• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.126-132
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• 2022

암모니아 및 하이드라진 등의 액체연료를 사용하는 알칼라인 연료전지는 높은 에너지 밀도, 저장 및 운송의 용이성, 경제성 등의 장점으로 청정 및 재생 에너지 솔루션으로 각광받고 있다. 하지만 환원극에서 플러딩, 연료 크로스오버 현상, 부반응생성물, 연료 안정성 및 독성 등의 문제들이 여전히 이슈가 되고 있다. 이 중 효율적인 에너지 생산을 위해 산화극에서 산화되어야 하는 연료의 손실을 사전에 감지할 수 있는 연료 모니터링 시스템의 개발은 알칼라인 연료를 사용하는 연료 전지의 성능 향상에 큰 도움을 줄 것으로 사료된다. 하이드라진 및 암모니아의 농도를 실시간으로 측정 가능한 센싱 플랫폼이 다수 개발되어왔으며, 이 중 높은 선택성 및 민감도, 신속한 실시간 모니터링, 플랫폼의 휴대화 등의 장점을 갖는 전기화학적 센서 개발 연구 분야의 최신 동향에 대해 소개하고자 한다. 특히 센서의 감도 및 선택성 증대를 위해 다양한 금속성, 금속산화물 나노소재 및 하이브리드 나노소재를 접목하는 연구 방향에 대해 중점적으로 소개하고자 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.73-82
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• 2019

최근 이상기후로 인한 집중호우에 따른 하천변 사회기반시설의 침수피해가 증가하고 있으며, 침수 가능성 여부에 대한 신속한 예 경보가 필요한 실정이다. 일반적인 홍수 예 경보는 하천수위를 이용하고 있으며, 수치모형을 이용하여 하천수위를 예측하는 연구가 대부분이었다. 그러나 수치모형을 이용한 하천수위 예측은 결과가 정확한 반면 수치모의 시간이 오래 소요된다는 한계점이 있어 최근에는 인공신경망 등을 적용한 자료기반의 수위예측 모형이 많이 이용되고 있다. 하지만 기존의 인공신경망을 활용한 수위예측 연구는 시간적 매개변수를 고려하지 못하였다는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 시간적 매개변수(Time delay= 2시간)를 고려한 NARX 신경망 모형을 사용하여 한강대교의 수위를 예측하였다. 또한 NARX 모형의 적합성을 판단하기 위하여 인공신경망(ANN) 모형과, 순환신경망(RNN)모형의 결과와 비교하였다. 2009년에서 2018년까지 10년간의 수문자료를 이용하여 70%를 학습시키고 검정과 평가에 15%를 사용하여 2018년의 한강대교 3시간 후 수위를 예측한 결과 평균제곱근오차(RMSE)의 경우 ANN, RNN, NARX model이 각각 0.20 m, 0.11 m, 0.09 m, 평균절대오차(MAE)의 경우, 각각 0.12 m, 0.06 m, 0.05 m, 첨두수위 오차(Peak Error)는 각각 1.56 m, 0.55 m, 0.10 m로 나타났다. 연구 대상지역에 대한 시간적 매개변수를 고려한 예측 결과의 오차분석을 통하여 NARX 신경망 모형을 사용하는 것이 수위예측 모형 구축이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 NARX 신경망 모형이 과거의 입력자료를 고려함으로써 시계열 자료의 변동 추세도 학습 할 수 있으며, 또한 모형 내 활성함수를 쌍곡선탄젠트(Hyperbolic tangent) 및 Rectified Linear Unit(ReLU) 함수를 사용하여 고수위 예측 시에도 정확한 예측 값을 도출할 수 있기 때문이다. 그러나 NARX 신경망 모형은 시퀀스 길이가 길어짐에 따라 기울기 소실문제(Vanishing gradient)가 발생하는 한계점이 있어 향후에는 이를 보완한 LSTM(Long Short Term Model)모형을 이용하여 수위예측의 정확도를 검토하고자 한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권4호
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• pp.255-265
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• 1999

금강하구언 수문작동이후 물성구조와 하구유형을 조사하기 위하여 1997년 6월, 7월 및 10월, 1998년 5월과 7윌에 CTD와 조류관측을 하였다. 조석과 조류의 관계는 고조전에 조류가 전류되어 낙조가 창조보다 1.5시간 정도 길다. 풍수기에는(5월부터 7월) 낙조시에 하구언에서 담수를 간헐적으로 대량 방류하여 하구 상류쪽의 수직적 염분차이와 염분의 시간변화가 커지고 하계 홍수시 2‰ 미만의 염분이 나타난다. 유출담수에 의한 염분약층의 발달로 2층구조를 보이며, 약층의 세기와 깊이는 저조시에 증가한다. 조석위상과 표층염분 변화의 관계는 히구 상류쪽에서 약 2.5 시간의 위상차이를 보이나 하구 하류쪽에서는 정상파 관계를 보인다. 하구 상류쪽에서의 위상차이는 낙조시 2~3시간 정도 방류된 담수에 의해 생성된 저염수가 조류에 의해 이동된 것을 의미한다. 갈수기에는 수직염분차이가 현저히 줄어든다. 관측된 표층유속과 염분구조 및 담수방류량을 사용하여 성층계수, 순환계수를 산출하였다. 금강하구는 부분혼합형 하구이고 풍수기와 갈수기에 따라 성층계수가 달라진다. 관측된 조류의 평균적 흐름은 상층에서 바다쪽으로, 저층에서 육지쪽으로 향하여 부분혼합형 하구의 전형적 순환형태와 일치하였다. 이러한 하구언 수문작동 후의 금강하구 유형과 순환은 하구역에서 저층부유사가 상류쪽으로 이동하며 퇴적되는 환경임을 제시한다.

• 식물병연구
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• 제11권2호
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• pp.128-134
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• 2005

파속채소에 발생하여 큰 피해를 주는 흑색썩음균핵병균을 대상으로 외국 도입균주와 국내 분리균주간의 유전형을 UP-PCR을 이용하여 Tyson 등이 보고한 방법으로 조사한 결과, 국내에서 분리되는 Sclerotium cepivorum은 UP-PCR그룹 b에 속하는 것으로 확인되었으며, 대균핵 형성균과 DNA profile에 있어서 현저한 차이를 보였다. 두 가지 병원균의 균핵 표면구조를 전자현미경을 이용하여 확인한 결과, S. cepivorum은 대균핵 형성균에 비해 잔주름이 적고 내부에 포자와 유사한 구조가 관찰되었다. 흑색썩음균핵병을 일으키는두 가지 병원균은모두 $10\~25^{\circ}C$에 범위에서 생장되었고 생장 최적온도는 $20^{\circ}C$이었으며, $28^{\circ}C$ 이상에서는 전혀 자라지 않았다. 두 가지 병원균의 균핵 형성정도는 $20^{\circ}C$에서 배양시 가장 높았고 균핵 발아정도는 $20\~24^{\circ}C$ 범위에서 높았다 처리온도를 달리하여 처리일수별로 휴면중인 병원균 균핵의 발아정도를 조사한 결과, $35^{\circ}C$에서 7일간 전처리한 후 $10^{\circ}C$에서 7일간 배양했을 때 발아가 가장 잘 되었으며 S. cepivorum은 $70\%$,대균핵 형성균은 $100\%$발아되었다. 담수기간 및 처리온도가 병원균의 생존에 미치는 영향을 조사한 결과 처리온도가 높아질수록 균핵 발아 정도가 감소되는 것으로 나타났다. 흑색썩음균핵병을 일으키는 두 가지 병원균은 토양습도에 따라 발병정도에 있어서 큰 차이를 보였다. 마늘흑색썩음균핵병은 토양습도가 $15\%$(-300 mb)일 때 가장 높은 발병을 보였으며 $17\%$ 이상되거나 $13\%$ 이하로 되었을 때에는 토양습도가 $15\%$일 때에 비해 병 발생이 현저히 감소되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권2호
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• pp.143-152
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• 2008

농업이 가지고 있는 환경보전기능에 관한 내재적 가치를 공유하기 위하여 논농사와 밭농사에서 홍수조절기능과 수자원함양기능에 대한 계량화와 대체법을 이용한 경제적 가치를 평가하였다. 논농사에서 홍수조절기능은 논둑높이와 홍수기간 투수되는 물의 양을 더해 추정하였으며 밭농사의 경우는 홍수기 강우량에서 유출량을 제하고 남은 물의 양을 홍수조절량으로 설정하였다. 설정된 추정모형을 기초로 하여 관련 자료를 분석한 결과 논농사는 $294mm\;year^{-1}$, 밭농사는 $72.6mm\;year^{-1}$로 산출되었으며 2006년 기준으로 우리나라 농업의 전체 홍수조절량은 년간 37.1억 톤으로평가되었다. 이 물량을 기준으로 댐건설비와 유지비로 대체하여 경제성 분석을 수행한 결과 논농사는 44조 3,389원, 밭농사는 7조 2,215억원으로 평가되었다. 기존 보고된 결과들과 비교하였을 때 근래 댐건설비의 상승된 요인으로 평가액이 크게 상승한 것으로 분석되었다. 수자원함양기능을 계량화가기 위하여 논농사의 경우는 평균 담수심에 담수기간동안 투수된 물량을 더하고 지하로 유입되는 비율을 곱하여 산정을 하였으며 밭농사의 경우는 포화수리전도도에 투수될 수 있는 기간을 곱하고 여기에 지하로 유입되는 비율을 곱하여 추정할 수 있는 모형을 설정하였다. 설정된 추정모형을 근거로 하여 관련 자료를 분석한 결과 논농사와 밭농사에서 각각 $414.3mm\;year^{-1}$, $18.7mm\;year^{-1}$로 수자원함양량이 산출되었다. 산출된 수자원함양량을 2006년을 기준으로 우리나라 논농사와 밭농사 전체에 적용한 결과 각각 44.9억 톤과 1.34억 톤으로 추정되었다. 수자원함양기능은 지하수 자원과 관련되어 있기 때문에 정수된 물의 단가를 기준으로 금액화를 하였는데 2006년을 기준으로 하였을 때 논농사와 밭농사가 각각 1조 7694억원, 528억원으로 평가되었으며 기존 보고와 유사한 결과를 보여주고 있었다. 홍수조절기능과 수자원함양기능은 논농사와 밭농사의 재배양식의 차이로 인해 산출량과 가치에 있어 크게 차이가 있었으며 논둑을 조성하여 항상 물을 가두고 작물을 재배하는 논농사가 밭농사보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.361-372
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• 2019

본 연구의 목적은 운동량방정식에서 이송가속도항을 제외한 지배방정식을 이용하여 정형 사각 격자 기반의 2차원 지표면 침수해석 모형을 개발하는 것이다. 공간적 이산화는 유한체적법을 이용하였으며, 시간적 이산화는 음해법을 적용하였다. 모형의 실행시간을 단축하기 위해서 CPU를 이용한 병렬계산 기법을 적용하였다. 개발된 모형의 검증을 위해서 해석해와 비교하고, 가상 도메인에서 수치실험을 통해 모형의 거동을 평가하였다. 또한 국내의 장호원 지역과 모로코의 Sebou 강 지역에 대해서 각기 다른 공간해상도로 침수해석을 수행하고, 그 결과를 CAESER-LISFLOOD (CLF) 모형을 이용한 해석 결과와 비교하였다. 모형의 검증 결과 해석해와 잘 일치된 모의 결과를 나타내었고, 가상 도메인에서의 흐름 해석도 타당한 것으로 평가되었다. 장호원 지역과 Sebou 강 지역에 대한 본 연구와 CLF 모형의 침수모의 결과는 침수심과 침수범위에서 서로 유사하게 나타났으며, 장호원 지역의 경우 홍수위험지도의 침수범위와도 유사한 값을 보였다. 본 연구와 CLF 모형의 모의결과에서 상이한 부분에 대해서는 각각의 모의결과를 비교 평가하였다. 연구결과 본 연구에서 제시된 모형은 홍수터에서의 침수 양상을 잘 모의할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구에서 제시된 모형을 이용하여 침수해석을 할 경우에는 도메인 구성 방법과 지배방정식 및 해석 방법에 의한 모형의 특징과 한계점을 충분히 고려해야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.981-992
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• 2023

최근 전세계적인 기후변화의 영향으로 강우가 집중되고 강우강도가 강해짐에 따라 홍수피해의 규모를 증가시키고 있다. 과거에 관측되지 않았던 규모의 비가 내리기도 하고, 기록되지 않았던 장기간의 장마가 발생하기도 한다. 이러한 피해들은 아세안 국가에도 집중되고 있으며, 태풍 및 집중호우로 인해 침수의 빈번한 발생과 함께 많은 사람들이 영향을 받고 있다. 특히, 인도네시아 찌따룸강 상류 유역에 위치한 반둥 지역은 분지 형태의 지형학적 특성을 가지고 있어서 홍수에 매우 취약한 실정이다. 이에 공적개발원조(ODA)를 통해 2017년에 찌따룸강 상류(Upper Citarum River) 유역에 대하여 홍수예경보시스템을 구축되었고, 현재 운영중에 있다. 그럼에도 불구하고, 찌따룸강 상류 (Upper Citarum River) 지역은 홍수발생시 인명 및 재산피해의 위험에 여전히 노출되어 있어 신속하고 정확한 홍수예경보의 실시를 통해 피해를 경감시키는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 찌따룸강 상류의 Dayeuh Kolot 지점을 목표관측소로 하고, 강우관측소 4개소와 수위관측소 1개소의 10분 단위 수문자료를 수집하여 인공지능 기반의 하천홍수위예측모형을 개발하였다. 6개 관측소의 2017년 1월부터 2021년 1월까지의 10분 단위 수문관측자료를 활용하여 선행예보시간 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6시간에 대해서 학습, 검증, 시험을 수행하였으며 인공지능알고리즘으로는 LSTM을 적용하였다. 연구결과 모든 선행예보시간에 대해 모형적합도 및 오차에서 좋은 결과를 나타냈으며, 학습자료 구축조건에 따른 예측정확도를 검토한 결과 참조관측소가 적은 경우에도 모든 관측소를 활용하는 경우와 유사하게 예측정확도를 확보하는 것으로 나타나 효율적인 인공지능 기반 모형 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권11호
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• pp.245-250
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• 2017

돌발홍수는 강우유출수가 하천으로 모여드는 유역이 좁은 지역에 집중호우로 인해 유입되는 물의 양이 급증하여 나타난다. 돌발홍수는 유속이 빠르고 홍수를 대비할 수 있는 시간이 부족하므로 인명과 재산상의 피해를 발생시킨다. 본 연구에서는 돌발홍수를 예보를 위한 빅데이터 분석방법을 수행하였다. 연구 자료는 2009년에서 2012년까지 국민안전처 국가재난정보센터에 보고된 38건의 홍수 피해 자료와 지표수문모형(TOPLATS)에 의해 생성된 수문기상정보인 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량이다. 돌발홍수 발생 선행 6시간의 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량 데이터를 요인분석을 통해 토양수분 상태, 장기요인에 의한 강우량과 지표유출량, 단기요인에 의한 강우량과 지표유출량으로 축소하였다. 빅데이터 분석 방법으로는 유형분석인 의사결정나무, 랜덤포레스트, 나이브베이즈, 서포트벡터머신, 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 돌발홍수 사고발생 자료가 38건으로 한정되어 있기 때문에 예측성능 정확도 판단이 중요하다. 예측성능 정확도 평가방법으로 kappa계수, TP Rate, FP Rate, F-Measure를 이용하였다. 이 외에 돌발홍수 발생 선행 시점별 재현성 평가와 과거 4년간 돌발홍수 경보 횟수를 통해 최적 유형분석 방법을 제시하였다. 연구결과 로지스틱회귀모형과 랜덤포레스트가 돌발홍수 예보를 위한 예측 성능이 가장 좋았다. 사고발생 자료가 2009년부터 2012년까지 38건으로 한정되어 있어 분석을 위한 훈련자료와 검증자료 구축에 한계가 있었다. 장기간의 자료가 수집된다면 더욱 정확한 빅데이터 분석을 수행할 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-15
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• 2015

인류의 문명의 시작된 이래 도시유역의 침수는 거주민과 해당지역의 시설에 화학적이고 물리적인 피해를 입혀왔다. 최근의 연구는 도시홍수와 침수를 해석을 위한 모델과 지형자료의 통합에 관한 연구가 주를 이뤄왔다. 그러나 2차원 모델의 구축과정에 많은 시간이 소요되고 높은 데이터 처리기술을 요구하는 경향이 있다. 게다가 건물의 격자화 과정에서 의도치 않는 격자가 발생하게 되어 해석결과의 신뢰도를 떨어뜨리기 때문에 고해상도의 데이터 구득과 모형을 구축하더라도 건물의 처리기법에 따라 해석결과가 달라진다. 따라서 2차원 침수해석모형의 건물의 자료를 입력 시에는 이러한 왜곡현상을 최소화 할 수 있도록 건물의 일반화 처리 혹은 건물의 직교성 확보 등의 전처리가 필요하다. 이에 본 연구의 목적은 2차원 침수해석결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 건물의 일반화 기법을 개발하고 건물의 일반화에 따른 영향을 검토하는데 있다. 연구결과, 도시지역의 2차원 침수해석결과의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 각종 수치지도로부터 DBM(Digital Building Model)을 생성하고 본 연구에서 제안한 방법 Aggregation-Simplification을 적용하여 건물의 일반화를 수행하는 것이 바람직하며 각 기법의 임계값은 대상지역의 건물의 공간적인 특성을 고려하여 설정하되 건물의 평균 간격과 건물 간격의 표준편차를 더한 값을 초과하지 않는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권9호
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• pp.817-825
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• 2005

The purpose of this study was to research about salt marsh flora and vegetation in the Dongjin-river estuary area where has a project for Sea Man Geum Reclaimed Land so that we can foster foundation on restoration of an ecological habitat, development of applicable plant and establishment of a conservation policy after deceloping the reclaimed land for salt marsh vegetation which has great value ecologically. In conclusion, we was distributed that there are 7 families 21 genera, 25 species, 2 varieties of vascular plant at the Dongjin-river estuary area which have 27 taxa in total and are $0.64\%$ among 4,191 of korean vascular plant. There are also 2 family, 2 genus, 2 species of a naturalized plant which are $1.1\%$ of indicator of a naturalized plant salt marsh vegetation of the downstream are very much affected by the time of inundation, tidal water so that a low degree of salt marsh has frequent flooding by sea water and has a pure group of Suaeda japonica. A Phragmites communis, Carex scabrifolia are distributed mainly around a waterway of salt marsh and Zoysia sinica, Atriplex subcordata, Phragmites communis are living in stock as forming into patch around medium salt marsh. Suaeda asparagoides, Phacelurus latifolius are living around a little high ground and a Phragmites communis is a behind vegetation of Phacelurus latifolius and a part of the Phragmites communis are living along with waterway in a salt marsh as a community. By the 2-M method twelve plant communities were recognized ; Suaeda japonica. Carex scabrifolia, Zoysia sinica, Artemisia scoparia, Phacelurus latifolius, Phragmites communis, Suaeda maritima, Suaeda japonica-Atriplex gmelini, Phragmites communis-Suaeda japonica, Suaeda japonica-Salicornia herbacea, Salicornia herbacea-Suaeda aspar-agoides and Scirpus planiculmis community. The actual vegetation map was constructed on the grounds of the communities classified and other data.