• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.482-482
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• 2023

상수도관은 사용년수가 경과함에 따라 노후화가 진행되며, 노후화된 상수관은 내부적으로 부식, 이물질 퇴적, 균열 등의 현상이 발생하게 되고, 이는 결국 수질문제로 연결되어, 탁수사고 발생 확률증가의 주요 원인이 되고 있다. 국내 상수도관의 경우 매설년수의 증가로 인해 내구연한이 도래한 상수관망의 비중이 점차 증가하고 있으며, 2019년 서울시 문래동 수질사고, 2019년 인천 붉은 수돗물 사고, 2022년 안양 동안구 탁수사고, 2022년 여수시 웅천 탁수사고 등 관의 노후화로인한 탁수 사고가 빈번하게 발생되고 있어 수도 사용자에게 불편함을 끼치고 있다. 현재 정수장 및 상수관망에 설치된 탁도계를 통해 수질에 대한 감시를 진행하고 있지만, 경제적인 문제로 인해 모든 상수도관에 탁도계를 설치하기에는 현실적으로 불가능하며, 제한적인 탁도계의 개수를 통해 수질에 대한 감시 및 관리를 진행하고 있는 실정이다. 이러한 상황으로 인해 탁수사고 발생 시 발생 원인분석 및 최초 발생위치 결정이 쉽지 않으며, 보수 보강을 통한 상수도관의 정상화까지 오랜 시간이 걸리게 된다. 이에 본 연구에서는 상수관망에서 탁수 발생 시 최초 발생 위치를 결정할 수 있는 기법을 개발하였으며, 이를 실제 상수도관망에 적용하여 탁수발생 파이프를 탐지하였다. 탁수사고 발생 시 실측된 수질 데이터의 부족으로 인해 임의의 파이프에서 탁수가 발생하였다고 가상의 탁수 발생시나리오를 가정하였으며, 완전혼합농도식을 통해 관망에 설치된 탁도계의 NTU(Nethelometric Paultity Unit) 농도를 계산하여 가상의 탁수발생 시나리오를 상수도관망에 적용하였다. 이후, 역추적 계산기법을 통해 파이프의 초기 NTU 농도를 변화시켜주며 관망내 설치된 탁도계의 NTU 농도를 계산하였으며, 가상 시나리오를 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도와 역추적 계산법을 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도의 Percentage Error를 비교/분석하여 탁수 발생 파이프를 탐지하였다. 분석결과, 가상 시나리오의 최초 탁수발생 파이프와 역추적 계산법을 적용하여 탐지한 최초 탁수발생 파이프의 위치가 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 역추적계산을 통한 탁수발생 파이프 탐지기법을 실제 관로 교체사업에 활용한다면 파이프의 개선 우선순위를 보다 명확하게 판단할 수 있으며, 더 나아가 상수도 관망의 유지관리에 활용하여 경제적이고 효율적인 상수관망 시스템관리를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.33-38
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• 2003

가덕도 인근 연안해역에서 채취된 해저 퇴적물과 연직방향으로 배열된 표사포획장치로부터 획득된 부유물질을 이용하여 탁도계 검교정을 수행하였다. 포획된 부유물질은 모래 함량이 약 6%인 해저 퇴적물에 비하여 주로 실트 및 점토로 조성되었으며, 해저면으로부터의 놀이가 증가함에 따라 세립화하는 경향을 보였다. 해저 퇴적물에 대한 탁도계 검교정 선형 회귀식의 기울기는 최소값으로 나타났으며, 수심별로 포획된 부유물질에 의한 선형 회귀식의 기울기는 포획 고도가 증가함(즉, 입도가 감소함)에 따라서 점진적으로 증가하였다. 이러한 결과는 해저 퇴적물에 대한 탁도계 검교정 결과로부터 부유물질 농도를 환산할 경우 과대추정의 오차가 발생되며, 본 연구해역의 경우에는 그 오차가 최대 25％까지 증가할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서 해저 퇴적물보다는 수층에서 포획된 부유물질의 입도분포를 고려하여 보정된 검교정식을 적용하는 것이 부유물질 농도의 측정오차를 최소화하는 방법으로 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1998년도 추계종합학술대회
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• pp.583-587
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• 1998

본 논문에서는 대형 탱커선의 의무 장비인 유배출 감시 장비 (Oil Discharge Monitoring Equipment)를 위한 유분 농도계의 설계에 대하여 연구하였다. ODME는 국제해사기구 (IMO)에서 일정 ton 이상의 대형 선박에 의무적으로 설치하도록 규정하고 있으며 이는 날로 심각해지는 해양 오염을 방지하는데 목적이 있다. ODME의 구성 요소는 중앙 제어 장치, 유분 농도계, 유량계, 선속계, Sampling System, 배출 제어 장치로 이루어져 있으며 이중 가장 중요한 것은 유분 농도계이다. 이는 선박에서 배출되는 물에 포함된 유 성분을 ppm 단위로 계측하는 것이다. 이를 위한 탁도 측정 방법에는 여러 가지가 있지만, 본 연구에서는 선박에서 사용이 용이한 광산란 방식과 방폭성을 가지는 광섬유를 이용하여 탁도를 측정하는 유분 농도계를 설계하였으며 아울러 이에 대한 탁도 계산 알고리즘에 대하여 고찰하였다. 측정의 정밀도는 0-999ppm 범위에서 $\pm$5%의 오차 이내로 측정이 가능함을 보였다. 이는 IMO의 규격 ($\pm$10%의 오차)에 만족하는 수치이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1063-1068
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• 2010

최근 들어 지구온난화의 영향 등 기후변화에 따라 호우의 빈도와 강도가 증가하여 홍수피해가 확대되고 토사재해, 댐과 저수지의 퇴사 문제가 심각하게 대두되고 있다. 특히 농업용저수지의 경우 제체가 노후화되고 유입토사에 의한 퇴사는 심각한 수준에 있다. 또한 도심중심의 다양한 공사 등은 토지 이용과 피복을 변화시켜 많은 토사 유출의 원인이 되고 있다. 이렇게 노출된 토사는 탁수발생원이 되고, 토사와 부유물로 형성된 탁수환경은 수중의 태양복사에너지 전달을 방해하여 수중생태계의 먹이사슬과 저서생물의 서식환경에 악영향을 미치고 있다. 특히 농업용 저수지는 반폐쇄성 수역으로써 탁수환경에 노출되기 쉬우며, 수질회복에는 많은 노력과 비용이 소요된다. 또한 탁수환경의 변화는 시 공간적으로 발생하고 지속적으로 일어나기 때문에 탁수환경에 미치는 토사에 대한 연구는 우선적으로 시행되어야 한다. 이러한 토사 정보의 추출 및 분석에 RS기법의 활용은 증대되고 있으나 우리나라에서는 아직 연구가 미진하여, 이에 대한 기초연구가 시급한 실정이다. 본 연구는 2단계로 진행하였다. 먼저 1단계는 탁도계(2100P turbidimeter)를 이용하여 토사농도 변화에 따른 탁도를 측정하여 탁도 관계식을 추정하였다. 2단계는 분광복사계(LI-1800)를 이용하여 토사농도 변화에 따른 분광반사율을 측정하고, 얻어진 결과는 도함수와 적분의 수치해석 방법으로 토사농도를 측정할 수 있는 최적밴드를 구하였다. 다음으로 각 밴드간의 비를 계산하여 탁수환경을 측정할 수 있는 가장 적합한 밴드 조합식을 구하였다. 얻어진 밴드 조합식은 1단계에서 추정한 토사농도에 따른 탁도 관계식과의 상관관계를 분석하여 분광복사계를 이용한 탁도 관계식을 추정하였다. 그 결과, 6개의 탁도 관계식이 추정되었으며 결정계수 $R^2$는 0.67의 높은 상관성을 보였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.201-207
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• 2023

하천내의 부유물질은 장기간 지속할 경우 심각한 오염원으로 어류 등 수중생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 하천내 부유물징 발생원인은 홍수, 퇴적물, 하천변 이용도가 주원인으로 판단된다. 특히 퇴적물의 재부유는 심각한 수생태계 위험 영향이 될 수 있다. 부유로 인한 탁도에 대한 어류 연구는 담수의 경우 매우 미미한 수준이다. 본 연구는 탁도에 대한 하천내의 수생태계 관리 방안 제시를 위한 기초연구이다. 연구는 탁도에 대한 어류반응을 실험을 통해 모니터링하고 이에 대한 경향을 분석하였다. 실험결과 고탁도 구간에서의 수조에서 높은 농도의 부유물질로 인해 산소 공급이 방해되어 어류에 영향을 주는 것을 파악하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.679-686
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• 2014

본 연구에서는 광물질 혼화재료를 사용한 수중불분리성 콘크리트의 물성을 만족하면서 수중불분리성 혼화제의 사용량을 줄이기 위한 배합적 접근과 수중불분리성 콘크리트의 시험에 있어 실무와 차이가 있는 사항에 대하여 검토를 실시하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 우선 광물질 혼화재료를 사용하는 수중불분리성 콘크리트의 최적 단위수량 및 수중불분리성 혼화제의 사용량은 190 kg, 0.9%/W인 것으로 나타났으며, 특히 목표강도의 W/B에서 5% 정도로 낮춘 W/B로 배합설계를 통해 단위수량 및 수중불분리성 혼화제 사용량을 줄여 W/B 조절에 따른 재료분리저항성, 압축강도 등의 품질 확보 및 경제성의 확보가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 탁도계를 이용한 혼탁물질량의 측정을 위해서는 탁도계 검침부 삽입 후 1분 경과 시점에서 안정적인 값을 나타냈으나, 수중불분리성 콘크리트의 혼탁물질량을 측정하기 위해 실무에서 사용되는 탁도계와 KCI -AD102 표준방법과의 상관성에 대한 부분의 검토가 필요할 것으로 판단된다. 수중 공시체 제작방법에 따른 압축강도의 발현성은 크게 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.472-472
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• 2011

탁도는 물의 상대적인 흐림 정도를 나타내는 척도로서 이는 빛이 물을 통과할 때 산란시키는 부유고형물질 때문에 발생한다. 토양침식에 의하여 지표수로 유입된 토사와 광물질은 하천의 수송 및 퇴적 과정을 거치며 이동한다. 이때 하상 퇴적물은 바닥으로부터 먹이를 찾는 유기체에 의해 뒤섞이며 입자들은 일정기간동안 물의 흐름에 의해 부유상태로 남아 있게 되고, 유입되는 영양소와 빛에 의하여 성장하는 조류 또한 탁도를 증가시키는 원인이 된다. 이러한 부유물질의 증가는 수중에 태양복사에너지 전달을 방해하여 수중생태계의 먹이사슬과 저서생물의 서식환경에 많은 영향을 미치고, 수표면 온도 또한 태양으로부터 열을 흡수하는 표면 근처의 부유물질에 의해 증가하여 용존산소의 양에도 영향을 미친다. 따라서 수체내 분포하고 있는 부유물질의 종류와 양 및 공간적 분포 파악은 수질문제와 재난 예방 및 생물의 서식환경 문제를 파악하고 해결하는 데 매우 중요하다. 그러나 부유물질에 부착되어 있는 영양소, 금속, 살충제 등은 물 순환 시스템을 통하여 끊임없이 운반되고 상류유역의 흐름 조건에 따라 시공간적으로 변화하기 때문에 이를 규명하는 것이 매우 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 광역적인 탁수환경의 분석방법으로 원격탐사(Remote Sensing, 이후 RS) 기법을 이용한 방법이 제안되고 있다. 이미 선진국에서는 광역수계의 수질관리를 위해 RS 기법을 이용하여 신속하고 정확한 수질상태 파악을 시도하고 있으며, 우리나라에서도 KOMPSAT 발사를 계기로 RS 관련 기술이 비약적으로 진화하고 있다. 그러나 RS 데이터를 활용하는데 필수적인 분광학적 특성 규명에 대한 연구는 대부분 식생과 토양에 한정되어 있으며 수체에 대한 연구는 현장조사의 어려움으로 인하여 상당히 제한적인 수준이다. 따라서 본 연구에서는 탁도의 변화에 따른 분광반사 특성을 휴대용 분광복사계를 이용하여 규명하고, 이를 Landsat 위성영상에 적용하여 새만금 유역을 대상으로 완공 직후인 2006년부터 2010년까지의 탁수환경을 모니터링 하였다. 그 결과 새만금 유역 탁수환경을 정성적으로 확인할 수 있었으며, 이를 이용하여 탁수환경 연구에 RS 기법이 효과적임을 제시하고자 한다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.87-90
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• 2006

인천-제주 정기여객선에 수온, 클로로필 및 탁도계 등의 센서를 설치하여 해양환경 모니터링 시스템을 구축하였으며, 여객선 항로를 따라 2001년부터 2004년까지 18회에 걸쳐 자동관측과 함께 20-30분 간격으로 30여개의 정점에서 해수를 채수하여 분석하였다. 연구의 목적은 채수된 해수를 직접 분석하여 여객선에 설치된 자동측정 센서가 신뢰성 있는 자료를 생산하는지 비교 분석하는 것과 서해 한반도 연안의 해수특성을 전체적으로 이해함으로서 계절적인 변동을 파악하는 것이다. 2001-2003년 초까지 사용된 YSI 센서는 수온, 염분, 탁도와 클로로필 농도 등을 종합적으로 측정할 수 있는 멀티센서이나, 설치하여 운용해 본 결과 정밀도에서 많은 문제점이 발생하였다. 따라서 2004년 이후 클로로필과 탁도 자동 측정을 위한 단일 센서들로 교체되었으며 이들 센서는 멀티센서 보다 좋은 결과를 보였다. 비록 자동측정 장치에 문제는 있었으나, 18회에 걸친 서해 연안의 실시간 모니터링을 통하여 해수환경의 계절별 특성을 이해할 수 있었다. 부유퇴적물의 경우, 경기만과 목포 주변의 남쪽 해안은 농도가 모든 계절에서 높게 나타났으며 특히 가을 겨울철에 가장 높은 값을 나타냈다. 클로로필의 농도도 경기만 중심지역과 남쪽 해안에서 여름과 가을철에 걸쳐 0.4 - 6.0 $mg/m^3$ 정도의 분포를 보였으나 겨울철에는 2.6 $mg/m^3$ 미만으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.50-56
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• 2007

In this study, we have performed some experimental works on the effects of variation of low, middle and high turbidity for understanding of optical characteristics which is very important factor for the turbidity measurement. The various output frequencies were obtained by the experimental apparatus which consist of detectors, a light source, a frequency counter and so on. From the result of analysis of these frequencies, Firstly, The difference of signal value for each degrees of low turbidity was the smallest of three scopes around the Nephelometric position. Second, the characteristics of each degrees of middle turbidity was proved that signal values of all degrees were larger those of low turbidity but the difference of each signal value of the forward direction was smaller than that of the backward direction. Third, the characteristics of each degrees of high turbidity was proved that though similar to the characteristics of middle turbidity, each signal value of all degrees was larger and the difference of each signal value of all degrees was smaller than those of low and middle turbidity

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.743-749
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• 2016

균일한 품질의 방부처리 목재 생산을 위해서는 방부약액의 농도관리가 필요하다. 아직까지 목재방부처리 현장에서 농도관리를 위하여 간편하게 방부약액의 농도를 측정할 수 있는 방법은 개발되어 있지 않다. 본 연구에서는 ACQ 목재방부제를 대상으로 비교적 손쉽게 측정할 수 있는 탁도를 이용하여 농도를 예측할 수 있는 방법을 검토하였다. 탁도가 현저하게 작은 알칼리성의 ACQ 약액에 20%의 인산 용액을 첨가하면 백색의 현탁 물질이 생성되며 탁도가 증가한다. 인산 용액의 최적 첨가량은 약액의 탁도가 최고치에 도달하는 pH 7 수준이며, 첨가량이 많아지면 약액의 산성화와 함께 탁도가 급격하게 떨어지고 약액은 투명해진다. ACQ 약액의 농도와 탁도 간에는 정(正)의 상관을 가지며 고도의 유의성이 인정되었다. 농도와 탁도로부터 유도된 회귀방정식을 사용하여 산출한 현장 채취 약액의 예측 농도 값과 적정법으로 측정한 실측 농도 값 간의 농도 차이에는 t 검정 결과, 유의성이 인정되지 않았다. 따라서 탁도와 회귀방정식을 이용하여 ACQ 현장 약액의 농도 관리가 가능할 것으로 예상된다.