• 한국수자원학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.161-168
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• 2009

본 연구에서는 팔당댐 지점을 중심으로 상류에 위치하고 있는 소양강, 충주 다목적댐 운영에 따른 빈도홍수량의 거동변화를 분석하고자 하였다. 이를 연구하기 위해서는 동일기간의 댐운영 여부에 따른 두 계열(조절유량, 비조절 유량)의 홍수량 자료를 합리적으로 획득하는 것이 무엇보다 중요하다. 홍수량 산정을 위해서는 단기 강우-유출모형을 이용해야 하지만, 계산의 어려움과 유역의 비선형으로 인해 그 결과를 증명하기 매우 어려운 현실이다. 따라서 상대적으로 유역면적이 클수록 일유량과 홍수량의 관계가 비교적 일정한 경향을 보인다는 점에 착안하여, 장기유출모형인 SWAT-K를 이용하여 댐운영 여부에 따른 두 계열의 일유량을 모의하였다. 일유량과 홍수량의 상관관계로 모의된 일유량을 홍수량으로 유도한 후, 댐운영 여부에 따른 빈도홍수량의 변화특성을 파악하였다. 홍수빈도분석을 위해 사용된 분포는 Extreme Type-I이며, 매개변수 추정은 L-moment 방법을 이용하였다. 연구결과에 따르면, 소양강, 충주 두 다목적댐 운영이 이루어지지 않은 상황에 대한 팔당댐 지점에서의 100년 빈도홍수량에 비하여, 소양강댐, 충주댐, 소양강과 충주댐의 운영유무에 따른 3가지 시나리오에 대한 빈도홍수량은 각각 91, 83, 71 % 규모로 분석되었다. 본 연구는 유역면적이 상대적으로 넓은 유역에서 댐운영 여부에 따른 빈도홍수량의 변화를 파악할 수 있는 새로운 시도였다. 이는 일유량 자료의 이용 및 분석에 있어 이수적인 측면뿐만 아니라 치수적인 측면에서의 활용성을 높일 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제39권2호통권116호
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• pp.257-264
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• 2006

호수내 엽록소를 상시적으로 측정하기 위한 자동측정기(AOA)를 적용하고 타당성을 평가하기 위하여 서울-경기지역 상수원수인 팔당호 현장수가 직접 유입되는 제2취수장에서 시료를 채취하였다. 분석은 조류 현존량 및 종 조성 분석, 흡광광도법과 자동측정기에 의한 엽록소측정 등을 동시에 실시하여 그 결과를 비교 조사하고 현장 적용 가능성을 평가하였다. 연구결과. 조류분류군별 엽록소 기여도는 규조류가 83.6%로 가장 높았으며, 녹조류, 남조류, 크립토조류의 순으로 나타났다. 자동측정법과 흡광광도법에 의한 엽록소 농도는 전체적으로 매우 유의한 상관성을 보였으나(.=0.87, n=302, p<0.001), 시기 또는 공 조성에 따라 차이를 보였다. 자동측정기의 민감포는 크립토조 (r=0.83, p=0.00154)와 규조 (r=0.73,p=0.010)가 높았으며 현존량이 낮은 녹조(r=-0.13)와 남조(r=-0.16)에 대해서는 상관성을 보이지 않았다. 결과적으로 엽록소 자동측정법은 고전적인 아세톤 추출 방법에 비해 신속성과 경제성은 매우 인정되지만 출현종의 밀도나 종 천이 등을 고려한 조류분석 및 엽록소 직접측정 등이 병행되어야 할 것으로 사료되었다.

• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.87-98
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• 2018

인은 모든 생명체 유지에 필수적이며 대체 불가능한 원소로서 비료로 많이 이용되고 있다. 그러나 인 자원은 100년 이내에 고갈될 것으로 예상되고 있다. 슬러지 소각재는 인 함량이 높아 인 회수를 위한 대체 자원으로 알려져 있다. 그러나 소각재는 중금속과 인의 낮은 생물이용 가능성으로 인해 비료로 직접 사용할 수 없다. 염소 공여체를 이용한 열화학적 처리는 소각재의 중금속 함량을 낮추고 인의 생물이용 가능성을 높인다고 알려져 있다. 본 총설은 소각재의 중금속 감소와 생물이용 가능성 향상을 위한 열화학적 처리에 의 한 최신 인 회수 기술과 향후 인 회수를 위한 연구 전략을 세우기 위한 것이다. 그 결과 $CaCl_2$와 $MgCl_2$가 가장 효과적인 염소 공여체이며 반응온도(< $1000^{\circ}C$) 가 중금속 감소에 가장 중요한 운전 요소였다. 중금속 제거율은 원소에 따라 다르다. 열화학적인 슬러지 처리기술은 소각재에서 인 회수를 위한 상업적 응용이 곧 가능해지리라 사료되며 인 고갈에 의한 인류의 지속가능성 위기 극복에 큰 기여를 할 것이다. 향후 비용절감과 에너지 소비를 줄이는 환경 친화적 공정 개발이 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.425-438
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• 2015

본 연구에서는 관개효율의 연별 변화와 필요수량을 고려하여 추정된 관개지구 용수 공급량이 현장에서 실제 공급되는 수량을 잘 모의하는지를 평가하였다. 대상지구로 이동저수지 지구를 선정하여, 2001~2009년 기간에 대한 실측 공급량 자료를 구축하였다. 관개효율, 물꼬높이, 침투량 등 총6개의 매개변수에 대해 민감도 분석, 보정 및 검정을 수행하였다. 민감도 분석결과, 관개효율이 가장 민감한 매개변수로 나타났다. 관개효율은 가장 민감하게 나타난 점과 연마다 값이 달라지는 특징을 반영하여 연별로 보정하였다. 통계적 지표 산정 결과 월단위에 대한 PBIAS, NSE, 그리고 RSR은 보정기간 동안 각각 2.7%, 0.93, 0.26로, 검정기간 동안 각각 3.9%, 0.89, 0.32로 매우 우수하게 나타났다. 따라서 비록 농업용수 공급량은 인위적 요소이나, 적절한 매개변수 값을 사용하여 모의한다면 모의치가 실측치와 유사하게 모의될 수 있을 것이다. 하지만 대상지구의 실측 자료가 확보되지 않아 보정되지 않은 매개변수를 사용하는 경우 결과가 매우 안 좋을 수 있을 가능성이 나타났다. 따라서 농업용수 공급량의 모의 시 적절한 매개변수의 선정은 매우 중요할 것으로 사료되며, 특히 관개효율은 연별로 보정하는 것을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권6호
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• pp.580-585
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• 2009

본 논문은 항우연에서 개발 중인 위성 탑재카메라 FPA-CU(Focal Plane Assembly Cooling Unit) 의 개념설계 및 열설계에 대한 개략적인 내용을 기술하고 있다. FPA-CU은 국내 기술로 설계/제작되는 최초의 우주용 냉각유닛이다. FPA-CU에는 일반적인 히트파이프와 방열판을 이용한 냉각유닛과는 다르게 TBM(Thermal Buffer Mass)이 부착되어 있으므로 열적거동이 기존의 냉각유닛과 다르며, 설계에 있어 천이열전달 해석이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 TBM의 용량산출 및 형상적 영향을 포함한 전체 냉각유닛 설계방법을 제시하고 전체 냉각유닛에 대한 열해석 결과를 기술하고 있다. 열해석 결과 냉각유닛의 요구조건을 잘 만족시킴을 알 수 있었으며, 최상단부 히트파이프가 비정상 작동하는 경우 FPA의 온도가 $3{\sim}4^{\circ}C$ 정도 상승함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 위성용 열제어 유닛 설계에 대한 국내 기술적 자립 가능성을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.11-19
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• 2011

지열에너지는 여러 신재생에너지원 중에서도 기저부하를 담당할 수 있는 중요한 자원으로 인식되고 있다. 국내에서도 천부지열을 이용한 지열냉난방은 효율 높은 신재생에너지 활용 사업으로 그 보급이 활성화 되어 있다. 반면, 전세계적으로 지열 발전 기술이 진일보하고, 그 시장이 크게 확대되고 있는 상황에서 아직까지 국내의 심부 지열을 이용한 지열 발전 기술은 낮은 단계에 머무르고 있다. 이러한 조건에서 2010년 12월에 국내 최초의 EGS(Enhanced Geothermal System) 지열 발전 상용화 기술 개발 과제가 착수되었다. 총 5개년의 기간으로 수행되는 이 과제는 2단계로 구분되어 진행될 계획이다. 처음 2년의 1단계에서는 3 km 심도에서 최소 $100^{\circ}C$의 지열저류층 온도를 확인하는 것을 주요 과제 내용으로 하여 지중 지열수 순환시스템의 설계가 이루어질 예정이다. 이후 3년을 통해 수행될 2단계에서는 5 km 심도의 생산정과 주입정 등 두 개의 지열발전정을 설치하고, 수리자극을 통하여 온도 $180^{\circ}C$의 지열저류층에서 유량 40 kg/s 이상의 지열수를 활용하는 MW급 지열발전소를 건립 운영하게 된다. 이 사업을 성공적으로 추진하기 위하여 현재 지질, 수리지질, 지구물리, 암석역학, 플랜트 엔지니어링 등 다양한 분야의 산학연 연구 기관 등이 망라되어 연구진을 구성한 상태이며, 이후 관심있는 여러 기관과 연구자들의 지원과 참여를 기대하고 있다.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.161-171
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• 2009

국내산 담수 이매패 펄조개를 이용하여 부영양 저수지의 표층수를 실험실로 유입 처리하고 처리수는 다시 저수지로 환원하는 이른바 '흐름형 유기물 제어'(CROM: continuous removal of organic matters) 기술을 개발하고 하천에서 채취한 모래퇴적물의 첨가가 유기물 제어와 수질에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. CROM은 크게 저류조, 조정조, 처리조, 분석조 등으로 이루어졌으며, 실험은 처리조에 현장수, 현장수+모래, 현장수+패류, 현장수+모래+패류 등을 각각 구성하여 유업속도는 18${\sim}$25 L $h^{-1}$ 패류밀도는 486.1 indiv. $m^{-2}$, 수온은 15${\sim}$22$^{\circ}C$ 범위에서 13일간 실시하였다. 유기물 및 수질 변화를 확인하기 위하여 매일 동일한 시간에 수온, pH, DO, 전도도, 탁도, 염분도, 엽록소 a, 부유물질, TN, TP, $NO_2$, $NO_3$, $NH_3$, $PO_4$ 등을 측정하거나 채수하여 곧바로 분석하였다. 연구결과, 미처리수의 반송이 패류의 유기물 제어에 큰 영향을 미치지 않았으며 퇴적물의 첨가에 상관없이 실험기간 동안 80% 이상 유기물(부유물질 빛 ChI-a)을 감소시켰으나 높은 농도의 암모니아와 인산 등을 배출하였다. 결국 한국산 이매패 펄조개를 이용한 CROM 운영효과는 매우 뚜렷하였으나 장기간 운영시 유기물 제어능 및 패류 생존율에 미치는 다른 요인들-수온, 미생물, 세정주기 등의 변화가 예상되며, 처리수에 대한 처리 및 활용에 대한 다각적인 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권9호
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• pp.687-700
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• 2022

우리나라 다목적댐과 용수댐에서의 이수능력을 종합적으로 평가하기 위하여 기간신뢰도의 주 지표와 함께 회복도, 무차원 취약도를 포함한 수자원이용률, 비 유입량, 비 공급량을 활용한 통합보조지표를 이수안전도 평가지표로 활용하는 방법론을 제시하였다. 또한 향후 지속가능한 댐 운영 목적에서 이수안전도를 주기적으로 평가하고 평가 결과에 따른 구조적 혹은 비구조적 계획수립을 위한 댐별 우선순위 판단을 위해 이수안전도의 등급화 방안을 함께 제시하였다. 주요 결과로서, 섬진강댐의 경우 기간신뢰도는 99.0%로 1등급이었으나, 통합보조지표는 44점으로 최하인 5등급으로 나타났다. 이는 현재의 높은 신뢰도에도 불구하고, 장래의 기후나 지역적 용수수급의 변화가 이수안전도에 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미하는 것이다. 충주댐의 경우는 대조적인 사례로서, 기간신뢰도가 93.0%로 국내 최대 규모의 다목적댐의 위상과는 다르게 전체 다목적댐 중 평균 이하의 성적을 보이는 반면 통합보조지표는 76점으로서 다목적댐 중에서는 소양강댐과 남강댐에 이은 높은 등급을 보인다. 하지만 그럼에도 불구하고 유역 규모상 비 유입량이 185%로서 충분한 유입량이 들어오기 때문에 실제 안정성은 높다는 평가를 할 수 있었다. 단일목적으로 설계된 용수댐은 생·공용수의 비중이 높고 댐의 공급량에 여유가 있기 때문에 이수안전도가 상대적으로 높게 산정되는 경향으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.1-9
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• 2022

적합한 인공채유법의 선정은 유정의 효율적인 운영과 경제성의 측면에서 중요하다. 일반적으로 인공채유법의 선정은 유정 설계에 포함되는 과정이며, 저류층의 상황이나 유정의 생산 조건에 따라 두 가지 이상의 인공채유법을 적용한 혼합시스템을 활용하여 오일생산량을 증가시킬 수 있다. 대표적인 인공채유법 중 하나인 전기공저펌프(Electric submersible pump, ESP)는 전기 에너지를 이용한 다단계 원심분리형 펌프를 이용하여 유정 하부에서 압력을 공급하는 방식으로 오일생산량을 증대시킨다. 그러나 이 방식은 펌프의 수명과 연관된 결함에 의해 적용 기간에 한계를 가지는 단점이 있다. 이에 전기공저펌프/가스리프트 혼합시스템(ESP/Gas lift hybrid system)을 적용하여 전기공저펌프의 결함 발생 시에는 바로 가스리프트로 전환하여 오일생산이 중단되는 시간을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 퍼미안 분지에 있는 육상 수평정을 대상으로 전기공저펌프/가스리프트 혼합시스템을 적용했을 때의 생산 중단시간의 감소에 따른 오일생산량 차이 및 경제성 분석을 수행하였다. 전기공저펌프/가스리프트 혼합시스템은 전기공저펌프의 단독 적용에 비교하여 더욱 효율적인 오일 생산성을 나타냄을 확인하였다. 또한 이 연구에서는 혼합시스템을 적용했을 때 얼마나 경제적 이득이 있는지를 정량적으로 예측함을 나타냈다.