• Title/Summary/Keyword: 에너지 수지 인자

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Spatial Estimation of Satellite-based Evapotranspiration by Energy Balance (에너지 수지에 의한 인공위성 데이터 기반 공간 증발산량 산정)

  • Hwang, Kyo-Taek;Choi, Min-Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1585-1590
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    • 2010
  • 토양으로부터 발생하는 증발과 식물에서 일어나는 증산을 모두 포함하는 증발산은 일반적으로 연구된 물리식과 경험식 등을 이용하여 산정하고 lysimeter 실측 자료를 이용하여 지역 특성에 맞게 검증하는 방법을쓰고 있다. 하지만 이와 같은 방법은 어느 한 점에만 국한되어 적용되기 때문에 공간적인 제약이 있으며 외부환경의 영향을 크게 받는 증발산의 특성상 이를 일반화하는 데에도 어려움이 따른다. 따라서 이러한 점들을 보완하고 해결하기 위해 원격탐사 (Remote Sensing)를 이용하여 넓은 지역에 분포되어 있는 증발산량을 공간적으로 산정하고자 한다. 증발산량은 크게 물수지, 에너지수지 방법을 이용하여 구할 수 있으며, 본 연구에서는 에너지수지 방법을 기반으로 한 원격 이미지 처리 모형을 이용하여 에너지 수지식의 각 항을 이루는 순복사 에너지, 토양열 플럭스, 현열 플럭스와 함께 증발산을 나타내는 잠열 플럭스를 통합적으로 처리하여 산정, 이를 지도로 나타내고 기본적인 통계분석을 실시하였다. 작성된 지도는 유역 내 토지 피복, 식생 분포, 고도 등 외부 인자들의 변화에 따라 증발산량이 공간적으로 어떻게 변화하는지를 알아볼 때 유용하게 쓰일 것이며, 다른 증발산 지도와의 비교를 통해 연구지역에서의 시간 변동성을 파악하는 데에도 도움이 될 것이다.

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Spatio-temporal Distribution of Downward Shortwave Radiation using MODIS Satellite Imagery (MODIS 위성 이미지를 이용한 태양 복사 에너지의 시공간 분포 특성)

  • Choi, Minha;Hwang, Kyotaek;Kim, Hyun Woo
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.106-106
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    • 2011
  • 지표면으로 입사하는 태양 복사 에너지를 정확하게 산출하는 것은 에너지 수지 방법을 이용한 유역 분석의 신뢰도를 높이는데 기여할 수 있다. 태양 복사 에너지는 지형 인자와 대기 인자를 이용하여 산정할 수 있으나 기상관측장비 특성상 지점값 위주의 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 공간적 제약을 완화하기 위해 원격탐사 기법을 이용하여 지표면에 들어오는 태양 복사 에너지를 산출하고자 하였다. 시간, 공간적으로 중규모 해상도를 가지고 있는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 위성 관측 이미지를 이용하여 태양 복사 에너지의 시공간 분포를 산정하고 그 결과를 연구 지역인 광릉/해남 KoFlux site의 지상 관측값을 이용하여 검증함으로써 산정 모형의 국내 적용성을 확인하였다. 비교적 적은 수의 인자를 필요로 하는 Allen et al.(2007) 태양 복사 에너지 산정 모형과 36가지의 서로 다른 파장 이미지를 이용하여 산출된 MODIS 대기 자료를 이용하여 결과를 산정함으로써 모형의 간편성 및 효율성을 확인할 수 있었다. 특히 광릉/해남 KoFlux site 관측치와 모형 산정값과의 상관계수가 각각 0.95, 0.96으로 매우 높은 값을 가짐으로써 모형의 높은 신뢰성을 검토하였다. 향후 연구의 결과로써 얻어진 태양 복사 에너지의 시공간 분포특성 분석을 통해 에너지 수지 방법의 정확성을 향상시키고자 한다.

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A study on inspection methods for waste treatment facilities(I): Derivation of impact factor and mass·energy balance in waste treatment facilities (폐기물처리시설의 세부검사방법 마련연구(I): 공정별 주요인자 도출 및 물질·에너지수지 산정)

  • Pul-Eip Lee;Eunhye Kwon;Jun-Ik Son;Jun-Gu Kang;Taewan Jeon;Dong-Jin Lee
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.31 no.1
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    • pp.69-84
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    • 2023
  • Despite the continuous installation and regular inspection of waste treatment facilities, complaints about excessive incineration and illegal dumping stench continue to occur at on-site treatment facilities. In addition, field surveys were conducted on the waste treatment facilities currently in operation (6 type) to understand the waste treatment process for each field, to grasp the main operating factors applied to the inspection. In addition, we calculated the material·energy balance for each main process and confirmed the proper operation of the waste disposal facility. As a result of the site survey, in the case of heat treatment facilities such as incineration, cement kilns, and incineration heat recovery facilities, the main factors are maintenance of the temperature of the incinerator required for incineration and treatment of the generated air pollutants, and in the case of landfill facilities Retaining wall stability, closed landfill leachate and emission control emerged as major factors. In the case of sterilization and crushing facilities, the most important factor is whether or not sterilization is possible (apobacterium inspection).In the case of food distribution waste treatment facilities, retention time and odor control during fermentation (digestion, decomposed) are major factors. Calculation results of material balance and energy resin for each waste treatment facility In the case of incineration facilities, it was confirmed that the amount of flooring materials generated is about 14 % and the amount of scattering materials is about 3 % of the amount of waste input, and that the facility is being operated properly. In addition, among foodwaste facilities, in the case of an anaerobic digestion facility, the amount of biogas generated relative to the amount of inflow is about 17 %, and the biogas conversion efficiency is about 81 %, in the case of composting facility, about 11 % composting of the inflow waste was produced, and it was comfirmend that all were properly operated. As a result, in order to improve the inspection method for waste treatment facilities, it is necessary not only to accumulate quantitative standards for detailed inspection methods, but also to collect operational data for one year at the time of regular inspections of each facility, Grasping the flow and judging whether or not the treatment facility is properly operated. It is then determined that the operation and management efficiency of the treatment facility will increase.

Evaluation of actual evapotranspiration using the Modified Satellite-based Priestley-Taylor algorithm (Modified Satellite-based Priestley-Taylor (MS-PT) 알고리즘 기반 실제 증발산량 산정)

  • Choi, Minha;Park, Jongmin;Baik, Jongjin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.6-6
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    • 2016
  • 최근 전 지구적인 기후 변화에 따라 수문 순환을 이루고 있는 다양한 수문 기상 인자들의 변동성에 영향을 미치고 있다. 특히, 증발산은 수문순환을 구성하는 중요한 인자로서 대기와 지표간의 상호 작용을 파악하기 위해서는 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필수적이다. 일반적으로 증발산량을 산정하기 위해서 증발 접시 및 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 지점 자료만을 이용하여 증발산량의 변동성을 파악하는 연구들이 수행되어왔다. 그러나 지점 자료만을 이용하여 증발산량을 산출하게 되면 공간적인 변동성을 파악하는데 있어서 한계점이 발생하게 된다. 이러한 제약 사항을 해결하기 위해서, 인공위성 기반의 수문 기상인자를 물리식 기반 증발산량 산정식의 입력 자료로 구축하여 증발산량을 산정하고 이에 대한 시 간적인 변동성을 파악하는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 인공위성 기반 증발산량 산정 알고리즘의 대표적인 예로 공기동역학적 항과 에너지 수지 항들을 동시에 고려할 수 있는 Penman-Monteith 방법을 근간으로 수정하여 만들어낸 Remote Sensing based Penman-Monteith (RS-PM) 알고리즘이 있다. 그러나 RS-PM 기반의 증발산량 경우 태양복사열, 풍속, 온도, 습도와 같은 많은 수문기상인자들이 입력 자료를 요구한다. 이에 따라, 본 연구에서는 기존의 방법에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 사용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) algorithm의 적용성을 평가하기 위해 MODerate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료를 이용하여 한반도에서 순복사에너지 (Net radiation) 및 실제 증발산량 (Actual evapotranspiration)을 산정하였다. 또한, 이에 대한 검증을 위해 청미천 유역에 설치되어있는 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 순복사 에너지 및 실제 증발산량에 대한 통계적 검증을 실시하였다.

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Adsorption Behavior of Monosubstituted-Halophenols by Amberlite XAD Resins (Amberlite XAD 수지에 대한 일치환 할로 페놀들의 흡착거동에 관한 연구)

  • Lee, Taek Hyeok;Lee, Dae Un
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.34 no.3
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    • pp.267-279
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    • 1990
  • The adsorption mechanisms of phenols on XAD-2 and XAD-7 resins were studied by using the distribution coefficient(log Kd) measured in the optimum adsorption conditions. It was observed that the Langmuir adsorption isotherm, indicating a molecular size-dependent adsorption, was appropriate for characterizing the adsorption behaviors of phenols on XAD-2 and XAD-7 resins. The adsorption energies of phenols on XAD resins were calculated by Lennard-Jones potential equation. In the calculation of the adsorption energy, the molecular radii and dipole moments of the resins and phenols were calculated by their van der Waals volumes and Debye equation, respectively. The stacking factor (F) were determined from the radio of the equilibrium distance to the stacking distance of molecules. In order to explain the adsorption energy calculated from the stacking factor it was compared with the adsorption enthalpy for each of phenols which was experimentally determined by batch adsorption shake method. It was observed that the adsorption enthalpy of phenolate ions on the XAD resins was likely to be more seriously affected by dispersion interaction than by a dipole or a charge interaction.

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Prediction of Soil Distribution Using Digital Terrain Indices (수치 지형인자를 활용한 토양수분분포 예측)

  • Lee, Hak-Su;Kim, Gyeong-Hyeon;Han, Ji-Yeong;Kim, Sang-Hyeon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.4
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    • pp.391-401
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    • 2001
  • Several curvature parameters, solar radiation parameter and topographic flow generation parameters have been summarized and calculated to predict the spatial distribution of soil moisture content. The spatial distribution of soil moisture data can be obtained using Global Positioning System(GPS) and portable soil moisture monitoring equipment, Theta-Probe. Correlation analysis has been performed between the parameters of soil moisture prediction and measured data of soil moisture. Multiple regression analysis of soil moisture prediction shows the potential capability and limitations of existing methods of digital terrain analysis.

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Development and validation of daily evapotranspiration based on COMS satellite and surface energy budget equation (천리안 위성 자료와 지표 에너지 수지식을 이용한 위성 일 증발산량 알고리즘 개발 및 검증)

  • Park, Na-Yeon;Kim, Youngmi;Shin, Jinho;Lyu, Sang Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.10-14
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    • 2016
  • 육상의 증발산량(evapotranspiration, ET)은 대기 중 수증기의 상변화를 통해 대기와 지표 사이의 물과 에너지 순환에 영향을 미치며, 강수량, 유출량과 함께 수자원에 영향을 미치는 주요 인자이다. 강수량과 유출량은 직접 관측이 가능한 반면, 증발산량은 숨어있는 잠열로서 관측하기 어렵다. 플럭스 타워나 라이지메타(Lysimeter) 등을 이용하여 증발산량을 직접 관측하고 있으나 이들 지상관측은 일부 지점(point)에서 제한적으로 이루어지고 있으며, 관측 지점의 수를 확대하게되면 관측 기기의 유지 보수 등의 많은 시간과 비용이 든다는 한계가 있다. 이러한 지상관측의 한계를 극복하고 넓은 영역의 증발산량 변화를 관측하기 위해 위성을 이용한 증발산량을 추정하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 기상청 국가기상위성센터(National Meteorological Satellite Center, NMSC)에서는 우리나라 최초의 정지 기상 위성인 천리안 위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 자료를 지표 에너지 수지식(Surface Energy Budget Equation)에 적용하여 동아시아 지역의 지면과 식생 특성을 반영한 '일(daily) 증발산량 산출 알고리즘'을 개발하였다. 현열을 계산하기 위해 다양한 입력 변수가 사용되어지고 계산 과정이 복잡하기 때문에, 본 연구에서는 '반 경험적인 계수인 B 계수 모델'을 사용하여 현열 산출 기법을 단순화하였다. 본 알고리즘을 이용하여 2011년 4월부터 현재까지 동아시아(위도 $20{\sim}50^{\circ}N$, 경도 $100{\sim}145^{\circ}E$)의 해상도 1km의 일 증발산량을 산출하였고, 위성 증발산량의 검증을 위해 지면 특성이 다른 청미천(농경지), 설마천(혼효림) 지역의 플럭스 타워 증발산량 자료(유량조사사업단 제공)와 비교 분석하였다. 2011년 4월부터 2014년 12월까지 청미천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 665개 자료에 대하여 RMSE는 2.82 mm/day, Bias는 2.56 mm/day의 결과를 보였다. 동일한 기간에 대하여 설마천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 582개 자료에 대하여 RMSE는 1.92 mm/day, Bias는 1.45 mm/day의 결과를 보였다. 기상청 국가기상위성센터의 위성증발산량이 봄과 가을철에 다소 높게 산출되는 경향이 있었으나, 증발산량의 변화경향은 유사하게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 동아시아 지역 위성 증발산량 변화를 감시하고 있으며 향후, 수문 및 기후 분야에서 가뭄 모니터링 등의 연구에도 활용할 수 있을 것이다.

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Development of a quantification method for modelling the energy budget of water distribution system (상수관망 에너지 모의를 위한 정량화 분석기법 개발)

  • Choi, Doo Yong;Kim, Sanghyun;Kim, Kyoung-Pilc
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.55 no.spc1
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    • pp.1223-1234
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    • 2022
  • Efforts for reducing greenhouse gas emission coping with climate change have also been performed in the field of water and wastewater works. In particular, the technical development for reducing energy has been applied in operating water distribution system. The reduction of energy in water distribution system can be achieved by reducing structural loss induced by topographic variation and operational loss induced by leakage and friction. However, both analytical and numerical approaches for analyzing energy budget of water distribution system has been challengeable because energy components are affected by the complex interaction of affecting factors. This research drew mathematical equations for 5 types of state (hypothetical, ideal, leak-included ideal, leak-excluded real, and real), which depend on the assumptions of topographic variation, leakage, and friction. Furthermore, the derived equations are schematically illustrated and applied into simple water network. The suggested method makes water utilities quantify, classify, and evaluate the energy of water distribution system.

GF/PE 복합계료의 인장파괴거동에 관한 연구

  • 엄윤성;최영근;고성위
    • Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.64-65
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    • 2003
  • 열경화성 수지를 사용한 복합재료의 연구결과들을 종합하여 보면 인장강도에 영향을 미치는 인자에 대한 다양한 연구결과가 있으나, 섬유함유율과 온도에 따른 인장파괴기구에 대한 고찰은 아직 희박한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 열가소성 복합재료의 기계적 특성과 파괴거동에 관한 종합적인 연구의 일환으로 섬유함유율이 10%인 GF/PE 복합재료를 -5$0^{\circ}C$에서 6$0^{\circ}C$사이의 온도범위에서 인장시험을 통하여 임계 파괴에너지의 거동을 고찰하고, 각각의 온도범위에서의 파단면을 SEM사진을 통해 비교 검토하였다. (중략)

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Characteristics of Greenup and Senescence for Evapotranspiration in Gyeongan Watershed Using Landsat Imagery (Landsat 인공위성 이미지를 이용한 경안천 유역 증발산의 생장기와 휴면기 분포 특성 분석)

  • Choi, Minha;Hwang, Kyotaek;Kim, Tae-Woong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.1B
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    • pp.29-36
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    • 2011
  • Evapotranspiration (ET) from the various surfaces needs to be understood because it is a crucial hydrological factor to grasp interaction between the land surface and the atmosphere. A traditional way of estimating it, which is calculating it empirically using lysimeter and pan evaporation observations, has a limitation that the measurements represent only point values. However, these measurements cannot describe ET because it is easily affected by outer circumstances. Thus, remote sensing technology was applied to estimate spatial distribution of ET. In this study, we estimated major components of energy balance method (i.e. net radiation flux, soil heat flux, sensible heat flux, and latent heat flux) and ET as a map using Mapping Evapo-Transpiration with Internalized Calibration (METRIC) satellite-based image processing model. This model was run using Landsat imagery of Gyeongan watershed in Korea on Feb 1, 2003 and Sep 13, 2006. Basic statistical analyses were also conducted. The estimated mean daily ETs had respectively 22% and 11% of errors with pan evaporation data acquired from the Suwon Weather Station. This result represented similar distribution compared with previous studies and confirmed that the METRIC algorithm had high reliability in the watershed. In addition, ET distribution of each land use type was separately examined. As a result, it was identified that vegetation density had dominant impacts on distribution of ET. Seasonally, ET in a growing season represented significantly higher than in a dormant season due to more active transpiration. The ET maps will be useful to analyze how ET behaves along with the circumstantial conditions; land cover classification, vegetation density, elevation, topography.