• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.13-21
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• 1987

합리적인 수질관리를 위하여 여러가지 수질관리정책들을 수질과 비용의 측면에서 평가하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구의 대상지역은 서울동북부의 중랑천유역으로 하였으며, 용존산소를 수질지표로 하였다. 과학적인 분석을 위하여 수질예측모형인 QUAL2E와 최적화기법의 하나인 선형계획법을 사용하였다. 중랑천에 가상의 처리장을 설치하여 점오염원을 처리함으로써 수질을 개선하도록 하였으며, 수질기준의 변화에 따른 유역내 처리장의 총비용을 검토하였다. 연구결과에 의하면 여름기간에 중랑천에서 유지할 수 있는 용존산소량(DO)은 3.5mg/l 정도였다. 그러나 오염이 심한 지역의 수질기준을 3.0mg/l로 고정할 경우, 그 외의 지역에서는 4 개의 처리장을 설치하여 5.0mg/l 이상의 DO도 유지시킬 수 있었다. 처리자간의 평등성에 따른 정책비교에 의하면, 균등처리(UT)인 경우(\$24.8{\times}10^8$)가 최소비용(LC)의 경우(\$22.9{\times}10^3$)보다 더 많은 처리비용이 소용되었다. 그리고 LC보다 더 공평한 방법인 지역별 균등처리(ZUT)의 경우(\$23.0{\times}10^8$)는 거의 차이가 없어, 적은 비용의 증가로도 평등성(Equity)을 높일 수 있는 중랑천의 지역적 특성을 발견하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.18-18
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• 2011

Climate change is impacting and will increasingly impact both the quantity and quality of the world's water resources in a variety of ways. In some areas warming climate results in increased rainfall, surface runoff, and groundwater recharge while in others there may be declines in all of these. Water quality is described by a number of variables. Some are directly impacted by climate change. Temperature is an obvious example. Notably, increased atmospheric concentrations of $CO_2$ triggering climate change increase the $CO_2$ dissolving into water. This has manifold consequences including decreased pH and increased alkalinity, with resultant increases in dissolved concentrations of the minerals in geologic materials contacted by such water. Climate change is also expected to increase the number and intensity of extreme climate events, with related hydrologic changes. A simple framework has been developed in New Zealand for assessing and predicting climate change impacts on water resources. Assessment is largely based on trend analysis of historic data using the non-parametric Mann-Kendall method. Trend analysis requires long-term, regular monitoring data for both climate and hydrologic variables. Data quality is of primary importance and data gaps must be avoided. Quantitative prediction of climate change impacts on the quantity of water resources can be accomplished by computer modelling. This requires the serial coupling of various models. For example, regional downscaling of results from a world-wide general circulation model (GCM) can be used to forecast temperatures and precipitation for various emissions scenarios in specific catchments. Mechanistic or artificial intelligence modelling can then be used with these inputs to simulate climate change impacts over time, such as changes in streamflow, groundwater-surface water interactions, and changes in groundwater levels. The Waimea Plains catchment in New Zealand was selected for a test application of these assessment and prediction methods. This catchment is predicted to undergo relatively minor impacts due to climate change. All available climate and hydrologic databases were obtained and analyzed. These included climate (temperature, precipitation, solar radiation and sunshine hours, evapotranspiration, humidity, and cloud cover) and hydrologic (streamflow and quality and groundwater levels and quality) records. Results varied but there were indications of atmospheric temperature increasing, rainfall decreasing, streamflow decreasing, and groundwater level decreasing trends. Artificial intelligence modelling was applied to predict water usage, rainfall recharge of groundwater, and upstream flow for two regionally downscaled climate change scenarios (A1B and A2). The AI methods used were multi-layer perceptron (MLP) with extended Kalman filtering (EKF), genetic programming (GP), and a dynamic neuro-fuzzy local modelling system (DNFLMS), respectively. These were then used as inputs to a mechanistic groundwater flow-surface water interaction model (MODFLOW). A DNFLMS was also used to simulate downstream flow and groundwater levels for comparison with MODFLOW outputs. MODFLOW and DNFLMS outputs were consistent. They indicated declines in streamflow on the order of 21 to 23% for MODFLOW and DNFLMS (A1B scenario), respectively, and 27% in both cases for the A2 scenario under severe drought conditions by 2058-2059, with little if any change in groundwater levels.

• 환경정책연구
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• 제13권2호
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• pp.21-38
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• 2014

지구의 온난화로 인하여 기온이 상승하고 이에 대응하여 수온 증가가 감지되고 있다. 하천의 수온 변화는 수질과 생태계, 특히 용존산소변화와 생물체의 이동으로 이어진다. 기온 변화가 하천의 수질과 생태 환경에 미치는 영향을 추정하기 위해서 수온 상승의 시기와 하천 어종에 대한 이해가 필요한데 이를 위하여 미래의 수온을 예측할 필요가 있다. 환경부 산하 국립환경과학원에서 설치한 국가수질관측망 자료와 기상청 기상관측소의 기온 자료를 활용하여 기온-수온 비선형 상관관계모형을 구축하였다. 기온-수온 대표 관계인 비선형 로지스틱(Logistic) 함수에 포함된 4개의 매개변수를 결정하기 위하여 SCE최적화 기법을 이용하였다. 기온-수온 상관관계는 시간규모에 따른 최대 온도와 최소 온도에 차이가 있으나 수질 또는 생태 반응의 적당한 시간규모에 해당하는 주 평균 온도를 이용하여 분석하였다. 전반적으로 우리나라 하천의 기온-수온 관계는 선형보다는 비선형 모형에서 NSC와 RMSE가 더 우수하여 비선형 모형이 적합한 것으로 나타났다. 연구 결과는 미래의 기온 상승 변화에 반응하는 수질, 수문 및 생태반응에 대비하여 공학기술자 또는 정책입안자에게 적절한 기후변화 대책 방향을 설정하는 데 지침을 제공할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.245-255
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• 2022

수질 보호를 위한 정기 계획을 세우는 과정에서 다양한 지표를 이용해 수자원의 수질 추이를 평가하는 일이 필요하며 이는 수역 관리에서 널리 사용하는 방법이다. 본 연구에서는 1995년부터 2020년까지 이란 대수층의 수질 매개변수 자료를 수집, 검토하고, 통계적으로 검증하여 연도별 구획도를 만들었다. 이를 위해 지리정보체계(GIS), 거리 반비례 가중법(IDW), 방사 기저함수(RBF), 포괄 선형 보간법(GPI), 단순, 일반, 범용의 세 유형을 포함하는 Kriging과 Co-Kriging기법을 이용하였다. 이어 최소 불확실성과 최소 구획 오차에 ASE와 RMSE를 포함하는 두 값의 근접도를 더한 것을 최적 모델로 선택하였다. 마지막으로 각 매개변수에 대해 선택한 복합 모델을 Schuler와 Wilcox 지수와 조합하여 구획화했다. 이란의 지하 수자원에 대한 종합평가 결과는 수자원의 59%는 농업용수로, 39.86%는 음용수에 부적합한 등급으로 분류되어 이란 지하수 수질이 위기에 처해 있음을 보여주었다. 마지막으로 추출 결과를 검증하기 위해 지하 수질 지수(GWQI)로 수질의 공간 변화를 평가한 결과 이란의 대수층이 적은 수위변화에도 매우 민감하며 지하수 양도 매우 부족하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.236-246
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• 2014

농약은 작물을 보호하기 위하여 사용되지만 환경을 오염시키는 원인이 되기도 한다. 그러므로 농약의 물리화학적 특성, 독성 자료 및 환경행적 자료를 통해 위해성 평가를 수행하여 안전하게 관리가 가능하다면 등록이 결정된다. 환경중 행적을 예측하기 위해 우리나라의 기상자료, 작물 재배력 및 토양통을 이용하여 butachlor, iprobenfos, carbofuran, tebuconazole을 대상으로 수계 중 잔류농도를 추정하였다. 예측모형으로 과수용 농약은 PA5를, 벼재배용 농약은 RICEWQ와 SCI-GROW를 이용하였다. 수계모니터링에서 butachlor와 iprobenfos의 최대값은 예측모형의 peak 농도보다 낮았고 최소값은 예측모형의 연평균농도보다 낮아 RICEWQ를 벼 재배환경 중 잔류농약의 농도 추정에 이용할 수 있음을 확인하였다. 토양흡착계수가 낮은 carbofuran은 RICEWQ와 SCI-GROW에 적용시 지표수계보다 지하수로의 이동량이 훨씬 많은 것으로 산출되어 RICEWQ는 지하수로의 수계노출농도를 예측하기에는 적절하지 못하였다. 수계 모니터링에서 과수용 농약인 tebuconazole이 검출되지 않아 예측모형으로 산출한 값과 비교하기 어려웠으나 수계를 통한 잔류농약의 추정에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.247-263
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• 2008

A two-dimensional (2D) reservoir hydrodynamics and water quality model, CE-QUAL-W2, is employed to simulate the hydrothermal behavior and density current regime in Andong Reservoir. Observed data used for model forcing and calibration includes: surface water level, water temperature, dissolved oxygen and suspended solids concentration. The model was calibrated to the year of 2003 and verified with continuous run from 2000 till 2004. Without major adjustments, the model accurately simulated surface water levels including the events of large storm. Deep-water reservoirs, like Andong Reservoir, located in the Asian Monsoon region begin to stratify in summer and overturn in fall. This mixing pattern as well as the descending thermocline, onset and duration of stratification and timing of turnover phenomenon were well reproduced by the Andong Model. The temperature field and distinct thermocline are simulated to within $2^{\circ}C$ of observed data. The model performed well in simulating not only the dissolved oxygen profiles but also the metalimnetic dissolved minima phenomenon, a common1y occurring phenomenon in deep reservoirs of temperate regions. The Root Mean Square Error (RMSE) values of model calibration for surface water elevation, temperature and dissolved oxygen were 0.0095 m, $1.82^{\circ}C$, and $1.13\;mg\;L^{-1}$, respectively. The turbid storm runoff, during the summer monsoon, formed an intermediate layer of about 15 m thickness, moved along the metalimnion until being finally discharged from the dam. This mode of transport of density current, a common characteristic of various other large reservoirs in the Asian summer monsoon region, was well tracked by the model.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권2호
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• pp.221-228
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• 2013

This study was performed to evaluate the effects of various levels of mungbean flour (MF) (0-2.4%) on the quality characteristics of pork model sausages (PMS) in experiment 1 and also select the optimum level of MF to enhance the water retention and gelling properties of low-salt PMS (LSPMS) with or without microbial transglutaminase (MTGase) in experiment 2. In experiment 1, the addition of MF did not affect pH, chemical compositions (fat and moisture contents), color values, and functional properties (expressible moisture, EM (%) and cooking yield, CY (%)) of PMS. However, the addition of MF increased the chewiness of PMS and hardness if the mungbean flour at the level of more than 1.2% was incorporated. Since the interaction between the microbial transglutaminase (MTGase) treatment and MF level was not significant (p>0.05), data were pooled by different factors (MTGase treatment and MF level) in experiment 2. MF improved the water binding ability and textural springiness of LSPMS. On the other hand, MTGase treatment decreased the pH and cooking yield (%) of LSPMS, but increased most textural properties. In conclusion, the addition of MF could enhance the water retention and textural properties of PMS and LSPMS, regardless of MTGase, when it was added to over 1.2%. Based on these results, mungbean protein may interact with MTGase on the low-salt comminuted meat systems. Therefore, further study might be needed to understand the mechanisms of interaction between MTGase and functional components induced from MF.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.9-17
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• 2016

본 연구에서는 화학 혼화제 성능에 따른 2성분계 콘크리트의 품질특성을 평가하기 위하여 화학 혼화제의 감수 성능 3수준(0%, 8% 및 16%) 및 물-시멘트비 3수준(40%, 45% 및 50%)에 따른 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 사용한 2성분계 콘크리트 배합을 제조하였다. 신뢰성 확보를 위하여 콘크리트 배합은 3회 반복실험을 실시하였다. 실험결과, 화학 혼화제 성능에 따른 압축강도는 약 20% 이상의 압축강도 차이가 발생하였으며, 화학 혼화제의 성능이 콘크리트 품질에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 화학 혼화제의 성능의 영향을 반영한 압축강도 예측 모델식을 도출하였으며, 85% 이상의 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권3호
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• pp.9-24
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• 2022

Currently, a vast amount of hydrologic data is accumulated in real-time through automatic water level measuring instruments in agricultural reservoirs. At the same time, false and missing data points are also increasing. The applicability and reliability of quality control of hydrological data must be secured for efficient agricultural water management through calculation of water supply and disaster management. Considering the characteristics of irregularities in hydrological data caused by irrigation water usage and rainfall pattern, the Korea Rural Community Corporation is currently applying the Hampel filter as a water level data quality management method. This method uses window size as a key parameter, and if window size is large, distortion of data may occur and if window size is small, many outliers are not removed which reduces the reliability of the corrected data. Thus, selection of the optimal window size for individual reservoir is required. To ensure reliability, we compared and analyzed the RMSE (Root Mean Square Error) and NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient) of the corrected data and the daily water level of the RIMS (Rural Infrastructure Management System) data, and the automatic outlier detection standards used by the Ministry of Environment. To select the optimal window size, we used the classification performance evaluation index of the error matrix and the rainfall data of the irrigation period, showing the optimal values at 3 h. The efficient reservoir automatic calibration technique can reduce manpower and time required for manual calibration, and is expected to improve the reliability of water level data and the value of water resources.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권1호
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• pp.212-225
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• 2015

In order to preserve the quality of fresh water in the artificial lake after the reclamation of an intertidal flat at the mouth of a river, we suggest two novel methods of water purification by using tidal potential energy and an enclosed permeable embankment called an utsuro (Akai et al., 1990) in the reclaimed region. One method uses an inflatable bag on the seabed within an utsuro, while the other uses a moored floating barge out of a dyke. Each case employs a subsea pipe to allow flow between the inside and outside of the utsuro. The change in water level in the utsuro, which is pushed through the pipe by the potential energy outside, caused circulation in the artificial lake. In this paper, we analyzed the inflatable bag and floating barge motion as well as the pipe flow characteristics and drafts as given by a harmonic sea level, and compared the theoretical value with an experimental value with a simple small model basin. The numerical calculation based on theory showed good agreement with experimental values.