• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권8호
• /
• pp.1035-1040
• /
• 2011

본 논문에서는 IMO에서 논의 중인 운항선의 에너지효율지표에 대하여 연구를 수행하였다. IMO의 온실가스 저감을 위한 정책방안을 살펴보고 그 중 운항선에 대한 에너지효율지표를 분석하였다. 화물량에 대한 연료소비율 산정방법을 이용하는 에너지효율지표를 실제 운항선에 적용하여 결과를 분석하고 문제점을 제기하였다. 이를 바탕으로 엔진 부하에 대한 연료소비율을 이용하는 개선된 에너지효율지표를 제시하고 운항선에 적용하였다. 결과를 통해 개선된 에너지효율지표가 운항선에 대해 합리적인 이산화탄소 배출률을 정의할 수 있다고 판단하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.400-400
• /
• 2015

기후변화로 인해 예측하기 어려운 강우패턴의 변화와 도시화로 인한 불투수면의 증가로 도심지는 매년 침수위험에 노출되어 있다. 배수시설의 개선은 인구밀도가 높고 유동인구가 많은 도심지에서 이루어지기 쉽지 않은 상황이며, 강우패턴의 변화는 예측과 대처가 어려운 상황이다. 이러한 이유로, 침투증진을 통해 직접유출수를 줄이는 연구 중 LID(Low Impact Development)에 대한 관심이 높아지고 있다. LID기법은 도시화로 증가된 불투수면을 투수면으로 대체하여 저류, 침투, 여과, 증발산을 유도하여 물 순환 회복에 기여할 수 있는 방법으로 옥상녹화, 투수성포장, 침투 트렌치 등의 기술요소가 있다. LID 기술요소에 대해 국외의 경우 설치방안과 평균적인 저감효과를 메뉴얼로 제시하고 있지만, 강우 및 토지의 지역적 편차가 큰 국내에 적용하기에는 어려운 상황이다. 또한, LID 모델링의 경우 유역 내 적용 면적에 따른 유출저감효과를 제시하는 연구결과는 다수 제시되고 있지만, 적용 면적과 지점에 따라 효율성을 제시하는 점에서는 다소 미흡한 상황이다. 따라서 LID 기술요소 별 설계 사례와 GIS를 바탕으로 유역 내 적용 지점과 면적을 산출하고, 적용 지점 및 면적에 따른 저감 효율을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구는 SWMM모형을 이용하여 LID 기술요소 중 옥상녹화를 적용하여, 강우 강도와 적용지점 및 면적에 따른 유출저감 효율을 분석하고자 한다. 연구지역은 청계천 유역으로 총 면적의 75% 이상이 주거지, 상업지, 교통시설 등을 포함한 불투수면으로 이루어져있는 도시 지역이다. 강우자료는 10년, 30년, 80년 빈도 확률강우량을 적용하였으며, 옥상녹화를 적용하기 위한 지점과 면적은 GIS를 기반으로 산정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.803-803
• /
• 2012

최근 선진국에서는 지역사회의 지역특성, 대비능력 등을 토대로 맞춤형 재난 대비책을 마련하여 시행하고 있다. 이는 중앙정부의 한정된 자원을 효율적으로 배분하고, 지방정부는 지역의 취약성을 파악하여 구체적 적응정책의 방향성 제시를 가능하게 한다. 우리나라 역시 재해위험에 대한 각 지역의 방재능력을 여러 가지 방법으로 진단하고 있으나 대부분 지역의 인구, 재정력, 시설, 인력, 자원 확보 및 계획 등 정량적 정보만을 종합하여 위험도를 진단하고 있어 재해위험에 대한 지역민과 지역사회가 느끼는 취약성을 제대로 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 홍수 취약성 개념 틀을 정의하고 지역사회를 기반으로 취약성을 평가할 수 있는 홍수피해저감지수(Flood Disaster Risk Reduction Index, FDRRI)를 개발하였다. FDRRI는 지형적 기상적 요인을 고려한 홍수노출지표, 사회적요인과 과거피해 요인을 고려한 민감도지표, 지역안전도 피해저감능력지수를 고려한 피해저감능력지표, 지역민의 대비능력을 나타내는 지역사회대비능력 지표를 결합하여 평가된다. 특히, 지역사회대비능력지표는 지역민 설문조사를 통해 지역민의 역량을 정량화한 것으로 본 연구에서 처음으로 도입한 것이다. FDRRI의 적용성 검토를 위해 지형적 특성, 홍수피해정도 등을 고려하여 낙동강 유역의 경북 봉화, 김천, 경남 고성, 김해를 시범지역으로 선정하고 FDRRI를 산정하였으며 타당성을 검증하였다. FDRRI는 홍수위험에 대한 지역의 저감능력을 잘 반영하고 있으며, 지역별 맞춤형 저감대책 및 지역사회가 참여한 지속가능한 재난관리 정책 수립 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.155-160
• /
• 2008

도시화는 토지이용의 고도화 및 오염물질의 극대화를 초래한다. 일반적으로 도시지역은 상업, 주거, 산업, 공공지역 등과 복합적 토지이용지역과 도로, 주차장, 교량 및 공원과 같은 단일 토지이용 지역으로 형성된다. 이러한 지역에서의 인간과 차량의 활동은 도시지역의 모든 공간을 인근 수계 및 수생태계에 심각한 영향을 끼치게 하는 비점오염원으로 나타나게 한다. 도시지역의 다양한 토지이용은 건축물, 주차장 또는 도로 및 조경공간으로 세분류 될 수 있으나, 강우시 유출되는 비점오염원은 도로와 주차장으로 유출되기에 이러한 토지이용 지역을 관리함으로써 도시 비점오염물질의 효율적 저감이 이루어 질 수 있다. 도로와 주차장은 많은 차량의 운행과 인간의 활동으로 인하여 다양한 비점오염물질의 축적과 유출이 발생하고 있으며, 그 중에서 중금속과 입자상 물질이 주요 오염원으로 나타나고 있다. 이러한 비점오염원은 비점오염저감시설을 통하여 저감할 수 있으나, 강우의 특성에 영향을 크게 받고 있으며 유출특성의 불확실성이 높아 관리에 어려움을 겪고 있다. 특히 모니터링을 통한 기초자료의 부족은 부하량 예측, 저감메커니즘 및 저감시설 선정을 어렵게 하고 있다. 현재 토지이용에서의 부하량 예측에는 7개의 세분류 토지지목으로 형성된 토지이용별 오염원단위를 사용하고 있으나, 정확성이 낮아 새로운 원단위 산정을 위한 다양한 연구가 수행중이다. 따라서 본 연구에서는 교통과 관련된 토지이용 지역에서의 모니터링을 수행하여 원단위를 제시함으로써 효율적 포장지역 원단위 산정에 기여하고자 한다. 본 논문에서는 고속도로, 휴게소, 영업소, 주차장 및 교량을 포함하는 9개 지점에서의 모니터링 결과를 해석하고자 하며, 최종적으로 오염물질 원단위를 제시할 것이다.

• 전산구조공학
• /
• 제7권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 1994

본 고에서는 강한 바람이나 지진에 의한 고층 구조물의 진동을 감소시키기 위하여, 능동제어장치가 효과적으로 사용될 수 있음을 보이었다. 그러나 능동제어장치를 실제 구조물에 널리 적용하기에는 아직 많은 문제점들이 남아있다. 첫째, 효과에 비해 고가의 진동제어장치가 필요하며 유지관리에도 많은 비용이 필요하다. 또한 진동제어장치가 원활히 작동하기 위해서는 계속된 에너지의 공급이 있어야 하는데, 지진과 같은 과도한 구조물의 진동시 이를 보장할 수는 없다. 그러므로 극한상황에서는 진동을 오히려 증폭시킬 수도 있다. 둘째, Control Force의 산정시 사용되는 목적함수의 가중행렬을 결정하는 정형화된 방법이 아직 존재하지 않으며 효율적인 산정을 위해서는 많은 시행착오가 필요하다. 그밖에도 복잡한 실제 구조물의 단순한 모형화에 따라서 여러 문제점들이 발생하기 쉬우며, 실제 제어시에는 시간지연효과나 측정되지 못한 거동에 의한 문제 등이 있다. 구조물의 진동 저감방안에 대한 지금까지의 연구결과로는, 일반적인 경우에 있어서는 Base Isolator와 같이 재료의 감쇠특성을 이용하는 방법이 추천되고 있으나, 현재 내진설계된 고층건물과 같은 대형 구조물의 진동제어 등의 몇몇 경우에 있어서 능동제어의 필요성이 인정되고 있다. 좀더 안정적이고 효율적인 제어기법의 개발에 의해 많은 실제 구조물에 적용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.436-436
• /
• 2023

산업혁명을 거치면서 높은 화석연료를 사용하는 제조업 중심의 산업구조와 많은 자원을 필요로 하는 도시의 집중 현상으로 지구 온난화에 따른 이상기후 발생이 증가하고 있다. 이러한 기후변화는 홍수, 태풍, 폭염 및 폭설 등의 자연재해 발생 빈도 및 규모를 증가시켜 피해가 커지고 있다. 특히 인구 및 시설들이 집중해 있어 도시의 집중 현상은 이러한 재해에 더욱 취약한 구조가 됨에 따라 피해의 규모를 가중 시키고 있는 실정이다. 전 세계적으로 기후변화 문제의 심각성을 인식하고 이를 해결하기 위해 선신국에 의무를 부여하는 교토의정서(1997년) 채택에 이어, 선진국과 개도국이 모두 참여하는 파리협정(2015년)을 채택하였고 2016년 협정이 발효되었다. 파리협정의 목표는 산업화 이전 대비 지구 평균온도 상승을 2℃보다 아래로 유지하고, 나아가 1.5℃로 억제하기 노력하는 것을 강제하는 것으로 2050년까지 탄소 순배출량을 '0'으로 만든다는 탄소중립사회로의 전환이 본격적으로 시작되었다. 본 연구에서는 기후변화로 인한 물부족 및 수실오염과 같은 도시의 수자원 문제 해결을 위해 IoT 기반 센서 및 네트워크 기반 수자원 플랫폼을 개발하였다. 도시 수자원 시설 데이터를 기반으로 대체 수자원 확보 및 수요 중심의 물 관리를 통해 효율적인 물 배분이 될 수 있도록 하였으며 이러한 스마트 물 관리에 따른 대체 수자원 확보 및 효율적 물 배분이 탄소 저감에 미치는 효과에 대해 분석하였다. 연구대상 지역은 세종 6-4구역으로 LID 특화지구로 조성되었으며 1,000 세대의 주민이 생활하는 공동주택이다. 물 순환(LID) 시설에서 확보된 물을 물 공급 시설과 연계하여 공동주택에서 활용함으로써 감소된 상수 사용량을 온실가스 배출량으로 환산하여 탄소 저감량을 계산하였다. 실제 주민들(1,000세대)이 사용하고 있는 상수량 데이터와 전력거래소 온실가스 배출계수를 활용하였으며 물순환(LID) 시설로 확보하여 대체할 수 있는 상수량은 10%로 가정하였다. 연구대상 지역(1,000세대)의 연간 상수공급량은 331,603m³이며, 연간 전력사용량은69,637kWh이다. 온실가스 배출량은 31.963tCO₂eq이며, 온실가스 저감량은 3.2tCO₂eq로 산정되었다. 추후 LID 시설에 대한 상수 대체량과 온실가스 저감효과 정량화가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.70-70
• /
• 2011

기후변화 연구는 불확실한 미래를 전망하는 과정이므로 '불확실성'은 모든 기후변화 영향평가의 키워드임에 분명하다. 하지만 불확실성 평가를 위해 IPCC에서 제공되고 있는 수많은 GCM 시나리오를 모두 활용하기에는 많은 시간과 노력이 필요하기 때문에 이를 효율적으로 수행할 수 있는 방법이 필요하다 본 연구에서는 시나리오 저감(scenario reduction)방법을 이용하여, 수많은 GCM 시나리오 대신 몇 개의 대표적 GCM 시나리오로도 충분히 불확실성을 유지할 수 있는 시나리오 저감(scenario reduction)방법을 수립하고 제시하였다. IPCC 기후시나리오 중 20C3M과 A & B 배출시나리오를 바탕으로 생산되는 71개의 GCM 시나리오를 다운로드 받아 월평균 기온과 강수량에 대하여 한반도를 대상으로 분석하였다. 비교결과, 기온 전망은 실측과 비슷한 경향성을 보였으나 강수량은 홍수기를 모의하지 못하는 것으로 나타났다. 시나리오 저감방법은 시나리오 분류(scenario cluster)방법과 시나리오 선정(scenario selection) 방법으로 구성된다. 시나리오 분류방법에서는 k-mean방법을 이용하여 5개의 cluster로 나누었으며, 시나리오 선정방법에서는 GCM 시나리오 선정기법을 조사 분석하여 연구방향과 목적에 따라 GCM 시나리오 선정기법을 선택할 수 있는 표를 제시하고, 이 중 시나리오의 확률밀도함수를 이용하는 PDF method를 적용하였다. 본 연구에서는 불확실성 정량화를 위해 maximum entropy를 이용하였다. 또한 시나리오 저감방법이 불확실성을 유지하는지 비교하기 위해 PDF method를 이용하여 정확성이 높은 순으로 5개의 GCM 시나리오를 선정(best 시나리오)하여 불확실성을 정량화하였다. GCM 시나리오의 분산을 이용하여 maximum entropy를 산정한 결과, 20C3M 배출시나리오에서는 모든 시나리오의 entropy는 3.08, 시나리오 저감방법은 2.75, best 시나리오는 2.28이었으며, 이는 시나리오 저감방법은 모든 시나리오의 89.3%의 불확실성을 설명하고 있으나 best 시나리오는 74.0%밖에 설명하지 못한다는 것을 나타낸다. A & B 배출시나리오에서도 시나리오 저감 방법을 사용한 GCM 시나리오가 best 시나리오보다 모든 시나리오의 불확실성을 더 잘 설명하는 것으로 나타났다. 이와 같이 수많은 GCM 시나리오를 사용하는 것보다 몇 개의 대표 시나리오를 이용하여 기후 변화 불확실성을 유지하면서 미래전망을 할 수 있다면, 매우 효율적으로 기후변화 연구를 수행할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권11호
• /
• pp.863-873
• /
• 2011

전세계적으로 토사유출은 심각한 문제로 알려져 있다. 환경관리자, 농부 및 다른 토지소유자들을 위해 다양한 모델링 테크닉이 개발되어왔고, 토양유실 저감을 위해 다양한 site-specific 최적관리기법의 효율을 산정하여 활용하였다. 물리적기반인 WEPP 모형은 시 공간적으로 작은 유역과 필지에서 발생하는 토양유실을 산정할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 WEPP watershed version을 이용하여 강원도 홍천군 자운리에 위치한 연구지역에 빗물 우회수로와 식생수로를 적용하였다. 우회수로 적용시 유출량과 토사유출량은 각각5.8%, 29.6% 저감되었으며, 식생수로 적용시 각각 9.8%, 14.5% 저감되었다. 식생수로와 우회수로를 혼합한 식생우회수로는 유출량과 토사유출량이 각각 11.8%, 40.4% 저감되었다. 본 연구의 결과와 같이 WEPP 모형은 유출량과 토사유출량 저감효과를 산정하고, site-specific 토사유출저감 최적관리기법 수립에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.355-355
• /
• 2020

최근 쓰나미와 해일 등 이상기후에 의한 해수면 상승 등으로 인한 해안지역의 침수가 빈번해지고 있다. 태풍 매미의 경우, 피해규모는 인명피해 130명, 이재민 4089세대 10975명, 재산피해 4조 7810억원이며 침수피해는 규모는 주택 21,015동과 농경지 37,986ha으로 나타났다. 특히 이 태풍은 경남 사천시 부근 해안에 상륙할 때의 중심기압은 950hPa로 중심부근 최대풍속 40m/s 이었으며 풍속 15 m/s 이상으로로, 태풍의 강도는 [강], 크기는 [중형]이었음에도 그 피해는 과거에 비해 크게 나타났다. 내륙과는 달리 해일 등의 피해로 인한 해안지역의 침수피해 저감기법은 월파방지 파라펫 설치 또는 침수예상 지역의 지반고를 높이는 이외에는 확실한 대책이 없는 것이 특징이라 하겠다. 따라서 해안지역 침수예방은 월파방지 파라펫과 함께 인명피해 최소화를 위해서는 충분한 선행시간을 통한 대피안내와 가장 효율적인 대피경로를 제공하는 것이 최선이라 할 수 있다. 본 연구에서는 경남 창원지역의 해수면 상승으로 인한 해안지역 침수를 모의할 수 있는 2차원 부정류 프로그램을 개발하고 매미 당시 창원지역의 침수피해 결과와 비교하여 프로그램 모의 결과를 검증하였다. 해안을 따라 다양한 높이의 월파방지 파라펫을 모의하여 시간대별 대상지역의 침수규모를 시간대별로 예측하였다. 모의결과 월파방지 파라펫 규모 별 침수규모와 이에 따른 경제적 피해규모를 산정하였으며 경제성 원칙에 따른 최적의 파라펫 규모를 제시하였다. 또한 이때 시간대별 침수범위 예측 결과를 바탕으로 시간대별 등침수선을 제시하고 일정 시간대별 등침수선을 모의결과를 이용하여 산정하였다. 도로 경사와 대피자의 연령 등을 고려한 대피소요 시간을 산정하여 침수 소요 시간과 비교하여 대피가 가능한 대피경로를 제시하는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구결과는 기존에 알려진 대피경로와는 달리 다양한 침수저감 기법규모에 따라 다양한 대피경로를 제안할 수 있었으며 이는 추후 다양한 대피 시나리오를 제시할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.457-457
• /
• 2021

인공습지는 자연이 가진 정화기작을 인위적으로 증가시키기 위하여 조성한 자연기반해법에 해당한다. 인공습지는 습지 내 식물, 미생물, 토양 등의 상호기작에 의하여 오염물질이 제거된다. 인공습지의 오염물질저감효율은 시설의 규모와 유량, 유입물질의 부하량 수리학적 부하량, 체류시간 등의 영향을 받게 된다. 일반적으로 인공습지 적정 규모는 유역 및 기상인자의 특성과 조성목적에 고려하여 산정된다. 본 연구는 전국 35개 지역에 설치된 54개 인공습지를 선정하여 모니터링을 수행하였으며, 2011년부터 2018년에 설치된 시설이다. 54개 시설 중 도심지역에 13개, 농업지역 25개, 공업지역 3개, 상업지역 3개, 축산 10개가 설치되어있다. 습지형태는 Cell형 자유수면형 인공습지(Free Water Surface, Cell-FWS), 유로형(Flow) 자유수면형 인공습지(Cell-FWS), Cell과 Flow형이 결합된 Hybrid-FWS, 수직흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)와 수평지하흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)가 결합된 HYBIRD 형 습지로 구분된다. 연구결과, 일반적으로 SA/CA 비율이 클수록 오염물질의 저감효율은 증가하는 것으로 나타났다. 오염 물질별 인공습지 규모를 비교할 경우 저감효율 60%에서 인공습지의 규모는 유기물>영양염류>입자상물질 순으로 나타났다. 목표 제거효율 60%에서 SA/CA 비는 BOD에서 약 3.2%, COD에서 2.5%, SS에서 1.9%, TN 2.5%, TP 2.3%로 나타났다. 입자상물질인 SS는 유기물 및 영양염류에 비하여 유역면적 대비 시설면적이 가장 적게 나타났으며, 유기물질 제거에 큰 시설규모가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 인공습지 설계시 유역 토지이용 및 강우특성을 고려하여 적정한 수질과 유량모니터링이 필요하며, 이를 토대로 목표 오염물질 선정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 농업지역의 최적화된 인공습지 위치는 임야가 20~30%, 밭이 20% 이하, 논이 10~50%를 포함하는 곳이 적정한 것으로 평가되었다. 도시지역 인공습지는 도시면적이 증가할수록 효율이 크게 변하지 않기에 가용위치가 적정한 위치로 평가된다. 인공습지의 효율은 유역의 세부 토지이용에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 따라서 인공습지 설계시 농업지역에서는 임야, 밭 및 논의 적정면적을 고려하여 인공습지 위치가 결정되어야 하는 것으로 나타났다.