• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.9
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• pp.961-976
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• 2006

Designing water-reuse network which can reduce the fresh water within the process and increase the water-use efficiency by scientific and systematic analysis is recently interested in the industries. Water systems often allow efficient water uses via water reuse and recirculation in the paper, petrochemical, and steel industries which necessitate a lot of freshwater within the process. Defining network layout connecting water-using process is frequently accomplished by using water pinch technology which optimizes freshwater entering the process and also reduces the wastewater. In this review, recent researches and case studies of water pinch technology which can find the bottleneck of the water stream at the water reuse designing stage are introduced. Necessity of water pinch technology is illustrated by examples of real industries. Recent studies on simultaneous energy and water minimization and water-reuse network among industries in eco-industrial park(EIP) are also introduced.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.2
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• pp.131-138
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• 2010

Due to the increased water demand and severe drought as an effect of the global warming, the effluent from wastewater treatment plants becomes considered as an alternative water source to supply agricultural, industrial, and public (gardening) water demand. The effluent from the wastewater treatment plant is a sustainable water source because of its good quality and stable amount of water discharge. In this study, the water reuse system was developed to minimize total construction cost to cope with the uncertain water demand in future using two-stage stochastic linear programming with binary variables. The pipes in the water reuse network were constructed in two stages of which in the first stage, the water demands of users are assumed to be known, while the water demands in the second stage have uncertainty in the predicted value. However, the water reuse system has to be designed now when the future water demands are not known precisely. Therefore, the construction of a pipe parallel with the existing one was allowed to meet the increased water demands in the second stage. As a result, the trade-off of construction costs between a pipe with large diameter and two pipes having small diameters was evaluated and the optimal solution was found. Three scenarios for the future water demand were selected and a hypothetical water reuse network considering the uncertainties was optimized. The results provide the information about the economies of scale in the water reuse network and the long range water supply plan.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.273-277
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• 2007

하수처리장 현황은 2005년을 기준으로 271개소이며 2006년에는 23개소(526.1천톤/일)가 완공되어 총 294개소(22백만톤/일)의 하수처리장이 운영중에 있다. 또한 2006년내에 완공예정인 처리장은 68개소(693.5천톤/일)로서 2007년도에는 총 362개소(23,087천톤/일)로 예상하고 있다. 하수처리수를 년간으로 환산하면 약 84억톤 정도이며 이는 전체 수자원이용량 331억톤의 25%에 해당하는 수치이며, 농업용수이용량인 158억톤의 53%를 차지하는 규모이다. 이처럼 매년 $5{\sim}7%$씩 하수처리수가 늘어나고 있으며 더욱이 대부분 기존의 관개용 수리시설에 인접하여 방류되어 직 간접적으로 재이용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기존 농업기반시설에 인접한 하수처리수가 얼마큼 농업에 영향을 주고 있는지를 파악하기 위해 GIS 기법을 이용하여 하수처리장으로부터 일정한 거리에 인접하거나 방류지점 하류에 위치한 관개용 수리시설을 찾아내어 재이용 관리지역으로 선정하였고 현장조사를 실시하여 재이용정보를 DB로 구축하였다. 연구결과 전국 271개소 하수처리장중 관개용 수리시설보다 상류측에 있으면서 반경 1.5km 이내에 위치한 하수처리장은 127개소로 나타났으며 현장조사결과 많은 지역에서 하수처리수를 농업용으로 직접 또는 간접적으로 이용하고 있었다. 이처럼 주변상황으로 인해 하수처리수를 농촌용수로 이용할 수밖에 없는 지역이 발생하고 있고 앞으로도 하수처리장이 계속 증설되고 있는 한 기존의 농업수리시설물은 하수처리수의 영향이 더욱 커질 것으로 판단되므로 하수처리장 주변의 농업기반시설에 대한 지속적인 관리가 필요하다.의(2005년 10월 19일)에서는 농업용수 10% 절약 대책과 유역단위의 통합적 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.. 삼요소의 시용 시험결과 그 적량은 10a당 질소 10kg, 인산 5kg, 및 가리 6kg 정도였으며 질소는 8kg 이상의 경우에는 분시할수록 비효가 높았으며 특히 벼의 후기 중점시비에 의하여 1수영화수와 결실율의 증대가 크게 이루어졌다. 3. 파종기와 파종량에 관한 시험결과는 공시품종선단의 파종적기는 4월 25일부터 5월 10일경까지 인데 이 기간중 일찍 파종하는 경우에 파종적

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.180-180
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• 2020

최근 인구 증가, 도시화 및 산업의 발달로 인해 생활·공업용수의 수요가 증가하면서, 상대적으로 농업용수의 비율은 감소하고 있는 추세이다. 하지만 수자원이용 현황 중 농업용수는 전체 물 사용량의 48%로 여전히 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 환경부 중심의 물관리 일원화 관련법 시행으로 국가 통합물관리 정책이 본격 추진됨에 따라 농업용수 가치의 재평가가 요구되고 있으며, 현재 수원공 확대의 경우 환경보호와 같은 이유로 농업용수 확보에 대한 많은 제약이 발생하고 있다. 공급된 농업용수 중 작물에 의해 소비되지 않고 하천으로 회귀되는 회귀수량은 하천 건천화 방지, 용수공급계획, 하천 유황예측 등 기여하는 바가 크다. 하지만 관개량과 회귀수량의 비로 나타내는 회귀율의 경우 지역에 따라 38.1%에서 70.5%로 큰 차이를 보이고 있으며, 지역별 회귀율 정량화에도 한계가 있다. 본 연구에서는 경기도 안성에 위치한 관개면적 429ha인 마둔 저수지를 대상으로 회귀율을 산정하고 농촌용수종합정보시스템 (Rural Agricultural Water Resource Information System, RAWRIS)에서 제공하는 저수지 수위 자료를 활용하여 마둔 저수지의 4월부터 9월 관개기 강수량, 저수율, 증발산량을 구축하였다. 물수지 분석 기반 회귀수량 산정모형으로부터 회귀율을 추정하였으며, 수로 네트워크 기반의 SWMM (Storm Water Management Model)과 비교를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율을 산정하고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율 자료가 구축된다면, 농업용수의 재이용, 환경용수 및 하천유지용수, 용수공급계획 등 효율적인 농업 수자원관리에 기초자로로써 활용 가능할 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.264-266
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• 1998

IP 유니테스트 이동성을 지원하는 연결 재설정 방법에 대한 연구들은 네트워크가 멀티 캐스르 기능지원하지 않는 경우에 이동 호스트에 데이터그램을 송수신 할 수 없는 전송문제를 내포하고 있다. 본 논문은 멀티캐스트 기능을 지원하지 않는 네트워크에서도 이동호스트에게 멀티캐스트 응용 서비스를 제공할 수 있는 MCI-Based rerouting 방법을 제안한다. 이 연구는 종단 이동호스트와 최적 경로를 이루는 네트워크의 최하단 멀티캐스트 라우터를 단순한 비교 연산만으로 찾아 연결을 재설정한다. 근원지에서 최하단 멀티캐스트라우터까지는 멀티캐스트로 전달되고, 멀티캐스트 라우터에서 이동 호스트까지는 터널링을 이용함으로써 이동호스트에 멀티캐스트 데이터그램을 송수신 할 수 있게 한다. 또한 광대역의 인터넷에서도 멀티캐스트 데이터 그램을 송수신할 수 있게 함으로써 확장성을 고혀한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.2
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• pp.369-375
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• 2008

To achieve zero-emission, one of the main goals of an eco-industrial park (EIP), it is needed to develop an effective water exchange network. The network includes various subsystems and decision making processes, which make the modeling process extremely complicated. Agent-based modeling was used to simulate water exchange network in an EIP. Firm agents were created based on the behavior pattern of firms, and an agent-based model (ABM) was made with the agents, showing the growth of the exchange network. An existing steel and iron making industrial park was chosen as a case study, and the ABM model shows eco-efficient behavior with a decreased environmental cost. Water reuse network based on the ABM model results in 35% decrease of the fresh water supply and 50% reduction of the wastewater generation in EIP. A case study shows that agent-based model can be a powerful tool in modeling and designing complex eco-industrial parks, especially when a part of the system needs to be changed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.135-138
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• 2002

본 논문은 반향경로의 순지연 시간 추정 및 보상을 이용한 네트워크 반향 제거기의 실시간 구현에 관한 연구이다. VoIP 게이트웨이와 연결된 복잡한 교환기망(PSTN)에서 발생되는 건 반향은 통화품질의 저하를 초래한다. 긴 순지연 시간을 포함하는 반향을 실시간 구현에 적합한 연산량으로 제거하기 위해, 간축 영역에서 반향 경로를 추정하여 순지연 시간을 추정후 보상하는 반향제거기를 구현하였다. 순지연 시간의 안정적인 추정을 위해 문턱치 보다 큰 유효 계수를 이용하여 순지연 시간을 추정하는 기법을 제안하였으며, 실시간 구현시 순간 최대 연산량을 줄이기 위해 추정된 반향 경로를 분할하여 순지연 시간을 추정하는 기법을 제안하였다. 제안된 시스템을 Texas Instruments사의 16비트 고정소수점 DSP TMS320C5409를 사용하여 구현하였고, 시뮬레이터를 통하여 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.18-18
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• 2018

상수관망 시스템(Water Distribution System, WDS)은 이용자에게 양질의 상수도를 공급하기 위해 구축된 사회기반시설물로써, 정수된 물이 사용처에 도달하기까지 송수과정에서 발생 가능한 수질저하를 고려해야 한다. 일반적으로 정수장에서 염소처리를 한 후, 도달시간을 고려한 시스템 내 잔류 염소농도를 유지함으로써 수질저하를 예방한다. 여기서 상수도 내 잔류 염소농도는 미생물 번식 및 관내 부식물 등 다양한 생물 화학적 오염을 효과적으로 예방하는 반면, 과다할 경우 이용자의 음용성을 저해할 수 있어 시스템 전반에 걸쳐 염소농도의 적절한 관리가 요구된다. 특히, 상수관망에서는 공급경로 및 공급량에 따라 각 수요처의 도달 염소농도가 다르게 분포할 수 있으므로, 시설운영자는 균등하고 적절한 염소농도를 유지하기 위해 추가적인 염소 재투입시설을 설치하여 함께 관리하고 있다. 이 때, 염소투입 시설의 운영계획은 EPANET과 같은 상수관망 해석모형의 수질모의를 바탕으로 수립된다. 그러나 일반적으로 수질모의는 수리해석과는 달리 긴 시간이 소요되는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 단점을 개선하기 위해, 특정 네트워크의 수질모의 결과를 학습시킨 인공신경망(ANN) 모형을 구축하고 이를 이용하여 상수관망 수질모의 계산시간을 단축하고자 하였다. 여기서 ANN모형의 학습은 EPANET을 통해 미리 선정된 다양한 염소 투입지점의 염소 투입농도와 용수 공급량 자료, 그리고 주요 관측지점에서 측정된 염소농도자료를 이용하였다. 학습된 ANN모형을 EPANET 수질모의 결과와 비교 및 검증을 실시한 결과, 사전에 소요된 학습시간을 제외하면 수질모의 소요시간 측면에서 큰 개선효과를 보였으며, 대표지점에서의 수질모의 결과가 유사하였다. 추가적으로, 본 연구에서는 학습된 ANN모형과 최적화 알고리즘인 GA(Genitic Algorithm)를 연계하여 상수관망에서의 염소 재투입 스케줄링을 최적화하는 프로그램을 개발함으로써, 안전하고 경제적인 상수관망의 수질운영에 기여하고자 하였다.