• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.7
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• pp.518-524
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• 2013

A pilot-scale test-bed was operated employing three soils with different grain sizes dredged from the Nakdong River to obtain the design and operation parameters of the multi-purpose filtration pond, such as the filtrate productivity of the filter sand, the appropriate removal period of the surface clogging and the contaminant removal efficiency. The cross-flow velocities were applied stepwise ranging from 0 to 40 cm/sec in order to simulate the various velocities in the artificial stream of the pond. Results showed that a filtrate production rate of 5~3 $m^3/m^2-day$ was maintained by removing the surface clogging every 7 to 13 days and that the filtrate quality was not affected by the factors of the filtrate production rate, the grain size of the filter sand and the cross-flow velocity. Results also showed that most of the removal occurred within 50 cm of the top soil and that the removal efficiencies with the filtration distance of 2.4 m were 80~95% for turbidity, 20~30% for COD, 75~90% for BOD, 5~20% for total nitrogen and 20~60% for total phosphorus, which suggested that particulate matters had a high removal efficiency.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.10-10
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• 2023

본질적으로 복잡하고 다양한 특성을 가지는 우리나라(도시, 농어촌, 도서산간, 섬 등)의 물 공급 시스템은 생활수준의 향상, 기후변화 및 가뭄위기, 소비환경 중심의 요구와 한정된 수자원을 잘 활용하기 위한 운영 및 관리가 매우 복잡하다. 이로 인한 수자원 고갈과 가뭄위기 등에 관련한 대책 및 방안으로 대체수자원인 지하수 활용방안들이 제시되고 있다. 따라서, 물 관리 시스템과 관련한 디지털 기술은 오늘날 플랫폼과 디지털 트윈의 도입을 통해 네트워크와 가상현실 세계의 연결이 통합되어진 4차 산업혁명 사업이 현실화되고 있다. 물 관리 시스템에 사용된 새로운 디지털 기술 "BDA(Big Data Analytics), CPS(Cyber Physical System), IoT(Internet of Things), CC(Cloud Computing), AI(Artificial Intelligence)" 등의 성장이 증가함에 따라 가뭄대응 위기와 도시 지하수 물 순환 시스템 운영이 증가하는 소비자 중심의 수요를 충족시키기 위해서는 지속가능한 지하수 공급을 효과적으로 관리되어야 한다. 4차 산업혁명과 관련한 기술성장이 증가함으로 인한 물 부문은 시스템의 지속가능성을 향상시키기 위해 전체 디지털화 단계로 이동하고 있다. 이러한 디지털 전환의 핵심은 데이터에 관한 것이며, 이를 활용하여 가치 창출을 위해서 "Digital Groundwater Technology/Twin(DGT)"를 극대화하는 방식으로 제고해야 한다. 현재 당면하고 있는 기후위기에 따른 가뭄, 홍수, 녹조, 탁수, 대체수자원 등의 수자원 재해에 대한 다양한 대응 방안과 수자원 확보 기술이 논의되고 있다. 이에 따른 "물 순환 시스템"의 이해와 함께 문제해결 방안도출을 위하여 이번 "기획 세션"에서는 지하수 수량 및 수질, 정수, 모니터링, 모델링, 운영/관리 등의 수자원 데이터의 플랫폼 동시성 구축으로부터 역동적인 "DGT"을 통한 디지털 트윈화하여, 지표수-토양-지하수 분야의 특화된 연직 프로파일링 관측기술을 다각도로 모색하고자 한다. "Digital Groundwater(DG)"는 지하수의 물 순환, 수량 및 수질 관리, 지표수-지하수 순환 및 모니터링, 지하수 예측 모델링 통합연계를 위해 지하수 플랫폼 동시성, ChatGPT, CPS 및 DT 등의 복합 디지털화 단계로 나가고 있다. 복잡한 지하환경의 이해와 관리 및 보존을 위한 지하수 네트워크에서 수량과 수질 데이터를 수집하기 위한 스마트 지하수 관측기술 개발은 큰 도전이다. 스마트 지하수 관측기술은 BD분석, AI 및 클라우드 컴퓨팅 등의 디지털 기술에 필요한 획득된 데이터 분석에 사용되는 알고리즘의 복잡성과 데이터 품질에 따라 영향을 미칠 수 있기 때문이다. "DG"는 지하수의 정보화 및 네트워크 운영관리 자동화, 지능화 등을 위한 디지털 도구를 활용함으로써 지표수-토양층-지하수 네트워크 통합관리에 대한 비전을 만들 수 있다. 또한, DGT는 지하수 관측센서의 1차원 데이터 융합을 이용한 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈을 연계할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.463-466
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• 2009

Some strategies for the integrated water management system based on GIS was suggested for the comprehensive and systematic management on the watershed. Contents of database and thematic layers for the related elements with GIS was indicated to estimate the quantity of total pollution loads and to simulate the water quality. Also, functions for the information providing was suggested on the connection with spatial data and attribute data, the search for collected data, the analysis for time series, and the visual presentations. Finally, it was suggested to integrate the existing systems and database structures, and to construct of data warehouse.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.759-759
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• 2012

하수처리수의 농업용수 재이용 사업은 물 재이용 기본계획의 일환으로 수행되고 있다. 재이용방식은 직접재이용과 간접재이용으로 구분할 수 있으며 2020년까지 56개 하수처리시설에서 총 106,388 천$m^3$/년의 농업용수를 직접재이용할 계획이다. 하지만 대부분의 경우 간접재이용의 형식으로 하수처리수를 농업용수로 이용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 작물생육, 수질, 그리고 토양환경에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 본 연구를 위해 수원시 환경사업소와 오산시 환경사업소 하류 지역을 간접재이용 사례지구로 선정하고, 용인 이동저수지를 관개용수로 하는 청정지역을 대비구로 선정하였다. 각 지구별로 수량 구성요소 및 수확량 특성, 그리고 벼의 영양염류 및 중금속 함량 등의 유해성분을 분석하였으며, 관개수질과 논토양의 성분을 모니터링 하였다. 모니터링 결과를 통해 간접재이용 사례지구의 환경영향을 평가하여 수질기준을 정립하고 간접재이용시스템을 개발하는데 있어 기초적인 자료를 제공할 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.961-965
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• 2004

본 연구에서는 상수관망의 신뢰도 기반 최적화설계에서 시스템 구성물의 기계적 고장의 영향뿐만이 아니라 관로의 수리학적 능력과 절점수요에서의 불확실성이 결합되어 인식할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 수질과 연관된 신뢰도 문제는 고려하지 않았고 단지 수량의 항으로 수요자들의 요구량을 충족시키기 위해 급수관망의 공급능력을 고려하였다. 수량의 관점에서 관망의 신뢰도의 측정은 절점 수요량들이 항상 만족되어진다고 가정한 상태에서 불충분한 수두의 정도를 이용한다. 따라서 절점신뢰도는 공급되는 절점수두가 미리 규정된 최소수두를 상외하거나 충족시키는 확률로 정의되어진다. 이 모형에 의해 설계된 상수관망은 정상관망 상태구성(구성물의 고장이 발생하지 않았을 경우)와 미리 정해진 고장 시나리오의 범위와 연관된 관망의 악화된 구성상태 모두에서 절점에서의 임의의 수요량과 임의의 수리학적 능력하에서 상수공급량의 항으로 규정된 수준의 서어비스의를 제공할 수 있다. 본 모형은 다양한 관망구성에 내해 상수관망의 신뢰도의 정도를 결정하기 위해서 Monte-Carlo 모의를 이용하였다. 실제 상수관망에 내해 본 인구모형을 이용하여 신뢰도 및 최적화 해석이 수행되었다. 해석결과 본 모형은 합리적으로 관망 전체에 대해 합리적인 범위의 신뢰도를 유지하면서 관망의 건설비용의 치적화가 수행될 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1340-1344
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• 2004

우리나라는 계절에 따라 수량의 변화가 커서 하천에 흐르는 유량의 변화가 심하지만 대부분의 하천은 갈수기에도 각각 일정량의 유량을 가지고 흘러간다. 그러나 충적층을 통과하는 소하천의 경우에는 계절에 상관없이 하천수가 지하로 침투하여 지표수가 감소한다. 소하천의 하천수량이 갈소되거나 건천화 될 경우 수질이 악화되거나 하천의 바닥이 드러날 경우 수중생태계는 파괴됨 것이다. 현재 지하수를 개발하여 부족한 하천수를 보충하는 방법을 모색하고 있으나 하천수의 지하침투가 심각한 경우에는 지하수만으로는 하천수의 부족분을 보충하는데 한계가 있다. 충적층을 통과하는 소하천의 침투수를 차단하는 방법으로 충적층에 불투수 매트를 설치하여 사용하면 하천의 건천화를 방지할 수 있으며, 충적층의 침투수를 차단하기 위하여 충적층위에 점토층을 설치하여 투수계수를 저하시키는 방법을 사용하면 부족한 하천유지용수를 확보할 수 있다. 따라서 충적층을 통과하는 소하천의 건천화를 방지하고 자연형 하천으로 개발할 경우 수중생태계 복원성이 우수하며, 자연경관의 복원에도 효과가 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.7
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• pp.625-633
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• 2010

An integrated water resources management is highly required to use efficient water and preserve water quality due to the limits of water resources development and water pollution. K-WEAP was developed, which supports the water resources planning and evaluation within a fully integrated interactive system. In this study, we present three applications of K-WEAP. First, we examined the usefulness of K-WEAP as a water resources planning tool through its application to the National Water Resources Plan. Second, the conjunctive use of surface water and groundwater in the Geum river basin with K-WEAP was evaluated, and its results show how to support to set up a sustainable groundwater management plan. Finally, we confirmed the function of the integrated water quantity and quality management in K-WEAP, which conducted by comparing the simulated results of water quality in both QUAL2E and K-WEAP.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.938-942
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• 2010

현재 기후변화가 심화되면서 기상변동성이 커지고 이에 따라 사막화 현상의 심화, 엘니뇨(El Nino), 라니냐(La Nina), 태풍, 집중호우 등의 이상기후 현상이 전 지구상에 걸쳐 광역적으로 나타나고 있는 실정이다. 이러한 기후변화는 앞서 말한 것과 같이 여러 기후인자들을 변화시켜 수자원의 양적변화 등 지속가능한 수자원 개발 관리에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 대표적으로 여러 가지 2CO2 시나리오에 대한 대기 순환 모형의 적용 결과를 이용하여, 이러한 기후변화가 수문순환에 영향을 미치는 기후인자인 기온, 강수량, 습도 및 풍속, 그리고 물의 수량 및 수질 등에 미치는 영향을 분석하고, 이를 기반으로 기후변화와 관련된 환경 및 수자원의 정책 개발에 대한 연구들이 주로 수행되고 있다. 국내 역시 기후 변화와 관련된 연구들이 수행되고는 있으나, 기후변화와 연계된 유량과 수질 예측에 대한 연구가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 IPCC의 배출 시나리오(Special Report on Emissions Scenarios, 이하 SRES) 중 인구증가율이 높고 경제발달과 기술변화가 느리고 환경에 무관심한 극한현상을 나타내는 A2 시나리오와 청정 및 자원 효율적인 기술 등 급격히 발전하고 조사대상 유역특성과 유사한 B1 시나리오를 선정하고, 이에 대한 유역의 기온과 강우량을 GCM을 적용하여 모의하였다. 또한 향후의 기후변화가 유출 수질(BOD, TN, TP)에 미치는 영향을 2020년, 2050년, 2080년에 대하여 평가하기 위하여 GIS 기반의 유역 모형인 SWAT을 대상모형으로 선정하였다. 신뢰성 평가를 위해 현재 상태에서의 모의를 검 보정 하여 실제 A2, B1 기후변화 시나리오에 따른 기온 및 강우량 변화 등에 대한 영향을 평가하여 보았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.193-193
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• 2011

국제기구인 정부간 기후변화협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, 이하 IPCC)에서는 기후변화가 기온 상승에 따른 증발산량의 증가, 강수량 및 유출량의 시공간적 분포의 변동 등을 초래하여 수자원의 효율적 관리 및 안정적인 공급에 어려움을 증대시킬 것으로 전망하였다. 또한 IPCC 4차 보고서에 따르면 21세기말 지구의 평균기온은 현재보다 최대 $6.3^{\circ}C$정도 더 상승할 것으로 전망하였다. 전구평균기온이 $3.0^{\circ}C$ 증가할 경우 아시아에서만 연간 700만 명이상이 홍수피해 위기에 직면할 것으로 예상되고 있다. 국내의 경우 기온은 전구평균기온에 비해 2배 이상 높은 $1.5^{\circ}C$ 정도 상승하였으며, 최근 50년간의 강우일수는 감소한 반면 일강수량이 80mm 이상인 호우일수의 발생빈도는 증가되고 있다고 보고되었다. 또한 최근의 물수지 해석과 관련하여 거시적인 관점에서 기온 및 강수량 증가에 따른 물순환 과정을 모의하고, 농업용수, 댐건설, 도시화, 토지이용의 변화 등 인위적인 환경 변화 및 기후변화에 따른 유출량의 변화를 정량화하려는 연구들이 수행되고 있다(한국건설기술원, 2007). 이를 위하여 단기적이 아니라 장기적인 측면에서 유출분석을 할 필요가 있으나, 현재까지 보유하고 있는 실측 자료의 한계 및 이러한 조사를 위해 요구되는 시간 및 비용의 한계 때문에, 유출해석 모형을 주로 이용하고 있다. 본 연구에서는 장래 건설예정인 미계측 호소의 유량과 수질을 모의하기 위하여 하천, 하구, 호소 및 해역에 고루 적용할 수 있는 3차원 수리 동력학적인 모델인 EFDC 모형과 시간의 변화에 따른 수질을 모의하는데 가장 널리 이용하는 WASP 모형을 도입하였다. 향후, 내성천의 영주댐 건설과 같은 큰 변화가 발생하였을 기후 변화의 영향을 파악하기 위하여 EFDC와 WASP모형을 이용하여 대상유역에 대한 유출량과 수온의 변화를 통하여 A2, B1 기후변화 시나리오별로 2020년, 2050년, 2080년의 수질(BOD, TN, TP)변화를 분석하여 보았다. 연구의 결과는 다음과 같이 나타났다. EFDC 및 WASP 모형의 연계를 통한 기후 변화 시나리오에 따른 미래의 저수지 수질예측 모의를 수행한 결과, BOD, TN, TP 등 수질농도 변화는 2020년에서 2080년도로 갈수록 BOD, TN 다소 증가하는 경향을 나타내었고, TP농도는 감소하였다. 시나리오별 변화 특성은 TN, TP 농도는 A2 시나리오가 다소 높고, BOD 농도는 B1 시나리오가 A2보다 높은 것으로 나타났다. EFDC와 WASP을 이용하여 미계측 호소에 대한 기후변화 시나리오별로 적용하여 수질변화를 예측하여 보았는데, 향후 기후변화에 따른 기온, 유량변화와 수질 항목간의 상간관계 정립 및 수질 모의의 불확실성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 농업기술회보
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• v.47 no.1
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• pp.33-34
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• 2010

최근 화학비료의 가격이 올라 농가경영에 부담이 될 뿐만 아니라 2012년 이후에는 가축분뇨의 해양배출을 전면 금지해야 하는 시점에서 농경지에 가축분뇨 액비의 환원은 매우 중요한 해결방안이 될 수 있다. 가축분뇨 액비를 농경지에 환원하면 직물에 양분공급, 토양 비옥도 증가 및 토양생물의 활성유지 등 다양한 효과가 있다. 그러나 필요량 이상으로 사용하면 작물이 웃자라 쓰러져 수량감소와 품질저하는 물론 생산기반인 토양과 수질 등 환경에 나쁜 영향을 초래할 수가 있어 사용기준을 잘 지켜야 한다.