• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권12호
• /
• pp.1077-1089
• /
• 2022

도림천의 최상류인 관악산에 서울대학교가 건설되면서 관악산 유역은 일종의 도시화를 겪어왔으며, 폭우 시 하류 하천의 수량과 수질에 악영향을 미치는 사례 등 물순환 왜곡이 우려되어왔다. 대부분의 캠퍼스 유역이 그렇듯 물순환과 관련된 자료가 절대적으로 미흡하였기에 복합기상관측장비 Atmos-41을 도입함으로써 수문·기상학적 자료를 구축하여 본 연구를 시작하였다. Atmos-41의 관측 결과는 기상청 자료와 비교하여 통계적 특성과 월별 변동성에 따른 신뢰구간을 분석하여 검증하였다. 관악캠퍼스의 물순환은 SWMM으로 평가하였는데 표면유출량과 침투량 모의값은 동일 유역의 과거 연구 결과를 통해 검증하였고, 잠재증발산량은 Atmos-41의 관측 자료와 비교하여 검증하였다. 계산된 SWMM 잠재증발산량은 기온이 낮은 기간에 대해서는 과소 추정되는 경향이 있어, 다중회귀분석을 통해 강수량, 상대습도, 풍속에 대한 변동을 고려할 수 있도록 보정하였다. 그 결과 Atmos-41의 잠재증발산량과 비교했을 때 R²가 0.54에서 0.80으로 개선되었다. 관악산 유역의 캠퍼스화로 인한 물순환 변화율은 표면유출률의 15.7% 증가, 침투율의 14.2% 감소, 그리고 증발량의 1.6% 감소를 초래한 것으로 확인하였다. 결론적으로 서울대학교가 지속가능한 캠퍼스로 나아가고 하류 유역의 안전성 확보를 위해 현재의 물순환 변화율을 유지할 것을 제안하며, Atmos-41의 지속적인 관측 결과는 추후 관악캠퍼스 물순환 연구의 기초 자료로 활용성이 높을 것이라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권6B호
• /
• pp.503-512
• /
• 2009

물 순환과정을 평가하기 위한 도구로 사용되는 수문모형은 크게 분포형 모형과 집중형 모형으로 구분할 수 있다. 지형 특성 자료의 제공과 활용을 위한 시스템이 등장하고 컴퓨터 계산 능력이 발달하면서 과거 집중형 모형에서 분포형 모형을 이용한 연구와 적용이 진행되고 있다. 개념적, 경험적 의미가 큰 집중형 모형과는 달리 분포형 모형의 경우, 격자 기반의 유역 특성 및 강우 자료로부터 초기 매개변수 값(first-guess value)을 추정하기 때문에 모형 보정 시 미세한 매개변수 조정이 요구된다. 따라서 모형 내 구성된 매개변수별 특성과 민감도를 정확하게 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$모형의 매개변수별 민감도를 분석하기 위하여 중랑천 유역을 대상유역으로 선정하고 적용하였다. 이를 위하여 중랑천 수계 하천정비기본계획(경기도, 1996)을 참고하여 재현기간 100년에 지속시간 6시간 설계강우를 작성하고, 이로부터 각 매개변수 변화에 따른 유출량 변화를 모의하였다. 그 결과, 수리전도도는 유역 전체의 유출고에 영향을 주는 것으로 나타났고 지표면 조도계수는 첨두 발생시간의 변화없이 첨두유량값 즉, 수문곡선의 형태에 민감하게 반응하는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 하도 구간의 조도계수는 비슷한 유출고에 대하여 첨두유량값과 도달시간에 매우 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.41-41
• /
• 2022

홍수는 단기간의 사상이다. 평상시 유량은 일단위로 연속유량이라 한다. 홍수해석은 사상 모형을 이용하고, 물 이용의 용수계획에서는 연속 모형에 의한다. 평상시 유량을 홍수처럼 10분, 30분, 60분 단위로 해석할 수 있으면 여러 가지로 편리하다. 홍수기에는 홍수와 이수를 동시에 분석할 수 있는 이점이 있다. 평상시에는 수문자료가 생성되는 기본단위가 10분, 60분이기 때문에 이와 일치하여 유량을 해석할 수 있는 이점이 있다. 특히 저수지에서는 운영자료가 저수율 자료만 관리되고 있는 현실을 감안하면, 연속 홍수모의의 필요성은 매우 높다. 다목적댐도 그 편의성은 말로 형용할 수 없는 수준이다. 홍수모의는 첨두유량도 중요하고, 전체 누적유량도 중요하다. 여기서는 당초 일 단위로 개발된 ONE 모형으로 연속 홍수모의의 가능성을 타진했다. 모형의 검증은 홍수사상 마다 훨씬 긴 장기간의 댐의 유입량, 저수량 오차로 실시했다. 유입량이 누적되면 저수량이 되기 때문에 저수량을 비교하면 확실한 검증 방법이 된다. 유역면적 930.0km², 총저수량 8억1,500만m³인 용담댐과 유역면적 218.80km², 유효저수량 3,498만m³인 탑정지를 대상으로 60단위의 장기간 연속 홍수모의 결과를 제시한다. 첫째, 용담댐에 대해 2020년 3월1일부터 6월30일까지 연속유입량을 모의한 결과(ONE모형 매개변수 α=3.18), 면적우량은 최대 12.5mm, 총 371.2mm(3억4,522만m³)였고, 유입량은 최대 1,363.0m³/s, 총 1억8,326만m³로 유출률 53.1%였다, 관측 유입량은 최대 766.1m³/s, 총 2억9,152만m³로 유출률 84.4%로 나타났다. 관측 유입량이 높은 것으로 평가했는데 그 이유는 산정된 유입량이 넓은 수면적에서 오는 음유입량이 발생하는데 이를 0으로 처리하고, 음의 누적 값이 전체유량에 더해지는 계산의 한계에서 비롯한다. 이는 현실적 제한이며, 개선이 필요하다. 댐 수위로 검증한 결과는 관측수위는 EL.257.97~262.92m, 평균 EL.260.40m, 모의수위는 EL.257.22~262.88m, 평균 EL.260.02m로 나타났고, RMSE는 0.174, NSE는 0.959, R²는 0.968로 만족한 결과를 얻었다. 둘째, 탑정지에 대해 2020년 3월1일부터 6월30일까지 연속유입량을 모의한 결과(ONE모형 매개변수 α=3.18), 면적우량은 최대 18.5mm, 총 311.4mm(6,813만m³)였고, 유입량은 최대 187.8m³/s, 총 3,691만m³로 유출률 54.2%였다. 저수지 수위로 검증한 결과 관측수위는 EL.26.55~29.79m, 평균 EL.29.01m, 모의수위는 EL.26.16~29.92m, 평균 EL.29.07m로 나타났고, RMSE는 0.563, NSE는 0.877, R²는 0.943로 만족한 결과를 얻었다. 정리하면 2020년 4개월의 장기간 용담댐과 탑정지에 대한 1시간 간격의 연속 홍수모의의 결과는 그 활용 가능성이 충분하다고 말하고 있다. 이 결과로부터 평상시 댐과 저수지의 실시간 운영자료 검증 및 생산체제의 수문관측업무에 활용 가능한 것으로 평가했다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권6호
• /
• pp.721-733
• /
• 2023

기후변화로 인하여 도시에서 발생하는 집중호우가 증가함에 따라 정부와 지자제는 기후변화 적응대책을 통해 홍수로 인한 피해를 저감시키고자 노력하고 있다. 도시 유역 침수 피해의 감소를 위해 우수관거 용량 증대와 물순환 개선을 통한 지속가능한 치수 정책인 저영향 개발 기법 등 다양한 홍수 대응 정책들이 제시되고 있다. 이러한 정책들을 이행하는데 있어 지역별 특성을 고려한 대책 수립이 필요하며, 이를 위해선 홍수 저감 효과를 비용-편익 측면에서 분석하여 국가 예산을 효율적으로 사용하여야 한다. 본 연구에서는 침수 피해 위험이 있는 도시 소유역에 적용할 수 있는 대응 정책으로 우수관거의 용량 증대와 저영향개발 기법 중 옥상녹화와 투수성 포장 기법을 선정하고 서울대학교 관악캠퍼스 유역의 홍수 저감 효과를 도시유출해석모형인 SWMM 모형으로 분석하였다. 또한, 정책별 공사 및 운영 비용을 계산하고 월류량 감소를 편익으로 고려한 비용-편익 분석을 수행하였다. 분석 결과, 투수성 포장과 우수관거 용량 확대 정책을 100% 반영하는 정책 시나리오가 유출 저감 측면에서 비용 대비 효과가 가장 우수한 시나리오로 분석되었다. 본 연구를 통해 제안된 방법론은 지역별 맞춤형 치수 계획 수립 단계에서 의사 결정을 위한 자료로 높은 활용성을 보일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.62-72
• /
• 1995

공학분야에 널리 사용되고 있는 신뢰도 분석 방법 중에서 Monte Carlo simulation (MC), Mean-value First-Order Second-Moment Method(MFOSM), and Advanced First-Order Second-Moment(AFOSM) method들을 강물의 오염물질 농도와 수질기준치사이의 신뢰도 분석에 적용하였다. 미 환경 보건국에서 개발 보급한 QUAL2E를 이용하여 Mew Jersey에 위치한 Passaic강의 수질예측에서 4가지 주요인자(용존산소, 생물학적 산소요구량, 암모니아 그리고 조류)들이 정해진 수질기준치를 유지 할 수 있는 확률을 세가지 방법에 의해 추정한 후에 상호 비교하였다. MC방법에 의해 2,000회 simulation시켜서 그 결과가 시스템의 추계학적 성질을 잘 반영한 것으로 판단하여 비교기준으로 삼고 MFOSM과 AFOSM에 의해 추정한 결과와 비교하였다. MFOSM의 결과보다는 AFOSM의 결과가 전체적으로 MC의 결과에 더 근접하였으며, 이유는 AFOSM의 계산방법이 MFOSM의 선형근사로 인한 오차를 줄일 수 있었기 때문인 것으로 판단된다. MC방법의 결과와 다른 방법들의 결과사이의 차이가 입력 변수들이 평균값에서 멀어질 때가 많았는데 이는 MC의 경우 입력 변수들이 일정범위를 벗어나서 비현실적인 상황이면 model이 정지하는데, 다른 방법들은 simulation에 의한 것이 아니고 수학적인 계산에 의해서 신뢰도가 추정되기 때문에 이러한 상황이 반영될 수 없기 때문이다. 강물의 수질을 취급하는 공학적인 측면에서 보면, 이중에 가장 간편한 MFOSM이 많은 simulation이 필요한 MC나 계산방법이 상대적으로 복잡한 AFOSM에 비해 오차가 크지 않아서 이들을 대시하여 사용될 수 있다고 판단된다. 유래의 PAF가 분비된다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 인자는 동결처리에서도 그 기능은 전혀 변하지 않는다고 본다. 이후에 있어서 mouse LIF의 첨가는 돼지의 수정란을 배반포 이후의 단계에까지 발달시킬 수 있었다. 있어서 더 적합한 것으로 판단되었다. 5. 개발된 모형은 논 관개의 물리적 측면과 관리목표 모두를 고려한 것으로 계산된 효율은 벼, 생육 각 단계에서의 효율 비교에 양호한 방법임을 알 수 있다.은 Sharpsburg 점질양토에 대한 S.C.S 한계허용치 10ton/ha/year 이내로 나타났다. 비처리구에서의 토양유실량은 평균 2.56ton/ha/year로 높게 나타난 반면 3개의 서로 다른 추리구인 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass구에서는 각각 0.152, 0.192 및 0.290ton/ha/year로 낮은 결과를 가져왔다. 6. 평균 침전량에 대한 L.S.D. 검정 걸과 전시험구중 비처리구가 고도의 유의차를 나타낸 반면 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass 목초구 간에는 아무런 유의차가 인정되지 않았다. 7. 농지보전 처리구인 배수구와 초생수로구는 비처리구에 비해 낮은 침두 유출량과 낮은 토양유실량을 나타내었다.구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가

• 지질공학
• /
• 제24권1호
• /
• pp.91-98
• /
• 2014

본 연구는 지하댐 건설에 의한 지하수 증가량을 계산하고 지표수에 미치는 영향을 검토하는 것이 목적이다. 이를 위해 연구지역 면적과 지하수위, 유효공극률을 이용해 지하수량을 계산하였으며 영덕 오십천의 유황분석을 실시하여 지하수량 증가에 따른 지표수 변화를 검토하였다. 분석 결과 지하수 증가량은 지하댐 유역 기준으로 최대 $91,746m^3$이며 지하댐 하류의 지하수 감소량은 최대 $11,259m^3$인 것으로 계산되었다. 따라서 연구지역의 지하수 확보량은 총 $80,487m^3$이며 지하수 감소량은 지하수 증가량에 비해 12.27%에 불과한 것으로 나타났다. 댐 건설 후 하류지역의 유황곡선을 분석한 결과 댐건설로 인해 유출량의 변화가 최대 $3.00{\times}10^{-2}m^3/s$ 발생하였으나 댐 건설 전과 비교해 전반적인 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 지하댐이 지표수 환경에 영향을 주지 않으며 충분한 대체 수자원이 될 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권1호
• /
• pp.1-13
• /
• 2010

본 연구에서는 배수경로 이질성에 의한 격자 기반 지형학적 순간단위도 이론으로 부터 Nash 모형 매개변수를 최초로 동정하였다. 동정된 매개변수는 지표면 유동 및 지형학적 분산을 고려하며, 지리정보체계에 의해 유역의 지형인자들을 손쉽게 추출함으로써 모형의 정확성 및 효용성을 높였다는 점에 의미를 둘 수 있다. 모형의 검증을 위해 동정된 매개변수에 의해 계산된 결과를 실제 관측치와 비교하였다. 계산유출수문곡선과 관측수문곡선의 비교 결과 비교적 잘 일치하는 경향을 보였다. 또한 지표면과 하천의 특성유속에 따른 지체시간 및 분산의 변화양상을 살펴본 결과, 지표면 특성유속에 매우 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 따라서 본 모형의 적용시 지표면 특성유속 산정에 세심한 주의가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.105-110
• /
• 2012

본 연구는 수치적 접근방법을 통해 스프링클러 분무가 화재공간내부 유동특성에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 화재유동 및 분무유동장 해석을 위해 적용된 수치해석모델은 FDS 5.5.3이며 격자독립성시험을 통해 최적 격자를 선정하였다. 수치해석 모델의 타당성을 검증하기 위해 Magnone 등이 수행한 실험결과와 비교 분석을 수행하였으며 FDS 모델에 의해 계산된 화재공간 내부의 온도분포는 실험결과와 비교적 잘 일치하였으나 스프링클러 분사유량이 증가함에 따라 오차는 증가하는 경향을 보였다. 또한 이전 연구와 같이, FDS 계산결과는 스프링클러 분무에 의해 화재실 출입구를 통한 연소생성물의 유출질량유량이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구는 스프링클러 분무가 포함된 화재유동장에 대한 모델의 타당성을 확보하고 스프링클러 시스템의 최적화에 기여할 수 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2005년도 추계 학술대회 논문집
• /
• pp.134-142
• /
• 2005

지하매질에서 핵종이동현상을 가시적으로 관찰할 수 있는 실험실규모 실험장치를 개발하여 이동실험을 수행하였다. 이 실험장치는 $50{\times}50cm$ 규모 화강암과 아크릴상층부로 구성되어있다. 실험에는 삼중수소, 음이온, 수착성양이온 뿐만 아니라 이동경로를 관찰할 수 있는 유기염료도 포함하였다. 시간에 따른 물질이동양태를 사진을 찍어 컴퓨터에 저장하였다. 또. 이동과정을 모사하고 단위공정별로 분석해 볼 수 잇는 이동모델도 개발하였다. 컴퓨터모사를 통해 균열내 흐름장에서 압력과 유속분포를 계산하고, 균열내 이동양태와 유출곡선을 계산해 실험결과와 비교 평가하였다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.99-106
• /
• 2017

본 논문에서는 배터리 외에 별도의 전력원이 없거나 전력이 부족한 사물인터넷 환경에서 스마트 비디오 디바이스에 에너지 공급을 위한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템을 설계한다. 에너지 하비스팅 모듈은 태양전지판에서 하비스팅 된 태양광 에너지를 스마트 비디오 디바이스에 전달하고, 에너지 프로파일링 모듈은 디바이스 내부 배터리 유출 전류와 전압, 프로세스 소비 에너지를 측정하고 이를 이용하여 에너지 하비스팅 모듈로부터 디바이스 내부로 유입된 에너지와 디바이스 내부 소비 에너지를 계산한다. 실제 환경에서 측정한 하비스팅 된 에너지를 기상청이 제공하는 지역 일사량으로부터 계산한 에너지와의 비교를 통해 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템의 적합성을 검증한다. 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템은 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스나 사물인터넷용 센서 설계에 활용될 수 있다.