• 대한환경공학회지
• /
• 제34권12호
• /
• pp.787-791
• /
• 2012

실험실 규모의 음향정재파 장치를 이용하여 수체에 포함된 입자의 분리특성을 알아보았다. 음향정재파는 음파 또는 초음파와 유사한 파장으로 반사벽에 의해 발생된 파가 돌아오면서 일정한 파장을 형성한다. 이때 수중에 분산되어 있던 미세한 입자들은 음압이 0인 파장의 절점(node) 부분에 모이게 된다. 주파수 28.0 kHz와 1.0 MHz의 음향정재파 트랜스듀서를 이용하였고, 수체에 포함된 입자는 평균 입경 $6.8{\mu}m$의 카올린과 $100.5{\mu}m$의 레드머드를 사용하였다. 수체 내에 음향정재파가 형성되면 발생된 파장에 의한 음압으로 수온이 $0.15{\sim}0.20^{\circ}C/min $ 정도 상승된다. 카올린과 레드머드의 초기 농도는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g/L로 동일하게 제조하였다. 1.0 MHz의 주파수에서 5분경과 후 음향정재파가 가장 뚜렷하게 형성되었을 때의 반응조내의 탁도 제거율은 카올린은 18.2%~56.2%로, 입경이 큰 레드머드는 23.0%~53.6%의 분리효율을 나타내었다. 28.0 kHz 주파수에서는 입자분리가 이루어지지 않았다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권3호
• /
• pp.164-173
• /
• 2014

수중 로봇 분야에서 수중 환경 인식은 매우 중요하나, 탁도 등의 제약으로 인하여 수중 광학 카메라의 사용은 제한적이다. 대안으로 기대하는 수중 영상 소나의 경우, 소나 영상의 품질이 영상 처리에 의해 자연물을 그대로 인식하기에 충분히 안정적이며 정확하지 못하다. 이를 극복하고자 본 논문의 Part 1에서 초음파의 특징을 고려한 인공 표식을 제안하였으며, 형상 행렬 기반의 인식 방법을 함께 제안하고 검증하였다. 그러나 실제 해양 환경은 복잡하고 동적인 잡음 요소가 많다. 이러한 문제를 추가로 해결하기위해 본 논문의 Part 2에서는 연속되는 소나 영상에서 확률적으로 인식 후보를 선별하여 인식하고, 추적하는 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 4단계, 즉 유사도 기반 관심 후보의 선정, 확률 기반 최종 후보의 선정, 선정된 후보의 인식, 그리고 인식된 물체의 추적으로 구성되어 있다. 이러한 4단계의 구조가 병렬로 처리되어 실시간 처리가 가능하며 인식 대상체의 변경이나 알고리즘의 보강을 위한 유연한 구조를 가진다. 제안한 프레임워크를 구성하는 파티클 필터 기반의 후보 선별 알고리즘과 평균-이동 (mean-shift) 기법에 의한 추적 방법을 함께 제안하였다. 수조 실험과 실해역 실험을 수행을 통하여 성능을 검증하였으며 결과에 대한 상세한 분석을 수행하였다. 인공 표식의 추적에서 얻어진 상대거리, 방향 등의 정보는 수중 로봇의 제어와 항법을 위해 사용될 것으로 기대하고 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.699-705
• /
• 2007

본 연구에서는, 안산정수장에 구축된 수도시설 운영정보화 시스템에 의한 처리수질개선 등 정수장 효율개선효과를 평가하였다. 분석기간 동안의 안산정수장 생활용수 유입유량은 운영정보화 시스템이 구축되기 전인 2004년도보다 구축 후인 2005년도가 약 15.6% 감소한 것으로 나타났다. 원수의 평균탁도는 2005년 12.37 NTU, 2004년 12.06 NTU로 비슷한 값을 나타내었으나, 연평균 응집제의 주입농도는 2005년도가 12.06 mg/L으로 2004년(10.31 mg/L)보다 다소 높은 것으로 나타났고, 정수탁도는 약간 개선된 처리효율을 나타내었다. 원수의 $COD_{Mn}$ 및 BOD 등의 분석결과, 2004년보다 2005년의 원수수질이 개선된 것으로 판단할 수 있었다. 정수의 $KMnO_4$ 소비량은 2004년(2.95 mg/L)보다 2005년은 1.25 mg/L로써 그 양이 줄어들었고, THMs의 농도도 2004년(0.038 mg/L)보다 2005년 0.025 mg/L로써 다소 개선되었다. 본 연구결과, 약품주입 등 정수장 운영은 운영 정보화 시스템의 구축에 의해 보다 최적의 상태를 도모할 수 있으며, 이에 따라 수질개선효과도 있음을 판단할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.113-118
• /
• 2014

전 국가적으로 많은 정수장에서는 강화된 수질기준을 준수하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 일반적으로 정수장 배출수처리시설은 고탁도를 기준으로 설계되기 때문에, 평상시에는 설계된 기간보다 장기간 체류할 수밖에 없는 실정이다. 평균 혹은 저탁도 원수가 유입되는 대부분 기간 동안 슬러지는 농축조에서 장기체류하기 때문에 혐기화되어, 용해성 망간 및 클로로포름이 형성된다. 위 문제를 해결하기 위해서 경제적이고, 손쉽게 도입 가능한 슬러지 폭기 공법을 개발하였으며, 본 연구는 이 공법의 원리 및 효과를 분석한 것이다. 슬러지 폭기 공법의 원리는 산화된 입자성 망간이 용해성 망간으로 환원되는 것을 방지하며, 생성된 클로로포름을 대기중으로 배출 제거시키며, 슬러지 입자를 균질화 시켜 침강성을 개선하는 것이다. 위 공법의 효과분석을 위하여 정수장 농축조에서 슬러지를 폭기시킨 후 상징수의 망간 및 클로로포름을 측정하고, 슬러지의 고-액 계면의 높이를 측정한 결과, 비폭기 경우에 비해 망간은 41%, 클로로포름은 62% 슬러지 부피는 35% 감소되는 효과를 얻었다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.385-398
• /
• 2007

주문진항에서 2002년부터 2005년까지 월별로 관측한 일반 수질항목의 정점별, 계절별 변화 양상을 분석하였다. 분석항목은 수온, 염도, pH, SS, DO 항목이다. 일반수질항목의 상층·하층 변화는 뚜렷한 차이를 보이지 않는 것으로 파악되었다. 반면, 계절별 농도변화는 수온 및 DO 농도는 뚜렷한 변화양상을 보였으나, SS 항목 등은 불규칙한 양상을 보이고 있는 것으로 파악되었다. 또한, 지점별, 월별 자료를 영역별, 연도별로 평균하여 해수교환시설 및 하수종말처리시설의 수질개선효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, SS농도변화는 하수종말 처리시설 가동에 의한 영향이 매우 미미하게 반영되었으며, 해수교환시설에 의한 영향은 영역 1, 2 각각 26%, 16% 정도의 명확한 농도저감효과를 보이고 있는 것으로 파악되었다. 한편, DO 농도는 하수종말 처리시설 가동 후, 주문진항 내부영역에서 10% 내외로 농도가 저하되는 효과를 보였으나, 해수교환시설 건설 후에는 오히려 10% 내외 증가되는 양상을 보이고, 2005년도 DO 농도는 2002년도에 비하여 변화가 없는 것으로 파악되어 10% 내외의 DO 농도변화는 하수처리장 및 해수순환시설 설치효과로 파악하는 것보다는 자연적인 연변화 범위로 판단하는 것이 적절할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.90-97
• /
• 1983

진주시내(晋州市內) 생활하수(生活下水)의 수질실태(水質實態)를 파악(把握)하여 그것이 남강(南江) 수질오염(水質汚染)에 미치는 영향을 검토(檢討)함으로써 남강(南江) 수질보전대책(水質保全對策) 수립(樹立)에 대(對)한 삼고자료(參考資料)를 제공(提供)코자 진주시내(晋州市內) 생활하수(生活下水)의 주요(主要) 5개(個) 배출구역(排出區域)과 진양호(晋陽湖) 및 남강(南江) 각(各) 1 개(個) 지점(地點)의 수질(水質)을 분석(分析)하였다. 1) 진주시(晋州市) 5개(個) 하수구역(下水區域) 배출수질(排出水質)의 각(各) 성분(成分) 평균치(平均値)는 pH 7.1, DO 2.3 ppm, BOD 126.2ppm, COD 123.7ppm, 탁도(濁度) 22.3ppm, $NH_4^+-N 9.3 ppm$, 알카리도 121ppm 경도(硬度) 121ppm, Cl- 44.3ppm, $SO_4--$ 88.9 ppm, Pb 0.0052 ppm, Zn 0.0079 ppm, Cu 0.0124ppm, Mn 0.0050 ppm 이었다. 2) 남강(南江)의 1일(日) 총(總) BOD 부하량(負荷量)은 14.80 ton이었으며 이 중 남강상류(南江上流)인 진양호(晋陽湖)로부터 6.94Ton, 그리고 진주시(晋州市) 下水(下水)로부터 4.93 ton이 류입(流入)되고 있었다. 따라서 하수(下水)가 차지하는 BOD 부하량(負荷量)은 33.3%였다. 3) 하수중(下水中)의 중김속함량(重金屬含量)은 낮아 남강(南江) 수질오염(水質汚染)에 그리 큰 영향을 미치지 않을 것이나 암모니아태(態) 질소(窒素)가 대단히 높아 농업(農業) 용수(用水)로 이용(利用)하기에는 불적당(不適當)할 것이로 사료(思料)된다. 4) 남강수질(南江水質)의 오염도(汚染度)를 농업용수기준치인 BOD 8ppm 이하(以下)로 줄이기 위해서는 진양호(晋陽湖) 남강(南江)댐에서의 방류량(放流量)을 $1,900,000 ^3$/일(日) 이상(以上)으로 조절해야 할 것으로 본다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권spc1호
• /
• pp.813-826
• /
• 2020

본 연구는 2014년부터 2016년까지 경기도 파주시에 도입된 스마트워터시티(Smart Water City, SWC) 사업의 효과를 사업목표 대비 달성도 중심으로 분석한다. SWC란, 상하수도 시설에 ICT를 접목하여 물 관리의 효율화를 도모하는 스마트 물 관리시스템(Smart Water Management System, SWMS)을 바탕으로 건강한 물 공급체계를 구현한 물의 도시를 말한다. 본 연구는 SWC 사업의 효과성을 평가하기 위하여 사업목표에 상응하는 평가 기준을 수립하고, 사업 시행 전후의 값(산출물)을 비교 분석한다. 분석 결과, SWC는 공급과정의 수량 및 수질 관리를 강화하고 수돗물의 신뢰도 및 음용률을 제고하는데 기여하였다. 구체적으로는 평균 유수율 및 누수저감량 향상, 수질감시시스템의 확산, 배수관로의 부유성 입자농도 및 탁도 감소 등을 달성하였다. 이는 명확한 목표 설정과 달성을 위한 구체적인 실행 방안, 그리고 시민들을 위한 적극적이고 집중적인 서비스가 제공되었기에 가능하였다. 수량 및 수질과 관련된 대부분의 수치상에서 SWMS 도입 이전 대비 개선된 성과를 보였다는 점은 스마트워터시티의 긍정적인 효과로 볼 수 있다. 그러나 산출물에 대한 계량화된 분석은 긍정적인 변화에 끼친 다른 외부요인을 밝히는 데는 한계를 보인다. 향후에는 SWC 확산을 위한 가이드라인과 더욱 포괄적이고 구체적인 평가지표가 마련되어야 하며, SWMS은 이용자의 필요를 고려하여 개발되어야 할 것이다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제27권4호
• /
• pp.266-277
• /
• 1991

분사류의 해저 굴삭성능을 이용하여 해저의 모래속에 서식하고 있는 개량조개, Mactra chinensis(PHILIPPI)를 어획하기 위해, 전보의 분사노즐의 모래면 굴삭성능에 관한 수조실험 결과를 근거로 분사식 항망 시험어구를 제작하고, 군산 앞바다의 개량조개 어장에서 1990년 10월 5일에서 10월 30일까지 현장실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 1) 시험어구의 굴삭깊이는 분사속도 1200cm/s일 때 10~11cm, 1350cm/s일 때 11~13cm, 1500cm/s일 때 13~14cm 이상이었다. 2) 예망장력은 예망속도 6.7cm/s에서 105$\pm$5kg으로 매우 작았다. 3) 단위소해면적당 평균어획량은 0.42kg/m 상(2)으로 재래식 형망에 비해 1.2~1.6배로 많았다. 4) 분사식 항망시험 어구는 조개를 파손시키지 않아 어획물에 파손패가 거의 없었다. 5) 분사류에 의한 어장의 탁도 변화량은 수심, 유속, 저질등에 따라 다소 다르나, 표층에서는 수심 5.2m이상이면 변화량을 볼 수 없고, 해저면상 3m의 저층에서는 어구의 후방 1m에서 9~11ppm으로 최대치를 보였으나, 점차 감소되어 9m 후방 이후에서는 변화량이 거의 없었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.46-46
• /
• 2015

강우가 지역별 계절별로 편중되어 있는 우리나라는 수자원의 안정적인 확보와 이용을 위해 다양한 형태의 댐을 건설하여 운영하고 있다. 그러나 대부분의 댐건설을 통해 형성된 저수지들은 탁수 장기화 및 녹조 발생 등의 환경, 생태적인 문제를 겪고 있으며, 그에 따른 사회적 우려로 인해 신규댐 건설을 통한 수자원확보는 더 이상 어려운 실정이다. 이러한 문제에 대응하기 위한 대안으로 기존 댐 저수지들(안동호-임하호)의 구조적 연계운영방안이 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 2차원 CE-QUAL-W2모형을 활용하여 안동호와 임하호의 구조적 연결에 따른 탁수의 이동과 각 저수지 내에서의 유동 변화를 해석하는데 있다. 저수지 연계 시나리오는 EL. 138 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m 의 콘크리트관(마찰계수 0.05)이 안동호 좌안인 임동면 마리와 임하호 우안 망천리를 연결하는 것으로 가정하였다. 모델의 보정은 실측자료가 풍부한 2006년도 수문사상을 대상으로, 개별 저수지에 대해 수행하였고, 탁수 유동 시나리오 해석은 임하호에 심각한 탁수장기화 문제가 발생했던 2002년을 대상으로 댐 연계 탁수모의를 수행하였다. 안동호와 임하호의 댐 앞에서 모의값과 실측값을 오차를 분석한 결과 탁수예측오차는 AME 0.5~24 mg/L, RMSE 0.7~30.2mg/L의 범위로 비교적 실측값을 잘 반영한 것으로 나타났다. 임하댐의 경우 탁수층의 위치와 두께, 그리고 최고 탁도값을 적절히 재현 하였지만, 안동댐은 최고 탁도값 예측에서 다소 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 안동호와 임하호 단독 운영시와 연계 운영시의 탁수변화 파악을 위해 초기 홍수사상이 발생한 8월 이후부터 저수지내의 TSS농도 분포를 비교하였다. 안동호의 경우 댐앞지점의 탁수분포는 수온성층구조에 영향을 받아, 단독 운영시(EL. 130 m)보다 연계운영시(EL. 140 m)에 탁수의 중심이 높은 위치에 형성되었다. 단독 운영시 10월 이후에 전도현상으로 인해 침강되지 않은 잔류 탁수층이 저수지 하부로 확산되었지만, 연계 운영시에는 재부상 되어 상층으로 확산되는 것으로 모의되었다. 또한 연계운영시 유량이동으로 인해 안동호의 탁수 댐앞 도달시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 반면 임하호는 연계 운영시 안동댐으로 유출이 생기면서 중층에서 탁수량이 저감되는 것으로 모의되었다. 저수지 내 탁수량 분석을 위해 SS 15 mg/L 이상의 잔류 탁수량을 분석한 결과, 연계운영시 안동호의 평균 잔류탁수량 비율은 11.8% 증가, 임하호의 경우 11.7% 감소하였다. 또한, 탁수의 댐하류 방류일수도 SS 15 mg/L 기준 임하호 9일 저감, 안동호는 70일 증가하여 임하호의 탁수가 안동호의 탁수 장기화에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권12호
• /
• pp.1065-1076
• /
• 2022

본 연구는 남강댐에서 대규모 선버들 군락의 확장과 고사가 수질에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 선버들 군락의 분포면적은 최초로 2003년에 0.12 km²였으나 2019년에는 3.58 km²로서 16 년 사이에 약 30 배로 급격하게 확장되었다. 그러나, 2013년에는 일부가 고탁도 장기 침수와 선버들 군락 내에서의 자기 솎음질(self-thining)에 의하여 분포면적이 0.17 km² 감소했다. 남강댐 저수지의 호소특성은 평균수심, 유역면적/호수 수면적 비, 체류시간, 회전율 및 성층화 등의 측면에서 호소형과 하천형이 복합적으로 나타났다. 호소수질에 대한 장기변동 특성을 분석한 결과, 대규모 선버들 군락지에서 COD, TP 및 엽록소 a 등이 남강댐 수역의 중앙부에 위치한 3 개 지점에 비하여 현저하게 크게 나타났다. 특히, 엽록소 a의 값이 남강댐 수질측정망 3 개 지점의 경향과 다르게 여름이 아닌 겨울에 최대값을 나타내는 것은 외부의 유입보다는 내부에서 발생된 것으로 사료된다. 이러한 남강댐 저수지에서 수질 악화의 한 가지 원인은 선버들 군락에서 낙엽, 가지 및 고사목 등 부산물의 분해과정에서 발생하는 막대한 양의 영양염류인 것으로 추정할 수 있다.