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Bacillus coagulans NRR1207이 생산하는 α-galactosidase에 의한 대두박 비소화성분의 가수분해 (Hydrolysis of Non-digestible Components of Soybean Meal by α-Galactosidase from Bacillus coagulans NRR1207)

  • 라석한;렌친핸드;박민길;김완섭;백승희;남명수
    • 생명과학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.1347-1353
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    • 2018
  • 본 연구는 한국전통약용식물(구기자, 오미자 잎)의 발효물로부터 분리한 Bacillus coagulanse NRR1207의 발효 특성을 파악하고 Bacillus coagulans NRR1207의 ${\alpha}$-galactosidase의 활성과 이를 통한 대두박의 비소화성분의 분해를 확인하였다. Bacillus coagulans NRR1207이 생산하는 효소 중 ${\alpha}$-galactosidase, ${\beta}$-galactosidase, ${\alpha}$-glucosidase가 가장 높은 40 nmol 이상의 활성을 나타내었다. Bacillus coagulans NRR1207의 발효 특성은 10% skim milk에서 배양했을 때, pH는 급속히 감소했고 적정 산도는 1.9%까지 증가했고 생균수도 발효 24시간에 8.8 log CFU/ml로 증가했다. 유당은 배양 72시간째 완전히 고갈되었고 유산 생산 능력도 탁월했다. Bacillus coagulans NRR1207을 대두박에 접종 후 배양시간에 따른 생균수의 변화는 배양 시작 시 7.6 log CFU/ml, 배양 16시간에 최고에 도달하여 9.0 log CFU/ml이었고 배양 72시간에 8.3 log CFU/ml로 Bacillus coagulans NRR1207이 왕성하게 잘 성장하였다. 대두박의 비소화성분 분해는 Bacillus coagulans NRR1207 접종 후 발효 24, 48, 72시간이 경과하면서 이 균이 생산한 ${\alpha}$-galactosidase에 의해 비소화성분인 stachyose와 raffinose가 대부분 분해되고 galactose가 생성되었다. 따라서 Bacillus coagulans NRR1207은 대두박의 비소화성분을 분해하는 생균제(Probiotics)로써 이용하여 식품 및 가축 사료 이용성 증대에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

근적외선분광분석에 의한 동아시아 지역 재래종 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 변이분석 (Statistical Analysis of Amylose and Protein Content in Landrace Rice Germplasm Collected from East Asian Countries Based on Near-Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS))

  • 오세종;최유미;윤혜명;이수경;유은애;이명철;;채병수
    • 한국작물학회지
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    • 제64권2호
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    • pp.70-88
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    • 2019
  • 본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광분석(NIRS) 예측모델을 활용하여 측정된 국내외 재래종 메벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 자료를 통계처리 하여 자원의 지리적 특성과 성분 함량에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해 실시하였다. 1. 정규분포분석 결과 메벼 유전자원의 아밀로스 평균은 22.0%였고, 단백질 평균은 8.2%였으며 전체 자원의 95%를 차지하는 자원들의 함량범위는 아밀로스의 경우 15.0-28.9%, 단백질은 5.4-10.9%였다. 자원의 다양성지수는 아밀로스의 경우 0.81, 단백질은 0.50이었다. 2. ANOVA, DMRT에 사용된 자원 수는 한국 자원의 경우 1,032, 북한은 994, 일본은 800, 중국은 528자원이었다. 국가별 아밀로스 평균함량은 중국 자원의 경우 23.34%, 한국 자원은 21.55%, 일본 자원은 21.45%, 북한 자원은 20.48%였다. 단백질 평균함량은 중국 자원의 경우 9.02%, 일본 자원은 8.06%, 북한 자원은 8.04%, 한국 자원은 7.99%였다. ANOVA 결과 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량은 국가별 차이가 있었고 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 3. DMRT 결과 국가별 아밀로스 함량은 한국과 일본, 북한, 중국의 세 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 아밀로스 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 단백질 함량의 경우 한국, 일본, 북한과 중국의 두 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 단백질 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 북한 자원은 가장 낮은 아밀로스 평균함량을 나타냈고, 한국 자원은 가장 낮은 단백질 평균함량을 나타냈다. 이에 비해 중국 자원은 가장 높은 아밀로스와 단백질 평균함량을 나타냈다. 이러한 지리적 분포에 따른 벼 자원 간 함량차이는 각 지역별 자원 선호도와 품종 특성이 반영된 결과라고 할 수 있다.

변산반도국립공원 내 새로운 미선나무 자생지의 식물학적 연구 (A Study on the Botany of New Natural Habitats of Abeliophyllum distichum Nakai in the Byeonsanbando National Park)

  • 오현경;소민석;노재현
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제44권2호
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    • pp.4-25
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    • 2011
  • 본 연구대상지인 미선나무 자생지는 2010년도에 새롭게 확인된 곳으로, 일반인의 접근이 허용되지 않는 지역에 입지하고 있다. 이 자생지는 부안군 변산면 중계리 청림 소재 미선나무 군락지(천연기념물 제370호)에 비해 개체수가 많고 생육상태가 양호한 편으로, 연구결과를 바탕으로 향후 천연기념물로써의 가치여부 및 모니터링자료로 활용하고자 식생 및 토양환경을 면밀히 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 변산반도국립공원 내 새로운 미선나무 자생지의 식물상은 45과 82속 93종 4변종 3품종으로 총 100분류군이 확인되었다. 이중 IUCN 평가기준에 따른 희귀식물에는 미선나무(멸종위기종), 개족도리(약관심종), 이팝나무(약관심종)가 발견되며, 특산식물에는 고광나무, 미선나무, 병꽃나무, 청괴불나무 등 4분류군이 확인되었다. 본 미선나무 자생지는 부안호로 유입되는 백천유역의 북서사면 낮은 지역에 위치하고 있으며, 풍화토인 전석지에서 군락을 이루고 있었다. 미선나무 자생지는 밤나무군락 3개소, 느티나무군락 3개소, 졸참나무군락 1개소 등 7개 군집구조로 구분되었다. 이중 층위별 중요치는 밤나무군락에서 말채나무, 굴피나무, 은사시나무, 느티나무, 까마귀베개, 팽나무 순으로, 느티나무군락에서 팽나무, 갈참나무, 때죽나무, 굴피나무, 당단풍, 복자기 순으로 나타난 반면 졸참나무군락에서는 굴참나무, 밤나무, 산벚나무 순으로 분석되었다. 한편 미선나무의 중요치는 밤나무군락에서 6.6%, 느티나무군락에서 5.6% 그리고 졸참나무군락에서 5.1%로 분석되었다. 또한 7개의 조사구에서 토양시료를 채취하여 토양산도, 전기전도도, 유효인산, 유기물함량, 치환성양이온(칼륨, 칼슘, 마그네슘)을 분석한 결과, 조사구 3번인 느티나무군락에서 다른 조사구나 군락에 비해 토양의 화학적 특성이 상대적으로 높게 분석되었다.

LED 모듈의 광질 및 점멸주기에 따른 오이접목묘의 활착 및 생장 특성 (Graft-taking and Growth Characteristics of Grafted Cucumber(Cucumis sativus L.) Seedlings as Affected by Light Quality and Blink Cycle of LED Modules)

  • 김형곤;최유화;김용현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.143-149
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    • 2019
  • 본 연구는 활착실 내의 인공광원으로 사용되는 LED 모듈의 광질 및 점멸주기가 오이접목묘의 활착 및 생장특성에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 이를 위해서 LED 모듈의 광질을 4수준(청색광, 적색광, 청색광/적색광 혼합, 백색광)으로 설정하였다. 또한 점멸주기를 4수준(5s/5s, 7s/3s, 9s/1s, control)으로 설정하였다. 대조구의 명기와 암기는 12h 간격으로 반복되었다. 활착실 내의 광합성유효광양자속, 기온 및 습도를 각각 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, $25^{\circ}C$, 90%로 조절하였다. 오이접목묘의 활착에 미치는 광질의 효과는 5s/5s의 점멸주기를 지닌 청색광 처리구를 제외하면 유의차가 나타나지 않았다. 더구나, 점멸주기와 무관하게 적색LED, 청색/적색 혼합 LED, 백색 LED 처리구에서의 활착율에 유의차가 없었다. 이러한 결과는 접목묘의 활착에 미치는 광질 또는 점멸주기의 영향이 없음을 의미하는 것이다. 오이접목묘의 엽장, 엽면적, 생체중에 미치는 광질과 점멸주기의 영향은 청색 또는 적색LED의 9s/1s 주기에서 유의차가 인정될 만큼 높게 나타났다. 백색LED하에서 활착된 오이접목묘의 생장에 미치는 점멸주기의 영향은 유의차가 없었다. 따라서 백색LED 모듈의 지속적인 수요 증가와 제조단가 등을 고려할 때 활착용 조명으로 백색LED의 활용이 경제적으로 유리할 것이다.

아동기 인구 집단의 비만과 심혈관건강: 제5기 국민건강영양조사 자료 이용 (Childhood Obesity and Cardiovascular Health: Using 2010-2012 Data of the Korea National Health and Nutrition Examination Survey)

  • 이고은;추진아
    • Korean journal of health promotion
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    • 제17권2호
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    • pp.109-118
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    • 2017
  • 연구배경: 아동기 인구 집단에서 허리둘레/신장 비율을 기준으로 한 복부비만이 체질량지수를 기준으로 한 전체비만보다 심혈관건강과 더 강력한 부적관련성을 보고하고 있으나, 아직 그 근거가 부족하다. 이에 본 연구는 아동기 인구 집단에서 체질량지수는 물론이고 '허리둘레/신장 비율'과 심혈관건강 간의 관련성을 규명하고자 한다. 방법: 본 연구는 제5기 국민건강영양조사 원시자료(2010-2012년)를 활용한 횡단적 역학연구설계에 의해, 10-18세인 2,363명을 대상으로 성별(소년/소녀 집단)과 연령별 집단(10-12세/13-18세)으로 구분하여 분석하였다. 전체비만은 체질량지수 백분위수에 의해 비과체중군(<85), 과체중군(${\geq}85$)과 비만군(${\geq}95$)으로, '허리둘레/신장 비율'을 기초로 정상군(<0.5)과 복부비만군(${\geq}0.5$)으로 구분하였다. 심혈관건강은 7개 하부지표와 통합지표인 심혈관건강점수(표준화점수, z-score)로 분석하였다. 아동의 인구사회학적 특성과 부모의 사회경제적 특성을 보정한 후 복합표본 일반선형회귀분석을 수행하였다. 결과: 체질량지수를 기준으로, 비만군은 비과체중군에 비해 7개 심혈관개별지표와 심혈관건강점수 모두에서 통계적으로 유의하게 심혈관건강이 악화되어 있었다(P<0.05). '허리둘레/신장 비율'을 기준으로, 그 관련성 또한 위와 유사한 패턴을 보였으나(P<0.05), 이는 체질량지수 비만도를 보정한 후에도 여전히 13-18세 인구 집단에서는 심혈관건강점수가 비만군에서 비과체중군에 비해 통계적으로 유의하게 악화되어 있었으며, 이 패턴은 특히 남학생에서 유의하게 나타났다(P<0.01). 결론: 국내 13-18세의 소년 집단에서 '허리둘레/신장 비율' 복부비만 지표는 체질량지수를 보정한 후에도 심혈관 건강과 밀접한 관련성이 있었다. 이에 늦은 청소년 집단에서 '허리둘레/신장 비율'은 체질량지수보다 강력한 심혈관 건강을 반영할 수 있으므로, 학령기 청소년 집단을 위한 심혈관질환 조기 예방과 건강증진 차원에서 복부비만 지표는 간호사정의 지표로 고려될 필요가 있겠다.

산지계류에 있어서 홍수기의 강우사상에 대한 유출수문곡선 분리 및 특성 분석 (Hydrograph Separation and Flow Characteristic Analysis for Observed Rainfall Events during Flood Season in a Forested Headwater Stream)

  • 남수연;전근우;이재욱;강원석;장수진
    • 생태와환경
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    • 제54권1호
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    • pp.49-60
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    • 2021
  • 이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출(139.3일)이 직접유출(78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성(p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

소각장 폐열을 활용한 농업폐기물 열풍 건조장치 개발 (Development of Heated-Air Dryer for Agricultural Waste Using Waste Heat of Incineration Plant)

  • 송대빈;임기현;정대홍
    • 농업생명과학연구
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    • 제53권5호
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    • pp.137-143
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    • 2019
  • 본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.

질소 정제 시스템의 산소 제거용 구리계 촉매 연구 (A Study on Cu-based Catalysts for Oxygen Removal in Nitrogen Purification System)

  • 오승교;성민준;전종기
    • 청정기술
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2021
  • Active Matrix Organic Light-Emitting Diode (AMOLED) 봉지 공정은 수분과 산소에 매우 취약하기 때문에, 수분과 산소의 함량이 최소화된 고순도의 질소를 사용하여야 한다. 본 연구의 목적은 AMOLED 봉지 공정에 사용하는 질소에서 산소를 제거하기 위한 용도로 사용되는 구리계 촉매를 최적화하는 것이다. CuO, Al2O3, 또는 ZnO의 조성으로 이루어진 2성분계 및 3성분계 촉매를 공침법을 통해서 제조하였다. 제조된 촉매들을 BET, XRD, TPR, XRF의 분석장비를 활용하여 촉매의 특성을 분석하였다. 촉매의 산소 제거 성능을 확인하기 위해 고정층 반응기에서 촉매 산소 제거 반응 실험을 수행하고 산소 분석기를 통해 산소 함량을 측정하였다. 또한 사용된 촉매의 반복 재생을 통해 촉매의 재사용 성능을 검증하였다. CuO와 Al2O3 비율이 6 : 4, 7 : 3 및 8:2로 제조된 2 성분계 촉매의 특성과 산소 제거 능력을 비교하였다. CuO와 Al2O3의 비율이 8:2인 촉매의 환원성이 가장 높았는데, 이는 CuO의 분산도가 가장 높기 때문이다. 결과적으로, 2성분계 촉매 중에서 CuO와 Al2O3의 비율이 8 : 2 인 촉매의 산소 제거 능력이 가장 우수한 것으로 나타났다. CuO : Al2O3 의 비율이 8:2인 촉매에 ZnO를 2 wt% 넣어준 촉매가 3성분계 촉매 중에는 가장 우수한 산소제거 능력을 보였으며, 이는 뛰어난 환원성에 기인한다고 할 수 있다. 또한 이 촉매는 재생 실험을 통해서도 산소 제거능력이 유지된다는 것을 확인하였다.

사용자 환경 모니터링을 위한 소형 자가발전 무선 데이터 송수신 시스템 개발 (Fabrication of Portable Self-Powered Wireless Data Transmitting and Receiving System for User Environment Monitoring)

  • 장순민;조수민;정윤수;김재형;김현수;장다연;라윤상;이동한;라문우;최동휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.249-254
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    • 2022
  • 최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

이변량 강우 빈도분석과 강우-유출 모형에 기반한 설계 홍수량 산정 방안 (Estimating design floods based on bivariate rainfall frequency analysis and rainfall-runoff model)

  • 김민지;박경운;김석우;김태웅
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권10호
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    • pp.737-748
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    • 2022
  • 홍수량 자료의 부족으로 인해 수자원 실무에서는 강우빈도분석과 강우-유출 모형을 이용하여 설계 홍수량을 산정한다. 하지만 임의 지속기간에 대한 강우빈도분석은 호우사상의 지속기간과 크기에 대한 지역적 특성을 반영하지 못한다. 본 연구에서는 호우사상의 특성을 반영하여 유역의 설계 홍수량을 산정하기 위하여 이변량 강우 빈도분석에 기반한 설계 홍수량 산정 방안을 제시하였다. 평창강 유역과 남한강 상류 유역을 대상으로 각 강우 지점별 독립 호우사상을 추출하여 이변량 강우 빈도분석을 수행하였으며, 중앙값을 이용하여 재현기간별 설계 호우사상을 결정하고, 이를 HEC-1 모형에 적용하여 설계 홍수량을 산정하였다. 또한 홍수량 자료를 빈도분석한 결과(DF_FFA)를 기준으로, 단변량 강우 빈도분석 후 강우-유출모형으로 산정한 기존의 홍수량(DF_URFA)과 본 연구에서 제안한 방법으로 산정한 홍수량(DF_BRFA)을 비교분석하였다. 평창강 유역의 경우, 재현기간 100년인 경우를 제외하고 강우량을 기준으로 산정한 연 최대 호우사상에 대한 BRFA 방법으로 산정한 설계 홍수량이 평균오차 11.6%로 FFA로 산정한 설계 홍수량과 가장 근접하게 나타났다. 남한강 유역의 경우, 지점별 강우량을 기준으로 산정한 연 최대 호우사상에 대한 BRFA 방법으로 산정한 설계 홍수량의 평균오차가 약 10%로 FFA로 산정한 설계 홍수량과 가장 비슷하게 산정되었다. 재현기간이 커질수록 URFA에 의한 설계 홍수량이 FFA에 의한 설계 홍수량보다 크게 산정되었으며, URFA의 설계 홍수량보다 BRFA의 설계 홍수량이 FFA에 의한 설계 홍수량과의 차이가 더 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 설계 홍수량 산정 방안을 활용한다면, 미계측 유역에서도 실제 DF_FFA 값과 근접한 설계 홍수량을 산정할 수 있을 것으로 기대되며 수공구조물 설계와 수자원 계획 등을 경제적이고 합리적으로 진행할 수 있을 것으로 판단된다.