• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.370-370
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• 2023

수자원이란 인간의 생활이나 경제활동 및 자연환경 유지 등을 하는데 이용할 수 있는 자원으로서의 물을 말하며 효율적인 수자원의 활용을 위해서는 수문조사가 필수적이라고 할 수 있다. 수문조사는 강수량, 수위, 유량, 유사량, 증발산량, 토양수분량을 측정, 조사, 분석하는 것이라고 할 수 있으며 이 중 유량은 강우-유출 관계 규명, 이수, 치수 등을 위해 높은 정확도의 관측자료가 필요하다. 그러나 하천유량은 장기간 연속적으로 관측하는 것이 어려우므로 특성 횟수의 유량조사를 통해 수위-유량관계곡선식(Rating curve)을 개발하여 수위로부터 연속적인 유량을 산정하여 활용하고 있어 이를 개선하기 위해 전자파표면유속계를 활용한 자동유량측정장치를 개발하였으며 측정자료 분석 및 알고리즘 고도화를 통해 신뢰도 높은 유량을 산정하고자 하였다. 운동하는 물체에 의하여 산란된 전자파의 주파수가 변하게 되는 현상을 도플러 효과라고 하며 이때의 주파수의 변화량을 도플러 주파수라고 한다. 전자파표면유속계는 하천 수면으로 전자파를 발사한 후 물 표면에서 반사되는 전자파의 도플러 효과를 이용하여 표면유속을 측정하는 것으로 전자파표면유속계를 교량 상류 방향으로 고정시켜 설치하였으며 측정된 자료는 유량관측 시스템에서 저장, 관리되고 물리적, 통계적 방법이 적용된 알고리즘을 통해 유량을 산정한다. 산정된 유량의 정확도 확보를 위해 바람 영향, 최적 환산계수 재산정, 통계분석 등을 통해 시스템의 유량산정 알고리즘 개선 방안을 도출하였으며 개선된 알고리즘이 적용된 유량은 NSE(Nash Sutcliffe Efficiency), PBIAS(Percent Bias), RSR(RMSE-observations standard edviation ratio)을 통해 평가하였다. 바람 영향은 유량 관측 고도화 매뉴얼(일본 토목연구소)의 경험식과 현장에서 관측된 풍향·풍속을 활용하여 분석하였으나 개선효과가 미미한 것으로 나타났으며 자동으로 관측된 유량자료에 포함된 무작위적인 변화량을 감소시키기 위해 경향성 분석을 병행하여 이동평균 방법을 적용하였다. 또한 ADCP 등을 활용한 유량측정성과와 수위-유량관계곡선식과의 비교·분석을 통해 수위별 최적 환산계수를 산정하여 유량산정 알고리즘에 적용한 결과 NSE는 0.980, PBIAS는 1.580, RSR은 0.142로 모두 Very Good(높은 상관성)으로 분석되어 유량자료의 정확도를 확보하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.425-425
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• 2022

동아시아 지역은 몬순 영향으로 계절적인 수자원 변동성이 매우 크고 홍수 및 가뭄과 같은 수재해 피해가 빈번히 발생하고 추세이다. 본 연구에서는 동아시아의 수자원 관리에 활용하기 위해 수문 모형 중 하나인 WRF-Hydro (Weather Research and Forecast and Model Hydrological modeling extension package) 모형을 구축하였다. WRF-Hydro 모형은 미국 NCAR (National Center for Atmospheric Research)에서 개발된 커뮤니티형 고해상도 예측모델로 미국 등에서 활발히 사용되고 있으나, 동아시아 지역에 적용된 연구는 없다. 따라서 모형의 동아시아 적용 가능성에 대한 불확실성이 높다. 본 연구에서는 WRF-Hydro 모형을 0.25°의 공간해상도로 동아시아 대상으로 구축하였고, 기상 및 지면 특성과 유역자료를 활용한 머신러닝 방법으로 파라미터 보정을 시행하여 2006년부터 2015년까지 구동하였다. 머신러닝을 통해 지역특성이 고려된 WRF-Hydro 모형은 표면유출, 보수깊이, 표면 거칠기, 표면 기울기와 같은 매개변수를 보정하였다. 모형 평가를 위해 GRDC (Global Runoff Database Center (GRDC), GLDAS (Global Land Data Assimilation System), ESA-CCI (European Space Agency Climate Change Initiative), MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)에서 제공하는 관측 유출량, 토양수분, 증발산량을 비교, 분석하여 동아시아 적용 적절성에 대해 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.367-367
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• 2022

토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.1
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• pp.97-105
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• 2008

Nitrogen budgets in Korea in 2005 were estimated using a mass balance approach. Major nitrogen fluxes were divided into three sections: cities, agricultural area, and forest. Nitrogen inputs were chemical and biological fixation, dry and wet deposition, imported food and feed, while crop uptake, volatilization, denitrification, leaching, runoff, and forest consumption were nitrogen outputs. Non-point source(NPS) pollution budgets were also estimated by mass balance approach. Annual total nitrogen inputs budgets were 1,442,254 ton$\cdot$yr$^{-1}$, and outputs were 814,415 ton$\cdot$yr$^{-1}$. Approximately 19.4% of nitrogen input leaked to river and seawater as NPS pollution. It contains nitrogen input 21 percent more than the previous research in 2002. Especially the change of government plans affect nitrogen budget. As a result, in the output field, the whole nitrogen amount due to landfill reduce from 20 percent to less than 1 percent.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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• pp.253-256
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• 2002

거제도는 남쪽에서 두 번째로 큰 섬으로써 총면적은 399.96$\textrm{km}^2$이며 총면적의 71.85%가 임야로 이루어져 있고 하천이 짧으며 유역면적이 좁은 관계로 지하수의 함양이 어려우며 해안으로 유출되는 지하수가 상당량이 될 것으로 사료되었다. 따라서 유출지하수의 특성을 연구하여 지하수의 유출가능성이 높은 지역을 찾을 수 있도록 여러 가지 분석을 통하여 알아보았다. 이를 위하여 기본적으로 기온, 강수량 등의 기상자료와 지하수온도, 지하수위등의 수문자료 및 해수표면온도 등의 해양관측자료를 이용하였으며, 해수와 지하수의 온도차가 많은 달의 Lanset 7 ETM+ 인공위성 영상자료와 NOAA 인공영상자료를 이용하여 온도자료를 비교하고, 각개 영사의 열분포도를 분석함으로써 유출지하수의 가능성이 높은 지역을 추출하였다. 추출한 지역에서 인구밀집지역, 공단지역, 기 공급지역을 제외하였으며, 수문지질학 적으로 유리한 지역을 선정하고, 평균해수분포차가 큰 지역을 추출함으로써 이후에 이루어질 현장조사시에 접근이 용이하도록 하였다. 연구결과 거제도 일대의 해안유출지하수 가능지점은 10개소 이상이며 자연적, 사회학석인 여건을 고려한다면 지하수개발가능 지역은 6개 정도로 예상된다. 또한 해수면의 온도와 지하수의 온도가 차이가 클 때는11~13$^{\circ}C$의 분포를 보이고 있어, 이후 이와 같은 연구에 충분히 활용할 수 있을 것이며, 해상도가 높은 자료와 연계하면 보다 정확한 자료의 추출이 가능해 앞으로의 국내에 활용되지 못한 수자원 개발에도 많은 도움이 될 것으로 판단된다.하게도 유기물과의 친화력이 높은 것으로 알려진 Cu 역시 F1과 F2에 대하여 높은 함량을 나타내어 오염원으로부터의 Cu의 확산을 지시하였다. 외국에 비하여, 그동안 국내에서는 사격장 주변의 자연환경변화에 관하여 연구된 결과가 거의 전무하였다. 본 연구 결과는, 이와 유사한 사격장 주변 환경에서의 중금속 분포와 거동 특성에 대하여 종합적인 모니터링(즉, 체계적인 환경지구화학적 조사ㆍ연구)이 시급함을 시사해 주고 있다.할 수 있었다.연구지역을 대상으로 추정한 함양율은 지하수이용에 따른 지하수위하강에 대한 보정을 할 필요가 있으며 지하수이용실태조사를 추가로 하여 그 이용량만큼을 지하수함양량에 더하여야 할것이다.의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다.정시에는 SeaWiFS 위성과 관련된 global algorithms 중에서 490nm와 555nm의 복합밴드를 포함하는 OC2 알고리즘(ocean color chlorophyll 2 algorithm)을 사용하는 것이 OC2 series 및 OC4 알고리즘보다 좋은 추정 값을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.환경에서는 5일에서 7월에 주로 이 충체의 유충이 발육되고 전파되는 것으로 추측되었다.러 가지 방법들을 적극 적용하여 금후 검토해볼 필요가 있을 것이다.잡은 전혀 삭과가 형성되지 않았다. 이 결과는 종간 교잡종을 자방친으로 하고 그 자방친의 화분친을 사용할 때만 교잡이 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 따라서 여교잡을 통한 종간잡종 품종육성 활용방안을 금후 적극 확대 검토해야 할 것이다하였다.함을 보

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.10 no.4
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• pp.5-13
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• 2009

The runoff-reducing facilities using infiltration was considered for the sustainable and sound water management. However, for practical utilization, many problems are attended and therefore effort on improvements are required. In this study, methods of improvement for infiltration facilities proposed by Infiltration-Storage System (ISS) and the effect of runoff reduction were analyzed by hydraulic experimental study. In order to analyze the infiltration characteristics of proposed runoff reduction facilities in this study, it was applied to various rainfall condition and surface material considering development and urbanization influences. As a results of hydraulic model experiment, Infiltration-Storage System (ISS) made addition to effect of reduction by lower layer of accumulative infiltration quantities. And then as rainfall-intensity was increased, accumulative infiltration rates were increased in this study. Thus, Infiltration-Storage system (ISS) was more efficient than existing runoff reduction facilities because of increasing infiltration rate. Such a result was guaranteed application of ISS as runoff-reducing facilities. Therefore, ISS is expected to be capable for practical application if subsequent research for improvements are followed. Additionally, results of this study are expected to provide fundamental research data on infiltration facilities.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.171-171
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• 2016

최근 도시화가 진행되면서 지표의 불투수화가 급격하게 진행되고 강우의 지표면 유출량이 급격하게 증가하여, 강수 시 첨두유출 시간이 감소하고 단기간 집중유출이 증대되어 폭우로 인한 도시 홍수등이 발생하고 있다. 이러한 현상에 효과적으로 적응하기 위해 환경적으로 지속가능한 도시 개발을 위한 그린인프라(GI, Green Infrastructure) 및 저영향개발기법(LID, Low Impact Developpment)이 국내에 도입되고 있다. 하지만 아직까지 투수성 포장의 물순환 성능 평가 및 설계 방법에 대한 기준이 명확하지 않으며, 많은 경우 투수성 포장의 적용은 유출저감효과에 대한 정량적 해석 없이 적용되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 경남 양산시 부산대학교 제 2 캠퍼스에 있는 "한국형 GI&LID 실증실험단지"에 투수 도로형 실증실험시설을 구축하였다. 실험 시설은 불투수 아스팔트와 투수 아스팔트, 불투수 콘크리트와 투수 콘크리트 비교실험 할 수 있으며 도로표면 유출수 및 침투수에 대한 유량 및 수질 측정 모니터링을 통해 침투효과 및 특성을 분석할 수 있으며 차후 투수성 포장의 클로깅 현상으로 인한 투수성능의 감소 등 여러 가지 실험을 할 수 있을 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• v.43 no.2
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• pp.124-129
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• 2000

Nitrogen and P in surface runoff and eroded sediment from cropland areas can contaminate streams and lakes. Runoff losses of N and P were determined in a small field plot $(14.3{\times}24.8\;m)$ of peach orchard from March to November in 1999. Nitrogen and P were applied in the rate of 172 and 46 kg/ha using chemical fertilizer and mixed oil cake fertilizer. During the season, in 26 rainfall events, $421.5\;m^3/ha$ of runoff including 1,989 kg/ha of soil loss was collected. Concentrations of total-N, $NO_3-N$, $NH_4-N$, total-P and $PO_4-P$ in runoff samples were in the range of $4.7{\sim}171.0,\;0.1{\sim}188.0,\;0.13{\sim}3.36$, $0.58{\sim}4.99$ and $0.05{\sim}3.71\;mg/l$, respectively. Total loss of N was 16.39 kg/ha and 75% of the loss was $NO_3-N$. Total loss of P was 1.04 kg/ha, and $PO_4-P$ and sediment bound P accounted for 47 and 27% of the total loss, respectively. The losses of N and P were about 9.5 and 2.3% of the applied N and P in the plot, respectively. Although the loss of N or P would be relatively small in agricultural aspect, considering the high concentrations of N and P in runoff, loss of N and P from croplands should be controlled to reduce the eutrophication problem of stream waters.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.24 no.1
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• pp.11-19
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• 2016

Excessive application of nutrient supplement on the upland soil may increase the amount of discharge to surrounding water systems. The chemical fertilizer (CF), cow manure compost (CMC), and pig manure compost (PMC) are used as a nutrient supplement for cultivation of red pepper. Rice straws are widely used as a soil covering material in order to reduce weed occurrence, to protect soil moisture, and to supply organic matter in upland soil. This study was conducted to evaluate the furrow covering effect with rice straw on nutrient discharge in upland soil used for red pepper cultivation. The experimental plots of nutrient supplement were consisted of CF, CMC, and PMC and the amount of nutrient application were as recommended amount after soil test for red pepper cultivation. Each nutrient supplement treatment plot has no furrow covering (CFC) as a control and furrow covering with rice straw (FCS), respectively. Furrow covering with rice straw (FCS) of CF treatment and CMC treatment reduced the amount of T-N(total nitrogen) discharge by $1.4kg\;ha^{-1}$, $2.1kg\;ha^{-1}$, respectively, compared to control. While the amount of T-P(total phosphorus) discharge of the furrow covering with rice straw of CF, CMC, and PMC increased by $2.1kg\;ha^{-1}$, $2.1kg\;ha^{-1}$, and $0.2kg\;ha^{-1}$, respectively, compared to control. The phosphorus and nitrogen content of straw were 0.4 % and 0.3 % respectively. In addition, in three week the phosphorus was eluted from the straw which soaked in distilled water. Thus, it was assumed that T-P discharging originated from rice straw which applied as a furrow covering material. The furrow covering with rice straw reduced weed occurrence compared to control. But production of fresh red pepper was not influenced significantly by furrow covering with rice straw. In conclusion, excessive furrow covering with rice straw could induce T-P discharge from upland soil used for red pepper cultivation. Further studies are needed to evaluate the appropriate amount of rice straw as a furrow covering material.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.888-888
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• 2012

본 연구는 3년(2008~2011년)간의 연구기간동안 저탄장에서 발생하는 유량과 수질농도를 분석하여 저탄장의 비점오염 유출특성을 파악하고자 하였다. 연구지점은 강원도 태백시에 위치한 가행 광산으로써 광산작업으로 인해 생산되는 비축탄(석탄과 광재)을 저장하는 대규모 저탄시설이다. 저탄장에는 강우로 인해 발생하는 강우유출수의 오염물질 배출량을 줄이기 위해 콘크리트 배수로와 침사지 시설이 설치되어 있다. 침사지를 거쳐 하천으로 유입되기 전에 강우유출수의 모니터링을 위해 모니터링 시설(유량계, 자동수질시료채취기, 강우량계)을 설치하여 유량과 농도를 측정하였다. 또한 정확한 강우량 측정을 위해 자기우량계를 설치하였다. 연구결과 강우에 의해 유출이 발생한 최저 강우량은 6.0 mm 인 것으로 나타났으며, 강우사상의 강우량은 6.0~248.4 mm의 범위로 나타났다. 이때 평균 강우강도는 0.6~13.1 mm/hr 인 것으로 나타났으며, 강우에 발생한 강우유출수의 유출률은 0.02~0.40으로 나타났다. 저탄장의 경우 저탄장의 표면을 비닐 캔버스로 덮어두기 때문에 불투수층이 많아 6.0 mm 정도의 적은양의 강우가 발생해도 유출이 발생하는 것으로 나타났다. 각 강우사상의 EMC 농도는 SS 6.5~712.3 mg/L, $COD_{Cr}$ 11.6~263.9 mg/L, $COD_{Mn}$ 3.4~106.8 mg/L, $BOD_5$ 1.0~56.0 mg/L, TN 0.145~5.600 mg/L, TP 0.101~2.526 mg/L, DOC 0.6~22.0 mg/L로 나타났다. 저탄장에서 측정된 수질농도는 기존 가행 광산에 관한 연구에 비해 SS 농도가 낮게 산정 되었으며, 이는 저탄장에 설치되어 있는 침사지 시설의 영향인 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 저탄장에서 발생하는 비점오염원의 유출특성을 파악하고, 모델링이나 환경정책에 필요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 강우량, 면적, 피복율 또는 침사지 시설 등의 영향에 대한 추가적인 모니터링을 통한 다각적인 분석의 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.