• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.601-607
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• 2024

The discharge of oily wastewater into water bodies and soil poses a serious hazard to the environment and public health. Various conventional techniques have been employed to treat oil-water mixtures and emulsions; Unfortunately, these approaches are frequently expensive, time-consuming, and unsatisfactory outcomes. Porous materials and adsorbents are commonly used for purification, but their use is limited by low separation efficiencies and the risk of secondary contamination. Recent advancements in nanotechnology have driven the development of innovative materials and technologies for oil-contaminated wastewater treatment. Nanomaterials can offer enhanced oil-water separation properties due to their high surface area and tunable surface chemistry. The fabrication of nanofiber membranes with precise pore sizes and surface properties can further improve separation efficiency. Notably, novel technologies have emerged utilizing nanomaterials with special surface wetting properties, such as superhydrophobicity, to selectively separate oil from oil-water mixtures or emulsions. These special wetting surfaces are promising for high-efficiency oil separation in emulsions and allow the use of materials with relatively large pores, enhancing throughput and separation efficiency. In this study, we introduce a facile and scalable method for fabrication of superhydrophobic-superoleophilic felt fabrics for oil/water mixture and emulsion separation. AlN nanopowders are hydrolyzed to create the desired microstructures, which firmly adhere to the fabric surface without the need for a binder resin, enabling specialized wetting properties. This approach is applicable regardless of the material's size and shape, enabling efficient separation of oil and water from oil-water mixtures and emulsions. The oil-water separation materials proposed in this study exhibit low cost, high scalability, and efficiency, demonstrating their potential for broad industrial applications.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.467-467
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• 2015

Sustainable water resource management requires the assessment of hydrological variability in response to climate fluctuations and anthropogenic activities. Determining quantitative estimates of water balance and total basin discharge are of utmost importance to understand the variations within a basin. Hard-to-reach areas with few infrastructures, coupled with lengthy administrative procedures makes in-situ data collection and water management processes very difficult and unreliable. In this study, the hydrological behavior of Lake Chad whose extent, extreme climatic and environmental conditions make it difficult to collect field observations was examined. During a 10 year period [January 2003 to December 2013], dataset from space-borne and global hydrological models observations were analyzed. Terrestial water storage (TWS) data retrieved from Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), lake level variations from Satellite altimetry, water fluxes and soil moisture from Global Land Data Assimilation System (GLDAS) were used for this study. Furthermore, we combined altimetry lake volume with TWS over the lake drainage basin to estimate groundwater and soil moisture variations. This will be validated with groundwater estimates from WaterGAP Global Hydrology Model (WGHM) outputs. TWS showed similar variation patterns Lake water level as expected. The TWS in the basin area is governed by the lake's surface water. As expected, rainfall from GLDAS precedes GRACE TWS with a phase lag of about 1 month. Estimates of groundwater and soil moisture content volume changes derived by combining altimetric Lake Volume with TWS over the drainage basin are ongoing. Results obtained shall be compared with WaterGap Hydrology Model (WGHM) groundwater estimate outputs.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1039-1048
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• 2018

도심지 터널공사에서는 주변 건물의 안전성을 확보하고, 민원을 최소화할 수 있는 쉴드TBM 공법이 대부분 적용되고 있다. 도심지에는 기존의 택지를 매립조성하거나 개량하는 경우가 많기 때문에 지표에서부터 암반 경계부까지는 불균질한 상태로 이루어지는 경우가 많다. 이와 같이 토사지반, 파쇄정도가 다양한 화강암지반, 핵석층, 암층과 같이 복잡한 지반 조건에서 쉴드TBM으로 터널구조물을 구축하는 경우, 각 지반조건에 따른 쉴드TBM에 나타나는 기계데이터를 분석하여 지반조건에 따른 장비부하의 특징을 비교분석하였다. 그 결과, 설계막장압을 유지하면서 굴진하고, 주기적으로 커터를 점검하여 교체하는 경우, 배토량, 추력, 커터토오크의 경향으로 지반조건의 변화를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제24권5호
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• pp.516-531
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• 2015

본 연구에서는 분포형 유역모델이면서, 국내 환경에 적합하도록 개발된 CAMEL에 기반하여 식생여과대 효과분석을 위한 모듈을 개발하였다. 식생여과대의 주요 모의기능은 기존의 CAMEL과 동의하나 릴에서의 유사포착 현상과 수평둔덕을 추가로 설계하여 모듈에 반영하였다. 식생여과대 모듈을 검증하기 위하여 시험 격자를 이용하여 식생여과대의 길이, 조도계수, 토성, 식생의 높이 및 뿌리 깊이 등 다양한 매개변수에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 식생여과대 모듈의 민감도 분석결과를 종합해 보면, 유사 지표유출량은 조도계수 변화에 따라 민감하게 반응하였으며, 전반적으로는 유사와 TP의 지표유출량 저감률이 시나리오 변화에 상관없이 전반적으로 높은 것으로 분석되었다. TOC, TN의 저감률은 식생여과대의 길이, 토성변화에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 유사와 TP의 지표유출량 저감률에 비해 상대적으로 저감률이 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 식생여과대 모듈은 환경변화에 따른 오염물질 저감효과를 합리적으로 재현하는 것으로 나타났으며, 향후 식생여과대 조성 지역에 적용되어 비점오염 물질 제거 효과를 정량적으로 산정하고 효율적인 관리방안을 평가하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권3호
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• pp.26-67
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• 2020

영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 기상조건이나 주야, 일조에 상관없이 지표면을 촬영할 수 있고, 토양수분이나 지하수 등 수문인자의 탐색이 가능하여 수자원 분야에서 그 중요성이 점차 두드러지고 있다. SAR는 1970년대부터 인공위성에 탑재되기 시작하여 2020년 현재 15기 이상의 SAR 위성이 운용되고 있고 향후 5년 내에도 10기 내외의 위성이 발사될 예정이다. 최근에는 관측 폭 및 해상도 증진, 다중 편파 및 다중주파수, 관측 각도의 다양화 등 다양한 형태의 SAR 기술들이 개발 및 활용 중이다. 이에 본 고에서는 SAR 시스템의 간략한 역사와 더불어 토양수분 및 수문인자 산출과 관련된 연구동향을 조사하였다. 현재까지 SAR 위성을 활용하여 산출 가능한 수문인자는 토양수분, 해저지하수유출, 강수, 적설분포면적, 식생지수 등이 있으며, 그 중 토양수분은 물리적 모델인 IEM(Integral Equation Model)과 인공지능 기반의 ANN(Artificial Neural Network)을 대표적으로 활용하여 우리나라를 포함한 북미, 유럽, 인도 등 총 17개국에서 연구가 진행되고 있다. 위성 탑재체는 RADARSAT-1, ENVISAT ASAR, 그리고 ERS-1/2가 가장 많이 사용되었으나 현재는 운영이 종료되었으며, 현재 운영 중인 RADARSAT-2, Sentinel-1, SMAP 등의 활용도 점차 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 우리나라는 2025년 발사를 목표로 C-band SAR를 탑재한 수자원·수재해 중형위성을 개발 중이므로, SAR를 이용한 다양한 수문인자 산출 연구가 활성화될 것으로 예상된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권2호
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• pp.1-11
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• 2023

Groundwater-surface water interaction was evaluated using water quality parameters (temperature and electrical conductivity), distributions of stable water isotopes (δ²H and δ ¹⁸O), and Rn-222 in lagoon water, groundwater, and seawater at three coastal lagoons (Songji (SJ), Youngrang (YR), and Sunpo (SP) Lagoon) in South Korea. From the results of composition and distributions of δ²H and δ¹⁸O, it was found that groundwater fraction of lagoon water in YR Lagoon (76%) was slightly higher than those of SJ (42%), and SP (63%) Lagoon. Based on Rn-222 mass balance model, groundwater discharge into SJ Lagoon in summer 2020 was estimated to be (3.2±1.1)×10³ m³ day^-1, which showed a similar or an order of magnitude higher than the results of previous studies conducted in coastal lagoons. This study can provide advanced techniques to evaluate groundwater-surface water interaction in coastal lagoons, wetlands, and lakes, and help to determine the effects of groundwater on coastal ecosystems.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.1-6
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• 2012

The objective of this study is to analyze the flood inundation in a low-lying rural area. The study watershed selected for this study includes the Il-Pae and Ahn-Gok watersheds. It is located in the Namyangju, Korea and encompasses $3.64km^2$. A major flood event that occurred in July 2011 was chosen as the case for the flood inundation analysis. The Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) and River Analysis System (HEC-RAS) were used to simulate flood runoff and water surface elevation at each cross-section, respectively. The watershed topographic, soil, and land use data were processed using the GIS (Geographic Information System) tool for the models. The contribution to the total flood volume was estimated based on the results simulated by HEC-HMS and HEC-RAS. The results showed that the overflow discharge from the Il-Pae stream constituted 80% of the total flood volume. The contributions of rainfall falling directly on the inundation area and overflow discharge from the Ahn-Gok stream were 15 % and 5 %, respectively. The simulation results in different levee scenarios for the Ahn-Gok stream were also compared. The results indicated that the levee could reduce the flood volume a little bit.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.417-426
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• 2016

본 연구에서는 SWAT 모형으로 일 유출량을 모의할 경우에 수문곡선의 첨두부가 과소하게 산정되는 문제를 개선하기 위해서 지표유출의 집중 시간과 토양수의 연직 유하시간의 상대적 길이를 고려하여 초과침투량의 일부를 지표유출량에 추가로 할당하고 지표유출량의 크기에 따라 집중 시간이 가변적으로 계산되도록 지표유출해석 알고리즘을 수정하였다. 개선된 SWAT 모형을 충주댐 상류유역에 적용한 결과 첨두유량이 $5,000m^3/s$를 넘는 경우 평균적으로 약 10% 만큼 첨두부 증가효과를 나타내었다. 특히 큰 홍수가 발생하였던 1990년, 2002년, 2006년 세 개 사상에 대해 각각 9.9%, 18.6%, 12.6% 만큼 첨두유량이 증가하는 등 일 유출수문곡선의 첨두부를 보다 정확하게 모의하였다.

• 한국농공학회지
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• 제44권4호
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• pp.39-50
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• 2002

Field experiment was performed to investigate water and nutrient mass balances in paddy field with groundwater irrigation from May to October, 2001. The total water inflow was about 1,183mm in which rainfall, overflow from upstream paddy, and groundwater irrigation accounted for 43, 30, and 27%, respectively. Notice that the precipitation of the study period was less than the average annual precipitation. The total drainage was almost balanced with the inflow and more than half of it was occurred by surface drainage. From the nutrient mass balance analysis, the T-P output (17.56kg/ha) was estimated slightly lower than the input (20.90kg/ha) and the T-N output (130.41kg/ha) was slightly greater than the input(129.24kg/ha). However, the difference was within the expectation and the nutrient mass was thought to be balanced considering uncertainties in field experiment and other activities not included in the study such as algae and soil microorganisms. The surface discharge of nutrient, which was about 10% of total nutrient output, was mainly affected by fertilization and rainfall runoff. Therefore, prudent surface drainage plan might be necessary particularly for the fertilization period to prevent degradation of receiving water quality. The study was performed under abnormally low rainfall compared to the average annual rainfall record, and further monitoring in diverse rainfalls and irrigation methods is recommended to estimate nutrient behavior in the paddy field more reasonably.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.19-24
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• 2024

도심지의 인구 밀집화로 인해 인구의 분산 및 이동을 위해 지하철도 및 지하 터널의 개발과 같은 지하공간에 대한 개발이 이루어지고 있다. 지하공간을 개발하기 위해서는 지반 상부로부터 굴착이 진행되어야 하며, 굴착 시 주변 지하수 유동이 발생할 수 있다. 지하수의 유동은 지반의 침하 및 함몰을 야기하여 구조물의 손상을 발생시킬 수 있다. 따라서 시공 전 지하수 유동을 모델링하여 지하수 유동 특성을 분석하고 굴착 시 발생하는 지하수 유출을 예측하여 대비해야 한다. 본 연구에서는 지하터널 건설을 위한 굴착공사가 이루어지는 ○○시를 대상으로 기상 및 지형, 지반 조건 등을 수집하여 Visual MODFLOW 프로그램을 통해 지하수 유동을 모델링하였다. 또한, 모델을 통해 굴착구간을 배수 지점으로 설정하여 굴착 공정에 따른 지하수 유출을 확인하였으며, 차수 조건에 따른 지하수 유출 감소 효과를 확인하였다. 실측 지하수위와 모델의 지하수위를 비교하여 모델을 검증한 결과, 0.87의 결정계수가 도출되었으며, 해당 모델을 통해 대상지역 굴착 공정에 따른 지하수 유동을 비교하였다. 그 결과, 굴착 초기에 지하수 유출이 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 차수 유무에 따른 지하수 유출 저감 효과를 확인한 결과, 차수 구조물 설치 시 약 59%의 지하수 유출 저감 효과를 보이는 것으로 나타났다.