• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.905-915
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• 2012

본 논문은 해양 USN 환경에서 수질환경의 온라인 정상 비정상 상태를 구분하기 위한 기법을 제안한다. 해양 수질 환경 인자의 정상 상태 집합을 정의하기 위해 정상 비정상 구분 특성을 갖는 인공면역시스템의 부정선택 알고리즘을 활용한다. 비정상 상태 구분을 위해 해양 USN 환경에서 센서를 통해 수집된 해양 수질 환경의 정상 집합 생성이 필요하다. 이를 위해 각 측정 인자에 대한 단위 데이터의 돌연변이와 해양 수질 상태를 각 요소의 논리곱적 관점에서 상태 데이터의 돌연변이를 기반으로 정상 집합을 생성한다. 생성된 정상 집합을 활용하여 비정상 상태를 구분한다. 이 과정을 가우시안 함수를 기반으로 돌연변이 된 정상 집합에 대하여 모의 실험을 제시한다. 이렇게 제안된 기법을 해양 수질 센서 로거단에 설치함으로써, 온라인으로 해양 수질 환경의 정상 인자를 모니터링 할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권10호
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• pp.757-767
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• 2024

본 연구에서는 제주도 서부 한경-대정수역에서 높은 전기전도도(EC)와 pH가 관측된 10개의 지하수 관정을 대상으로 이상 수질 발생 원인을 파악하기 위해서 관정 시공 상태 확인, 공내 영상 및 EC 수직 검층, 음·양이온 이온 분석, 지하수 내 백색 부유물에 대한 SEM-EDS 분석을 수행하였다. 이상 수질을 보인 대부분의 관정은 지하수면 하부 구간까지 오염방지 그라우팅이 이루어졌고, 공내 EC는 300~10,000 μS/cm 범위의 값을 나타냈다. 또한, 인근 지하수 관정보다 높은 음·양이온 농도를 갖는 점, pH가 8.2~12.7로 약염기~강염기성을 띄는 점, 백색 부유물의 주요 구성 성분이 산소와 마그네슘인 점을 근거로 연구대상 관정의 이상 수질 현상은 질소 오염원이나 해수의 영향에 의해 유발된 것이 아니라, 관정 시공 시 채움 그라우팅에 사용된 시멘트 몰탈로부터 비롯되었음을 국내 최초로 보고한다. 지하수 관정 개발 과정에서 이루어지는 오염방지 그라우팅이 수질에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는 향후 지하수 개발·이용시설기준 제정이 필요하다.

• 한국물환경학회지
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• 제40권4호
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• pp.168-178
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• 2024

Wastewater treatment plants are constantly exposed to influent wastewater that is constantly changing. This poses a major challenge to the operation of the plants. It is crucial to have a rapid and accurate measurement of the influent concentrations of wastewater in order to maintain and optimize treatment performance, as well as to develop energy-saving strategies. While laboratory measurements provide the highest accuracy in determining influent water quality, they are inevitably time-consuming procedures. In order to cope with the ongoing disturbances from wastewater influent, absorption-based optical measuring instruments have been developed. These instruments can detect the influent water quality in a short amount of time, improving their practicality and reliability. However, when these optical measuring instruments malfunction, the accuracy of the measured values decreases, leading to unreasonable operation of the treatment plant. This paper proposes a method for detecting anomalies in optical water quality measurement devices. The Harmony Search algorithm is used to validate the measured water quality values and detect abnormalities such as contamination or physical anomalies in the measurement apparatus. To assess the performance of the developed algorithm in detecting anomalies, validation was conducted by installing it in a field-scale wastewater treatment plant. The results consistently showed that the developed fault detection method for optical water quality measurements equipment provided acceptable results for normal, temporary abnormal, and long-term abnormal conditions.

• 환경영향평가
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• 제33권5호
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• pp.228-251
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• 2024

그간의 수질오염총량관리 시행을 통한 우리나라 하천의 수질개선 성과는 분명하다. 하지만, 현행 오염총량관리 방식은 점오염원 관리에 치중되어 있어 비점오염원 관리에는 상대적으로 한계가 있다. 본 연구에서는 최근 4년간 금강수계 21개 단위유역 수질오염총량 측정망 수질 및 유량 자료를 활용한 부하지속곡선(LDC) 분석을 통해 고유량 조건과 밀접한 관련이 있는 비점오염원 측면의 현행 오염총량관리 문제점을 살펴보았다. 현행 오염총량관리는 저수기 평균유량을 적용하는 정적수체모델의 수질예측에 기반 하기 때문에 실측유량조건의 삭감필요부하량이 기준유량 조건과 비교하여 연간 최대 140배에 달하는 등 고유량 조건 부하량이 반영되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한 다수의 단위유역에서 배출부하량과 수질의 비정상적 상관관계가 나타나고, 할당부하량 준수여부와 목표수질 달성여부가 일치하지 않는 비논리적인 상황이 발생하고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 비정상적, 비논리적 상황의 발생 원인은 매우 다양하고 복합적이나, 본 연구에서는 고유량 조건의 비점오염부하량이 수질모델링에 합리적으로 반영되어야 한다는 점에 주목하여 유역모델 및 동적수체모델 적용의 필요성을 대안으로 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.719-728
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• 2019

상수도 관망 밸브는 평상시 관로의 유향을 변경하는 역할을 하지만, 관로 파손, 수질 문제 등 사고 발생 시 해당 구역을 격리하는데에도 이용된다. 밸브조작에 의한 구역 단수는 주변 지역의 압력 및 물 공급 성능 저하를 유발한다. 최근 안정적인 상수도 관망 물 공급을 위협하는 사고가 다양하고 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 다양한 시나리오를 고려하여 밸브 위치 결정을 하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브의 개수, 구역격리 시 물 부족량, 수리학적 거리 인자(Hydraulic Geodesic Index, HGI)를 통합한 목적함수를 개발하고, 다양한 물 부족 시나리오에 기반한 밸브 최적 위치 결정 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 페스카라 관망에 적용되었으며, 시나리오별로 도출된 최적 밸브 설계안의 차이점을 분석하였다. 최적 밸브 위치 탐색 과정 중 수행된 관망 수리해석은 압력 기반(Pressure Driven Analysis, PDA)으로 수행하였다. 개발된 방법론으로 도출한 최적 밸브 설계안은 기존 설계안 대비 밸브 개수가 최대 19개나 적었고, 세그먼트 격리 시 물 공급 부족량 또한 상대적으로 작았다. 수원 수두가 낮은 시나리오를 고려할수록 더 많은 밸브가 설치되었는데, 밸브 추가 설치에 따른 비용증가는 다양한 시나리오에서 물 공급 성능 향상으로 이어짐을 확인하였다. 또한, 세그먼트 격리 상황 모의를 압력 및 유량 기반 해석으로 수행한 결과를 비교하여, 밸브 최적 위치 설계 수행 시 압력 기반 해석이 필요함을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제11권2호
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• pp.115-121
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• 1978

부산연안의 해수오탁정도를 조사하기 위하여 생물검정법에 의해 지표종으로서 개량조개, Mactra chinensis를 사용하여 1977년 7월 12일부터 1977년 7월 17일 사이에 3회에 걸쳐 총 12개 지점에 조사를 실시하였다. 판정의 단계로는 수정모형성기, 상실기, 담륜자유생기로 나누어 각각 정상발생율가 기형발생율을 조사 하였다. 1. 부산 연안의 해수욕장의 애수오탁은 해운대, 송도, 광안리, 송형, 다대포의 순으로 그 정도가 심하게 나타났는데 이중 해운대의 경우는 조사당시 7월 7일에 인근 해역의 사고선박으로부터 유출된 유류의 경향이 있었던 것으로 간주된다. 2. 횟집 밀집지역인 동삼동의 경우 총 기형발생율이 $47.17\%$이고, 어패류시장이 있는 충무동의 경우는 $61.14\%$ 총 기형발생율을 나타내고 있다. 3. 공장폐수의 직접적인 영향을 받고있는 수영만과 용호만의 경우는 $70\%$ 이상의 총 기형발생율을 나타내고 있어 생물의 발생이 거의 불가능한 지역으로 나타나고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.147-147
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• 2021

A partition of water distribution network (WDN) into district metered areas (DMAs) brings the efficiency and efficacy for water network operation and management (O&M), especially in monitoring pressure and leakage. Traditionally, the DMA configurations (i.e., number, shape, and size of DMAs) are permanent and cannot be changed occasionally. This leads to changes in water quality and reduced network redundancy lowering network resilience against abnormal conditions such as water demand variability and mechanical failures. This study proposes a framework to automatically divide a WDN into dynamic DMA configurations, in which the DMA layouts can self-adapt in response to abnormal scenarios. To that aim, a complex graph theory is adopted to sectorize a WDN into multiscale DMA layouts. Then, different failure-based scenarios are investigated on the existing DMA layouts. Here, an optimization-based model is proposed to convert existing DMA layouts into dynamic layouts by considering existing valves and possibly placing new valves. The objective is to minimize the alteration of flow paths (i.e., flow direction and velocity in the pipes) while preserving the hydraulic performance of the network. The proposed method is tested on a real complex WDN for demonstration and validation of the approach.

• 환경위생공학
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• 제10권1호
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• pp.106-125
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• 1995

Recently, in accordance with elevation of life style and economics, the public demand became increasingly concerned about drinking water quality. Without an adequate supply of safe water, healthy and comfortable life could not exist. Therefore, the purpose of this study is to provide the guidelines and the basic informations to enable supply of clean, tasty and healthy drinking water acceptable for various demands. We analyzed the quality of tap water, mineral water, purified tap water using home tap water purifier. And we researched on the sense of the public complaint over the tap water. We proposed several items relating to the comfortableness of water quality and the target value. Also we presented a case of water supply system for purity and the points at problem The items and target value are as follows 1. turbidity : not more than 1 degree 2. dry residue : $30~200{\;}mg/{\ell}$ 3. hardness : $10~100mg/{\ell}$ 4. free carbon dioxide : not more than $20mg/{\ell}$ 5. $KMnO_{4}$ consumption not more than $3mg/{\ell}$ 6. odor threshold not abnormal 7. residual chlorine : not more than $0.4mg/{\ell}$ 8. water temperature' not more than $20^{\circ}C$ 9. manganese : not more than $0.01mg/{\ell}$ 10. iron : not more than $0.02mg/{\ell}$ 11. aluminum : not more than $0.1mg/{\ell}$

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.347-356
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• 2023

상수도시스템에서는 적수 및 누수와 같은 다양한 수리 및 수질적 비정상상황이 발생한다. 이를 방지하거나 빠르게 복구하기 위하여 다양한 계측기에서 얻어지는 데이터를 통해 사고를 예상하고 탐지한다. 하지만 대표적인 수리학적 비정상상황인 누수의 경우 직접적인 탐사를 수행하지 않는다면 발견되기 어렵다. 그 중 미신고 파열누수의 경우 육안식별이 어렵기 때문에 가장 많은 누수를 차지하게 되며 이는 곧 큰 경제적 손실로 이어진다. 직접적인 탐사의 경우 전문인력 확보 등 현장의 여건 등 여러 한계점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 검보정이 완료된 상수도관망 수리모형(EPANET)의 수리해석결과 데이터를 학습데이터로 사용하고 Deep neural network 알고리즘을 활용하여 누수규모 및 누수위치에 대한 누수탐사를 수행하였다. 누수탐사 수행을 위해 모의 누수 사고데이터를 생성하였으며 누수규모, 위치 등 다양한 시나리오를 고려하였다. 또한, 최적의 누수 탐지 성능을 위해 관망의 크기, 계측기의 종류, 개수, 위치에 따른 탐지성능을 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.9-19
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• 2024

본 연구는 공개된 수질측정 자료를 이용하여 담수호의 수질변화추이를 분석하고 수질항목의 이상여부의 판단기준을 마련하며, 자료로부터 부영양화의 지표인 Chlorophyll-a를 예측할 수 있는 회귀모형을 구성하여 담수호 관리에 이용할 수 있는 방안을 검토하고자 하였다. 이에 따라 서해안 담수호 3개소를 선정하여 약 20년간의 수질항목자료를 회귀분석 방법으로 분석하고, 각 수질항목의 연중 주기적인 변화를 나타내는 회귀식과 신뢰도 95%에서의 표준편차를 산정함으로서 이상 여부의 판단방법을 제시하였다. 또한 불규칙한 관측일로부터 Chlorophyll-a의 시간적 변화율을 산정하고, 다른 수질항목간의 상관관계 분석 및 회귀모형을 구성하여 분석함으로서 수질측정 자료만을 이용하여 Chlorophyll-a의 변화를 예상할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 연구결과는 통계학적 모형에 의한 근사적인 수질예측방법으로서 향후 수질측정 자료의 양적·질적 개선이 이루어진다면 담수호 수질관리에 기여할 것으로 기대된다.