• 한국물환경학회지
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• 제28권3호
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• pp.375-383
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• 2012

Soil erosion has been emphasized as serious environmental problem affecting water quality in the receiving waterbodies. Recently, Best Management Practices (BMPs) have been applied at a field to reduce soil erosion and its effectiveness in soil erosion reduction has been monitored with various methods. Although monitoring at fields/watershed outlets would be accurate way for these ends, it is not possible at some fields/watersheds due to various limitations in direct monitoring. Thus modeling has been suggested as an alternative way to evaluate effects of the BMPs. Most models, which have been used in evaluating hydrology and water quality at a watershed, could not reflect rainfall intensity in runoff generation and soil erosion processes. In addition, source codes of these models are not always public for modification/enhancement. Thus, runoff-sediment evaluation system using hourly rainfall data and vegetated filter strip (VFS) evaluation module at field level were developed using open source MapWindow GIS component in this study. This evaluation system was applied to Bangdongri, Chuncheonsi to evaluate its prediction ability and VFS module in this study. The NSE and $R^2$ values for runoff estimation were 0.86 and 0.91, respectively, and measured and simulated sediment yield were 15.2 kg and 16.5 kg indicating this system, developed in this study, can be used to simulate runoff and sediment yield with acceptable accuracies. Nine VFS scenarios were evaluated for effectiveness of soil erosion reduction. Reduction efficiency of the VFS was high when sediment inflow was small. As shown in this study, this evaluation system can be used for evaluation BMPs with local rainfall intensity and variations considered with ease-of-use GIS interface.

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.45-51
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• 2015

폴리브롬화 디페닐에테르는 강한 소수성과 큰 분자량을 지닌 물질로 수체에 쉽게 용존되지 않으며, 이로 인해 다른 환경매체에 비해 수환경에 대한 연구는 많지 않다. 그러나 하 폐수처리장으로부터 수환경으로의 질량부하, 침적토에서의 재부유 현상 그리고 부유 입자 및 콜로이드로부터의 분배현상은 무시할 수 없는 영향을 미칠 것이다. 따라서 수환경 중 폴리브롬화 디페닐에테르를 조사하는 것은 중요하면서도 어려운 작업이다. 최근에 수환경에서 소수성물질을 모니터링 할 때의 어려움을 극복하기 위한 방안으로 반투과성막장비와 같은 수동적 시료채취 기법이 사용되고 있다. 수동적 시료채취를 사용하면 시료채취 기간 동안 주변환경인자의 변동을 조절하며 미량으로 존재하는 폴리브롬화 디페닐에테르를 검출하고 장기간에 거쳐 재현성 있는 모니터링 결과를 얻을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 반투과성막장비(SPMD)를 수질 모니터링 장비로서 활용하는 가능성을 확인하고자 하였다. 강둑에서 그랩, 혼합 시료채취법과 SPMD를 적용하여 다양한 수질시료 채취기법에 따른 시간적 변동과 농도 차이를 확인하고 SPMD를 사용하여 폴리브롬화 디페닐에테르의 수환경 중 농도를 예측할 수 있는지 평가하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.260-268
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• 2008

Optical diffuse reflectance sensing has potential for rapid and reliable on-site estimation of soil properties. For good results, proper calibration to measured soil properties is required. One issue is whether it is necessary to develop calibrations using samples from the specific area or areas (e.g., field, soil series) in which the sensor will be applied, or whether a general "factory" calibration is sufficient. A further question is if specific calibration is required, how many sample points are needed. In this study, these issues were addressed using data from 42 paddy fields representing 14 distinct soil series accounting for 74% of the total Korean paddy field area. Partial least squares (PLS) regression was used to develop calibrations between soil properties and reflectance spectra. Model evaluation was based on coefficient of determination ($R^2$) root mean square error of prediction (RMSEP), and RPD, the ratio of standard deviation to RMSEP. When sample data from a soil series were included in the calibration stage (full information calibration), RPD values of prediction models were increased by 0.03 to 3.32, compared with results from calibration models not including data from the test soil series (calibration without site-specific information). Higher $R^2$ values were also obtained in most cases. Including some samples from the test soil series (hybrid calibration) generally increased RPD rapidly up to a certain number of sample points. A large portion of the potential improvement could be obtained by adding about 8 to 22 points, depending on the soil properties to be estimated, where the numbers were 10 to 18 for pH, 18-22 for EC, and 8 to 22 for total C. These results provide guidance on sampling and calibration requirements for NIR soil property estimation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.357-359
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• 2022

지속적으로 악화되고 있는 공기, 토양 및 수질 등 주요 환경오염과 코로나 팬더믹에 의한 생활 패턴의 급진적인 변화로 인해 온라인 유통에 의한 친환경 식재료의 시장이 급성장하고 있다. 그리고 사회 구조 변화에 따른 인구 고령화 및 농업 관련 인구 감소하고 있는 가운데 아쿠아포닉스는 노후 경제 활동 자립, 환경 보호, 건강하고 안전한 먹거리 확보 등 문제들을 해결할 수 있는 시스템으로 부각되고 있다. 본 논문에서는 기존 아쿠아포닉스 시스템에 여러 ICT 기술을 융합하여 최적 생육환경도출 및 정량생산예측을 위한 지능형 아쿠아포닉스 생산관리 모듈 중 지능형 식물 성장 측정 시스템을 설계하고자 한다. 특히 고성능의 처리 자원을 갖지 않는 생산 현장에 적합한 시스템 설계에 주안점을 두고, 생산 환경과 학습 데이터 및 판단 시스템을 위한 모듈 구성 방안을 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.497-497
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• 2016

페루의 Rimac강은 수도인 Rima시를 관통하는 강으로 각종 용수공급 등의 기능을 담당하는 중요한 강이지만 광산, 공장 및 도시 등 점?비점오염원으로 인해 오염이 심각해지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Rimac강의 하천복원을 위하여 3단계 수질개선 목표를 설정하고 각 단계별 BOD, TP 및 중금속(Al, As, Cd, Fe) 예측을 수행함으로써 목표달성 가능 평가를 수행하였다. Rimac강 지류인 Rio Santa Eulalia 하천 유입후부터 하구까지 총 57 km를 대상으로 4개의 대구간(Reach), 57개의 소구간(Element)으로 구분하여 QUAL2E 모델을 구축하였다. 2013년을 대상으로 저유량시기(건기)인 12월과 고유량시기(우기)인 1월을 대상으로 BOD, TP, Al, As, Cd, Fe의 모델 재현성을 검토한 결과, Rimac강 하류의 Huaycoloro강 유입이후 BOD, TP가 증가하는 현상을 적절히 재현하는 것으로 나타났다. 중금속은 Romac강 상류와 하류 Huaycoloro강 유입 수질 농도차이가 크지 않아 거리별로 일정한 농도를 나타내는 것으로 모의되었으나 실측정값은 하구로 갈수록 낮아지는 경향이 다소 나타났지만 대체적으로 실측값의 경향을 따르는 것으로 모의되었다. 수질개선 시나리오는 1단계(2016-2018년), 2단계(2019-2021년) 및 최종 3단계(2022-2024년)로 구분하여 저유량시기와 고유량시기의 수질개선 대책에 따른 수질변화를 예측하여 Rimac강 하류의 대표 지점인 La Atargea 취수장 지점에서 목표수질 달성여부를 평가하였다. 저유량시기의 경우, BOD는 1단계 이후 5.9 mg/L에서 목표수질 5.0 mg/L 이하로 농도가 감소되었으며 최종 3단계에 2.2 mg/L로 63.3% 개선하는 것으로 예측되었다. TP는 1단계 25.8% 개선, 3단계는 51.6% 개선되어 목표수질인 0.15 mg/L를 만족하는 것으로 예측되었다. 중금속의 경우 Cd는 당초 수질목표를 만족시키는 상황이었으며 그 외 항목은 Al>As>Fe 순으로 개선효과가 나타났고, 3단계 이후 모두 목표수질을 달성할 것으로 예측되었다. 고유량시기 수질예측 결과, 1단계 BOD, TP는 약 49, 19% 저감효과가 나타났으며 3단계 이후 57, 25%까지 개선되는 것으로 예측되어 목표수질을 만족시키는 것으로 분석되었다. 중금속은 Al이 가장 큰 개선 효과가 나타났으며 3단계에서 77.5%의 개선 효과가 분석되었다. 페루 리막강 유역 수질개선 대책 수립에 따른 수질개선효과 분석 결과, 3단계까지 모든 수질항목의 목표수질 달성이 가능한 것으로 분석되었으나 TP, Al 및 As의 경우에 2단계까지 목표수질 달성이 어려워 더욱 체계적인 관리가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.655-664
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• 2005

저수지를 통한 수자윈의 지속적 확보와 이용에 걸림돌이 되고 있는 탁수의 장기발생문제를 기술적으로 해결하고자 실시간 탁수 감시와 예측시스템(RTMMS)을 구축 중이며, 2004년 홍수기 동안 대청호를 대상으로 유입하는 탁수의 수리 및 수질특성을 조사하고 2차원 횡방향 평균 수리 및 수질모형인 CE-QUAL-W2(W2)를 적용하여 탁수의 밀도류 거동과 시${\cdot}$공간적 분포를 예측하고 실측값과 비교하여 모형의 적용가능성을 평가하였다. 강우사상 동안 하천 수온은 $5{\sim}10^{\circ}C$ 정도 하강하였으며 탁수가 저수지내에서 밀도류를 형성하는 원인으로 작용했다. 적용된 W2모형은 수온의 성층구조 변화와 탁수의 침강점, 도달시간, 중층밀도류 두께 등 탁수의 거동특성을 비교적 잘 모의하였다. 그러나 국부적으로 탁수가 위치한 중층과 탁수 유입 전에 형성되었던 전이층에서 수온과 탁도의 모의값과 실측값이 유의할 만한 오차를 보였다. 펜티엄급 PC(CPU 2.0GHz)로 홍수기 전체기간 모의에 소요된 시간은 약 4분으로써 모형은 계산의 효율성 측면에서 실시간 모의에 적합한 것으로 평가된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권1호
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• pp.31-38
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• 2020

Soil-cement stabilization is a type of ground improvement method which has been used to improve the engineering properties of soil. The unconfined compression test is the commonly used method to evaluate the quality of the stabilized soil due to its simplicity, reliability, rapidity and cost-effectiveness. The main objective of this study was to evaluate the effect of recovered carbon black (rCB) on the strength characteristic of cement-stabilized sand. Various rCB contents and water to cement ratios (w/c) were examined. The unconfined compression test on stabilized sand with different curing times was also conducted for a reconstituted specimen. From the test result, it was found that the compressive strength of cement-stabilized sand increased with the increase of the rCB content up to 3% and the curing time and with the decrease of the w/c ratio, showing that the optimum rCB concentration of the tested stabilized sand was around 3%. In addition, a prediction equation was suggested in this study for cement-stabilized sand with rCB as a function of the w/c ratio and rCB concentration at 14 and 28 days of curing.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권3호
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• pp.229-236
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• 2018

Purpose: Makgeolli is a traditional alcoholic beverage made from rice with a fermentation starter called "nuruk." The concentration of alcohol in makgeolli depends on the temperature of the fermentation tank. It is important to monitor the alcohol concentration to manage the makgeolli production process. Methods: Data were collected from 84 makgeolli fermentation tanks over a year period. Independent variables included the temperatures of the tanks and the room where the tanks were located, as well as the quantity, acidity, and water concentration of the source. Software for the multilayer perceptron model (MLP) was written in Python using the Scikit-learn library. Results: Many models were created for which the optimization converged within 100 iterations, and their coefficients of determination $R^2$ were considerably high. The coefficient of determination $R^2$ of the best model with the training set and the test set were 0.94 and 0.93, respectively. The fact that the difference between them was very small indicated that the model was not overfitted. The maximum and minimum error was approximately 2% and the total MSE was 0.078%. Conclusions: The MLP model could help predict the alcohol concentration and to control the production process of makgeolli. In future research, the optimization of the production process will be studied based on the model.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권3호
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• pp.219-225
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• 2008

Many building materials may contain high concentrations of volatile organic compounds (VOCs) and other hazardous pollutants(HAPs). Specifically, VOCs discharged by indoor building material may cause "new house" syndrome, atopic dermatitis etc. The diffusion coefficient and initially contained total VOC quantity were determined using microbalance experiments and small chamber tests. Interactions between volatile organic compounds (VOCs) and vinyl flooring (VF), a relatively homogenous, diffusion-controlled building material, were characterized. Rapid determination of the material/air partition coefficient (K) and the material-phase diffusion coefficient (D) for each VOC was achieved by placing thin VF slabs in a dynamic microbalance and subjecting them to controlled sorption/desorption cycles. K and D are shown to be independent of concentration for all of the VOCs and water vapor. This approach can be applied to other diffusion-controlled materials and should facilitate the prediction of their source/sink behavior using physically-based models.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.573-576
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• 2006

To predict service life of concrete structures exposed to chloride attack, surface chloride concentration, diffusion coefficient of chloride ion, and chloride corrosion threshold value in concrete, are used as important factors. of these, as the diffusion coefficient of chloride ion for concrete is strongly influenced by concrete quality and environmental conditions of structures and may significantly change the service life of structures, it is considered as the most important factor for service life prediction. The qualitative factors affecting the penetration and diffusion of chloride ion into concrete are water-binder(W/B) ratio, age, cement type and constituents, chloride ion concentration of given environment, wet and dry conditions, etc. In this paper the influence of cement type on the diffusion characteristics of chloride ion in concrete was investigated through the chloride ion diffusion test. For this purpose, the diffusion characteristics in concrete with cement type such as ordinary portland cement(OPC), binary blended cement(BBC), and ternary blended cement(TBC) were estimated for the concrete with W/B ratios of 32% and 38%, respectively. It was observed from the test that the difussion characteristics of BBC containing OPC and ground granulated blast-furnace slag was found to be most excellent of the cement type used in this study.