• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.114-114
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• 2019

최근 들어 집중호우 및 토지이용 변화로 인한 고탁수 문제가 빈번히 발생하고 있다. 이러한 탁수 및 수질오염 문제를 해결하기 위해 환경부는 비점오염원 관리지역을 선정하였으며, Best Management Pratices(BMPs), Low Impact Development(LID) 등 다양한 저감 대책을 시행하고 있다. 비점오염원의 발생원인과 발생위치를 정확하게 증명할 수 없으므로 유역 내 수문 및 수질을 모의할 수 있는 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모델이 다양한 비점오염원 연구에 널리 활용되고 있다. 그러나 SWAT 모델은 Hydrologic Response Unit(HRU)의 경사도와 경사장을 산정할 때 소유역 내 평균 경사도를 이용하여 토양유실량 및 유출특성을 모의에 필요한 매개변수들을 산정한다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 보완하기 위하여 실제 경작지를 기준으로 HRU를 생성하고, 실측 경사도와 경사장을 적용하기 위한 기술을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 기술을 고탁수로 인해 비점오염원 관리지역으로 지정된 도암호 유역에 적용하여 실측 경사도와 경사장을 적용하여 모의한 유출량과 기존의 SWAT 모델을 통해 모의한 유출량을 비교 분석하였다. 기존 모델의 결과와 본 연구에서 개발한 기술을 적용하여 모의한 결과를 비교하였을 때 수문 컴포넌트 중 중간유출과 기저유출에 있어서 차이가 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 본 연구에서 개발된 기술을 적용함으로써 도암호 유역에서 비교적 정확한 토양유실과 Suspended Solids(SS) 모의 결과를 나타냈다. 하지만 본 연구는 도암호 유역만을 대상으로 수행되었기 때문에 다른 비점오염 관리지역에 확대 적용하여 본 연구의 결과를 재검토할 필요가 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권6호
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• pp.591-601
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• 2018

Optimized BMP plans for controlling water quality using the Pareto trade-off surface curve in upper basin of Namgang Dam is proposed. The proposed alternatives consist of BMP installation scenarios in which the reduction efficiency of non-point pollutants is maximized in a given budget. The multi-objective optimization process for determining the optimal alternatives was performed without direct implementation of a watershed model such as SWAT analysis, thereby reducing the time taken. The shortening of the calculation time further enhances the applicability of the multi-objective optimization technique in preparing regional water quality management alternatives. In this study, different types of BMP are applied depending on the land use conditions. Fertilizer input control and vegetative filter strip are considered as alternatives to applying BMP to the field but only control of fertilizer input can be applied to rice paddies. Fertilizer input control and vegetative filter strip can be installed separately or simultaneously in a hydrologic response unit. Finally, 175 BMP application alternatives were developed for the water quality management of the upper river basin of Namgang dam. The proposed application alternative can be displayed on the map, which has the advantage of clearly defining the BMP installation location.

• 한국물환경학회지
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• 제27권4호
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• pp.509-515
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• 2011

For this study the 4 sub-watersheds Okdong A, Hankang B, Jecheon A and Hankang C which are the main streams of the Han River within the mid-level region of Chungju Dam are selected and the analysis of soils has been carried out through the soil basic survey. When it comes to the soil erosion amount the soil nutrient load has been calculated by utilizing the RUSLE erosion equation. In case of the data related to the measurement of water flow and quality the information available from the "Water Information System" one of the websites run by the Ministry of Environment has been used to calculate the water pollution load. The correlation between the soil nutrient load and the water pollutant load has been analyzed through making comparison. According to the results related to the soil nutrient load of each sub-watershed the Hankang C shows the highest values TOC 29,986.92 ton/yr, TN 3,860.33 ton/yr and TP 973.97 ton/yr respectively. Even when it comes to the loads related to water quality the Hankang C shows also comparatively high values TOC 6,625.64 ton/yr, TN 7,335.01 ton/yrand TP 145.49 ton/yr respectively. The soil nutrient loads of the sub-watersheds are shown to increase towards the lower stream meaning the load increases in the order of Hankang CHankang B and Okdong A. When it comes to the water pollutant load the value goes up along down the water system meaning the load gets higher in the order of Hankang C, Hankang B and Okdong A while utilizing the mainstream within the mid-level region of Chungju Dam as the basis. The correlation study showed that the nutrient content of soil is proportional to the pollutant load in water with the strongest positive correlation with TOC.

• 한국지형학회지
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• 제25권2호
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• pp.15-29
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• 2018

The sediment transport process in a river reflects the process of geomorphological change in the watershed, influencesthe river bed variation and the river channel migration, and is a parametric phenomenon that exhibits a dynamic self-adjusting process. Sediment load is divided into bedload and suspended load depending on the dominant mechanism. Quantitative sediment load is important information for solving river problems. Because it is difficult and time consuming to measure bedload, compared to that ofsuspended load, data on the sediment transport load and the research required for the gravel-bed rivers are insufficient. This study is to analyze the ratio of the bedload to the total sediment load in gravel-bed rivers. The sediment load ratio in gravel-bed rivers increases with the flow rate per unit width, and the rate of the bedload varies more rapidly than the suspended load. The sediment transport efficiency coefficient has been affected by the ratio of the flow depth to the mean diameter of particles and has been dependent on the shear velocity Reynolds number. So $A^{\ast}$ and $B^{\ast}$ are introduced to compensate for the uncertainties such as bed materials, sediment transport, and flow velocity distribution, and the coefficient of bedload ratio has been presented. For the sediment load data in experimental channels and rivers, A* was 3.1. The dominant variables of $B^{\ast}$ were $u_*d_m/{\nu}$ in the gravel-bed and h/dm in the sand-bed. When $B^{\ast}$ the is the same, in the experimental channels the coefficient of bedload ratio was affected by the bed forms, but in the rivers it was of little difference between the gravel-bed and sand-bed.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.719-723
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• 2014

수질오염총량관리제의 효율적인 시행을 위해 본 연구에서는 비점오염원의 분류, 비점부하량(발생, 배출) 산정, 비점 오염원 관리지역의 선정, 비점오염물질 관리 등을 포함한 비점오염원 관리방안을 제시하고자 하였다. 무엇보다도 먼저 점오염원과 비점오염원의 정의는 학술적 법률적 관점에 기초하여 명확히 구분 관리하여야 한다. 특히, 사업활동과 사람의 활동에 의해서도 환경피해가 발생하지 않는 임야, 초지, 하천 등은 별도로 자연배경오염원으로 구분하여야 한다. 비점오염원 발생 및 배출부하량의 원단위는 유역의 실제여건에 맞도록 우선적으로 변경하여야 하며, 비점오염원 발생 및 배출부하량의 산정방법은 유역의 강수량 및 강수 지속시간을 고려하도록 수정하여야 한다. 한편, 수질오염총량관리제를 시행함에 있어 비점 오염원 관리지역은 강우시 하천의 오염물질 농도가 중권역 목표(관리목표)를 초과하거나 초과할 우려가 있는 유역을 대상으로 하며, 전체 유역 가운데 초지, 임야를 제외한 도시지역, 농경지, 그리고 대지 가운데 비점오염물질의 배출밀도가 높은 지역을 비점오염원 관리지역으로 최소화하여 선정하여야 한다. 비점오염물질저감시설은 단위면적당 비점오염물질 배출량, 오염물질 초과농도 지속시간, 처리의 실현가능성, 점오염원 대비 처리비용 효과 등을 고려하여 단위면적당 비점오염원 발생부 하량이 많은 지역과 강우시 수질농도가 중권역 목표를 초과하는 유역에 설치하여야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.572-577
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• 2011

비점오염부하량 산정을 위해 사용되는 원단위는 쉽게 이용 가능하지만, 지역의 토지이용 특성과 강우강도의 시간적인 변이를 고려하지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 간편하면서도 강우량에 따른 부하량 변화를 고려한 보다 정확한 비점부하량 산정방법을 개발 및 적용하였다. 경기도 경안천 유역에 위치한 두 개의 비점오염저감시설을 대상으로 2010년 6월부터 11월까지 모니터링을 수행하여 강우강도, 유출 특성, 오염부하 등에 관한 분석을 진행하였다. 비점오염원 유출수의 특성을 나타내는 유량가중평균농도(Event Mean Concentration; EMC)의 경우에는 도시 지역인 경기도 광주시 경안동이 산과 밭으로 이루어진 용인시 모현면에 비해 높거나 비슷한 값을 보였으나, TP (Total Phosphorus)의 경우 유역 내 농경지에 사용된 퇴비나 비료에 포함된 인의 영향으로 모현면이 경안동보다 더 높게 나타났다. 강우량과 오염물질 배출부하량과의 관계는 3차원 다항식에 의해 가장 잘 설명되었으며, 0.33~0.81 범위의 결정계수를 나타내고 있다. 산정된 유출율 및 부하량 함수의 기울기가 EMC 결과와 반대되는 경향을 보이는 것으로부터, 비점오염원은 토지이용 이외에도 지형, 토성, 수리 수문현상 등에 따라 배출특성이 달라짐을 알 수 있다. 따라서 비점오염물질의 유출 특성을 정확히 파악하기 위해서는 장기모니터링을 통한자료의 수집을 바탕으로 강우량에 따른 부하량 변화를 고려한 비점부하량 산정함수를 구하는 것이 필요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.115-123
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• 2005

농림생태계에서의 물과 탄소의 순환을 연구하려면, 먼저 관측지의 공간적 특성을 정량적으로 이해해야 한다 특히, 우리나라와 같은 복잡한 경관에 관측지가 위치한 경우에는 공간 특성의 이해가 더욱 더 중요하다. 본 연구에서는 광릉 산림 소유역의 지형, 식생 및 토양과 관련된 변수들의 공간적 특성을 정량화하였다 지형의 공간 특성을 산출하기 위해 수치고도 모형 (DEM)에서 계산된 고도, 경사 및 사면 정보를 분석하였다. 식생과 토양 정보는 LANDSAT TM 영상으로부터 제작된 지표 피복 지도를 사용하였다. 계절 특성을 살펴보기 위해 1999년 6월 30일, 2000년 9월 4일, 2001년 9월 23일, 2002년 2월 14일의 네 위성 영상을 사용하였다. CO₂와 수증기의 플럭스 지수로서, 위성 영상으로부터 식생지수 NDVI를 세 격자 크기 (7km x 7km MODIS 격자, 3km x 3km 집중관측 격자, 1km x 1km 단위 격자)에 대해 각각 도출하였다. 반분산 분석에 근거해서 이 자료들을 사용하여 관측지의 비균질성의 공간 규모를 계산하였다. 예상한대로, 격자의 크기가 작아질수록 비균질성의 규모가 작아졌고, 식생의 계절 변화에 민감하였다. 40m 플럭스 타워가 위치한 두 단위 격자의 경우, 비균질성의 공간 규모는 200～1000m 이었고, 이러한 공간 규모는 모형에서 계산된 타워 플럭스 발자국의 기후도와 잘 일치하였다.

• 대한지리학회지
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• 제46권1호
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• pp.67-80
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• 2011

단계구분도는 인구분포를 나타내기 위해 흔히 사용되는 방법으로 인구가 단위지역 내에 균등하게 존재함을 가정한다. 대시메트릭 지도제작법은 주거지역 정보를 통해 단계구분도보다 공간적으로 더 세밀한 인구분포를 작성할 수 있게 한다. 또한 피크노필랙틱 보간법은 단위지역 내 총인구를 유지하면서 주변지역의 인구를 고려하여 인구분포를 보간하는 방법으로 대시메트릭 지도제작법에 의한 인구분포를 연속적이고 부드럽게 하여 좀더 현실적인 인구분포도를 작성할 수 있게 한다. 따라서, 본 연구에서는 대시메트릭 지도제작법과 피크노필랙틱 보간법을 연계하는 방법을 제시하여 인구분포도의 정확도를 향상하고자 하였다. 제시한 방법을 적용하여 인구분포도를 작성하기 위해 1990년도 미국조지아주 Athens 시의 인구자료와 위성영상으로부터 추출된 주거지역 자료를 활용하였다. 결과를 검증하기 위해 인구분포도 작성에 활용된 공간단위보다 더 세밀한 공간단위의 인구자료를 활용하였으며 하이브리드 방법에 의해 높은 정확도를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 하이브리드 대시메트릭에 의한 인구분포는 선거구, 학군, 분수계 등 각종 경계지역으로 변환이 용이해 다양한 응용분야에서 활용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.58-66
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• 2014

도시화 및 산업화 등의 영향으로 인한 도시하천의 수질오염 문제가 사회적 관심의 대상이 되고 있다. 특히, 신도시의 개발로 인하여 유역 내 물순환 특성이 급격하게 변화한다는 사실을 고려할 때, 이에 영향을 받는 도시하천의 장래수질에 대해서도 많은 우려가 제기되고 있다. 그러나 아직 개발이 완료되지 않은 신도시의 장래수질을 정량적으로 예측하는 합리적인 방안은 현 시점까지도 제시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 환경부가 장기간의 모니터링 결과에 기반하여 제시한 토지계 지목별 발생부하 원단위를 분포형 강우유출모형인 SWMM (Storm Water Management Model)에 연계 적용함으로써 장래 신도시 내 도시하천의 수질을 거시적으로 예측하는 방법론을 제시하는 한편, 현재 신도시 개발이 진행되고 있는 G 신도시 내 대상유역의 장래수질 예측을 위하여 이를 활용함으로써 그 적용성을 검증하였다. '연단위 유량가중 평균농도 (Y-EMC; Yearly based Event Mean Concentration)' 개념을 도입하여 신도시 개발 이후의 장래수질을 예측한 결과, BOD 18.7 mg/L, T-N 16.2 mg/L 및 T-P 0.85 mg/L로 산정되어 목표수질인 하천생활기준 III등급의 달성이 어려운 것으로 나타났으며, 생활계 배출부하량을 80% 이상 저감시켰을 때 이 기준을 만족할 수 있는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과는 신도시 개발에 따른 장래 토지이용 특성의 변화에 대응하여 도시하천의 수질을 효율적으로 예측 관리하기 위한 기초적인 방법론으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.