• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.161-165
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• 2000

연안해역으로 유입되는 물질의 이동 및 확산에 관한 예측연구는 수치모형개발과 확산(또는 분산)계수 관측에 중점을 두고 수행되어 왔다. 수치모형의 보정 및 검증을 위한 (오염)물질의 유입량 및 농도관측과 더불어 각종 부표(drogue), 형광물질 등을 이용한 분산계수 측정연구가 다방면으로 수행되어 왔다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.200-200
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• 2021

하천은 용수공급, 관개, 친수활동, 산업활동 등 인간의 활동에 중요한 역할을 한다. 이에 따라 수질관리는 필수적이며 유기물, 중금속, 화학물질 등의 용존물질들은 수질문제에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서 하천에서의 용존물질의 혼합 거동을 파악하기 위한 연구가 지난 수십년간 이루어지고 있다. 하천 흐름에 따른 오염물질의 이동 및 확산 거동을 예측하기 위하여 1차원 추적모형이 활용되는데, 그 중 하천저장대 모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용된다. 하지만 TSM은 매개변수에 대한 의존성과 불확도가 크며, TSM의 저장대에서의 농도분포에 대한 지수함수형태의 모델링이 하상간극수역(Hyporheic zone)에서의 저장대 특성을 반영하기에 구조적으로 부정확하다는 단점이 제기되고 있다. 최근 이러한 TSM의 단점을 보완하고 하천에서의 저장대 메커니즘을 보다 정확하게 구현하고자 체류시간분포(residence time distribution)를 이용한 확률론적 저장대 모델링 프레임워크가 등장하고 있다. 본 연구에서는 본류대와 저장대에서의 오염물질의 체류시간분포를 분리하여 해석하고 이를 전달함수(transfer function)를 이용한 합성곱으로 결합한 형태의 프레임워크를 적용하여 모델링하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 2019년 감천의 4.85km 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 실험 당시 유량은 12.9 m³/s로 풍수기에 해당되며 평균 유속은 약 0.6 m/s로 측정되었다. 모형의 매개변수는 추적자 실험으로부터 최적화 기법을 통해 역모델링기법으로 결정하였다. 제안된 모형에 의한 모의 결과를 추적자 실험에서의 농도측정자료와 비교한 결과, 평균 0.988의 결정계수를 보여 매우 높은 정확도를 보이고 있음을 알 수 있었다. 저장대특성을 나타내는 농도곡선의 꼬리부에 대하여 같은 조건에서 1차원 이송-분산(ADE) 모형, TSM의 모의결과와도 비교한 결과 본 모형은 추적자 실험 농도측정 결과와 평균 0.195의 오차율을 보이며, 이는 ADE 모형과 TSM의 오차율인 14.03과 1.866에 비해 매우 정확한 것으로 나타났다.

• 대한교통학회지
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• 제33권3호
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• pp.294-303
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• 2015

이 논문은 도시의 장래 탄소 배출량과 환경적 영향을 예측하는 방법론에 대하여 설명하고 있다. 다양한 저탄소 도시/교통정책의 시행으로 인한 장래의 토지이용과 교통의 변화를 예측하기 위하여 토지이용 통합 모형인 DELTA, OmniTRANS 조합을 적용하였다. 또한, 이러한 모형과 통합하기에 적합한 배출량 산정 모형과 확산모형을 선정하여 사용하였다. 개발 방법론의 결과 값인 토지이용과 통행 활동으로 인한 이산화탄소 및 대기오염 물질의 배출량, 오염 물질의 농도, 통합 대기질 지수 등이 GIS 기반의 지도에 표출되도록 하였다. 수원시를 대상으로 프로토타입을 개발하고 결과 값의 표출 사례를 논문에 예시하였다. 개발 방법론은 환경 친화적인 도시 정책의 효과를 알고자 하는 정책 결정자들에게 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.91-101
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• 1996

최근에 식물을 이용한 탄화수소화합물의 정화방법은 특히, 넓은 범위에 거쳐 저농도로 오염되어 있는 토양인 경우에 앞으로 각광을 받을 가능성이 높은 새로운 연구분야로 주목을 받아왔다. 이의 기술을 실제 오염토양에 바로 적용하기전 적절한 설계에 필요한 예측 모델링의 필요성이 함께 요구되고 있다. 현재 녹지토양내의 용질과 식물과의 상호작용에 관한 많은 모델들이 나와있지만 대부분이 이온상태의 무기영향물이나 금속류의 경우에만 한정되어 있다. 본 연구에서는 토양내의 탄화수소화합물의 생물학적정화에 미치는 식물의 영향을 예측하기 위한 기본 수학적 모델식을 제안 하였다. 먼저 토양내의 식물뿌리가 토양수분과 오염물에게 미치는 영향과 비포화계층에서의 오염물의 이동현상 및 토양내 기/액상간의 물질전달을 수학적으로 나타내고자 하였으며 시간의 변화와 토양깊이별 식물의 오염물의 동태에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위하여 식물뿌리의 시간에 따른 양적성장과 깊이별 분포정도를 예측하기 위한 관계식도 아울러 모델링에 포함하였다. 오염물의 식물내의 흡수 및 생물막이론을 이용한 식물뿌리근처에서의 생물학적 분해에 관한 현상도 관계식을 이용 설명하고자 하였다. 본 연구에서 제시한 식물영향하의 탄화수소화합물의 토양내의 동태해석을 위한 모델식은 실제로 탄화수소화합물에 의해 오염된 토양을 식물을 이용하여 정화하고자 할때, 필요한 기본설계도구로서 유용하게 쓰여질 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.207-211
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• 2011

하천공사의 매립 및 준설 시 뿐만 아니라 최근에는 호우 시에도 발생하는 고농도 오탁수의 유출 확산으로 인하여 주변 수역의 수산자원 및 자연환경에 심각한 영향을 미치고 있다. 특히 유사는 하천과 호소에 유입되어 탁도를 증가시켜 수자원의 이용가치를 저하시키며, 박테리아나 각종 미생물의 이동 매개체가 되고 있다. 또한 퇴적된 유사는 유량이 증가하면 다시 침식되어 부유상태가 되며 이때에 영양염류나 독성물질이 재용출 되기도 하는 등 하천의 물리 및 토양환경의 장 단기적인 변화를 유발하는 원인이 된다. 결국 유사는 다양한 방식으로 하천과 호소의 생태환경에 큰 변화를 초래한다. 부유토사의 발생 가능한 피해의 범위와 정도는 유역의 부유토사 발생율과 하천, 호소 퇴적물의 성분종류와 입도분포, 그리고 유속에 따라 결정된다. 따라서 탁수의 영향범위를 예측하고, 악영향이 예측될 경우에는 탁도를 저하시킬 수 있는 오탁물질의 저하기법을 적용하여 그 대책을 수립하여야 한다. 현재 정부가 역점을 두고 있는 4대강 살리기 사업 중 하나인 하천 준설 사업 시 발생되는 고농도 오탁수는 주변 수역의 수자원 및 자연환경에 심각한 영향을 미치므로 자연환경의 보존, 해양자원을 보호하기 위하여 오탁물질의 제어가 반드시 필요한 실정이다. 기존의 오탁 저감시설이나 방법의 경우 오탁물질의 확산을 제어하는데 한계가 있고 오탁물질의 종류와 관계없이 일률적으로 시공함으로서 오탁제어 효과가 의문 시 되고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 오탁물질의 확산 범위를 줄이고 침강효율을 높이는 방법을 찾아 오탁확산 제어 효율을 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 오탁물질 제어 시 2차 응집물로 인한 오염이 발생하는 않는 천연광물 제올라이트를 이용한 실내실험을 통하여 고농도 탁수의 탁도 저감효율을 파악하여 고농도 탁수의 탁도 저감에 대한 제올라이트의 적용 가능성을 살펴보았다. 4대강 살리기 사업 중인 OO강 OO공구의 OO보 현장에서 하천 준설 시 발생하는 고농도 탁수를 이온을 첨가한 제올라이트를 이용하여 확산제어에 관한 효과를 검토한 결과 2,000NTU 정도의 고농도로 유하하는 탁수에 대하여 제올라이트 혼합 후 20분이 경과한 시점에 제거효율이 90%이상으로 제올라이트의 탁수저감 효과가 대단히 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.185-192
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• 2007

최근의 환경정책은 신설되는 도로에 대하여 비점오염저감시설 설치의무화를 요구하고 있다. 또한 도로건설시 및 유지관리시에는 발생가능한 비점오염물질을 예측하고 이를 저감할 수 있는 방향으로 노선의 계획 및 설계와 더불어 다양한 비점저감방안을 수립할 것을 요구하고 있다. 비점오염원 및 비점오염물질을 관리하기 위해서는 우선 유역의 토지이용도를 분석하여 강우시 배출되는 오염물질의 종류와 양을 산정해야 한다. 특히 도로의 경우, 발생되는 비점오염물질의 원단위가 별도로 존재하지 않고 대지항목의 오염발생원단위를 사용하고 있기에 적용함에 있어서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 포장지역 중 고속도로 영업소를 대상으로 강우시 유출되는 강우유출수의 특성을 파악하여, 이러한 토지이용에서의 비점오염물질 유출특성과 부하량을 산정하고자 한다. 영업소 토지이용의 경우 많은 차량이 속도를 급격히 줄이는 토지이용지역으로 브레이크 패드, 각종 오일 및 엔진파트 등으로부터 많은 양의 오염물질이 축적되고, 포장률이 높아 강우시 다량의 오염물질이 유출되는 지역이다. 본 연구를 통해서 영업소 토지이용지역에서의 초기강우현상을 수리수문 및 농도곡선을 통해 확인할 수 있었다. 또한 EMC로부터 단위면적당 부하량과 강우지속시간당 부하량을 산정하였으며, 이러한 값은 영업소 유지관리시 인근수계에의 환경적인 영향을 해석하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 강우지속시간당 유출되는 평균부하량은 TSS의 경우 $533.7mg/m^2-hr$, COD $396.2mg/m^2-hr$, TN $17.0mg/m^2-hr$, TP $4.8mg/m^2-hr$로 산정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.444-451
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• 2016

기존에는 lab-scale 연구에서 이론식을 기초로 막오염 모델식을 구성하였지만, 이러한 모델식은 여과, 역세, 배출이 연속적으로 이루어지는 실규모 현장에 적용하기에는 적합하지 않았다. 본 연구는 실제로 인천시 G-정수사업소에서 발생되는 배출수 처리를 위해 연속자동 운전되고 있는 침지막 공정을 대상으로 진행되었다. 정유량 조건에서 막오염 관리지표를 막간차압(Trans-Membrane Pressure, TMP)으로 결정하고 침지막 공정의 주요 운전변수인 총 투과유량과 조 내 SS농도를 독립변수로 하여 TMP의 시계열 예측을 시도하고 예측 가능성 및 적용성을 평가하였다. 유전자알고리즘을 이용한 시계열 예측모형을 구성한 결과, TMP 예측값이 펄스주기 형태와 경시적인 증가 추세 두 가지를 모두 반영하고 있어서 만족할 만한 결과가 나왔다. 두 번의 검증 결과, 선형회귀 방식으로 TMP 실측치와 예측치의 상관성(유의성)을 나타내면 각각 $r^2=0.721$, $r^2=0.928$ 수준이다. 본 연구에서는 하절기 자료를 활용하여 모델링 작업을 수행하였지만 추후에 연속자료가 더 쌓이면 같은 절차로 모델링 작업을 반복해서 더 높은 신뢰도의 예측모형을 구성할 수 있고 이를 실제 현장에 적용하여 2~3일 정도의 단기예측을 수행한다면 실제로 막공정을 에너지 효율적으로 운영하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제20권2호
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• pp.133-141
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• 2005

다양한 유해오염물질에 급성 노출된 단각류 Monocorphium acherusicum의 노출 기간 이후에 발생하는 지연 사망(latent mortality)이 반수치사농도(LC5O)산출에 어떤 영향을 미치는 지를 규명하기 위한 일련의 실험이 수행되었다. 본 연구에서는 실험생물을 카드뮴, 구리, 수은과 같은 중금속, tributyltin(TBT), 암모니아 그리고 방향성탄화수소인 phenanthrene에 각각 96시간 동안 노출시킨 후 깨끗한 해수에 옮겨 다시 6일 동안 배양하면서 사망률을 조사하였다. 실험결과 구리, TBT, 암모니아, phenanthrene과 같은 물질에 노출된 M. acherusicum의 사망률은 노출이 끝난 이후에도 계속적으로 증가하는 지연 사망이 관찰되었으며, 이에 따라 기존의 방법_으로 산출된 96-h LC50보다 지연 사망을 고려한 새로운 LC50이 크게 낮아지는 경향이 관찰되었다. 지연사망률을 고려하지 않은 기존의 독성시험 결과는 지연 사망의 영향을 반영하지 못하므로 실제 현장에서 발생할 수 있는 오염물질의 영향을 과소평가 할 가능성이 있다. 따라서 지연 사망률에 대한 고려는 실제 현장 개체군에 대한 유해오염물질의 영향을 보다 정화하게 예측하는 데에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.529-539
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• 2016

Modeling은 기상의 흐름, 화학반응 및 대기오염물질의 형성과정 등 대기현상을 과학적으로 이해하고 개발계획 및 대기 개선에 따른 정책수립의 기초자료로 활용된다. 최근 컴퓨팅 계산능력이 발전하면서 수치모델의 모델링 영역과 모델결과의 이용분야가 점차 다양해지고 있으며, 오염물질 발생원으로부터 시간의 흐름에 따라 오염물질농도를 예측이 가능해졌다. 본 연구는 일산열병합발전소 및 고양시 소각장 주변지역을 대상으로 CALPUFF 확산모델을 적용하여 대기 중 배출 된 NO와 TSP의 확산을 모사하고, 실제 측정결과와 비교함으로써 배출원에 의한 주변지역의 기여농도를 검토하였다. 1, 2차 $NO_2$ 기여율 비교 결과 A-3 지점이 타 지점에 비해 비교적 높게 나타났으며, 이는 열병합발전소 및 소각시설에서 배출되는 질소산화물의 영향이 타 지역에 비해 비교적 높다는 것을 알 수 있다. 1, 2차 TSP 기여율 비교 결과 A-5 지점이 비교적 타 지점에 비해 다소 높게 나타났으나, 기여율 값이 매우 낮음에 따라 열병합발전소 및 소각시설에서 배출되는 먼지에 의한 영향은 비교적 낮다고 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.22-29
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• 1995

유동 세균 입자는 지체계수를 감소시키므로써 지하수에서 소수성 오염물의 이동을 촉진시킨다. 그 크기와 표면의 적당한 물리화학적 조건으로 인하여 세균은 효율적인 오염물의 운반자가 될 수 있다. 이러한 운반자가 있을 때, 그 계는 액상, 입상, 그리고 고상의 3 상으로 해석되어야한다. 오염물은 각 상에 모두, 혹은 그 중의 일부에 존재할 수 도 있다. 본 연구에서는 세균이 있는 경우, 생화학적으로 분해 가능한 유기성 오염물의 다공매질에서의 거동을 물질수지에 기초하여 수학적 모델로 묘사한다. 세균의 액상과 고상사이의 물질 전이 및 오염물의 액상과 입상사이의 물질 전이는 동역학적 관계식으로 나타냈다. 모델 결과를 일반화하기 위하여 무차원화를 수행했고, 그 해를 구하여 세균에 의한 오염물의 가속이송 효과를 알 수 있었다. 모델 결과는 문헌상의 실험결과와 비교되었다. 모델 결과로부터 오염물은 그 계의 Damkohler I 수가 10 이상일 경우 국지 평형 가정을 할 수 있었으며, 세균의 성장율과 주입 농도 등이 오염물의 청소에 아주 중요한 요소임을 알 수 있었다.