경우, 그 측정 항목이 매우 다양하고, 높은 정밀도를 요하고 있을 뿐만 아니라 지속적인 실시간 모니터링을 요구하고 있어, 기술적으로 해결해야 할 문제가 많이 남아 있다. 또한, 현재 약 15% 정도로 매우 낮은 국산화율을 보이고 있어, 대부분의 주요 센서들이 수입에 의존하고 있는 실정이다. 수질을 측정하기 위한 센서는 크게 두 가지 형태로 나누어 질 수 있는데, 하나는 flow injection analysis (FIA) 방식이며, 다른 하나는 Probe 방식의 센서이다. 본 발표에서는 수질 센서에 대한 최근 국내 기술 동향과, 수질 모니터링을 위한 Lab-on-a-chip 형 암모니아 분석 칩, Probe 형 중금속 센서 연구 개발 결과를 요약하고자 한다. 암모니아 분석 칩은 마이크로 유체 소자 내에서 Berthelot reaction을 유도하고, 흡광법에 의하여 물 속에 존재하는 암모니아를 간접적으로 측정하는 방법이다. 또한, 중금속 센서로 일반적인 working electrode 소재로 사용되는 독성이 있는 Hg 보다 친환경적인 개발된 bismuth-modified carbon nanotube와 같은 Bi계 복합소재를 적용하여 물 속에 존재하는 저 농도의 Pb, Cd, Zn을 측정 분석할 수 있었다. 본 연구를 통해 개발된 분석칩과 중금속 센서를 이용하여 하천에서 샘플링된 물에서의 암모니아 및 중금속 농도를 각각 분석할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.879-883
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• 2006

본 연구는 현장에서 측정되는 수질데이터를 실시간 수집하여 데이터의 적절성을 모니터링하고 모형입력자료로써 신뢰성을 유지하도록 구성되는 시스템과 이를 2차원 수질 해석 모형인 CE-QUAL W2모형의 입력자료로 연계 활용함으로써 그 결과를 그래프 및 하천 변화 모의 동영상으로 표출하는 시스템을 개발하는데 그 목적이 있다. 수질 모형은 물 관련 모형가운데 특히 다량의 자료와 정확한 자료를 입력자료로 사용하며 그 결과 표출에 있어서도 전체적인 결과부터 세밀한 요소자료까지 결과자료가 필요하다. 본 연구에서 개발한 RTMMS(Real-time Turbidity Monitoring & Modeling System)는 현장 계측기로부터 수집되는 실시간 자료를 이용하여 데이터를 모니터링하고 CE-QUAL W2 모형을 이용하여 모델링을 수행한 후 결과를 그래프로 도출 할 수 있도록 하는 시스템이다. 특히 일반적인 어플리케이션의 GUI 환경에서 벗어나 일반 사용자들이 쉽게 프로그램을 사용할 수 있고 공간 활용도를 높이기 위하여 웹 형식의 GUI로 구성하였다. RTMMS는 기본 크기가 가로 800 픽셀, 세로 600 픽셀로 고정 사이즈이며, 주요 화면 구성으로는 좌측에 네 개의 항목이 있고 우측에는 실시간 모니터링 지점에 대한 유역도가 표시되어 사용자 편의환경을 제공하였다. 사용자는 해당 지점을 선택하여 주요 지점에 대한 정보를 분석할 수 있다. 또한 우측에는 선택된 지점에 대한 정보와 실시간 감시 내용을 조회할 수 있는 탭이 존재한다. 각각의 메뉴 항목은 주요지점의 모니터링 현황을 파악할 수 있는 기능, 수질모형의 입력자료로 변환하도록 하는 자료 동화 기능, CE-QUAL W2 모형을 수행하는 기능 및 결과자료를 분석하는 기능으로 구성되어 있으며, 각 기능을 선택하면 해당 화면으로 GUI가 전환된다. 따라서 다량의 측정자료의 신뢰성을 유지하고 이를 모형의 입력자료로 활용하는 일련의 과정을 시스템화하기 때문에 자료의 이상적 유지 관리가 이루어지며 복잡한 2차원 수질해석 모형을 수월하게 운영할 수 있는 시스템으로 개발하였다.

• 환경정책연구
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• 제12권1호
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• pp.59-74
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• 2013

낙동강을 비롯한 각 수계의 적절한 수질관리방안을 모색하기 위해 현행 모니터링 시스템의 문제점을 고찰하였다. 현재의 모니터링 시스템은 일주일 또는 그 이상의 간격으로 수질시료를 채취하고 분석하여 수계의 수질수준을 판단하고 있으나 이러한 주간 단위의 수질분석은 급변하는 수질에 대한 정보제공에 한계가 있는 것으로 가정하고 강정고령보를 중심으로 보의 상류지역인 문산리, 금호강의 최말단부인 강창교, 보와 금호강 합류부보다 하류에 위치한 사문진교 등 세 개의 지점에 대하여 2011년 5월 1일부터 9월 30일에 걸쳐 매일 수질시료를 채취하여 9개 항목에 대하여 분석하였다. 그 결과 분석대상이 된 9개의 수질인자 모두의 농도가 일단위로 급변하는 추세를 보여 현재의 모니터링 시스템에서 확인하는 수질변화는 큰 의미가 없음을 알 수 있었다. 또한 각 인자에 있어 일변화의 폭이 매우 크게 나타남으로 낙동강의 수질관리를 위해서는 최소한 일단위의 수질시료채취 및 분석이 필요할 것으로 사료되어 현재의 모니터링 시스템에서 수행되고 있는 주간단위의 시료채취 및 분석에 대한 보완이 시급한 것으로 나타났다. 그러나 수계의 모든 지점을 매일 수질시료를 채취하고 분석하는 것은 현실적으로 불가능할 것으로 사료되어 이에 대한 대안을 마련해야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.475-475
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• 2011

우리나라 토지계 비점오염부하에서 농촌계 발생오염부하 비중은 질소와 인이 가각 74%와 55%로 보고되고 있다. 이러한 농촌계 오염부하에서 저수지 관개논에서의 오염부하 비중은 질소와 인이 각각 29%와 44%이며, 전체 논 대비 저수지 관개논 비중은 45%에 달하고 있다. 따라서 하천 및 호소의 수질향상을 위해서는 저수지 관개논의 비점오염배출에 대한 효과적/체계적인 관리가 필요하다. 본 연구의 목적은 저수지 관개논에서의 비점오염부하를 정량화하기 위하여, 저수지 관개논 비점오염부하 모니터링 기법 정립 및 계측시스템을 구축하고, 비점오염부하의 종합적인 모니터링을 통하여 비점오염원 주요 관리인자의 상호관련성을 정량적으로 분석/평가하는 데 있다. 대상지구는 이동저수지 하류에 위치한 관개논을 선정하고, 수문수질 계측망을 구성하였다. 강수량, 증발산량, 담수심, 침투수량, 관개수량, 배수량 등의 수문/수질인자와 토양 인자 및 작물생육특성 등에 대한 모니터링을 통하여 관개논에서의 비점오염부하를 정량적으로 산정하였다. 이를 바탕으로 각각의 비점오염부하에 영향을 미치는 주요 인자 상호 관련성을 정량적으로 평가하였다. 본 연구는 현재 초기 연구에 해당되며 향후 지속적인 모니터링 및 정량적 평가가 이루어져야 하며, 농업비점오염에 의한 수체에 미치는 영향을 분석함으로서 지속가능한 농업, 수계의 수질보전대책 수립, 그리고 물환경 정책 도출 및 수립에 활용이 가능할 것으로 기대된다.