• 한국지리정보학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-69
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• 2020

산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R²)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.109-120
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• 2006

투수성 포장과 하수 처리수의 하천 방류는 도시하천의 수량증가 방법이다. 투수성 포장을 모의하도록 SWMM모형을 수정하였으며, 수정된 SWMM으로 학의천을 대상으로 도시유출 연속 모의를 수행하여 투수성 포장과 하수처리 재이용수의 효과를 분석하였다. 그 과정에서 증발량 처리에 대한 오류도 수정되었다. 하수처리 재이용수의 경우 저수량($Q_{275}$)은 1.63배, 갈수량($Q_{355}$)은 3.57배 증가하는 것으로 분석되었다. 만일 학의천 불투수 면적의 $10\%$를 투수성 포장으로 치환할 경우 하류 비산교 지점의 저수량은 $3\%$, 갈수량은 $17\%$가 증가하는 것으로 분석되었다 결과로부터, 하수처리수의 하천 방류는 도시하천의 수량 증가에 매우 효과적인 수단임이 확인되었다. 투수성 포장은 갈수량을 증가시키는 보조 수단이 될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.525-539
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• 2002

용담댐의 건설에 따른 방류조건의 변화가 대청호의 유입수질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 WASP5 모델을 이용하여 BOD, 총인 그리고 총질소 농도를 예측하였다. 수질 예측 시나리오는 크게 다음과 같이 세 가지로 구분하였다; 첫째, 금강의 유량이 대청댐의 운영이 시작된 이래 최대 갈수년(1994)과 최대 풍수년(1987)과 같다고 보는 두 가지 조건, 둘째 용담댐에서 방류되는 유량을 연구기간 중(1998년) 실측된 유량과 같다고 보는 경우와 용담댐 방류 계획안에 따라 각각 5.4, 8.9, 12.4, 16.4 ㎥/s로 방류되는 경우 등 다섯 가지 유량조건, 셋째, 용담호에서 방류되는 수질이 1998년에 실측된 수준을 유지하는 경우와 우리 나라 수질기준으로 1급수와 2급수에 해당되는 경우 등 세 가지 수질 조건. 수질 예측 결과 용담댐으로부터의 방류량의 변화는 금강의 수질과 밀접한 관계를 나타내었으며 금강의 수량이 적은 경우 용담호의 영향은 더욱 뚜렷하게 나타났다. 특히 총질소와 총인 농도의 경우는 각 조건에 대하여 용담댐으로부터의 방류량이 증가됨에 따라 점차로 수질이 개선되는 경향을 나타내었다. 그러나 BOD 농도의 경우는 실측 수질(98년 환경부 측정자료)이 1급수(1 mg/ι) 보다 양호한 수질을 나타내므로 1급수(1 mg/ι)와 2급수(3 mg/ι)의 수질로 방류되는 것을 가정하는 경우에는 방류량의 증가에 따라 용담호 하류의 수질은 오히려 악화되는 결과를 나타내는 것으로 예측되었다. 용담호 부근의 현재 수질은 총질소의 경우는 5급수의 기준(1.5 mg/ι)을 상회하며, 총인의 농도는 3급수 (0.03∼0.06 mg/ι) 정도의 수질을 나타낸다. 유역에서 영양염류의 오염부하를 관리하는 것이 기술적, 경제적으로 한계가 있는 것을 감안할 때, 용담호 방류수내의 영양염류 농도는 크게 개선되지 못할 것으로 예상된다. 따라서 용담호의 방류량 변화가 대청호의 수질에 미치는 영향은 용담호와 용담호 하류부의 수질 및 유량조건에 따라 각각 다르며, 합리적인 수자원의 관리를 위해서는 현실적인 자료 및 여건을 충분히 고려하여 분석하고 판단하는 것이 바람직하다.

• 융합정보논문지
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• 제10권7호
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• pp.153-159
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• 2020

본 연구에서는 실제 하수관로 내 흐름상태를 파악하기 위하여, 건기동안 처리구역 최상부에 위치한 관로의 수위, 유속, 유량의 값을 실제 측정하여 추정된 하수의 전단응력을 조사하였다. 수세분뇨 및 토사를 모사하기 위해 점착성 및 비점착성 고형물(두부와 모래)을 따로 또 함께 투입한 후 흐름의 상태를 촬영하였는데, 본 실험대상관로에서는 큰 방해없이 침전물이 하수와 함께 씻겨 내려가는 것을 관찰하였다. 경사가 0.00319인 관로에서 주중 하수의 최소전단응력을 초과하는 빈도는 0이었고 0.00603의 기울기의 경우 10회였다. 현장조사기간 중 최소전단력을 초과하는 이벤트는 1회 발생하여 하수도에서 악취가 증가될 가능성을 시사하였다. 경사가 가파른 관로의 최대전단응력은 2.9~3.1N/㎡이었지만, 완만한 경사에서는 1.6~1.7 N/㎡으로 감소하였다. 강우시 합류식 관로로 유입될 수 있는 비응집성 입자를 포함한 하수는 최소전단응력 기준 이하로 유지되는 시간 간격이 주중에 비해 주말동안 증가하였다. 설계기준에 따라 설계된 본 실험대상 관로에서는 수세분뇨가 직투입되어도 관로내 침전물이 오래 퇴적상태로 머물지 않고 하수와 함께 흘러갈 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제3권1호
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• pp.64-76
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• 1978

A dimensional supply of petroleum fuels and increased competition for petroleum products has made the conservation of energy in grain drying an important cost and management factor. Research on solar grain drying is directed toward utilization of a renewable energy source as an alternative to petroleum fuels for drying. There are many technical and economic problems in accepting and adopting solor energy as a new energy source for grain drying. The purpose of this study are to assess the state of the art of solar grain drying and to find out the problems by reviewing literatures available. The results obtained may be summarized as follows; 1.It may be considered that the weather conditions in October of Korea was satisfactory for the forced natural air and solar heated air drying. 2. Solar energy is considered more applicable to low-temperature, In-storage drying systems than to high-temperature, high-speed drying systems. In-storage drying systems require low levels of heat input. The costs of collector systems to provide low temperature are considerably cheaper than for high-temperature systems. 3. Tubular type collector made of polyvinyle film seems to be the most practical at this stage of development and black-painted bare-plate collectors mounted on the outside of a typical, round, low-temperature drying bin can supply an appreciable amount of the energy efficiently needed for low-temperature grain drying at a lower cost. 4. All of the grains in solar drying tests was successfully dried up to safe storaged moisture levels without significant spoilage. Drying rates with solar system were faster than natural air drying systems, and usually a little slower than similar low-temperature electric drying systems. 5. Final grain moisture levels were lower in solar tests than in natural air tests, and generally higher than in tests with continuous heated air. 6. Savings of energy by use of solar collectors ranged from 23% to 55%, compared to the natural and electric ileated air drying systems. However, total drying cost effectiteness tvas not significant. Therefore, it is desirable that solar grain dry-ing sIFstems tvhich could be suitable for multiple heating purposes on farms shouldbe developed. 7. Supplemental heat with solar radiation did little to reduce air flow requirementsbut refuced drying time and increased the p\ulcornerobability of successful drying duringdrying poriod.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3270-3278
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• 2014

도시배수시스템에서는 초기유출수(first flush)에 의한 하천오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이는 강우발생시 강우에 의해 도시지역의 비점오염원들에 의해서 오염물이 하수관거로 유입되고 한정된 하수처리장의 용량으로는 제대로 처리하지 못하는 월류수에 의해 하천의 수질이 악화되기 때문이다. 대상유역으로 선정한 경기도 구리시 돌다리분구는 합류식 관거로 이루어져 있어 우기시 강우에 의한 월류가 발생할 확률이 높다. 월류에 의해 인근 왕숙천의 수질오염이 가중될 우려가 있어 적절한 처리시설의 설치가 필요하였다. 기존의 CSOs 설계에서는 강우의 최대치를 이용하여 설계가 연구되었다. 그러나, 강우의 최대치를 이용한 설계는 시설의 과다계획으로 이어져 많은 예산낭비를 초래할 수 있으며, 처리시설의 적정규모를 산정하지 못한다. 본 연구에서는 강우특성을 분석하여 매개변수들을 산정하고 이에 따른 유출분석을 실시하였다. 또한 위험도를 고려한 강우-유출분석을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량을 포함한 유출특성에 의해 월류특성을 분석하였다. 왕숙천 BOD 오염농도를 기준으로 설계하기 위해 하수처리장 용량별 처리시설 요구효율을 산정하였으며 현재 하수처리장의 하수처리를 고려하여 간이 CSOs 처리시설의 효율을 71.48%로 하여 설계하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.627-635
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• 2014

현재 도로상에서의 최고속도제한은 교통 혼잡이나 기상변화에 대처하기 힘들기 때문에 교통사고를 유발하는 요인이 될 수 있다. 물론 도로교통법에 따르면 악천후 시 20~50% 속도를 감속시켜야 하지만 운전자들의 판단에 맡겨야 하는 어려움이 있고, 감속하는 차량과 하지 않는 차량들간의 상대속도가 달라져서 주행환경과 안전에 큰 영향을 끼친다. 따라서 가변속도제어는 도로상의 운전자들에게 적절한 최고속도제한을 지정해 줌으로서 운전자들이 악천후 시에 감속된 속도로 달리게 하여 사고를 미연에 방지하거나 사고피해 심각도를 낮출 수 있을 거라 예상된다. 본 연구의 목적은 교통사고가 잦은 부산광역시의 연속류(도시고속도로)를 중심으로 적절한 구간에서 가변속도제어가 실시될 수 있도록 교통사고의 특성을 분석하여 사고 심각도를 조사하였다. 그리고 도시고속도로의 기하구조상 많은 곡선부 환경을 가지고 있으므로 평면 곡선부 지점을 건조한 노면과 젖은 노면을 비교 시뮬레이션 해봄으로써 비에 젖은 노면일수록 속도에 따른 사고위험이 크다는 결과를 얻었다. 이러한 결과를 토대로 먼저 도시고속도로에서 기본구간, 터널부근, 램프부근, 요금소 부근, 진 출입부 등 다양한 요인을 고려한 뒤 속도감소가 필요한 구간에서 우선 실시하여 운전자들의 참여의식과 필요성을 인식시키고 향후 도시고속도로 전 구간에 설치 및 운영이 확대되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.799-807
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• 2016

본 연구는 기상이변과 도시열섬현상으로 국지성 호우가 잦아져 도시침수피해가 매년 반복되고 있으며, 건기시에는 비가 모자라 지하수 부족으로 이어져 하천 건천화 현상이 빈번히 발생하고 있어 이를 해결하고자 "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"를 제안한다. 집중호우로 확률년수 이상의 호우발생시 관거를 확대 교체하지 않고 기존우수 관거를 그대로 사용하며 배제시스템과 연계하여 by-pass 빗물침투성 우수관거를 설치하여 본 연구지역 대한민국 서울특별시 강남구 강남역사거리 지역 3.07 ha에서 관거확대공사와 비교시 평균 27백만원(44%) 공사비절감 및 기존 우수관거 유지로 별도의 우수처리 대책이 불필요하다. "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"는 여름철 확률년수 이상의 비가 오더라도 by-pass관로를 통하여 통수능력을 증가시키며, 봄, 가을에 내리는 소량의 비는 by-pass 침투공을 통하여 전량 지중 수자원 확보에 기여한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.50-63
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• 2018

급격한 도시화를 겪으면서 자연적인 물순환 체계의 왜곡을 초래하였다. 이러한 물순환 구조의 변화는 기존 수자원 이용 경향을 변화시키며 하천 건천화 현상을 유발하고 있다. 이를 관리하기 위해 건천화 평가 및 예측이 가능한 하천 건천화 영향 평가 기술이 필요하다. 하천 건천화 영향평가 기술 수행을 위해서는 기초자료로써 GIS 기반의 공간자료 구축이 필수적이나, 관련 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하천 건천화 평가를 위한 GIS 기반의 시계열 공간자료 활용에 대한 연구를 수행하였다. 이에 6개 하천 건천화 영향요소(기상, 토심, 산림밀도 및 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용)을 대상으로, 과거 수십년 간의 변화과정을 전국 단위 GIS 자료로 구축하여 연속수문모형 운용에 대한 기초자료로 활용하였다. 이러한 영향요소를 대상으로 시계열에 따라 하천 건천화 원인을 분석하고 해석할 수 있는 분포형 연속수문모형 기반의 DrySAT을 활용하여 하천 건천화 영향요소별 연유출량 및 건천화 평가를 수행하였다. 그 결과, 다른 요소들은 고려하지 않고 주어진 기상 조건하에 연유출량은 기본값 977.9mm로 산출되었다. 반면, 토심 감소, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 연평균 유출량은 각각 1,003.5mm, 942.1mm, 961.9mm, 915.5mm, 1003.7mm로 산출되었다. 산출된 결과는 하천건천화의 주요 원인으로서 지표유출량을 증가시켜 하천유량을 감소시키는 토심의 감소, 지표유출량을 감소시키는 산림 밀도의 증가, 지표하유출량을 감소시키는 도로의 증가, 기저유출량을 감소시키는 무분별한 지하수 개발과 지하수이용량의 증가, 지표유출량을 증가시키는 불투수지역의 증가를 들 수 있다. 또한, 하천 건천화 정의 및 등급 범위를 통해서 건천화 등급에 따라 표준유역별로 나타내었으며, 기상, 토심 감소 고려, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 건천화 등급은 각각 2.1, 2.2, 2.5, 2.3, 2.8, 2.2로 나타났다. 기본값인 강우조건을 제외한 5개 하천 건천화 영향요소에 대한 건천화 영향순위는 지하수 이용량 변화에 대한 건천화 영향이 제일 컸으며, 산림 밀도 변화, 도로 건설 변화, 토지이용 변화 및 토심 변화 순으로 나타났다. 향후 전국 하천 건천화 평가시스템 개발을 통해 6개 하천 건천화 영향요소에 대한 미래 자료 변화 및 이에 대한 건천화의 진행전망 등 시스템에 의한 평가결과를 토대로 맞춤형 하천 건천 관리 및 방지 방안을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.533-544
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• 2006

합류식 관거 내 고형물의 퇴적으로 인해 통수능이 감소하여 여름철 장마시 국지적인 침수가 발생하며 이로 인해 관거 내 퇴적을 더욱 초래할 수가 있다. 이와 같은 문제를 해결하고 관거의 적절한 유지관리를 위해서는 배수유역에서의 하수 및 지표면으로부터의 고형물 부하량을 산정할 필요가 있으나 많은 비용과 노력이 수반되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 미국환경보호청에서 제시한 건조기의 합류관거 내 고형물 퇴적 부하량 산정기법과 지표면에서의 고형물 부하량 산정기법을 우리나라 군자배수유역에 적용하여 분석하였다. 분석결과 하수로부터의 고형물 부하량은 205,759ka/yr이고 지표면으로부터의 고형물 부하량은 1,321,993kg/yr로 총 1,527,752kg/yr로 나타났다. 또한 수거량은 1,486,636kg/yr로 나타나 적절한 산정결과를 보여주었다. 배수유역에서 관거 및 지표면에서의 장기적인 관측이 이루어지고 이에 따라 국내설정에 맞도록 산정공식의 수정이 이루어지면 더욱 신뢰성 있는 산정을 할 수가 있으며 이를 통해 실무에서 많은 비용과 노력을 줄이고 합류식 관거 유지관리를 할 수가 있겠다.