• 제목/요약/키워드: Water Quality Modeling

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매크로 언어를 이용한 입지인자 변수조정에 따른 토지적합성 분석에 관한 연구 (A Study on the Land Suitability Analysis Based on Site Selection Variables using Macro Language)

  • 이기철
    • 한국지리정보학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.59-77
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    • 2003
  • 본 연구는 적지분석시 이용되는 자료 중 의사결정과 관련된 입지인자를 추출하고, 매크로 언어에 의한 입지인자 조정에 따른 의사결정과정상의 이해상충을 조정할 수 있는 활용가능성을 검증하였다. 연구의 대상지역으로는 부산광역시 기장군 내의 개발제한구역을 대상으로 환경친화적인 실버타운 개발적지를 분석하였고, 지리정보체계의 지도학적 모델링 기법과 매크로 언어(macro language)를 이용한 입지인자별 변수조정에 따라 보다 효과적이고 합리적인 적지선정을 목적으로 하였다. 대상지의 현황분석 및 적지분석을 위해 기장군의 지형도, 행정자료들을 바탕으로 도로현황도, 시설물현황도, 표고, 경사, 향 분석도와 수계도 등의 수치지도 데이터베이스를 구축하였으며, 구축된 데이터베이스를 이용하여 입지성에 따른 분석을 통해 1차 적지를 선정하였다. 선정된 몇개의 후보지들 중에서 순위를 결정하기 위해 2차 선정조건으로 접근성, 이용성, 환경성에 따른 가중치를 부여하여 2차 적지를 선정하였다. 또한 이들 모든 세부인자들과 분석과정을 매크로 언어를 도입하여 조정이 가능하도록 함으로서 발주자나 계획가의 선호 및 목적에 따라 입지인자별 변수를 조정함으로써 보다 쉽고 효과적으로 적지를 선정할 수 있도록 하여, 이와 관련된 이해상충의 조정이 가능하도록 하였다. 매크로 언어를 이용한 자동변수조정에 따른 적지분석은 기존의 적지 분석과 비교해 더 효과적이고 합리적인 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

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한국 육수학 연구지 분포의 메타분석과 연구자 네트워크 변화: 1968~2017 (Meta-analysis of Site Distribution and Researcher Network of the Korean Society of Limnology: 1968~2017)

  • 김지윤;주기재;도윤호
    • 생태와환경
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    • 제51권1호
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    • pp.124-134
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    • 2018
  • 지난 50년간 출판된 한국 육수학 논문의 연구정보와 야외조사지 정보를 공간적으로 정리하여 분포 특성과 주제별 경향을 파악하고 연구자 네트워크 변화를 분석하였다. 1968년부터 2016까지 출판된 육수학 논문을 분류한 결과 수질환경과 생물 군집 수준의 연구가 높은 비율로 진행된 것을 확인할 수 있었다. 생물 분류군으로는 식물플랑크톤, 어류, 저서무척추동물, 동물플랑크톤, 수생식물 순으로 연구대상 빈도가 높았다. 1970~80년대에 생물상과 발생 생리학에 관련된 연구가 다수 발표되었고 영양단계, 모델, 보전, 평가 등의 연구주제들은 시간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 수질과 플랑크톤 연구는 정수와 유수환경에서 유사한 수준의 연구 비율을 보였으나 저서무척추동물과 어류는 유수환경에서의 조사가 많았다. 일반적으로 하천과 저수지의 분포양상에 따라 국내 육수학의 야외조사지도 증가하는 경향을 확인할 수 있었으나 상대적으로 본류 상류하천에 대한 조사지 밀도가 낮았던 것으로 확인되었다. 연대별로는 1970년대에 도심지 본류와 상수원으로 이용하는 인공호수에 집중된 분포 형태를 보였으나 이후 다양한 담수서식처로 확대되는 경향을 보였다. 육수학에 관련된 연구자 네트워크도 점차 확대되어 연구자 관계 밀도가 증가한 것으로 파악되었으며, 특히 다양한 연구지원 증가로 인한 대학과 기관 사이의 공동연구 형태가 확대되었다.

오염-유해시설의 경제적 영향 : 메타분석 (The Economic Impact of Contaminated and Noxious Sites : A Meta Analysis)

  • 원두환
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제17권1호
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    • pp.165-196
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    • 2008
  • 본 연구는 지역적인 오염 및 유해시설원의 경제적 영향에 대한 메타분석이다. 헤도닉 방법 또는 진술선 선호방식을 이용해서 경제학자들은 비환경적 시설과 오염시설로 인한 경제적 영향 분석과 그런 시설의 제거로 인해서 실현되는 편익을 부동산가격 변동을 통해서 연구해왔다. 환경에 대한 공적 또는 민간 투자에 대한 정책 지원을 위해서, 이런 연구들의 목적은 정책결정자에게 환경개선과 오염시설 제거로 인해 발생하는 편익에 대해서 정보를 제공하기 위함이었다. 하지만 각 연구들의 결과는 매우 상이하게 달랐다. 그러나 이런 다른 결과가 나타나게 되었는지에 대한 체계적인 연구는 아직 없다. 이 연구는 메타분석법을 이용하여 기존 연구들에 왜 차이점이 나타나는지에 대해서 연구하고자 한다. 기존 연구들은 메타분석법에 따라서, 연구 방법론, 오염원의 특성, 오염원 개선계획, 그 밖의 요소로 특성화되었다. 또, 각 연구의 오염시설로 인한 부동산 가격 영향은 부동산 평균가격대비 퍼센트로 표준화되었다. 이원소 분석법과 다원소 분석법, 그리고 로짓 모형을 적용하여 선행연구들을 분석한 결과, 수자원에 기초한 오염원 영향 분석에서 부동산가격의 변동폭이 컸고, 출판된 논문의 연구 결과가 비출판 논문의 결과보다 더 크게 나타났다. 또 로짓분석을 통해서 기존연구들의 통계적 유의성은 오염원 청소에 대한 단계에 따라서 변한다는 것을 발견하였다.

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MT 탐사자료의 해석에서 AMT 대역 자료의 효용성 (Use of Audio-Band on the Interpretation of Magnetotelluric Data)

  • 이태종;이성곤;송윤호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제9권4호
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    • pp.261-270
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    • 2006
  • 제주도 중산간 지역에서 자기지전류(MT) 및 가청주파수대역 자기지전류(AMT) 탐사자료를 얻고 이를 이용하여 2차원 역산을 수행하였다. 일본 Kyushu에 원거리 기준점을 설치, 운용하여 양질의 자료획득이 가능하였고 MT 탐사와 동시에 AMT 탐사를 수행함으로써 $10^{-4}{\sim}10^4\;Hz$에 이르는 광대역의 수직탐사 자료를 획득하였다. 2차원 모델링과 현장자료에서 MT 주파수대만을 이용한 경우와 이것에 AMT 주파수대를 포함해서 역산을 수행한 경우를 비교한 결과, 우리나라와 같이 전기비저항이 높은 지질구조에서는 AMT 자료를 함께 얻어 천부의 분해능을 확보하는 것이 심부구조 해석에도 도움이 되는 것으로 나타났다. 두 개의 남-북 방향 측선에 대한 역산결과 제주도에서 특징적으로 나타나는 미고결 퇴적층이 10 ohm-m 내외로 두 개의 측선 전반에 걸쳐 나타났으며 측선 중앙부에서 심부까지 연장된 저비저항 이상대가 존재하는 것으로 나타났다. 그러나 이 저비저항 이상대가 제주도 주변 바다의 영향인지 과거의 화산활동과 관련된 것인지에 대한 해석을 뒷받침해 줄 어떠한 정보도 아직은 확보되지 않아 향후 추가적인 연구가 요구된다.

서해 조석현상에 따른 국지기상 변화가 수도권 오존농도에 미치는 영향 (Impacts of Local Meteorology caused by Tidal Change in the West Sea on Ozone Distributions in the Seoul Metropolitan Area)

  • 김성민;김유근;안혜연;강윤희;정주희
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.341-356
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    • 2019
  • In this study, the impacts of local meteorology caused by tidal changes in the West Sea on ozone distributions in the Seoul Metropolitan Area (SMA) were analyzed using a meteorological model (WRF) and an air quality (CMAQ) model. This study was carried out during the day (1200-1800 LST) between August 3 and 9, 2016. The total area of tidal flats along with the tidal changes was calculated to be approximately $912km^2$, based on data provided by the Environmental Geographic Information Service (EGIS) and the Ministry of Oceans and Fisheries (MOF). Modeling was carried out based on three experiments, and the land cover of the tidal flats for each experiment was designed using the coastal wetlands, water bodies (i.e., high tide), and the barren or sparsely vegetated areas (i.e., low tide). The land cover parameters of the coastal wetlands used in this study were improved in the herbaceous wetland of the WRF using updated albedo, roughness length, and soil heat capacity. The results showed that the land cover variation during high tide caused a decrease in temperature (maximum $4.5^{\circ}C$) and planetary boundary layer (PBL) height (maximum 1200 m), and an increase in humidity (maximum 25%) and wind speed (maximum $1.5ms^{-1}$). These meteorological changes increased the ozone concentration (about 5.0 ppb) in the coastal areas including the tidal flats. The increase in the ozone concentration during high tide may be caused by a weak diffusion to the upper layer due to a decrease in the PBL height. The changes in the meteorological variables and ozone concentration during low tide were lesser than those occurring during high tide. This study suggests that the meteorological variations caused by tidal changes have a meaningful effect on the ozone concentration in the SMA.

오염총량 개념을 적용한 매립장 사후관리종료제도 개선 방안 (Improvement Method for the Post-Management End System of a Landfill by Applying Total Pollutant Load Concept)

  • 천승규;심낙종;전은정;류돈식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.15-23
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    • 2021
  • 오염총량 개념을 반영한 매립장 사후관리종료제도 개선방안을 수도권매립지 제1매립장을 대상으로 적용하여 분석하였다. 매립가스 모델을 통해 분석한 메탄 잔여비율은 총 발생 가능량인 2,521×106 Nm3에 대하여 2020년 8.8%, 2030년 7.0%, 2040년 6.5%이었다. 2020년 이후의 표면발산 메탄량에 2005~2019년의 평균 산화율 89.1%를 적용할 경우, 실제 배출기준 메탄 잔여율은 2020년 1.01%, 2030년 0.76%, 2040년 0.70%로서 2025년 이후 메탄이 전량 표면 발산되어도 2019년 기준 표면 발산량보다 적어 사후관리 종료가 가능하였다. 침출수 수질에 대한 추이분석 결과, BOD는 2024년, COD 2047년, T-N은 2117년경에 배출허용기준을 만족할 수 있을 것으로 추정되었다. 사후관리종료를 배출부하량을 기준으로 변경할 경우 BOD는 현 시점에서 그리고 COD도 수년 내 사후관리종료가 가능하나, T-N의 경우 2041년 이후에나 가능하여 근본적인 관리방식의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.

경기만 염하수로에서의 한강 유량에 따른 담수 영향범위 수치모델링 (Numerical Modeling for Region of Freshwater Influence by Han River Discharge in the Yeomha Channel, Gyeonggi Bay)

  • 이혜민;송진일;김종욱;최재윤;윤병일;우승범
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.148-159
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    • 2021
  • 해수의 유동 및 염분 변화에 대한 재현성이 검증된 3차원 수치모델을 활용하여 한강 유량에 따른 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위를 모의하였다. 염하수로 상류의 입구를 기준으로, 표층에서 28 psu의 염분이 나타나는 지점까지의 거리를 담수가 확산되는 거리로 정의하였으며, 한강으로부터 유출되는 담수 유량을 총 10가지(200~10,000 m3/s)로 구분하여 실험을 구성하였다. 수치모델 결과를 바탕으로, 비선형 회귀분석을 수행하여 유량과 담수 확산 거리에 대한 관계식을 산정하였다. 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위는 한강 유량이 증가함에 따라 최소 강화도 남부 해역부터 최대 영흥도 북부 해역까지 확장된다. 유량과 담수 확산 거리는 비례하는 관계로 산정되었으며, 유량이 증가함에 따라 담수 확산 거리의 증가율은 점차적으로 감소하였다. 본 연구에서 산정한 관계식을 바탕으로 특정시기의 월 평균 한강 유량을 이용하여 염하수로에서의 담수 확산 거리를 추정할 수 있다. 이를 통해, 급격한 담수유출에 의한 수질 및 생태학적인 피해와 관련된 문제에 대응 및 예측할 수 있을 것으로 기대한다.

불투수면 저감기법의 유출량 및 오염부하량 저감 효과 분석 (Analysing the effect of impervious cover management techniques on the reduction of runoff and pollutant loads)

  • 박형석;최환규;정세웅
    • 환경영향평가
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    • 제24권1호
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    • pp.16-34
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    • 2015
  • 불투수면(IC)이란 빗물 등의 강수가 토양 속으로 침투할 수 없는 포장 지역이라 정의할 수 있으며, 일반적으로 도시화 과정에서 형성되는 불투수면은 주로 도로(Drive way), 인도(Sidewalk), 주차장(Parking lot), 건물의 지붕(Roof) 등의 형태로 나타난다. 불투수면의 증가는 유출계수를 증가시켜 강수의 침투량 및 지하수 수위를 감소시킨다. 이로 인해 홍수기에 직접 유출량과 홍수피해를 증가시키고, 갈수기에는 하천의 건천화를 유발하여 수생태계를 악화시킨다. 미국 환경부에서는 불투수면을 저감하기 위한 주요정책으로 LID(Low Impact Development) 또는 GI(Green Infrastructure)의 도입을 제시하고 있다. 본 연구에서는 도시 유역의 강우-유출 및 수질 해석을 위해 SWMM모형을 구축하고, 도시 유역의 대표적인 토지이용 유형에서 불투수면 영향 저감을 위한 다양한 LID 기법을 적용하고 그 효과를 평가하였다. 모형의 보정기간은 2009년 7월 17일, 검정기간은 2009년 8월 11일이며, 강우유출발생시 측정한 실측 데이터를 사용하여 검 보정을 하였다. 아파트, 학교, 도로, 공원 등으로 구성된 복합용지에 투수성 포장(Pervious cover)과 옥상녹화(Green roof)기법을 단계별로 적용하고 유출량 및 오염부하 저감에 미치는 영향을 모의한 결과, 유역 내 불투수면이 투수면으로 전환되는 비율이 증가함에 따라 강우시 발생하는 유출량과 오염물질 부하량의 저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히, 건물 옥상 녹화 및 주차장과 도로에 투수성 포장을 적용한 경우, 총 유출량은 15~61 %의 저감효과를 보였으며, 오염부하량에 대해서는 TSS 22~72 %, BOD 23~71 %, COD 22~71 %, TN 15~79 %, TP 9~64 %의 저감효율을 나타냈다.

활성슬러지 공정을 위한 모델링과 지능제어의 적용 (Modeling and Intelligent Control for Activated Sludge Process)

  • 천성표;김봉철;김성신;김창원;김상현;우혜진
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.1905-1919
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    • 2000
  • 활성슬러지 공정에 기반을 둔 연속식반응기는 시스템이 가진 고유한 비선형성뿐만 아니라 계절, 기후 등의 환경변화에 따른 유입수의 유량 및 특성 등의 외부적인 조건의 변화를 고려하여 제어하여야 한다. 수학적 모델링 과정에서 고려하지 못했거나 무시되었던 부분을 포함한 시스템에 관련된 특징과 한정된 공간에서 기본적인 제어방법에 의한 현재의 운전방법을 고려하여 불 때 활성슬러지 공정은 개선할 수 있는 여지가 많다. 또한 숙련된 운전자의 지식을 구현할 수 있는 지능제어기법을 적용하여 전체적인 공정의 효율 향상을 도모할 수 있다. 제어방법의 적용에 앞서 제어대상공정인 활성슬러지 공정을 분석하여 이를 $Matlab^{(R)}5.3/Simulink^{(R)}3.0$을 이용하여 연속식반응기 모델을 구현하였다. IWA(International Water Association)와 COST(European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research)에서 제시한 정상상태의 유입수 특성을 이용하여 모델의 정확성을 검증하였다. 본 논문에서는 이미 현장에서 사용중인 제어기법의 구현 및 성능 평가뿐만 아니라 다양한 고급제어기법들을 적용하여 새롭게 제안한 제어기법들이 실제 폐수처리장에 적용가능한지 여부를 검증하였다. 제어방법으로는 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 비례-적분-미분제어기(Proportional-Integral-Derivative Controller; PID controller)와 PID제어기가 가진 장점과 퍼지 논리 제어기법이 가진 장점을 결합함과 동시에 제어기의 성능 향상 및 경제성을 높일 수 있는 퍼지 PID이득 조절기(fuzzy PID gain tuner)와 퍼지 셋포인트 변환기(fuzzy setpoint changer)를 적용하여 봄으로써 외란에 대해 강인한 제어기 설계의 가능성을 검증하였다.

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3D 프린트를 활용한 자기공명영상검사 보조기구 제작 (Making Aids of Magnetic Resonacnce Image Susing 3D Printing Technology)

  • 최우전;예수영;김동현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.403-409
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    • 2016
  • MRI검사는 조직의 대조도가 우수하여 근골격계 진단에 유용한 검사방법이다. 근골격계 검사 시 환자상태에 따라 보조기구가 이용되는 보조기구의 종류가 다양하지 않을 뿐 아니라 비용도 비싸다. 이에 본 연구는 3D 프린팅 기술의 활용하여 MRI 검사 보조기구를 제작하였다. 보조기구 제작과정으로는 3D 모델링(3D MAX.2014, Fusion360)을 사용해 STL파일로 변환 후 슬라이싱 프로그램(Cubicreater 2.1ver., Cura 15.4ver)을 통해 G-code로 변환시킨 후 FDM방식의 프린트(Cubicon Style, MICRO MAKE)로 출력하였다. 출력물이 MRI영상에 미치는 SNR을 평가하기 위해 FDM에서 사용하되는 PLA, ABS, TPU를 두께 3mm로 된 Water Phantom 케이스를 제작하여 case 사용 전, 후를 시험을 실시하여 비교하였으며, 보조기구 사용 전, 후의 임상영상을 정성적으로 평가 하였다. 영상을 획득하여 나타난 Warter Phantom의 SNR은 T1 NON $123.778{\pm}28.492$, PLA $123.522{\pm}28.373$, ABS $124.461{\pm}25.716$, TPU $124.843{\pm}27.272$ 로 평가되었다. T2 NON $127.421{\pm}26.949$, PLA $124.501{\pm}2 7.768$, ABS $128.663{\pm}26.549$, TPU $130.171{\pm}25.998$ 로 평가되었다. 그 결과 통계 적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 보조기구의 사용 전, 후의 임상영상 평가 결과 고식적 방법 $3.20{\pm}0.88$, 보조기구 사용 $3.95{\pm}0.76$ 으로 보조기구 사용 후 영상의 질이 향상되었다. 향후 3D프린팅을 이용한 보조기구의 제작은 임상적으로 사용이 가능할 것으로 생각되고, 환자들의 검사 시 보다 안전하고 편안한 보조기구제작을 할 수 있어 기존에 쓰이는 보조기구의 문제점들을 개선하는 대안이 될 것으로 전망된다.