• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.263-270
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• 2010

현재 인구 증가와 더불어 용수의 저장고로만 쓰이던 호소는 최근 수질개선 문제뿐만 아니라 친수성과 경관성이 요구되고 있다. 따라서 호소의 경관성을 향상 시킬 수 있는 자연정화법인 인공식물섬이 각광 받고 있으나, 낮은 수질개선 효율 등 여러 가지 한계점을 가지고 있다. 따라서 인공식물섬의 단점을 보완하기 위하여 장치를 설계하고 수질개선 효율을 향상시키기 위하여 식생과 여재를 혼용하는 방법을 고안하였으며, 인공식물섬에 충진 될 여재의 오염물질 제거 효율을 알아보기 위한 Lab scale 실험과 여재와 식생을 혼용한 인공식물섬을 현장에 직접 설치하여 현장 적용성을 평가하였다. 1. 기존의 인공식물섬의 경우 시설의 처리면적이 작고 식생만을 이용한 처리 방식이며, 동절기의 경우 식생이 성장하지 못하여 호소의 수질정화 효과에 영향을 미치기 때문에 문제시 되고 있다. 따라서 본 장치는 효율적인 수질개선 효과를 얻기 위해서 여재와 식생을 혼용하여 사용하여 수질개선 효과를 높였고, 유출수를 분수로 분출하기에 경관성과 친수성을 확보할 수 있게 하였다. 2. 고농도 유입수 조건에서의 Bio Stone의 오염물질 제거효율은 SS 62.2%, BOD 50.2%, COD 55.1%, T-N 31.6%, T-P 38.4%로 조사되었다. 유입수의 농도가 높을수록 제거효율이 높은 것으로 나타났다. 3. 본 장치의 현장적용성을 평가하기 위하여 호소 생활 환경기준 IV~VI급의 호소에 장치를 설치하고 유입수 대비 유출수의 제거효율 조사 하였고, 그 결과 SS의 평균 제거효율은 53.5%, BOD는 평균 32.8%, COD는 평균 36.9%, T-N은 평균 22.6%, T-P는 평균 33.2%로 조사되었다. 4. 유출수를 분수형태로 분출하기 때문에 폭기현상을 일으켜 자정능력을 향상시킬 수 있으며, 정체성 호소에 인위적인 교란을 주어 넓은 범위의 수질을 개선할 수 있다. 또한 부체틀을 SUS304로 제작하여 부체틀의 부식에 의한 오염이 없으며 반영구적으로 사용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권7호
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• pp.437-449
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• 2024

딥러닝을 활용하여 유역 특성을 반영한 유량 예측 및 비교 연구가 주목받고 있다. 본 연구는 셀프 어텐션 메커니즘을 통해 대용량 데이터 훈련에 적합한 Transformer와 인코더-디코더(Encoder-Decoder) 구조를 가지는 LSTM-based multi-state-vector sequence-to-sequence (LSTM-MSV-S2S) 모형을 선정하여 유역정보(catchment attributes)를 고려할 수 있는 모형을 구축하였고 이를 토대로 국내 10개 다목적댐 유역의 유입량을 예측하였다. 본 연구에서 설계한 실험 구성은 단일유역-단일훈련(Single-basin Training, ST), 다수유역-단일훈련(Pretraining, PT), 사전학습-파인튜닝(Pretraining-Finetuning, PT-FT)의 세 가지 훈련 방법을 사용하였다. 모형의 입력 자료는 선정된 10가지 유역정보와 함께 기상 자료를 사용하였으며, 훈련 방법에 따른 유입량 예측 성능을 비교하였다. 그 결과, Transformer 모형은 PT와 PT-FT 방법에서 LSTM-MSV-S2S보다 우수한 성능을 보였으며, 특히 PT-FT 기법 적용 시 가장 높은 성능을 나타냈다. LSTM-MSV-S2S는 ST 방법에서는 Transformer보다 높은 성능을 보였으나, PT 및 PT-FT 방법에서는 낮은 성능을 보였다. 또한, 임베딩 레이어 활성화 값과 원본 유역정보를 군집화하여 모형의 유역 간 유사성 학습 여부를 분석하였다. Transformer는 활성화 벡터가 유사한 유역들에서 성능이 향상되었으며, 이는 사전에 학습된 다른 유역의 정보를 활용해 성능이 개선됨을 입증하였다. 본 연구는 다목적댐별 적합한 모형 및 훈련 방법을 비교하고, 국내 유역에 PT 및 PT-FT 방법을 적용한 딥러닝 모형 구축의 필요성을 제시하였다. 또한, PT 및 PT-FT 방법 적용 시 Transformer가 LSTM-MSV-S2S보다 성능이 더 우수하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.537-544
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• 2005

LPG등 고압가스를 지하에 저장하는 저장공동의 효과적인 관리를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 기존에는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사용되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수월하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였으며 지하공동으로 배수되는 정확한 유입량 산정을 위해 해석해 및 기존의 유한요소해석결과와 비교하여 수치해석의 타당성을 제시하였다. 이 모형은 공동의 설계단계에서 수막공의 간격과 배열형태, 공동의 최적형상을 결정하기 위한 모의실험에서 기존의 유한요소해석의 단점을 극복하는 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제23권6호
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• pp.719-726
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• 2009

One of the alternative runoff management measures is on-site runoff mitigation, such as rainwater retention tank and infiltration facilities especially the latter that is possible to manage simultaneously runoff quality and quantity as a perspective of water-cycle. This study was conducted to develop a particle separator, inclined-pipe settling system, that could improve particle removal efficiency of road runoff as a pre-treatment device of stormwater infiltration. Solid particles larger than $100{\mu}m$ are separated by simple sedimentation; however, the significant amount of pollutants with a diameter less than $100{\mu}m$ remain in suspension. Without any treatment in that case of the runoff into infiltrate, groundwater would be deteriorated and also infiltration rate would be decreased by clogging. Therefore, we suggest optimal design parameters (inclined angle, pipe length, and surface loading rate) of inclined-pipe settling system which can be designed to effectively remove particles diameter smaller then $70{\mu}m$. Thus, the results showed TSS removal efficiency more than 80% with a particle diameter between $20{\mu}m$ and $70{\mu}m$, 100% above particle diameter $70{\mu}m$ for the inflow rate $0.018 m^3/m^2{\cdot}hr$ with pipe inclined at angle $15^{\circ}$.

• 한국물환경학회지
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• 제36권2호
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• pp.109-115
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• 2020

Recently, since impervious areas have increased due to urban development, the water cycle system of urban watersheds has been destructed. Hence, researches on LID (Low Impact Development) technique have been conducted to solve such problems environmentally. In order to verify suitability with the scale and arrangement of LID technique, the runoff reduction effect of the LID technique should be analyzed per small watershed unit. In this study, pre-post difference of the runoff by applying the LID was estimated using the rational method and rainwater treatment capacity equation. As a result, the runoff before and after the application of LID were estimated as 22,533.5 ㎥ and 14,992.1 ㎥, respectively. In addition, rainfall-runoff simulations were carried out using SWMM to evaluate the efficiency of the LID technique. The SWMM simulation results showed that the runoff before and after the application of LID were 21,174 ㎥ and 15,664 ㎥, respectively. Based on the results of the two methods, the scale and arrangement of the LID technique were revised in order to maximize the effect of the water cycle improvement. Rainfall-runoff simulations were carried out using the SWMM with the revised LID techniques. As a result, despite 34.8 % reduction of pervious pavement area, the rate of runoff reduction increased by 2.1 %. These results indicate that designing the scale and arrangement of LID technique, while considering the total amount of inflow entering into each LID techniques, is essential to effectively achieve the goals of runoff reduction in urban development.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권2호
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• pp.124-128
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• 2005

한국 주변해역의 해양시료에서 측정된 탄소동위원소 연대 값을 실제 역년(calendar age)값에 가깝게 변환하기 위하여 국립수산과학원(NFRDI)에서 제공한 핵실험 이전인 1942년에 한국 연안에서 채취한 2종의 연체동물 패각 시료를 이용하여 marine reservoir correction$({\Delta}R)$ 값을 측정하였다. 남서해안에서의 측정된 ${\Delta}R$ 값은 $-117\pm45\;^{14}C\;yr$, 남동해안에서 측정된 값은 $-160\pm35\;^{14}C\;yr$로 계산되었다. 이 값들은 황해의 중국연안에서 측정된 값들의 범위에 속하는데 이는 중국과 한국 연안해역에서 reservoir $^{14}C$ age가 지구규모의 해양 평균 reservoir $^{14}C$ age보다 적은 값을 갖고 있음을 말한다. 이들 지역의 낮은 ${\Delta}R$ 값은 아마도 담수유입의 영향을 반영하는 것으로 생각된다. 본 연구에서 제시된 ${\Delta}R$값은 한국 주변해역에서 측정된 탄소동위원소 연대 값을 실제 역년 값에 가깝게 변환시킬 수 있도록 도움을 줄 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권3호
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• pp.386-393
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• 2009

This study was carried out to assess water quality and to introduce the management measures for water quality improvement with the collected data from 87 agricultural reservoirs in Han river watershed. According to the water quality criteria (WQC) for lake based on the COD, TP, TN and chl.a concentration, 18, 16, 4 and 19 of 87 reservoirs exceed class IV, respectively. Based on the trophic state index (TSI) with chl.a concentration, 51 of selected reservoirs appeared to be eutrophic. Phosphorus was limiting nutrient on algal growth in 58 reservoirs. TP, chl.a and COD concentration in 23 of 49 agricultural reservoirs with chl.a concentration ${\geq}25{\mu}g/L$ and eutrophic exceed class IV by WQC. Also, the mean depth in 21 of 23 reservoirs was below 5m. Our results suggest that advanced wastewater treatment and crop land control in watershed of reservoirs with TP concentration ${\geq}0.1mg/L$ would be a effective tool to improve water quality. Dredging would to be effective measure in reservoirs with mean depth < 5 m and relatively old age. In reservoirs with chl.a concentration ${\geq}50{\mu}g/L$, application of technique such dissolved air flotation (DAF) and P inactivation be effective to improve water quality by removing particulate matters in water column. The management measure to control inflow such as sedimentation basin, Pre-dam and diversion would to be application in reservoirs with shallow depth, while large watershed and surface area.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권2호
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• pp.125-135
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• 2016

Background: The objectives of this study were to establish a swimming capability model for largemouth bass using the FishXing (version 3) program, and to determine the swimming speed and feasibility of fish passage through a waterway tunnel. This modeling aimed to replicate the waterway tunnel connecting the Andong and Imha Reservoirs in South Korea, where there is a concern that largemouth bass may be able to pass through this structure. As largemouth bass are considered an invasive species, this spread could have repercussions for the local environment. Results: Flow regime of water through the waterway tunnel was calculated via the simulation of waterway tunnel operation, and the capability of largemouth bass to pass through the waterway tunnel was then estimated. The swimming speed and distance of the largemouth bass had a positive linear function with total length and negative linear function with the flow rate of the waterway tunnel. The passing rate of small-size largemouth bass (10-30 cm) was 0%at a flow of $10m^3/s$ due to rapid exhaustion from prolonged upstream swimming through the long (1.952 km) waterway tunnel. Conclusions: The results of FishXing showed that the potential passing rate of large size largemouth bass (>40 cm) through the waterway tunnel was greater than 10%; however, the passage of largemouth bass was not possible because of the mesh size ($3.4{\times}6.0cm$) of the pre-screening structures at the entrance of the waterway tunnel. Overall, this study suggests that the spread of largemouth bass population in the Imha Reservoir through the waterway tunnel is most likely impossible.

• 환경영향평가
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• 제20권4호
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• pp.539-555
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• 2011

Newly constructed, high-rise dense building areas by urban development can cause changes in local wind fields. Wind fields were analyzed to assess the impact on the local meteorology due to the land use changes during the urban redevelopment called "Eunpyeong new town" in north-western Seoul using CFD_NIMR_SNU (Computational Fluid Dynamics, National Institute of Meteorological Research, Seoul National University) model. Initial value of wind speed and direction use analysis value of AWS (Automatic Weather Station) data during 5 years. In the case of the pre-construction with low rise built-up area, it was simulated that the spatial distribution of horizontal wind fields depends on the topography and wind direction of initial inflow. But, in the case of the post-construction with high rise built-up area, it was analyzed that the wind field was affected by high rise buildings as well as terrain. High-rise buildings can generate new circulations among buildings. In addition, small size vortexes were newly generated by terrain and high rise buildings after the construction. As high-rise buildings act as a barrier, we found that the horizontal wind flow was separated and wind speed was reduced behind the buildings. CFD_NIMR_SNU was able to analyze the impact of high-rise buildings during the urban development. With the support of high power computing, it will be more common to utilize sophisticated numerical analysis models such as CFD_NIMR_SNU in evaluating the impact of urban development on wind flow or channel.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.318-331
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• 2019

HYCOM 재분석 자료를 이용하여 동해에서 2003년과 2014년에 장기간 지속되었던 두 개의 난수성 에디를 선정하여 각각 WE03과 WE14로 명명하고 비교 분석하였다. 두 난수성 에디가 형성되는 시기는 동한난류가 평년에 비해 북상하는 것으로 나타났으며, 이들 난수성 에디는 동한난류와 아한대전선의 상호작용을 통해 상대적으로 수심이 얕은 한국대지 해역에서 생성되었다. 겨울철 연직 혼합에 의해서 난수성 에디의 중심부는 수심 150 m까지 $13^{\circ}C$, 34.1 psu 가량의 균질한 특성을 보였다. WE03이 생성된 후 이듬해인 2004년에 대한해협 서수도를 통해 동해로 유입되는 해수의 양이 평년에 비해 많았으나 WE14가 생성된 후 이듬해인 2015년에는 대한해협 서수도를 통해 동해로 유입되는 해수의 양이 평년에 비해 많지 않았다. 이에서 대마난류가 난수성 에디에 열과 염을 공급하지만, 난수성 에디의 장기 지속에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 두 난수성 에디는 울릉도 부근에서 1년 6개월 이상 유지되었는데, 두 에디의 이동경로에 있어 특별한 공통점은 보이지 않았다. 울릉분지 부근에서는 동한난류의 사행 등으로 크고 작은 에디가 계속 생성된다. 장기간 존속하는 난수성 에디는 특별한 외적 요인에 의해서 생성되는 것이 아니라, 동한난류 또는 동한난류가 사행하는 과정에서 생성된 에디와의 상호작용을 통해 생성된 것으로 보인다. 동한난류가 평년에 비해 북상했던 시기에 장기간 지속된 난수성 에디가 항상 발생하지는 않았다는 점이 위와 같은 결론을 뒷받침한다.