• 한국수자원학회논문집
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• 제54권1호
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• pp.49-60
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• 2021

본 연구에서는 Fractal 나무의 개념을 이용하여 자연유역의 두 가지 개별적 Fractal 차원을 추정하는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여 Fractal 나무의 성장 과정을 기반으로 유역 내부에서 발생 가능한 모든 배수 경로를 추출하여 완전한 배수망을 구성하고 이에 해당하는 Fractal 특성을 분석해 보고자 한다. 유역 내부에서 Fractal 나무의 성장 과정은 하천 유동의 특성을 가지는 배수 경로에서만 제한적으로 나타날 수 있다. 소규모 유역의 경우 Fractal 나무의 성장 단계에 따라 망상 구조의 분기 특성이 단일 하천 구간의 사행 특성에 비하여 민감하게 변화하여 단일한 망상 구조 속에서도 다양한 분기 구조가 생성될 수 있다. 따라서 소규모 유역을 대상으로 한 망상 구조에 대한 Fractal 차원은 단일한 수치의 고정된 형태보다는 범위의 형태로 취급되어야 하는 것이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 소규모 유역의 배수 구조에 대한 분석에는 지형도나 수치지도로부터 추출한 하천망보다 본 연구에서 제시한 Fractal 나무의 성장에 따른 망상 구조와 같은 정보가 더 유용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4_1호
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• pp.97-106
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• 1992

하천 수로망(水路網)의 수로길이와 본류(本流) 수로길이는 사용된 지형도(地形圖) 축척(縮尺)에 따라 각각 다른 값을 나타내며, 이와 같은 지형도상(地形圖上)의 수로길이는 Fractal로 간주할 수 있다. 수로망(水路網)의 하천길이와 본류(本流) 수로길이를 Horton 법칙을 적용함으로써 유역면적비(Ra)만의 함수로 나타내어, 수로망(水路網)의 하천길이에 관한 Fractal Dimension(D)와 본류(本流) 수로길이에 관한 Fractal Dimension(d)를 길이의 비(比)($R_L$)과 유역면적비(比)($R_a$)의 함수로 각각 유도하였다. 유도된 결과식을 금강수계내(錦江水系內) 산성(山城)유역의 수로망(水路網)에 적용하여 기(旣) 발표된 공식과 비교 검토하였으며, Fractal Dimension은 수로망(水路網)의 경우 지형도(地形圖) 축척(縮尺)이 클수록 2에 가까운 값을 나타낸 반면에, 본류(本流)수로의 경우는 1에 가까운 값을 나타내었다. 본 연구의 결과는 지형도(地形圖) 축척(縮尺)에 따르는 수로망(水路網)구성의 정량적(定量的) 분석에 도움이 되리라 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.565-577
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• 1999

프랙탈 기하학은 불규칙적이고 복잡한 자연 현상을 수학적으로 나타낼 수 있는 방법을 제시해 줄 수 있으며, 자기상사성을 가지고 있는 하천의 형상을 비롯한 하도망의 구성은 프랙탈 차원을 가지고 있는 프랙탈 현상이라 할 수 있다. GIUH란 유역의 수문학적 응답인 IUH에 하천의 지형학적인 특성을 적용한 강우-유출 모형으로, Horton의 차수비를 이용하여 지형학적인 특성을 반영할 수 있으며 하천 유역에서 프랙탈 차원은 길이비, 면적비, 분기비 등 Horton의 차수비를 이용하여 산정할수 있다. 프랙탈 GIUH 모형을 제시하였다. 프랙탈 GIUH 모형은 Rosso(1984)가 제시한 GIUH-Nash 모형의 형상계수와 규모계수 등의 매개변수 산정시 유역의 자기상사성을 대변할 수 있는 프랙탈 차원을 직접 적용하였으며, 하천의 길이비와 분기비 만의 함수로 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.142-142
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• 2023

Humans inevitably and continuously produce wastewater in daily life worldwide. To decrease the degradation of river water bodies and aquatic ecosystem therein, humans have built systems at different scales to collect, drain, and treat household-produced wastewater. Particularly, municipal wastewater treatment plants (WWTPs) with centralized controls have played a key role in reducing loads of nutrients in domestic wastewater for the last few decades. Notwithstanding such contributions, impaired rivers regarding water quality and habitat integrity still exist at the whole river basin scale. It is highly attributable to the absence of dilution capacity of receiving streams and/or the accumulation of the pollutant loads along flow paths. To improve the perspective for individual WWTPs assessment, the first crucial step is to achieve systematic understanding on spatial distribution characteristics of all WWTPs together in a given river basin. By taking the initiative, our former study showed spatial hierarchical distributions of WWTPs in three large urbanized river basins in Germany. In this study, we uncover how municipal WWTPs in the contiguous United States are distributed along river networks in a give river basin. The extended spatial scope allows to deal with wide ranges in geomorphological attributes, hydro-climatic conditions, and socio-economic status. Furthermore, we identify the relation of the findings with multiple factors related to human activities, such as the spatial distribution of human settlements, the degree of economy development, and the fraction of communities served by WWTPs. Generalizable patterns found in this study are expected to contribute to establishing viable management plans for recent water-environmental challenges caused by WWTP-discharges to river water bodies.