• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.903-913
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• 2021

홍수기 하천에서 유량측정은 예산, 인력, 안전 및 측정 시 편의성 등의 이유로 측정에 제한이 많다. 특히, 태풍 등으로 인한 호우사상 발생 시 위와 같은 문제로 홍수량 측정에 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 드론(Drone)과 전자파표면유속계(Surface velocity doppler radar)의 기능을 조합하여 최소 인력으로 짧은 시간에 간편하고, 안전하게 홍수기에 하천유량을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존 드론을 이용한 유량측정 연구에서 도출된 바람, 강우 등 기상 요인에 의한 드론의 기계적인 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 IP56 등급의 방진·방수 성능, 최대 36 km/h의 풍속에서 안정적인 비행능력과 최대 10 kg을 탑재할 수 있는 드론을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 측정에 있어서 주요 제약 요소인 진동을 제거하기 위해 드론과 전자파표면유속계를 결합하는 댐퍼플레이트를 개발하였다. 이들 비행장비와 유속계를 결합시킨 유속계 DSVM (Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar)을 제작하였으며, 봉황천(금강 제1지류)에 위치한 금산군(황풍교)지점에서 DSVM을 운용하여 홍수량을 측정한 결과 ±3.5%의 오차가 발생하였다. 또한 측정된 표면유속으로부터 평균유속을 산정할 때 정확도 향상을 위해 ADCP를 이용하여 동시 측정하고, 평균유속을 비교하여 평균유속환산계수(0.92)를 산정하였다. 본 연구에서는 드론과 전자파표면유속계를 결합해 측정한 유량과 ADCP 및 봉부자를 이용해 측정한 유량을 비교하고, DSVM의 적용 및 활용 가능성을 확인하였다.

• Spatial Information Research
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• 제12권1호
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• pp.13-27
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• 2004

금강의 중ㆍ상류부에 위치한 인공호수인 대청호 유역의 경우, 최근 급격한 인구증가와 물자생산, 그리고 이들의 결과로 인한 각종 오염물질의 증가로 수질보전과 관리에 심각한 문제가 야기되고 있으므로, 이에 대한 집중적인 수질관리가 요구된다. 이들 문제를 해결하기 위하여 지난 수년간 많은 연구가 수행되었지만 근본적인 해결의 실마리를 찾지 못하고 있다. 뿐만 아니라, 현재 수행되고 있는 수질관리가 미흡한 것으로 나타나고 있어 이를 보완할 새로운 관리기법의 도입이 시급히 요구되고 있지만 이에 대한 체계적인 기술축적과 자료 및 경험의 부족으로 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 연구는 WASP5 모형을 이용하여 대청호의 수질을 해석하고 GIS와 연계시켜 수질관리시스템을 구축함으로서 효율적이고 과학적인 수질관리가 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다. WASP5 모형을 대청호의 실측치와 비교하여 모형의 보정과 검증을 수행하였고, 수질관리시스템 구축을 위한 GIS와의 연계는 ArcView의 Avenue를 이용하여 구성하였다. Avenue를 통한 다양한 메뉴 구성 및 이를 통한 모의수행은 사용자 요구나 편의에 맞게 손쉽게 처리할 수 있도록 구성하였다. 따라서, GIS 환경하에서 실제적이고 효율적인 수질관리 뿐만 아니라 장래수질의 예측도 가능하기 때문에 대청호 이외에 다른 유역에 대한 활용성도 매우 높을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.637-644
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• 2016

본 연구에서는 낙동강수계 다목적댐의 용수공급능력을 재평가해보고, 감소된 공급능력을 보완하기 위한 방안으로 '보'를 포함한 용수공급능력과 연계운영 방안을 검토하였다. 연구 대상은 낙동강 5개 다목적댐(안동, 임하, 합천, 남강, 밀양)과 8개 보(상주, 낙단, 구미, 칠곡, 강정고령, 달성, 합천창녕, 창녕함안)로 하였다. 먼저, 기존댐의 용수공급능력 재평가는 각 댐의 설계당시 평가 기준을 준용하여 HEC-5로 모의하였으며, 입력 자료는 준공 이후 각 댐별로 축적된 유입량 자료를 활용하였다. 모의 결과, 3개 댐의 공급능력이 73~87% 수준으로 감소했음을 확인할 수 있었다. 보를 포함한 용수공급능력의 효과를 확인하기 위해서, 각 댐별 모의, 댐간 연계운영 모의, 댐-보 연계운영 모의 등 세가지 case에 대해 HEC-ResSim 모형을 활용하여 비교 검토하였다. 이수안전도 95%를 적용하기 위해 20개년(1992~2011년) 중 1회 물부족을 허용하는 것으로 하였으며, 보는 축적된 유입량 자료가 없어, 전국유역조사(국토교통부)의 장기유출 모의자료(PRMS)에 댐 방류량 자료를 결합하여 활용하였다. 연계운영 모의시 왜관 수위표 지점을 기준으로 낙동강 상 하류를 구분하여 연계운영 네트워크를 구성하였다. 3가지 case에 대한 모의 결과, 댐별 운영시 24억$m^3$/년, 댐간 연계운영시 26억$m^3$, 댐-보 연계운영시 27억$m^3$/년의 용수공급이 가능한 것으로 평가되었다. 즉, 보를 포함하여 용수공급을 할 경우 연간 1.2억$m^3$ 가량의 추가 공급이 가능하여, 댐 설계당시 용수공급 계획량(27억$m^3$/년)과 같은 수준의 공급이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.263-275
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• 2017

고정확도의 도시침수 모의를 위해서는 물리적 개념에 기반한 통합적 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 Lee et al. (2015)이 개발한 1차원 하수관망, 2차원 범람 모형의 국내 적용성을 검토하고, 과거 도시 홍수 사상의 침수 원인 분석을 수행하였다. 본 모형은 이중배수 개념에 기반하여 멘홀 대신 집수구를 지표면과 하수관망 사이의 교환유량 산정 지점으로 이용하므로 보다 실제와 유사하게 침수 과정을 모의할 수 있을 뿐 아니라 지표면 범람 해석시 건물에 의한 차단 효과를 고려할 수 있다. 개발된 모형의 적용성은 서울 사당 유역에서 발생한 침수 사상에 대해서 재현 모의를 통해 검증하였다. 적용 결과, 본 연구에서 개발된 모형은 실제 침수 피해 영역을 실제와 유사하게 모의 하였을 뿐만 아니라 침수 원인을 보다 자세히 분석할 수 있는 장점을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.599-612
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• 2004

유역규모의 장기 유출모형인 SWAT은 다양한 토지이용을 고려할 수 있는 장점이 있는 반면, 도시지역에 대한 배수특성을 충분히 고려할 수 없는 단점을 가지고 있다. 반면, 세계적으로 도시지역의 유출현상 규명에 널리 이용되는 SWMM 모형은 도시지역의 지표면 특성과 배수특성을 모두 고려할 수 있는 장점이 있는 반면 유역 내 도시지역 이외의 토지이용에 대한 고려가 힘들다는 단절이 있다. 본 연구에서는 두 모형의 장점을 살리고, 단점을 보완한 SWAT-SWMM 결합모형을 경안천내 오산천 유역에 적용하였다. 이로부터 SWAT-SWMM 결합모형에 대한 모식결과와 SWAT 모형에 의한 모의결과를 증발산, 지표면유출량, 토양으로부터의 유출량, 유역 및 하도 유출량 등 수문성분별로 비교ㆍ평가하였고, 두 모형의 수문성분별 유출모식의 특징에 대하여 논의하였다

• 한국물환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.572-579
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• 2017

Increased impervious surface caused by rapid urbanization serves to produce the discharge of non-point source pollutants such as total suspended solid (TSS). There exist various methods of removing TSS, including a filtration process using granular media (a well-known method to be practically used after the consideration of removal efficiency, clogging, and backwashing efficiency). To determine the TSS removal capability of the filter, we initially performed lab-scale experiments which assessed flow rates, influent concentrations, permeability co-efficients, the particular shapes of suspended solids and potential clogging, and also evaluated TSS removal efficiency when applied to filtration facility in a pilot-scale. In low filtration flux condition, the removal efficiency of suspended solids was more than 95 %, while decreased to 83% in high filtration flux. Regarding the clogging aspect of the experiment, total cumulative solids were loaded up to $19.15kg/m^2$, and TSS removal efficiency was noted to commence to decrease when the loaded solids exceeded $9.0kg/m^2$. It was also noted, however, that superior efficiency was maintained for six hours. In addition, for pilot-scale experiment, the removal efficiency was still high enough (83.4 %) for the solid concentration of 140 ~ 343 mg SS/L and after backwashing, head loss was recovered to 92 ~ 95 % during two hour filtration. With these results, It was confirmed that lifetime of the filter applied to the test was prolonged due to the high treatment efficiency and good backwashing efficiency for the cumulative solids load.

• 한국환경농학회지
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• 제20권3호
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• pp.143-149
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• 2001

침전지를 갖는 접촉산화수로 시스템을 이용한 수질 정화효과를 2000년 9월부터 11월까지 조사하였다. 본 시스템은 노즐로 폭기하여 플라스틱여재의 표면에서 오염물질과 공기를 접촉시켜 물을 정화하기 위한 시설이다. 1차 침전지의 수리학적 체류시간은 60분이며, 여기에서는 물속에 있는 오염물이 침전되고 침전물은 바닥에 설치한 배수암거로 배출되도록 설계하였다. 산화수로의 유량, 수리학적 체류시간, 길이는 각각 $200\;m^3/day$, 90 min, 20 m이다. 산화수로에는 플라스틱 접촉여재를 채웠다. 탈질소를 위한 무산소 조건이 확보되지 않았기 때문에 T-N의 처리효율은 다른 수질항목에 비해 낮았다. 그러나 이 처리시스템에서 SS는 $25.0%{\sim}89.6%$, BOD는 $75.0%{\sim}91.5%$, T-P는 $44.3%{\sim}95.3%$의 처리효율을 나타냈다. 이 실험의 결과는 본 연구에서 고안된 침전접촉 산화수로 시스템의 저수지나 수로에서의 수질정화 가능성을 보여주고 있다.

• 대한지리학회지
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• 제38권1호
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• pp.16-31
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• 2003

본 연구에서는 영산강과 섬진강의 유역을 대강으로 하천수질 환경관리에 가장 중요한 인자로 간주되는 종합적 수질지표(WQI)와 비유달부하량에 대한 개념을 도입하여 유역별 수질환경을 파악하였으며. 하천수질 형성에 영향을 미치는 인위적인 요인을 규명하였다. 영산강 유역의 비유달부하량은 8.34∼97.25kg/day/$\textrm{km}^2$로 나타났으며. 고막원천과 광주천유역에서 각각 97.25kg/day/$\textrm{km}^2$. 86.06kg/day/$\textrm{km}^2$로 높게 나타났다. 섬진강 유역의 비유달부하량은 10.98∼19.51kg/day/$\textrm{km}^2$로서. 오염 기여도가 높은 유역이 없는 것으로 밝혀졌다. WQI는 영산강 유역에서 1.36∼3.45인 반면에 섬진강 유역에서는 0.5~1.47로 비교적 낮은 수질 오염도를 나타냈다. 유역의 종합적 환경관리를 위해서는 유역별 오염 발생량과 하천 자정능력을 고려한 하천의 오염물질 수용한계에 대한 분석이 전제되어야 하며, 본 연구에서 제시한 비유달부하량은 오염물질 수용한계에 대한 기초 자료로서 그 가치가 있다고 볼 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권12호
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• pp.1029-1038
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• 2010

우리나라는 기상학적으로 연중 총강수량의 약 2/3가 6~9월에 편중해서 내리고 있고, 지형적으로 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 경사가급해 수해를 입을 가능성이매우 크다. 또한 산업화 및 도시화로인해 불투수층의 증가로 강수량의 대부분이 직접유출로 기여해 강우초기에 노면상의 오염물질을 급속히 하천으로 이동시켜 오염을 가중시키고 있다. 특히 위락시설지역은 도시화에 따른 인구집중으로 지역민들에게 휴식공간 및 공원기능의 제공으로 비점오염원의 이동능력도 증가하여 수질관리가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구는 위락시설지역의 비점오염원 유출특성분석을 위해 SOM(Self-Organizing Map) 이론을 도입하여 시험유역에서 측정된 유출 및 BOD, TOC자료에 대해 패턴분류를 수행하여 분할구역별 자료의 특성을 분석하였다. 그 결과 BOD 농도는 4개 TOC 농도는 각각 4개, 6개 분할구역으로 구분되었으며 BOD 농도의 경우 Cluster1과 Cluster2가 TOC 농도의 경우 Cluster4와 Cluster5가 비점오염원 유출 연구에 있어서 매우 중요한 요소인 초기강우 양상을 나타내었다. 또한 유출량 자료 수집과정에서 불가피하게 발생하는 이상치 자료를 정상적으로 측정된 수위와 유출량관계를 통해 추정된 회귀식을 이용하여 보완하여 이상치 자료를 활용하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.345-356
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• 2022

2020년 7월 30일 대전광역시 서구 A 아파트에서 새벽에 발생한 집중호우로 차량 78대와 아파트 2개 동이 침수되어, 사망 1명, 이재민 56명의 피해가 발생하였다. 본 연구에서는 1차원 관거-2차원 지표 흐름(1D-2D) 통합 해석 모형인 H12 모형과 고해상도 지표면 자료를 이용하여 침수 사상을 재현하고, 원인을 분석하였다. 또한, 침수 재해 발생 이후 A 아파트 주위에 설치된 침수방어벽의 침수 방어 효과를 분석하였다. 분석 결과, 좁고 가파른 유역형상, 주변 대비 고도가 낮은 대상 지역의 지형적 요인과 폭우로 인해 상류로부터 급속히 발생한 유출이 하류 저지대에서 배수되지 못해 발생한 침수 재해로 분석되었다. 침수방어벽의 효과를 분석하기 위해 고해상도 지표면 입력자료를 변경하여 침수방어벽 설치 전후를 모의하여 비교한 결과, 설치 후 A 아파트 단지 내 침수 수위가 낮아져 홍수 저감효과가 뛰어난 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 초고해상도 물리 기반 모형을 이용한 침수 원인 분석 및 저감 대책의 정량적 평가가 가능함을 확인하였다.