• Clean Technology
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• v.24 no.2
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• pp.87-98
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• 2018

Phosphorus (P) is an essential and irreplaceable element for all living organisms, and it is widely used as a fertilizer. Unfortunately, it is estimated that phosphate reservoir is depleted within about 100 years. Sewage sludge ash (SSA) is an alternative resource for P recovery because of its high P content. However, SSA cannot be directly used as a fertilizer due to heavy metals in it and low P bioavailability. Thermochemical treatment with Cl donor is known to reduce heavy metal contents and increase P bioavailability of SSA. Literature review on thermochemical technologies of SSA for the reduction of heavy metals and bioavailability enhancement has been carried out to estimate the status of current P recovery technology and to develop strategic future research plan for P recovery. The review showed that $CaCl_2$ and $MgCl_2$ were the most effective Cl donors and reaction temperature (< $1000^{\circ}C$) was the critical operation condition for the reduction. The removal efficiency depends on the species of heavy metals. Thermochemical technology of SSA for P recovery showed the possibility of commercial application in the near future to overcome the coming crisis of human sustainability by P depletion, but it needs cost effectiveness and more ecofriendly process to reduce energy consumption.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.6
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• pp.425-438
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• 2015

The objective of this study was to evaluate simulation of agricultural water supply considering yearly variation of irrigation efficiency. The water supply data of the Idong reservoir from 2001 through 2009 was collected and used for this study. Total 6 parameters including irrigation efficiency (Es), drainage outlet height, and infiltration, were used for sensitivity analysis, calibration, and validation. Among the parameters, the Es appeared to be the most sensitivity parameter. The Es was calibrated on a yearly basis considering sensitivity and time-varying characteristic, while other parameters were set to fixed values. The statistics of percent bias (PBLAS), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), and root means square error to the standard deviation of measured data (RSR) for a monthly step were 2.7%, 0.93, and 0.26 for the calibration, and 3.9%, 0.89, and 0.32 for the validation, correspondently. The results showed a good agreement with the observations. This implies that the modeling only with appropriate parameter values, apart from modeling approaches, can simulate the real supply operation reasonably well. However, the simulations with uncalibrated parameters from previous studies produced poor results. Thus, it is important to use calibrated values, and especially, we suggest the Es's yearly calibration for simulating agricultural water supply.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.6
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• pp.580-585
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• 2009

Thermal analysis and design of FPA(Focal Plane Assembly)-CU(Cooling Unit) for Earth observation camera is performed. FPA-CU is the first cooling device for a spacecraft which is designed and manufactured by its own technology in Korea. FPA-CU has a special feature, TBM(Thermal Buffer Mass) which is discriminated from typical cooling devices using heat pipes and radiator. TBM can be regarded as a thermal energy reservoir and it shows thermally transient characteristics, which make it difficult to design the size and shape of TBM. In current study, a method to determine the volume and the size of TBM is proposed and validated. The transient thermal analysis for FPA-CU for 5 operational scenarios is performed and validates the final design of FPA-CU (Radiator,TBM, Heat pipe I/F). In case of an abnormal operation of a heat pipe among three radiator heat pipes, the temperature of FPA can be increased $3{\sim}4^{\circ}C$ according to the numerical simulation.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.1
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• pp.11-19
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• 2011

Geothermal energy is believed to be an important source among the renewable energy sources to provide the base load electricity. Although there has been a drastic increase in the use of geothermal heat pump in Korea, there is no geothermal power plant in operation in Korea. Fortunately, the first EGS (Enhanced Geothermal System) Project in Korea has started in Dec 2010. This five year project is divided into two stages; two years for exploration and drilling of 3 km depth to confirm the minimum target temperature of 100 degrees, and another three years composed drilling 5 km doublet, hydraulic stimulation of geothermal reservoir with expected temperature of 180 degrees (40 kg/s) and construction of MW geothermal power plant in the surface. This EGS project would be a landmark effort that invited a consortium of industry, research institutes and university with expertises in the fields of geology, hydrogeology, geophysics, geomechanics and plant engineering.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.42 no.2
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• pp.161-171
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• 2009

A 'continuous removal of organic matters (CROM) system' using a native freshwater bivalve in Korea Anodonta woordiana, was developed to determine its potential of controlling various sestons in eutrophic lake system, and to evaluate its effect on water quality improvement under consideration of sediment addition as habitat. We designed CROM experiments with four treatments: no mussels and no sediment (W, negative control), no mussels and sediment (WS, positive control), mussels and no sediment (WM), and mussels and sediment (WMS). The experiments were performed at the condition of 18${\sim}$25 L $h^{-1}$ of inflow, mussel density of 486.1 indiv. $m^{-2}$, and temperatures between 15 and $22^{\circ}C$ for 13 consecutive days. Physicochemical and biological parameters were measured at daily (10:00 am) intervals after the mussel addition. Results indicated that mussel stockings without addition of sediment effectively removed sestons (suspended solids and chlorophyll-a) at nearly same level over 80 percentage of the control during the study, while there were no differences in removal activities of sestons between with and without sediment (P>0.5). Therefore, it clearly suggests that CROM system using A. woordiana has a strong potential to control the seston in surface water of eutrophic lake.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.32-32
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• 2018

최근 여러 가지 요인으로 가뭄이 빈발하고 있으며, 가뭄을 대비한 과학적 저수지 운영이 절실하다. 유입량, 관개용수량, 저수량, 하천유지유량 등 저수지 물수지를 반영하여 실제 가뭄 상황에 적용할 수 있는 시스템으로 개발하였다. 여기서, 하류 하천의 수량을 양수하여 저수량을 확보하는 양수저류를 고려하였고, 시기별 관개용수량을 간단관개, 절수관개 등의 실제 상황을 반영하도록 하였다. 또한 저수량의 장기간 변화를 관찰하여 저수지 운영의 가이드라인을 설정할 수 있도록 하였고, 하류 하천의 유량 변화도 평가할 수 있도록 하였다. 최근 수차례 가뭄을 겪은 충남 홍성에 위치한 대사저수지에 개발된 시스템을 적용하였다. 대사 저수지는 유역면적 $2.9km^2$, 유효저수량 137만$m^3$, 수혜면적 163ha에 이르며, 유역면적 $72.2km^2$인 하류하천의 와룡천으로부터 $0.057m^3/s$씩 양수하여 저수량을 확보하고 있다. 일별 저수율 자료가 있는 1991년부터 2016년까지 분석한 결과는 다음과 같다. 양수는 1월 15일부터 5월 31일까지 실시하는 것으로 하고 결과를 정리하였다. 첫째, 일 저수위를 모의하여 검증한 결과 일평균하여 관측 저수위는 EL.84.58m, 모의 저수위는 EL.85.87m이었다. 이 때 강우량은 연평균 1,275.2mm, 유입량은 718.0mm, 유출률 56.3%, 수면증발량 11.5만$m^3$, 관개용수 공급량 117.5만$m^3$, 월류량 148.9만$m^3$이었다. 둘째, 양수로 인한 유입량의 변화는 양수 전에는 연평균 209만$m^3$(유출률 56.3%)에서 양수 후 276만$m^3$(74.7%)로 증가하였고, 양수량은 67.5만$m^3$(연유입량의 32.3%)이었다. 셋째, 하류 와룡천의 유량은 양수 전에는 연평균 연유출량 5,200만$m^3$(유출률 56.5%)에서 양수 후 5,120만$m^3$(55.6%)으로 나타났다. 넷째, 양수 전에는 일평균 저수량이 47만$m^3$에서 양수 후 76만㎥으로 증가하였고, 양수저류로 인해 이수안전도는 15.4%에서 92.3%로 개선되었다. 또한 양수로 인해 저수지 유입량은 연평균 32.3% 증가하였고, 하류하천의 유량은 1.55% 감소하였다. 이상의 분석 결과로 양수저류는 가뭄대응에 상당한 효과가 있다고 평가할 수 있다. 또한 다양한 여건을 고려한 저수지 운영 가이드라인의 합리적 설정으로 보다 적극적인 가뭄대응이 필요하다고 본다. 물관리 현황은 지구별, 저수지별로 다양하다. 향후 현장 상황에 적합한 물관리 방법을 적극 모색해야 하며, 자연과 인간의 평등한 물 이용 환경조성에, 여기 개발한 도구가 일정 부분 유용할 것이라 판단한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.9
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• pp.687-700
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• 2022

For comprehensively assessment the water resources performance of multi-purpose dams and water supply dams in South Korea, a methodology was proposed to utilize the durational reliability along with the integrated auxiliary indicators including resiliency, dimensionless vulnerability, water resource efficiency, specific inflow, and specific water supply. In addition, for the purpose of sustainable dam operation in the future, a plan to grade the water resources performance was presented to periodically evaluate the performance and determine the priority of each dam's structural or non-structural planning according to the evaluation results. As major results, in the case of Sumjingang Dam, the durational reliability was 99.0%, but the integrated auxiliary index was the lowest of 44 points, which was 5th grade. This means that despite the current high reliability, hydrological changes due to future climate change or regional change of water demand-supply balance can have significant impacts on the water resources performances. In contrast, the Chungju Dam with a durational reliability of 93.0%, which is below the average among all multi-purpose dams, shows the 76 points of the integrated auxiliary index, which is 3^rd highest following the Soyanggang Dam and the Namgang Dam. Nevertheless, due to the size of the basin, the specific inflow is sufficiently high as 185%, so the actual performance could be evaluated relatively high. The water supply dams designed for a single purpose tend to be evaluated relatively high because they have a high proportion of industrial and municipal water supply and have enough room for the supply capacity.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.26 no.5
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• pp.1-9
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• 2022

Selection of a suitable artificial lift is important in terms of efficient operation and economics for oil production. In general, process of well design includes the selection of artificial lift, but the oil recovery could be enhanced by use of hybrid system combined with two types of artificial lift method according to reservoir condition for oil production. Electric submersible pump (ESP), as a presentative artificial lift method, is a manner for supplying the pressure in the lower part of oil well by using of a multi-stage centrifugal pump with an electric energy. However, there is a disadvantage that has a limit to the application period because of mechanical defection on ESP. Accordingly, it is possible to reduce the shutdown time of production well by applying the ESP/Gas lift hybrid system, which is to switch to a gas lift when an ESP is defective. This study describes the effect of ESP/gas lift hybrid system compared with ESP method for a onshore horizontal well locating in the of Permian basin, USA. As a result of study, ESP/gas lift hybrid system could make more effective productivity than ESP method. Also, we quantitatively predicted how much economic benefit would be obtained when the hybrid system was applied in the production well.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.60-60
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• 2023

태풍 힌남노에 경주에 위치한 총저수량 184만m³, 유역면적 22km²인 왕신저수지는 303m의 제체가 2시간여 동안 전면 월류하는 초유의 사태를 겪었다. 그때 다행히 저수지 수위는 10분 단위로 기록됐다. 이 자료를 이용하여 제체 월류현상을 평가하기 위해 저수지 운영의 기본자료인 유입량, 저수량, 방류량 등을 10분 단위로 생산코자 했다. 방법은 인근에 위치하고 운영자료가 있는 총저수량 260만m³, 유역면적 3.7km²인 감포댐에 대해 유입량 모의방법을 검증하고, 왕신저수지에 그대로 적용하여 유입량을 모의하고, 물수지에 의해 방류량을 계산하는 것으로 했다. 모의결과는 저수량 오차로 신뢰도를 확인했다. 여기서 저수지 유입량은 ONE 모형을 이용하여 10분 단위로 생산했다. 2022년 9월 5일부터 6일까지 10분 단위로 모의한 결과는 다음과 같다. 첫째, 감포댐 유역은 강우량은 10분 최대 32.3mm, 총강우량 196.0mm였고, 유입량은 10분 최대 80.1m³/s, 총유입량 59만m³로 모의됐고, 신뢰도는 RMSE 2.120mm, NSE 0.947, R²는 0.949로 매우 높게 나타났다. 그리고 저수량 모의 신뢰도도 RMSE 0.153m, NSE 0.993, R²는 0.997로 높았다. 둘째, 왕신저수지 유역은 강우량은 유역내에 위치한 환경부 관리의 화산리 관측소에서 10분 최대 21.0mm, 총강우량은 10시간 동안 422.0mm였고, 유입량은 10분 최대 716.5m³/s, 총유입량 904만m³로 모의됐고, 유출률은 95.7%로 강우량 거의가 유입되는 것으로 나타났다. 셋째, 왕신 저수지의 방류량은 10분 최대 610.8m³/s, 총방류량 848만m³로 계산됐고, 총유입량의 93.8%에 상당한 것으로 나타났다. 그리고 저수지 물수지에 의해 10분 단위 모의 저수위의 신뢰도는 RMSE 0.117m, NSE 0.994, R²는 0.999로 매우 높게 나타났다. 넷째, 왕신저수지의 제체고 EL.59.20m를 월류한 시간은 9월6일 5시50분부터 8시까지 2시간10분 동안였으며, 관측 저수위는 EL59.24m~EL.60.28m, 모의 저수위는 EL.59.31m~EL.60.29m로 나타났다. 월류되는 동안 총유입량은 544만m³, 총방류량은 527만m³로 나타나, 유입량의 96.8%가 월류되는 것으로 계산돼 저수지의 저류효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 이때 유입량은 전기간의 60.2%, 방류량은 62.1%에 상당했다. 다섯째, 힌남노에 따른 왕신저수지의 홍수조절효과는 첨두유입량을 105.7m³/s 저감시켰고, 홍수량을 56만m³을 저류시킨 것으로 분석됐다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.125-125
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• 2022

저수지 운영자료는 다목적 댐 경우와 마찬가지로, 유입량, 저수량, 방류량 자료로 구성된다. 여기에 강우량을 포함하여, 실시간으로 관리돼야 한다. 그러나 우리나라 저수지는 저수율 자료만 관리하고 있다. 유입량, 방류량이 없는 것이 아니고 관리를 하지 않는다. 강우량은 전혀 없다. 큰 문제인데, 아직도 그 심각성을 모르고, 대충하면 되는 줄 알고 있다. 가장 기초가 되는 일을 무시하고 물관리를 하고 있는 상황이고, 누구도 그 신뢰성을 믿지 않고 있다. 여기서는 이를 해결하는 방안으로 준 실시간 물수지 모형을 구축하여, 10분 단위, 30분 단위, 1시간 단위로 저수위, 저수량, 유입량, 방류량, 강우량을 연속하여 생산하고 검증하는 체제를 제시한다. 준 실시간의 뜻은 계산에 의하지 않고 유입량을 모의에 의해 적용하고 검증하는 과정이 필요하여, 실시간 보다 하루 이틀 늦게 자료를 생산한다는 의미다. 대상 저수지는 유역 내 강우량 수집이 가능한 유역면적 218.80km², 유효저수량 3,494만m³, 수혜면적 5,117 ha인 탑정지를 선정했다. 탑정지 방류량은 탑정1(폭 7.5m×높이 1.5m), 탑정2(4m×1.6m), 양수장(3m×1.6m) 수로로 관개용수 공급량과, 9연의 수문(9m×7.5m)으로 홍수기 방류량으로 구성된다. 분석기간은 1월1일부터 1시간 단위로 연속하여 기간은 자유롭게 설정하여 검정하는 체제를 갖추고 검증된 결과를 제시토록 했다. 2021년 9월의 1시간 단위의 탑정지 저수지 물수지 모의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 탑정지 유역의 환경부 관리 장선, 양촌, 연산 관측소의 면적우량은 최대 15.3mm, 총 160.4mm(3,510만m³)였고, ONE 모형에 의해 연속유량을 모의한 결과, 유입량은 최대 35.6m³/s, 총 1,464만m³로 유출률 41.7%였다. 둘째, 탑정1, 탑정2, 양수장 수로의 수위자료에 수위-유량 관계식을 적용해 수로유량을 산정한 결과 합하여 최대 16.8m³/s였고, 총 548만m³였으며, 수문 방류량은 최대 20.0m³/s였고, 총 108만m³였다. 셋째, 저수지 수위는 관측수위는 EL.28.21~29.38m, 평균 EL.28.87m, 모의수위는 EL.28.08~29.62m, 평균 EL.28.80m로 나타났고, R²는 0.910로 만족한 결과를 얻었다. 정리하면 저수지 운영자료가 없는데도, 10분, 1시간 단위로 연속으로 유입량, 저수량을 모의하여 관측저수량과 비교한 결과가 괄목할 신뢰도를 나타냈다. 이를 바탕으로 저수량, 유입량, 방류량, 강우량 등 준 실시간 저수지 운영자료 생산체제를 마련한 것으로 결론을 내렸다.