• 물과 미래
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• 제15권3호
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• pp.23-36
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• 1982

The stochastic variations and structures of time series data on water quality were examined by employing the techniques of autocorrelation function, variance spectrum, Fourier series, autoregressive model and ARIMA model. These time series included hourly and daily observation on DO, turbidity, conductivity pH and water temperature. The measurement was made by automatic recording instrument at Noryangjin and Dook-do located in the downstream part of Han River during 1975 and 1976. Hourly water quality time series varied with the dominant 24-hour periodicity, and the 12-hour periodicity was also observed. An important factor affecting 24-hour periodic variation of DO is believed to be photosynthesis by algae. These phenomena might be attributable to periodic discharges of municipal sewage. Noryangjin site showed the more distinct 12-hour periodicity than Dook-do site did, and tidal effect might be responsible for the difference. The water quality, as measured by DO and turbidity, was better in the afternoon compared with the quality in the morning. This change can be explained by the periodic variation of DO, temperature and the amount of municipal wewage discharge. It was also observed that the water temperature at Noryangjin was higher than the temperature at Dook-do. This difference might have been caused by the pollutants that were added to the section between two sites. The correlation coefficients between some of the variables were fairly high. For example, the coefficient was -0.88 between DO and water temperature, 0.75 between turbidity and river flow, and 0.957 between water temperature and air temperature. The lag time of heat transfer from the air to the water was estimated as 24 days. The first order auto-regressive model was appropriate for explaning standardized hourly DO time series. The ARIMA model of (1, 0, 0) type provided relatively satisfactory results for daily DO time series after the removal of significant harmonic value.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권12호
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• pp.1227-1241
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• 2012

본 연구에서는 목자판과 수면이 포함되어 있는 시차를 가진 두 영상에 대해 직사각형 검사영역을 설정하고 그 상관계수를 분석하여 수면을 판단하는 새로운 수면인식 기법을 제안하였다. 상관계수의 수직적인 값들로부터 임계치, 첨두값, 기울기, 분산비 등 4가지 방법을 이용하여 수면의 위치를 판정하였다. 흔들림 등으로 인해 두 영상의 위치가 불일치하여 생기는 문제를 제거하기 위해 추가로 영상의 흔들림을 보정하는 알고리즘과 통계적 필터링 기법을 적용하였다. 저수시에 촬영한 28개 지점의 영상에 개발한 수면 인식 방법을 적용하였다. 이 방법으로 계산한 수면은 목측 수면과의 평균상대오차가 3.4~5.7 cm 정도로 나타났다. 수면의 요동이 있을 경우, 이 방법은 기존 방법을 보완하여 영상수위계의 수위 측정성능을 높이는데 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.763-774
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• 2023

도시 하류의 가용수량과 관련된 생활용수 회귀수량은 아직까지 정확한 회귀수량 파악이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 생활용수 물순환시스템을 면(面)적 개념으로 물 유입, 물 전달, 물 유출 단계로 정의하였다. 대상지는 전라남도 함평군 일대로 선정했으며 물순환계통도 작성 및 완전·불완전 계측지점의 분류를 통해 단일 유입~단일 유출지점으로 설정하였다. 총 6년(2017년 1월 1일~2022년 12월 31일)간 일단위의 유입량·유출량 자료로 시계열예측모형(ARIMA 모형, 전이함수모형)을 구축하였고 학습기간과 검증기간으로 분리하여 유입량·유출량을 예측하였다. 그 결과, 두 모형 모두 안정적인 잔차와 통계적 유의성 확보로 단기 예측 실현 가능성을 보여 초기 단계의 물순환시스템을 구현하였다. 향후에는 불완전 계측지점, 미계측지점, 기상조건을 추가하고 최적의 모형을 선정하여 대상 유역의 실제 회귀량을 예측하고 효율적인 물 운영이 가능하길 기대해본다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.845-853
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• 2023

최근 화학사고 증가와 함께 사고로 인한 재해에 대한 건수가 2012년부터 계속적으로 증가하고 있으며 국내 화학물질 사고 대표 사례인 구미 불산 사고를 보았을 때, 사고현장에 적용 가능한 기술이 미흡하여 피해가 확산되었다는 결과가 발생하였다. 따라서 본 논문에서 수질오염사고 대응체계를 위치기반에 맞춰 화학사고 발생 시 수환경에서 실시간 대응을 위한 위치기반의 지표측정방식의 GPS전자부자를 이용한 대체지표 추적에 대한 측정방법과 그에 대한 연구결과를 소개하고자 한다. 연구대상지는 불산사고가 발생했었던 지역인 구미시를 대상으로 김천시와 구미시 등 2개 시 로 이루어진 감천을 선정하였고 해당 대상지에 수질-수리 측정을 통해 GPS전자부자를 이용한 대체추적물질 추적에 대한 실험을 진행하였다. 이를 통해 GPS전자부자를 이용한 추적자실험에 있어 수질-수리 측정이 동시에 가능하며, 특히 해당 연구결과를 통해 GPS 전자부자를 활용한다면 하천 분야에서의 유출사고에 대한 재난대응체계에 상당히 도움이 될 것으로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제22권1호
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• pp.39-48
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• 2008

This study was carried out to investigate the characteristics of the pollutant discharge from non-point source and to estimate the unit loads of the pollutant discharge from the upper watershed of Seomjin Dam during rainy season. The upper watershed of Seomjin Dam is located in the middle of Jeonbuk province is formed two tributaries mainly. A sub-branch stream of those tributaries is Imsil stream of which flow rate is about 13% of the main stream of Seomjin reservoir normally. On the basis of measurement result in this study, the water quality of Imsil stream was fluctuated highly and the quantity of measured pollutant discharge was higher than the value calculated with the proportion of flow rate during dry season. On the contrary, during rainy season the mean values of flow rate and water quality were higher than the quartile according to the statistical analysis. That means rainfall can influence strongly on the water quality of the upper watershed of Seomjin reservoir. Among the several criteria of water quality, SS discharge was most sensitive to the flow rate variation of stream, which was fluctuated in proportion of rainfall, basically. It was evaluated the event mean concentration (EMC) of non-point source pollutants depending on rainfall events as well. Though the pollutant discharge unit of Imsil stream was lower than the main stream of Seomjin reservoir, the EMC value of Imsil stream was higher than the main stream of Seomjin reservoir.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.6159-6166
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• 2012

수자원에서 특히 중요한 홍수기에 대한 유량 측정은 어려움이 있고 모든 하천에 대한 지속적인 유량측정은 현재 시스템상에서는 불가능하다. 그래서 유량의 생산을 위해서 그동안 수위유량 관계 곡선이 사용되어 왔다. 하지만 수위-유량 관계 곡선은 그 편리성에도 불구하고 수위와 유량만의 관계를 사용하므로 정확성 면에서 항상 문제가 있어왔다. 따라서 본 연구에서는 Chiu의 엔트로피 개념의 2차원 유속공식을 사용하여 새로운 평균유속공식을 유도하였다. 본 공식은 수심, 중력가속도, 동수경사, 에너지경사, 동점성 계수 등 하천의 수리적 특성을 잘 반영하고 최대유속도 산정할 수 있다. 또한 최대유속과 평균유속사이의 선형관계를 검증할 수 있었고 그 결과로써 하천단면의 특성을 잘 나타내는 평형상태의 ${\phi}(M)$을 산정하였다. 평형상태의 ${\phi}(M)$을 사용하여 평균유속을 산정하였고 이를 바탕으로 유량을 산정하였다. 본 공식의 검증을 위해서 고리형 특성을 보이는 부정류 상황에서의 실험실 측정 데이터를 사용하여 계산된 유량과 실측된 유량을 비교하였고 그 결과는 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 향후 다양한 실험실 데이터 및 하천 데이터를 이용하여 연구가 지속되어 진다면 수자원 분야에 널리 이용될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.103-113
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• 2023

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도 차로 유체의 흐름이 밀도 차이로 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도 차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량 정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, 전도도(Conductivity) 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온 차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합양상을 분석하고자 하였다. 본 연구는 기존 수질 측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사와 하천 합류부의 혼합특성 파악하여 합류구간의 수질 관리방안이나 수체 흐름특성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.16-22
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• 2012

본 연구에서는 X-band 파장 대역에서 얼음의 두께를 측정하기 위해 중심주파수가 9.5 GHz (X-band)인 안테나를 사용하여 지상용 마이크로파 산란계를 구축하였고, 얼음에서의 후방산란을 측정하였다. 산란계로 측정된 얼음에서의 레이더 후방산란은 공기/얼음 경계면과 얼음/물 경계면에서 매우 강했으며, 두 경계면 사이의 거리와 얼음의 굴절률을 이용하여 두께 산출이 가능함을 확인하였다. 얼음 두께 측정을 위한 현장탐사는 춘천호의 유입지류인 지암천의 하류에서 수행되었다. 탐사 측선을 따라 얼음에서의 후방산란을 측정한 후 얼음의 두께를 산출하였으며, 크리깅 보간법을 사용하여 지암천 하류의 얼음두께 지도를 제작하였다. 얼음의 두께는 대부분 50 cm로 나타났으며, 하천의 유속이 빠른 지점에서는 얼음의 두께가 30 ~ 40 cm로 얇았다. 유속이 일정한 곳에서 주변보다 얼음 두께가 얇은 지점이 관찰되었는데, 이는 얼음 내에 마이크로파 산란에 영향을 미치는 매개물이 존재하거나 낚시를 위해 인위적으로 얼음을 뚫은 후 다시 얼었기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구는 향후 X-band SAR 시스템과 항공기 탑재 산란계 시스템의 활용분야 확대에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.266-273
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• 2007

낙동강 하구둑 지점의 1일 수량 및 COD 농도 관측자료를 이용하여 산정한 오염부하량을 기준(기준 오염부하량)으로 하여 관측간격에 따른 월별 및 연별 COD 추정 오염부하 변화와 수량 및 수질변화를 분석하였다. 수량 및 수질 변화비율을 이용한 영향인자 분석결과, 오염부하 양상은 흐름 강주도형(오염부하 추정에 흐름의 영향이 매우 큰 경우)으로 파악되었다. 또한, 관측간격 변화에 따른 추정 오염부하를 분석한 결과, 평균은 관측간격에 따라 큰 차이를 보이고 있지는 않으나, 표준편차가 관측일수가 증가함에 따라 뚜렷한 증가양상을 보인다. 월평균 수량 및 수질자료를 이용하여 추정한 오염부하량은 평균적으로 100% 정도, 특히 하계에는 $300\sim400%$ 정도의 추정오차가 발생할 수 있는 것으로 파악되었다. 따라서, 월평균 자료를 이용한 오염부하 추정은 신뢰수준이 매우 낮기 때문에 적어도 $10\sim20$일 이내의 관측간격 자료를 이용하여 추정하는 것이 권장되며, 하계의 수량은 1일 간격이 필수적이며, 수질농도는 $5\sim7$일 정도의 관측간격이 요구된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.43-51
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• 2012

수변공간 및 수자원에 대한 효율적 활용 요구가 증대됨에 따라 하천의 수리적인 특성을 보다 정밀하게 모의하고 이를 활용한 의사결정이 필요하다. EFDC 모형은 이러한 의사결정을 지원하기 위한 다차원 수리모형으로 3차원 정밀지형을 활용하여 수체의 수리적인 특성을 분석할 수 있다. 그러나 EFDC 모형의 입력자료로 활용되는 3차원 정밀지형의 경우, 측량간격과 지형보간기법에 의해 많은 영향을 받게 되며 3차원 정밀지형의 변화에 따라 대상 수체의 수리적인 특성이 영향을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 다른 측량간격 및 지형보간기법에 따라 도출된 3차원 정밀지형이 EFDC 모형의 모의결과에 미치는 영향을 검토하였다. 연구 대상지역은 낙동강 금호강 유입구간이며, 검토 사상은 2006년 강우사상에 대한 수치모의를 수행하고, 면적-고도 곡선, 수위 및 유속의 모의결과를 비교 분석하였다. 분석결과, 동일한 측량 간격에서는 지형보간기법에 따른 면적고도곡선의 차이는 크지 않았으나, 측량 간격이 160m에서 모든 보간기법에서 차이가 발생하였고 측량간격이 80m 이상이 되면 하상단면의 변화가 발생하였다. 또한, 수위의 경우에 Kriging을 제외한 나머지 기법은 해상도에 따른 차이가 크지 않았고, Kriging은 160m 측량간격에서 다른 기법에 비해 차이가 크게 나타났다. 유속의 경우, 80m 측량간격이상에서 각 보간기법별 차이가 나타나기 시작했으며 160m 측량간격에서 Kriging은 다른 보간기법과 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다.