• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.14 no.1
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• pp.43-54
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• 1978

A complete mixing aeration only activated sludge system was operated for the mathematical analysis. The unit, 4 liter capacity, was fed by an industrial waste containing a much amount of glutamic acid in a laboratory study. The observed results were compared with the generated dilta presented by the previous mathematical models.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.353-353
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• 2020

기후변화에 적응하기 위해 많은 나라들이 수자원 관리 전략을 마련하고 있으며, 대체 수자원 활성화 방안에 관심을 기울이고 있다. 본 연구에서는 대체 수자원 활성화 방안 중 빗물 저류지의 용량 결정 방법을 제시하고자 한다. 빗물 저류지의 용량을 결정하기 위해 메타 휴리스틱 방법 중 하나인 입자 군집 최적화(particle swarm optimization; PSO)를 선정하였다. 이는 기존 실제 설계에 사용되고 있는 시행착오법보다 시간을 단축시킬 수 있다. 최적화 모형은 python의 pyswarm package를 이용해 구성하였다. 모형의 입력자료는 저류지 유입량과 목표 공급량, 목표 보장률이고, 목적함수는 빗물 저류지 용량의 최소화이다. 제약조건은 모의된 보장률이 목표 보장률 이상을 달성하는 것이다. 여기서, 보장률은 전체 모의 기간 중 목표 공급량을 공급한 기간의 비율이다. 제시한 방법론의 적용성을 검토하기 위해 실제 저류지가 설계된 인천의 청라지구 1공구를 선정하여 적용하였다. 최적화 모형의 입력 유입량은 SWMM으로 산정된 1995년부터 2004년까지의 유출량이며, 목표 공급량은 실제 설계에 활용된 용수 목적별 요구 수량이다. 여기서 용수 목적별 요구 수량은 대상지역의 노면 청소수, 화장실 세정수, 호수 유지수 등이다. 산정 결과 계산 시간은 약 30초 소요되며, 목표 보장률을 만족하는 저류지 용량이 결정되었다. 본 연구에 제시한 방법은 제약조건이 추가되어도 기존 시행착오법에 비해 간편함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.310-310
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• 2021

지난 수년간 하천 인근에서 홍수로 인하여 다양한 피해가 발생하고 있다. 이러한 홍수피해를 경감하기위해 구조적 비구조적 대책들을 세우고 있으며, 중요한 비구조적 대책 중의 하나가 홍수경보시스템을 구축하는 것이다. 일반적으로 홍수경보시스템을 구축하기 위하여 홍수경보기준지점의 수위를 설정하며 이에 대응하는 한계유량을 산출하고 GIUH 강우-유출모형을 통하여 한계유량에 대응하는 경보강수량을 산정하는 방식을 택하고 있다. 특히 한계유량을 산출하는 경우, 다양한 연구에서 Manning 공식을 통하여 한계유량을 산출하고 있다. 이에 대한 적정성을 비교하기 위해 본 연구에서는 HEC-RAS모형을 통하여 한계유량을 계산하였고 Manning식에서 나온 값과 비교하였다. 비교결과 Manning식에서 산출된 한계유량은 과다한 경보 강수량 값을 채택하고 기존 설계강수량에 비해 매우 큰 값임을 확인할 수 있었다. 이에 비해 HEC-RAS의 한계 유량값은 적정한 경보강수량 값을 제시하였고 연평균알람기준에도 적정함을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 통해, 현재 다양한 하천사업이 이루어져 대부분의 하천의 측량이 이루어진 상황에서 기존의 Manning식에 의한 한계유량 산출보다는 HEC-RAS를 통하여 한계유량을 산정해야하는 것이 보다 적정해 보인다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.11a
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• pp.189-192
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• 2021

5G와 사물인터넷(IoT) 시대에 데이터의 크로스컴퓨팅은 연구, 의료, 금융, 민생 분야 등에 더 많은 지원을 할 수 있고 프라이버시 안전성이 중요해지고 있다. SMPC (Secure Multi-party Computation)은 서로 믿지 않는 참여자 간의 프라이버시 보호 시너지 컴퓨팅 문제를 해결하고, 데이터 수요자에게 원본 데이터를 누설하지 않는 범위 하에서의 다자간 컴퓨팅 능력을 제공한다. IoT 장치는 전력 소모와 지연에 제한을 받기 때문에 대부분의 장치가 여전히 경량화 보안 메커니즘에 속하고 IoT에서 트래픽의 데이터 통합관리가 어렵기 때문에 통신 중 신원인식과 데이터를 주고받는 단계에서 프라이버시 유출의 문제가 발생할 수 있고 심지어 DDOS공격, RelayAttack공격 등 사이버의 목적이 될 수도 있다. 본 논문에서 IoT 네트워크 데이터 통신 특징을 분석하고 동형 암호에 기반의 SMPC 연산 아키텍처를 제안한다. 제안하는 이키텍처에서 동형 암호를 사용함으로써 장치 데이터의 안전을 보장하는 동시에 전체 네트워크 안전성도 확보한다. SMPC 및 동형암호 기술의 지속적 발전에 따라 제안하는 아키텍처가 계속 개선할 잠재력이 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.202-202
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• 2022

SWAT모형은 장기간에 모의가 가능하며 다양한 토양이용과 토지특성을 고려할 수 있는 유역 단위 모형으로 많은 연구에서 이용된다. 이러한 유역단위 수문모형의 평가는 통계적 지수(NSE, R2)들로 모형의 적합성을 평가한다. NSE, R2는 상대적으로 큰 값에 대한 영향을 많이 받는다. 따라서 많은 강우량이 발생하는 시점에서의 유출량과 SS농도가 중요시되었다. 하지만 강우시에 하천으로 유입된 토양 중 일부는 하천에 퇴적물로 침전된다. 이 침전된 토양이 비강우시 바람 등과 같은 이유로 재부유되며 이로 인해 수중 DO를 고갈시켜 수생태계 악영향을 미친다. 이에 따라 비점오염저감시설 평가는 강우시 발생하는 SS농도도 중요하지만 비강우시 재부유되는 SS농도도 중요한 부분이다. SWAT모형에서는 하천 SS농도를 계산하는데 사용되는 매개변수가 강우시와 비강우시에 동일하게 적용되어 비강우시에 과대 산정되어 비강우시 SS농도가 증가되도록 sediment routing이 진행되고 있었다. 본 연구에서는 sediment routing을 수정하여 비강우시 SS농도를 실측 농도와 비슷하게 보정할 수 있도록 개선하였다. 비점오염관리지역 중 하나인 자운천 유역에 개선된 sediment routing을 적용하였다. 개선된 모형은 비강우시 농도가 잘 반영하는 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.240-240
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• 2022

하천을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해서는 하상재료, 하천형태, 하천유황 등 자연적 또는 인위적 변화에 의한 하상변동의 해석과 예측이 수행되어야 한다. 하상변동은 하천의 일정구간을 기준으로 상류단면으로부터 유입되는 유입 유사량과 하류단면을 통해 유출되는 유사량의 차이에 의해 구간 내에서 발생하는 하상의 상승 또는 저하가 발생하는 현상을 말한다. 이러한 하상변동은 하천의 이수와 치수, 환경변화에 복합적으로 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 댐 직하류를 대상으로 K-River 모형과 HEC-RAS 모형을 이용하여 하상변동을 계산하고, 각 모형으로부터 얻어진 모의 결과를 비교 분석하였다. K-River 모형의 하상변동 모의를 위한 경계조건을 구성하기 위해 하상토의 입도분포를 입력하고, 유역의 월별 평균 강수량과 댐 유입량을 이용하여 비유량법을 이용하였으며, 산출된 유입량을 바탕으로 댐방류량을 결정하였다. 유사량 공식의 선정은 하천 및 하상토의 특성에 맞추어 적절히 활용하여야 하나, 본 연구에서는 테스트를 목적으로 Engelund-Hansen 공식, Yang 공식, Laursen 공식 등 5가지의 유사량 공식을 선정하였다. HEC-RAS 모형의 경우 최근 유사 부정류모의 기능이 개발되었으나, 테스트 결과 안정적으로 모의가 수행되지 않아 준정류 조건을 적용하여 수행하였다. HEC-RAS와 K-River의 모의 결과를 비교한 바에 따르면 정량적인 차이가 나타나지만, 하상고의 상승 및 하강 경향은 대체로 일치하는 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.60-60
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• 2023

태풍 힌남노에 경주에 위치한 총저수량 184만m³, 유역면적 22km²인 왕신저수지는 303m의 제체가 2시간여 동안 전면 월류하는 초유의 사태를 겪었다. 그때 다행히 저수지 수위는 10분 단위로 기록됐다. 이 자료를 이용하여 제체 월류현상을 평가하기 위해 저수지 운영의 기본자료인 유입량, 저수량, 방류량 등을 10분 단위로 생산코자 했다. 방법은 인근에 위치하고 운영자료가 있는 총저수량 260만m³, 유역면적 3.7km²인 감포댐에 대해 유입량 모의방법을 검증하고, 왕신저수지에 그대로 적용하여 유입량을 모의하고, 물수지에 의해 방류량을 계산하는 것으로 했다. 모의결과는 저수량 오차로 신뢰도를 확인했다. 여기서 저수지 유입량은 ONE 모형을 이용하여 10분 단위로 생산했다. 2022년 9월 5일부터 6일까지 10분 단위로 모의한 결과는 다음과 같다. 첫째, 감포댐 유역은 강우량은 10분 최대 32.3mm, 총강우량 196.0mm였고, 유입량은 10분 최대 80.1m³/s, 총유입량 59만m³로 모의됐고, 신뢰도는 RMSE 2.120mm, NSE 0.947, R²는 0.949로 매우 높게 나타났다. 그리고 저수량 모의 신뢰도도 RMSE 0.153m, NSE 0.993, R²는 0.997로 높았다. 둘째, 왕신저수지 유역은 강우량은 유역내에 위치한 환경부 관리의 화산리 관측소에서 10분 최대 21.0mm, 총강우량은 10시간 동안 422.0mm였고, 유입량은 10분 최대 716.5m³/s, 총유입량 904만m³로 모의됐고, 유출률은 95.7%로 강우량 거의가 유입되는 것으로 나타났다. 셋째, 왕신 저수지의 방류량은 10분 최대 610.8m³/s, 총방류량 848만m³로 계산됐고, 총유입량의 93.8%에 상당한 것으로 나타났다. 그리고 저수지 물수지에 의해 10분 단위 모의 저수위의 신뢰도는 RMSE 0.117m, NSE 0.994, R²는 0.999로 매우 높게 나타났다. 넷째, 왕신저수지의 제체고 EL.59.20m를 월류한 시간은 9월6일 5시50분부터 8시까지 2시간10분 동안였으며, 관측 저수위는 EL59.24m~EL.60.28m, 모의 저수위는 EL.59.31m~EL.60.29m로 나타났다. 월류되는 동안 총유입량은 544만m³, 총방류량은 527만m³로 나타나, 유입량의 96.8%가 월류되는 것으로 계산돼 저수지의 저류효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 이때 유입량은 전기간의 60.2%, 방류량은 62.1%에 상당했다. 다섯째, 힌남노에 따른 왕신저수지의 홍수조절효과는 첨두유입량을 105.7m³/s 저감시켰고, 홍수량을 56만m³을 저류시킨 것으로 분석됐다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.43 no.3
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• pp.363-373
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• 2010

"Curve number" (CN) indicates the runoff potential of an area. The US Soil Conservation Service (SCS)'s CN method is a simple, widely used, and efficient method for estimating the runoff from a rainfall event in a particular area, especially in ungauged basins. The use of soil maps requested from end-users was dominant up to about 80% of total use for estimating CN based rainfall-runoff. This study introduce the use of soil maps with respect to hydrologic and watershed management focused on hydrologic soil group and a case study resulted in assessing effective rainfall and runoff hydrograph based on SCS-CN method in a small watershed. The ratio of distribution areas for hydrologic soil group based on detailed soil map (1:25,000) of Korea were 42.2% (A), 29.4% (B), 18.5% (C), and 9.9% (D) for HSG 1995, and 35.1% (A), 15.7% (B), 5.5% (C), and 43.7% (D) for HSG 2006, respectively. The ratio of D group in HSG 2006 accounted for 43.7% of the total and 34.1% reclassified from A, B, and C groups of HSG 1995. Similarity between HSG 1995 and 2006 was about 55%. Our study area was located in Sosu-myeon, Goesan-gun including an approx. 44 $km^2$-catchment, Chungchungbuk-do. We used a digital elevation model (DEM) to delineate the catchments. The soils were classified into 4 hydrologic soil groups on the basis of measured infiltration rate and a model of the representative soils of the study area reported by Jung et al. 2006. Digital soil maps (1:5,000) were used for classifying hydrologic soil groups on the basis of soil series unit. Using high resolution satellite images, we delineated the boundary of each field or other parcel on computer screen, then surveyed the land use and cover in each. We calculated CN for each and used those data and a land use and cover map and a hydrologic soil map to estimate runoff. CN values, which are ranged from 0 (no runoff) to 100 (all precipitation runs off), of the catchment were 73 by HSG 1995 and 79 by HSG 2006, respectively. Each runoff response, peak runoff and time-to-peak, was examined using the SCS triangular synthetic unit hydrograph, and the results of HSG 2006 showed better agreement with the field observed data than those with use of HSG 1995.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.10 no.2
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• pp.67-85
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• 2007

A three-dimensional hydrodynamic model with the fine grid is applied to simulate the barotropic tides, tidal currents, residual currents and salinity dispersions in the Yellow Sea and the East China Sea. Data inputs include seasonal hydrography, mean wind and river input, and oceanic tides. Computed tidal distributions of four major tides($M_2,\;S_2,\;K_1$ and $O_1$) are presented and results are in good agreement with the observations in the domain. The model reproduces well the tidal charts. The tidal residual current is relatively strong around west coast of Korea including the Cheju Island and southern coast of China. The current by $M_2$ has a maximum speed of 10 cm/s in the vicinity of Cheju Island with a anti-clockwise circulation in the Yellow Sea. General tendency of the current, however, is to flow eastward in the South Sea. Surface residual current simulated with $M_2$ and with $M_2+S_2+K_1+O_1$ tidal forcing shows slightly different patterns in the East China Sea. The model shows that the southerly wind reduces the southward current created by freshwater discharge. In summer during high runoff(mean discharge about $50,000\;m^3/s$ of Yangtze), low salinity plume-like structure(with S < 30.0 psu) extending some 160 km toward the northeast and Changjiang Diluted Water(CDW), below salinity 26 psu, was found within about 95 km. The offshore dispersion of the Changjiang outflow water is enhanced by the prevailing southerly wind. It is estimated that the inertia of the river discharge cannot exclusively reach the around sea of Cheju Island. It is noted that spatial and temporal distribution of salinity and the other materials are controlled by mixture of Changjiang discharge, prevailing wind, advection by flowing warm current and tidal current.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.1B
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• pp.41-51
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• 2010

In this study, runoff simulation was carried out in the area of Bisan 7-dong, Seo-gu, Daegu as drainage basin and the effects of the installation of underground storage facilities were analyzed during heavy rainfall. SWMM model was used for the runoff and pipe network analysis on Typhoon Maemi, 2003. 2-D inundation analysis model based on diffusion wave was employed for inundation analysis and to verify computed inundation areas with observed inundation trace map. The simulation results agree with observed in terms of inundation area and depth. Also, the effects of flood damage mitigation were analyzed through the overflow discharge and 2-D inundation analysis, depending upon whether the underground storage facility is installed or not. When the underground storage facility ($W:120m{\times}L:180m{\times}H:1.7m$) is installed, volume of overflow could be reduced by 72% and flooding area could be reduced by 40.1%. When the underground storage facility ($W:120m{\times}L:180 m{\times}H:2.0m$) is installed, volume of overflow could be reduced by 84.8% and flooding area could be reduced by 50.6%. When the underground storage facility ($W:120m{\times}L:180m{\times}H:2.2m$) is installed, volume of overflow could be reduced by 94% and flooding area could be reduced by 91.2%. There is no overflow of manhole, when the height of storage facility is 2.5 m. It is expected that the study results presented through quantitative analysis on the effects of underground facilities can be used as base data for socially and economically effective installation of underground facilities to prevent flood damage.