• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1817-1821
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• 2010

본 연구에서의 지리정보시스템(GIS)을 이용한 사방댐 입지선정모델 개발은 산사태 발생 예측을 위한 사면안정성 평가 기준을 개발하여 사방댐 지점을 선정하기 위하여 체계적으로 표준화된 시스템을 구축하는 것이 목표이며, 2002년 태풍 '루사'와 2003년 태풍 '매미'에 의하여 토석류와 산사태가 발생한 서부경남 지역의 38개 지점에 대하여 항공사진 수집 및 현장조사를 수행하고, 산사태 발생에 관계되는 강우, 지형, 지질 및 토양, 임상 등을 인자로서 규정하였다. 연구결과 서부경남지역에서 발생한 산사태는 지리산, 가야산, 좌굴산 등 EL. 500m 이상의 비교적 고도가 높은 산악지역에서 지형성 집중호우에 의하여 발생하는 것으로 분석되었으며, 강우량과 산사태의 상관분석결과 시강우량 70mm 이상 및 누가강우량 230mm 이상에서 산사태의 발생빈도가 높은 것으로 나타났다. 또한 산사태 발생지점에서의 고도(평균해수면 기준)와 능선의 고도와의 비를 백분율로 계산하여 빈도를 살펴보면 산사태 발생지점이 능선의 90% 이상의 고도에서 산사태의 발생빈도가 53%로 가장 높고, 80-90%는 21%, 70-80% 16%의 순으로 산사태 발생빈도가 감소하고 있으며, 고도가 더욱 낮아져 산사태 발생지점이 60% 이하로 내려가면 산사태 발생빈도는 급격히 감소한다. 예를 들어 능선의 고도가 1000m일 경우 900m 이상의 고도(90% 이상)에서 산사태 발생빈도가 가장 높고 600m 이하의 고도(70% 이하)에서는 발생빈도가 급격히 저하하는 것으로 나타났다. 산사태 발생지점의 표면 굴곡도에 따른 산사태의 발생빈도는 대부분의 평행사면에서 74%, 약간 오목사면에서 26%가 발생하는 것으로 나타났다. 각 지구의 지질 및 토양별 산사태 발생빈도는 화성암계열의 지질 및 자갈/암괴 섞인 토사의 토양에서 발생하는 것으로 분석되었고, $34-40^{\circ}$ 사면경사에서 40%, $26-34^{\circ}$ 사면경사에서 26%, $26^{\circ}$ 이하의 사면경사에서 22%가 주로 발생하였으며, $40^{\circ}$ 이상의 높은 사면경사에서는 극히 미미하였다. 또한 임상 기준으로는 침엽수림에서 주로 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이상의 결과를 기초로 매우 안정, 안정, 부분적 안정, 불안정, 매우 불안정, 위험 지역으로 구분하고, 평가한 결과는 불안정 33개소, 매우 불안정 5개소 등 38개소 지점 모두에 사방댐 설치가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.545-545
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• 2015

금호강은 포항시 북구 죽장면에서 발원하여 낙동강으로 합류하는 낙동강 제1지류로 유로연장은 114.6km이며, 영천과 경산지역의 생활 및 공업용수, 대구지역의 공업용수로 사용된다. 금호강의 평균 BOD는 1983년 191.2mg/L로 하수도나 산업폐수 처리 전 원수 정도의 수준이었으나, 2014년에는 3.6mg/L로 낮아져 수질개선율이 98.1%를 나타냈다. 이를 위해서 하 폐수 처리장 건설과 아울러 포항철강산업단지의 공업용수 공급을 위한 영천댐에 임하댐과 도수터널 52km를 연결하여 2001년부터 금호강에 하천유지용수로 $3.463m^3/s$를 공급하였다. 금호강 유역에서 오염총량제 목표수질은 금호B 지점이 BOD 3.8mg/L, TP 0.236mg/L이며, 금호C 지점은 BOD 4.0mg/L, TP 0.254mg/L이다. 분석기간인 2013년에서 2014년의 평균 수질은 모두 기준을 만족하고 있으나, 수질악화시에 금호B 지점에서 최대 BOD 8.6mg/L, TP 0.511mg/L, 금호C 지점에서 최대 BOD 8.5mg/L, TP 0.449mg/L을 나타내었다. 이에 영천댐의 탄력적인 유량방류로 수질악화시에 추가 방류를 수행하여 수질을 안정화시키고, 물공급의 안정화가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 갈수기 및 이수기에 영천댐에서 하천유지용수보다 많은 유량을 탄력적으로 방류하는 가상조건을 설정하여, 하천유지유량과 목표수질을 만족하는 유량분석을 수행하였다. 이를 위해 QUALKO2 모형을 적용하였으며, 상류단 경계조건을 영천댐으로 설정하고 낙동강에 합류하기까지 약 86km 구간에 대해서 유량과 수질모의를 수행하였다. 모형적용을 위해서는 23개의 reach와 86개 element를 사용하였으며, 주요지류로는 신령천, 청통천, 부기천, 오목천, 남천, 동화천, 신천, 팔거천, 달서천, 이언천를 적용하고, 주요 하 폐수 처리시설을 점오염원으로 입력하였다. 실측자료는 2013년과 2014년의 월자료를 사용하였으며, 유량시나리오는 상류단 영천댐 방류량 조건을 반영하여, 실방류량 조건과 하천유지용수 방류조건, 유지용수 외 추가 25%, 50% 방류조건, 목표수질을 달성하는 방류조건으로 총 5가지의 시나리오를 수행하였다. 상류단 유량이 증가하면 금호강 전반적으로 수질이 개선되나 수질 악화시에는 과도한 방류량을 요구하게 되어, 수질 악화시를 위한 구조적 비구조적 대책도 필요한 상황으로 분석된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권2호
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• pp.64-71
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• 2016

삼차원 프린터(3DP)를 이용하여 환자맞춤형 전자선 치료용 볼루스(patient specific customized bolus, PSCB)를 제작하는 절차를 고안하고 제안된 방법으로 제작한 PSCB의 선량 정확도를 평가했다. 치료계획장치에서 치료계획표적용적(PTV)에 적합한 전자선 빔과 조사면 크기를 선택하고 초기 선량계산을 수행했다. 계산된 선량분포를 기반으로 PSCB를 그리고 재계산을 수행했다. 수 차례 반복을 통해 최상의 PSCB를 설계하고 설계된 윤곽자료를 DICOMRT 프로토콜을 이용해 자체 제작한 변환프로그램으로 전송했다. PSCB의 윤곽자료는 자체 변환프로그램을 이용해 3DP에서 인식 가능한 파일(STL 포맷)로 변환한 후 3DP를 이용해 제작했다. PSCB의 유용성을 검증하기 위해 2명의 가상 환자(오목, 볼록 유형)를 생성했고 각각의 환자에 가상의 PTV와 정상장기(OAR)을 생성했다. 3D-PSCB 를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 선량체적히스토그램(DVH)와 선량 특성을 비교했다. 3D-PSCB 제작의 정확도를 분석하기 위해 필름 선량측정을 통해 선량 정확도를 평가했다. 치료계획 결과와 필름을 이용한 선량분포를 중첩한 후 빔 중심축에서의 심부선량곡선을 구했고 감마분석(3% 선량 오차와 3 mm 거리오차)을 수행 했다. 2명의 가상환자 모두에서 PSCB를 사용한 경우 PTV 선량은 큰 차이를 보이지 않았다. PSCB를 사용할 경우 PSCB를 사용하지 않는 경우에 비해 OAR의 최대 선량, 최소선량, 평균선량은 각각 평균 9.7%, 36.6%, 28.3% 감소했다. 처방선량의 90% 선량($V_{90%}$)을 받는 OAR의 용적은 PSCB를 적용할 경우 약 99% 낮아졌다(14.40 vs $0.1cm^3$). 또한 처방선량의 80% 선량을 받는 OAR 체적도 PSCB를 사용할 경우 약 91% 줄었다(42.6 vs $3.7cm^3$). 감마분석 결과(3%, 3 mm) 오목 및 볼록 볼루스를 적용한 경우 각각 95%, 98% 통과율(pass rate)을 보였다. 3DP를 이용해 PSCB를 제작하는 절차를 정립하고 선량적 정확도를 평가해서 임상적용이 가능한 만족할 만한 결과를 얻었다. 3DP 기술의 빠른 발전에 힘입어 PSCB의 임상적용이 좀 더 쉬워지고 적용대상이 확장될 것으로 생각된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권1호
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• pp.64-72
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• 2009

등고선에서 생성된 DEM(digital elevation model)은 고도 간격에 따라 미지형 요소 표현에 절대적인 영향을 받기 때문에 미기복 지형이 잘 표현되지 않는 문제가 발생한다. 이를 보완하기 위해 지표피복에 고도정보를 입력하여 buffering과 지도대수 연산기법을 적용하며 미기복 지형을 복원하는 Landcover burning 기법을 개발하고자 하였다. 미지형복원과정은 등고선에서 일차 DEM 생성, 지표피복도 제작, 지표피복요소 중 미지형요소에 대한 buffering 기법에 의한 고도정보 복원, 피복인자에 대한 지도대수 연산을 통한 고도정보 입력에 의해 DEM을 복원하였다. 미지형복원은 하천지형을 중심으로 적용하였다. buffering에 의한 지형복원은 면적인(polygonal) 요소인 사력퇴, 습지에 대해서 지형형상이 오목 혹은 볼록 지형의 특성에 맞추어 일정간격의 등고선을 생성하여 지형을 복원한 후, 고도 정보를 입력하여 복원하였다. 선형적인 요소인 제방, 도로, 수로, 지류는 지도대수함수를 이용하여 지형을 복원할 수 있었다. 하상, 하안단구, 인공지물(농경지)과 같은 면적인 요소들은 평탄하기 때문에 일정한 고도값을 입력하여 지형면을 복원하였다. 연구결과는 단면도를 제작하여 원래의 DEM과 복원된 DEM의 지형표현 정도를 비교 분석하였다. 분석한 결과, 기존의 방법으로 제작된 DEM은 미지형적인 요소들이 거의 표현되지 않았다. 본 연구에서 개발된 방법은 습지, 사력퇴, 하천주변의 지형, 농경지, 제방, 하안단구, 인공지물 위치가 비교적 잘 표현되었다. 본 연구는 중소규모의 저기복 구릉대나 평야지대의 미지형분류와 분석, 하천 주변 미지형복원이 필요한 생태 및 환경분야 연구에 기여할 것으로 기대된다.