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미계측 저수지 수체 모니터링을 위한 원격탐사 및 디지털 공간정보 융합 (Convergence of Remote Sensing and Digital Geospatial Information for Monitoring Unmeasured Reservoirs)

  • 이희진;서찬양;조정호;남원호
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_4호
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    • pp.1135-1144
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    • 2023
  • 국내 농업용 저수지는 1970년 이전에 축조되어 준공 년도가 50년 이상 된 노후화된 시설이 대다수이며, 소규모 저수지는 기본 제원 및 수위 등을 파악할 수 있는 계측시스템이 없는 미계측 저수지이다. 준공 이후 호우발생 시 퇴적된 토사 유입, 퇴사량 증가에 따른 저수지 용량 감소 및 산업 고도화에 따른 수질악화 등은 저수지의 용수공급능력을 저하시키고 형상 변화를 야기한다. 따라서, 디지털 정보 및 원격탐사 정보를 결합한 계측 기술을 활용하여 미계측 저수지 수체 모니터링을 위한 공간정보 구축 방안이 필요하다. 본 연구에서는 지표면의 고도정보와 형태를 파악할 수 있는 Light Detection And Ranging (LiDAR) 센서를 활용하여 저수지 시설물의 고해상도 Digital Surface Model (DSM), Digital Elevation Model (DEM) 자료를 구축하고, 멀티빔(MultiBeam) 음향 측심기 기반 수심측량 정보의 융합을 통해 디지털 공간정보 융합 방안을 제시하고자 한다. 드론용 LiDAR를 활용하여 공간해상도 50 cm의 DSM 및 DEM 자료를 구축하여, 저수지 제방, 여수로, 용수로 등의 수리시설물의 디지털 공간정보를 구축하였다. 다분광 영상을 활용하여 수체를 탐지하기 위해 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), 정규수분지수(Normalized Difference Water Index, NDWI)를 산정하여, 저수지의 수표면을 산정하였다. 또한, 고해상도 DEM 자료는 수심측량 자료와 융합하여 수심도를 작성하였으며, Triangulated Irregular Network (TIN)로부터 저수지 만수면적 및 체적을 산정하였다. LiDAR 센서 및 멀티빔 기반의 수심측량, 광학위성자료 영상 및 다중분광 드론영상을 활용한 수체 탐지 기술 등의 공간정보 융합은 미계측 저수지의 디지털 인프라를 구축하여 저수지의 가용용수공급능력을 모니터링 하기 위한 기초자료로서 활용성이 높을 것으로 사료된다.

낙동강하구의 잘피(seagrass) 분포 현황 (Distribution of the Seagrass in the Nakdong River Estuary)

  • 박정임;박희순;배종일;김구연
    • 생태와환경
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    • 제56권3호
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    • pp.207-217
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    • 2023
  • 본 연구는 2023년 5~6월 낙동강하구에 생육하는 잘피 분포 현황을 조사하기 위해 실시하였다. 잘피 서식 면적을 조사하기 위해 낙동강하구를 7개 구역으로 구분하여 드론을 이용한 항공촬영을 실시하여 잘피 서식을 확인한 후 조간대에서는 도보로, 조하대에서는 선박 및 잠수조사로 GPS 트랙킹을 실시하였다. 잘피 현황을 분석하기 위해 각 구역에 대표적으로 출현하는 잘피의 종별 형태적 특성, 생육밀도와 생체량을 측정하였다. 낙동강하구에는 애기거머리말, 거머리말, 줄말과 게바다말이 출현하였고, 각 종의 분포 면적은 각각 338.2 ha, 92.9 ha, 0.9 ha와 1.4 ha로 총 잘피 서식지 면적은 432.5 ha로 조사되었다. 애기거머리말은 낙동강하구 대부분의 사주와 갯벌에 넓게 분포하였고, 거머리말은 눌차도, 진우도와 다대동에 서식하였다. 줄말은 을숙도와 명지갯벌의 애기거머리말 서식지 내에 출현하였고, 게바다말은 다대동의 암반에 생육하였다. 애기거머리말, 거머리말, 줄말과 게바다말의 생육 밀도는 각각 4,575.8±338.3 shoots m-2, 244.8±12.0 shoots m-2, 11,302.1±290.0 shoots m-2와, 2,862.5±153.5 shoots m-2였다. 생체량은 각각 239.7±18.5 gDW m-2, 362.3±20.5 gDW m-2, 33.3±1.2 gDW m-2와, 1,290.0±37.0 gDW m-2였다. 본 연구 결과 낙동강하구에는 애기거머리말이 우점하였고, 특히, 을숙도, 대마등과 명지갯벌의 애기거머리말 서식지는 국내 최대 규모로 형성되었음을 알 수 있었다. 낙동강하구는 생태적, 환경적, 경제적 가치가 높은 중요한 곳으로, 이곳에 생육하는 잘피의 지속적인 조사와 관리가 필요하다.

국내 침몰유조선 잔존유 회수작업의 합리적 종료절차 제안 (A Proposition on Reasonable Termination Procedure in Remaining-oil Recovery Work from a Sunken Tanker in Korean Territory)

  • 강광구;심유택;강신영
    • 한국항해항만학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.379-384
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    • 2014
  • 선박 침몰사고 중 유조선이 침몰한 경우에는 일반적으로 대형 유류오염사고를 예방하기 위해 잔존유를 회수해야만 한다. 그러나 수중작업의 특성상 이러한 잔존유 회수작업 완료 후 육안으로 완료 상태를 확인하기 곤란하므로 합리적인 회수작업 종료절차 수립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내에서 실제 이루어 진 두 차례의 잔존유 회수작업 사례(제1유일호 및 제3오성호, 경신호)의 서로 다른 회수방법에 따른 작업종료 절차의 상호 비교분석을 통해 합리적 작업종료 절차를 제안하였다. 구체적으로 과거 적용된 방법 및 기술을 조사하여, 작업의 신속성, 안전성, 경제성 등 다양한 각도에서 상호 비교분석을 하였다. 본 연구에서 제안한 잔존유 회수작업 종료절차는 화물유 탱크별 잔존유 회수 및 세척작업 진행 중 독립검정사가 만족할만한 수준에서 화물유 탱크별 선체 최상단부분의 잔존유 유무를 막대로 확인하고, 선체 최상단부 또는 해치를 개방하는 순서로 단계별로 구분되어 진행된다. 또한, 각 단계별 진행과정은 발주자, 작업수행자, 독립검정사 상호간 협의에 따라 탄력적 적용이 가능토록 설계되었다.

서해안에서 채집된 꽃게(Portunus trituberculatus) 집단에 대한 microsatellite 좌위의 분석 (Analysis of Microsatellite Loci for Swimming Crab Portunus trituberculatus Populations in the Korean Side of the Yellow Sea)

  • 이혜진;윤성종;현영세;김혜진;황성일;배주승;정기화
    • 생명과학회지
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    • 제23권9호
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    • pp.1088-1095
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    • 2013
  • 꽃게(Portunus trituberculatus)는 세계적으로 넓게 분포하는 갑각류로 모래나 돌멩이가 있는 해저에 서식한다. 본 연구는 서해의 4개 지점(영광, 태안, 소래, 연평도)에서 채집된 P. trituberculatus 281 개체에 대해 10 종류 microsatellite 좌위의 유전적 다형성을 조사하였다. 좌위당 대립유전자 수는 50-129개로 평균 69.5개였으며, 관측 및 예상 이형접합도는 각각 0.111-1.000 및 0.609-0.979 범위에 있었다. 좌위별 근친계수((Fis)는 -0.0207에서 0.8175 범위였다. 유전적 분화도(Fst)는 0.05보다 낮게 나타났는데, 이것은 4 꽃게 간의 유전적 분화(genetic differentiation)가 매우 낮은 이루어진 것으로 추정하게 한다. UPGMA을 이용한 계통도 작성에서도 4 그룹 간의 유전적 거리는 매우 가깝다는 결과를 얻을 수 있었다. 매우 높은 다형성과 집단간의 낮은 유전적 분화는 서해안의 꽃게 집단은 활발한 유전적 흐름(gene flow)이 일어나며, 그룹간 지리적 경계가 없음을 제시한다

수상환경의 대지저항률 및 접지저항 측정의 실험적 연구 (An Experimental Study on Ground Resistivity and Grounding Resistance of Water Environment)

  • 최영관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.2343-2348
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    • 2014
  • 지락사고 시 지락전류에 의한 전위경도 상승으로부터 인체를 보호하기 위하여 발전소의 주 접지망을 구성한다. 이를 위한 접지설계시 일반적으로 IEEE Std-80-2000(한전설계기준 2602)에 의하여 계산한다. 그러나 이는 수상환경에서 적용하기 힘들어 수상태양광의 접지저항 확보를 위한 접지기술이 명확하지 않다. 그런데 500kW 수상태양광의 모듈표면 및 금속덕트에 정전기가 발생하고 있고, 안정적인 접지확보를 위해서는 수상환경의 접지방식에 대한 구체적인 방안이 필요한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수상환경에서 Wenner 4 전극법으로 대지저항률을 조사.분석하였으며, 현재 운영중인 수상태양광의 접지저항을 국제규격(IEEE std-81)에서 제시하는 전압강하법으로 측정 분석하여 안정적인 접지확보를 위한 수상태양광 접지방안을 제시하였다. 수면 1m 수중의 저항률이 ($126.3969[{\Omega}{\cdot}m]$) 하상의 저항률($97.5713[{\Omega}{\cdot}m]$)보다 대체로 높은 것을 측정 분석되었고, 제시한 접지앵커 접지방안은 수상태양광의 더욱 안정된 접지저항 확보를 위해 경제적으로 가장 효과적인 방법으로 판단되며, 향후 수상태양광 발전의 접지방법으로 활용될 것으로 기대된다.

여름철 동해의 현장측정치와 GOCI와 MODIS 위성 자료로 측정한 엽록소와 유색용존유기물의 공간 변동성 (Spatial Variability of in situ and GOCI and MODIS Chlorophyll and CDOM in Summer at the East Sea)

  • 박미옥;신우철;손영백;노태근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.327-338
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    • 2015
  • 해수 중 광학적 특성 때문에 유색 용존유기물은 위성자료에 기반한 해양의 엽록소와 일차생산력의 정확한 측정에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2009과 2011년 여름철을 대상으로 서로 특이하게 다른 결과를 보고하고자 하였다. 이 두 시기의 여름철 차이는 것은 용존유기물에 영향을 주는 주요 공급원이 다른 것으로 나타났다. 그리고 현장 측정치와 위성자료로 부터 얻어진 엽록소 농도를 비교하여 위성자료로부터 구한 엽록소 농도 측정에 대한 용존유기물의 영향을 보았다. 그 결과, 2009년 MODIS를 이용한 엽록소 농도와 현장 측정된 엽록소 a 농도는 서로 유사하였으나, 2011년과 같이 유색용존유기물의 농도가 높았던 시기에는 이 두 농도 간에 유의한 차이가 나타났다. 2011년 여름 MODIS 자료와 비교하였을 때, GOCI 자료는 엽록소와 유색용존유기물 모두 현장 측정치 자료와 잘 일치하였다. 수직 혼합에 의해 공급된 표층 해수 중 높은 유색용존유기물의 존재는 위성자료에 의한 엽록소 농도의 과대평가에 영향을 주는 것으로 보인다.

농지연못습지의 수질 및 토양환경 분석 (The Analysis of Water and Soil Environment at Farm Pond Depression)

  • 손진관;강방훈;김남춘
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.46-62
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    • 2010
  • This study was conducted to understand the water and soil properties to propose the promotion of vegetation environment at farm pond depression. We selected 8 palustrine wetlands from agricultural area after consideration of human interference, surround land use, and size of area. Water quality analysis showed that the average SS, T-N, T-P were over the limit of agricultural water quality standard level at some sites. The cause for deterioration of water quality is supposed by the long-term stagnation of water in palustrine wetland. The recommended measures to improve water quality are as follows; improving water circulation by connecting with nearby natural water, preventing oxygen depletion by dredging deposit, lowering down T-N and T-P by removing autumn plants, preventing inflow of phosphorus in fertilizer ingredients which is the main cause for high T-P. The soil contamination of the surveyed area was about the same level of average heavy metal contents in soils from 2,010 paddy fields in Korea, which was much lower than soil contamination standards. As for soil texture, sand content was 40~90% and clay content was less than 20%. The content of silt and clay in soil from community of floating-leaved:submerged hydrophytes and community of emergent hydrophytes was higher that of soil from community of hygrophytes, and the content of sand in soil from community of hygrophytes was 10% higher than underwater soil. In terms of bulk density, the average was 0.24~0.96g/$cm^3$, which was quite low, because of high content of peat and organic matter in soil of the surveyed area. As for the average content of organic matter, community of floating-leaved:submerged hydrophytes was 18.25g/kg, community of emergent hydrophytes was 16.88g/kg, and community of hydrophytes was 25.63g/kg. The range of content of T-N in soil of community of floating-leaved;submerged hydrophytes was 0.022~0.307%, and that of community of emergent hydrophytes was 0.029~0.681% and that of community of hydrophytes was 0.088~0.325%. Apart from three sites in the surveyed area, most parts were over the standards or below the standard. After this study, we will conduct and discuss the relationship between vegetation characteristics and environments, which will be used of the best practical management and restoration of wetland.

입수 충격 수중 순간 소음에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Underwater Transient Noise Generated by Water-Entry Impact)

  • 정영철;성우제;이근화;김형록
    • 한국음향학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.10-20
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    • 2014
  • 본 연구에서는 입수 충격에 의한 수중 순간 소음을 연구하기 위해, 황해에서 발사대를 이용하여 해상 실험을 진행하였다. 해상시험선인 청해호 우현상에서 발사대를 이용하여 실린더 몸체를 수직으로 발사하였으며, 이때 발생하는 소음을 하이드로폰으로 측정하였다. 실험에서는 원통형, 원뿔형, 반구형 두부 형상을 가진 3가지 종류의 실린더 몸체가 사용되었다. 측정된 신호는 시간적으로 확연하게 구분되어 3단계로 전시되었다 : (1) 초기 충돌 및 물체 진동단계, (2) 개방 공동 유동 단계, (3) 공동 붕괴 및 거품 진동 단계. 대부분의 경우, 거품 진동 단계의 파형이 초기 충돌 및 물체 진동 단계에 비해 우세하게 나타났다. 공동이 붕괴되기 시작하는 핀치 오프 시간은 0.18 ~ 0.2 s에 발생하였으며, 평균 거품 지속 시간은 0.9 ~ 1.3 s로 지속되었다. 입수 충격 소음은 100 Hz 이하의 대역에서 에너지가 집중되어 있었으며, 생성되는 소음은 두부 형상, 물체 질량, 발사 속도에 의해 영향을 받았다. 결과적으로, 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도의 크기는 원통형, 원뿔형, 반구형 순으로 나타났으며, 동일 입수체에 대해서는 초기 에너지가 클수록 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도가 크게 나타났다. 최종적으로, 버블이 폭발하는 물리적 현상을 기반으로 모의된 신호와 계측 값간 비교 결과 만족스러운 결론을 얻을 수 있었다.

해양과학기지 시계열 관측 자료 품질관리 시스템 구축: 국제 관측자료 품질관리 방안 수온 관측 자료 시범적용과 문제점 (Quality Control of Observed Temperature Time Series from the Korea Ocean Research Stations: Preliminary Application of Ocean Observation Initiative's Approach and Its Limitation)

  • 민용침;정진용;장찬주;이재익;정종민;민인기;심재설;김용선
    • Ocean and Polar Research
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    • 제42권3호
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    • pp.195-210
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    • 2020
  • The observed time series from the Korea Ocean Research Stations (KORS) in the Yellow and East China Seas (YECS) have various sources of noise, including bio-fouling on the underwater sensors, intermittent depletion of power, cable leakage, and interference between the sensors' signals. Besides these technical issues, intricate waves associated with background tidal currents tend to result in substantial oscillations in oceanic time series. Such technical and environmental issues require a regionally optimized automatic quality control (QC) procedure. Before the achievement of this ultimate goal, we examined the approach of the Ocean Observatories Initiative (OOI)'s standard QC to investigate whether this procedure is pertinent to the KORS. The OOI QC consists of three categorized tests of global/local range of data, temporal variation including spike and gradient, and sensor-related issues associated with its stuck and drift. These OOI QC algorithms have been applied to the water temperature time series from the Ieodo station, one of the KORS. Obvious outliers are flagged successfully by the global/local range checks and the spike check. Both stuck and drift checks barely detected sensor-related errors, owing to frequent sensor cleaning and maintenance. The gradient check, however, fails to flag the remained outliers that tend to stick together closely, as well as often tend to mark probably good data as wrong data, especially data characterized by considerable fluctuations near the thermocline. These results suggest that the gradient check might not be relevant to observations involving considerable natural fluctuations as well as technical issues. Our study highlights the necessity of a new algorithm such as a standard deviation-based outlier check using multiple moving windows to replace the gradient check and an additional algorithm of an inter-consistency check with a related variable to build a standard QC procedure for the KORS.

수중연소식 천연가스기화기(SMV)용 순산소 연소기 개발 (Development of Oxy-fuel Combustor for the Underwater SMV(Sub-Merged Vaporizer))

  • 손화승;김호연;정영식
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.253-254
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    • 2014
  • 지구온난화 문제는 한국가의 문제가 아니라 인류의 문제로 대두되어 많은 이에대한 많은 연구가 이루어 지고 있다. 지구온난화의 주 대상물질인 화석연료로부터 연소시 발생하는 이산화탄소를 감축하기위한 많은 규제와 노력이 요구된다. CCS(Carbon Capture & Storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, $CO_2$ 회수방안, 저장, 처리관련 연구를 비롯하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 또한 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 동시에 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있는 기술이다. 천연가스를 생산하는 LNG기지에서 연소에 의한 이산화탄소를 발생시키는 기기로는 수중연소식기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 들 수 있다. SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 특히 동절기에 작동시키며 $CO_2$를 배출시키는 연소기다. 본 연구에서는 수중연소식 SMV에 순산소 연소방식을 적용하여 천연가스와 산소를 연소시키므로서 발생되는 $CO_2$를 LNG냉열을 이용 액체화 시켜 회수하는 연구를 수행하고 있다. 내용중에 수중연 소식 SMV에 대한 순산소 연소기를 개발하는 연구를 수행하였으며, 실제 SMV의 1/10크기, 열량기준 1/900로 모형을 제작하여 실험하였다. 연소기 노즐 은 직경 0.6mm, 배가스가 수조내에서 48개의 노즐을 제작하였다. 실험결과 일정량 이상의 $CO_2$ EGR율이 일정 값 이상이 되면 화염의 길이가 공기/NG 화염 길이와 큰 차이가 없었으며 $CO_2$ EGR율이 100%이상에서는 $CO_2$ EGR율 증가에 따른 화염길이 변화는 크게 나타나지 않았다. CO 배출 농도는 공기/NG 연소의 경우보다 높게 나타났으며, ${\lambda}$가 1.4보다 높은 조건에서는 측정되지 않았다. NOx의 배출 농도는 약 1~8ppm으로 나타났다.

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