• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.479-483
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• 2012

최근 국내외에서 기상이변에 따른 물 부족에 대응하고 먹는 물의 생산과 공급 효율성 향상을 위하여 스마트워터그리드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 경향으로 이는 상수도 인프라시설의 운영오류, 자연재해, 사이버를 통한 의도적 공격 등에 대해 안전하고 신뢰성이 높은 시스템을 구축하기 위한 것이다. 또한 상수도 분야에서는 스마트 미터링 개념을 도입하여 상수관망에서 발생되는 각종 사고나 물 손실을 저감하기 위한 노력이 시도되고 있는 실정이다. 일반적으로 누수량이 많을 경우에는 누수의 징후가 지표면에서 확인이 가능하나 미세한 경우 탐사장비의 운영이나 인력의 투입을 통해 가능하다. 물 공급계통인 상수관망에서 물 손실을 저감시키기 위한 방법중 하나로서 수도미터로부터 기록되는 물 사용량 데이터를 이용하여 누수패턴을 추출함으로써 누수감시가 가능하도록 하는 모형을 개발하고자 하였다. 이는 탐사장비에 의한 누수감지와 상호 보완적을 활용할 수 있는 것으로서 사용량 자료를 분석하여 사전에 처리된 자료의 노이즈와 결함 있는 계측값을 필터링시키는 기법이 도입된 것이며 신속한 감지를 통해 누수 지속시간을 감소시킴으로서 누수량의 저감을 목표로 한다. 물 공급 네트워크를 보다 더 효율적 만들 수 있는 누수 감시모형은 상수관망의 운영에 필요한 정보를 도출하기 위하여 보다 정확하고 다양한 수학적 및 통계적 분석을 기반으로 구성되어 누수 외에도 각종 결함을 찾아내는 역할을 수행할 수 있다. 향후 다양한 지역을 이러한 수용가의 물 사용량 미터링 결과를 토대로 실제 사용량과 누수량을 분리하여 분석함으로써 국내 실정에 적합한 누수감시 기술배발 토대를 마련할 수 있을 것으로 판단되며, 누수저감을 위한 실질적인 상수관망의 운영관리 효율향상의 정보로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.209-209
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• 2015

상수도 관망은 대표적인 사회기반시설로 수원으로부터 수용가에 이르기까지 안정적으로 유량을 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 요구되는 절점의 수압, 관로의 유속 등 수리학적 제약조건을 만족시키는 범위 안에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻어내는 것을 목표로 시작하였다. 하지만 비용만을 고려한 과거의 상수도 관망 최적설계는 미래의 불확실한 조건에 매우 취약하고, 사용자의 다양한 요구를 충족시키지 못한다. 이 때문에 현대의 상수도 관망의 설계시 다양한 설계인자의 고려와 함께 효율적인 최적설계기법 적용의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 상수도 관망 최적설계에 다양한 설계인자를 동시에 고려하기 위해 다목적 최적 설계기법인 Multi-objective Harmony Search 알고리즘을 적용하였다. 또한 다목적 최적설계의 효율성 증대를 위하여 매개변수 자동보정 기법 중 하나인 Parameter-Setting-Free (PSF) 기법(Geem and Sim, 2010)을 사용하였다. PSF 기법은 최적화 알고리즘의 매개변수 설정의 번거로움을 없애고, 반복수행을 통한 해 탐색이 진행됨에 따라 가장 효율적으로 작용하는 매개변수를 자동으로 설정하여 탐색효율을 강화하도록 고안된 기법이다. 본 연구에서는 제안된 기법을 실제 상수도관망의 최적설계에 적용하였고 그 결과를 분석하였다. 그 결과 제안된 기법을 통해 관망의 비용을 포함한 다양한 설계인자를 동시에 만족시키는 최적설계안을 효과적으로 도출 할 수 있었으며, 매개변수 자동보정 기법의 적용을 통해 해 탐색의 효율성과 편의성을 향상시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.202-202
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• 2019

상수관망 시스템의 목적은 수요자에게 양적으로 안정하고 질적으로 안전한 용수를 적정 수압으로 공급하는 것이다. 그러나, 상수관망 시스템은 노후화, 시공 중 파손 등 다양한 내 외적 요인들에 의해 파괴가 불가피하며, 이를 복구하는 과정에서 단수는 필연적으로 발생하게 된다. 단수피해를 효율적으로 감소시키는 방법은 인근 배수블록과의 비상연계를 실시하는 것이다. 비상연계란, 관망의 파손 등 비정상상황 발생 시 단수구역에 용수를 공급하기 위해, 인접한 배수블록과 연결된 비상관로를 운용하여 인접 배수블록으로부터 단수구역에 용수를 공급하는 것을 의미한다. 본 연구에서는 비상연계 시 연계공급을 실시하는 배수블록에서의 문제점이 아닌 연계공급을 받는 배수블록에서의 문제점을 실제 A시 관망을 바탕으로 분석하고, 이에 대한 해결책을 제안하였다. 실제 A시에서는 직경 600mm 간선관로(수지식)의 파손으로 2지 배수블록 하단부가 단수되는 사고가 발생하였다. 이에 단수피해를 최소화하고자 인근 배수블록인 1지 배수블록과의 비상연계를 실시하였으나, 2지 배수블록 하단부의 말단부분에서 고압이 발생하고 관로 파손과 같은 추가적인 문제가 발생하였다. 본 연구에서는 A시에서 실시한 비상연계 시나리오를 구축한 후 수원에서의 유한함을 고려할 수 있는 A-PDA 기반 수리해석을 실시하여 대한 고압발생의 원인을 분석하였다. 고압 문제의 원인은 연계 공급을 실시하는 1지 배수블록과 2지 배수블록간의 고도차에 의해 발생한 것으로 사료되며, 이에 대한 해결책으로 감압밸브 추가 설치, 주요 관로 복수화 방안을 제시하였다. 이후 각 해결책에 따른 모델을 구축한 후 수리해석을 실시하여 해결책이 상수관망에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 실제 관망에서 비상연계 시 발생한 문제를 분석함으로써 비상연계 시스템 구축 시 추가적으로 발생 가능한 문제 및 해결방안을 제안하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• v.13 no.1
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• pp.554-565
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• 2021

Air bubble entrainment is a phenomenon that can significantly reduce the efficiency of liquid motion in piping systems. In the present study, the bubble formation mechanism in a globe valve with 90% water fraction flow is explained by visualization study and pressure oscillation analysis. The shadowgraph imaging technique is applied to illustrate the unsteady flow inside the transparent valve. This helps to study the effect of bubbles induced by the globe valve on pressure distribution and valve flow coefficient. International Society of Automation (ISA) recommends locations for measuring pressure drop of the valve to determine its flow coefficient. This paper presents the comparison of the pressures at different locations along with the upstream and the downstream of the valve with the values at recommended positions by the ISA standard. The results show that in partially filled pipe flow, the discrepancies in pressure between different measurement locations in the valve downstream are significant at valve openings less than 30%. The aerated flow induces the oscillation in pressure and flow rate, which leads to the fluctuation in the flow coefficient of the valve. The flow coefficients have a linear relationship with the Reynolds number. For the same increase of Reynolds number, the flow coefficients grow faster with larger valve openings and level off at the opening of 50%.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.430-430
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• 2021

최근 상수관망 시스템에 ICT 기술을 접목하여 수돗물 공급에 대한 신뢰도를 향상시키기 위한 노력이 증가하고 있다. 특히, 관 내 수질이 일정 기준 미달인 경우 실시간 수질 감지를 통해 이상수질을 자동으로 배출하는 자동드레인 시스템이 수질사고 예방 및 대응 방안으로 주목받고 있다. 현재 자동드레인 시설은 관로 말단에서의 잔류염소 유지를 위한 목적으로 주로 사용되고 있고, 도시지역 내 수질사고에 대비한 설치, 운영사례는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 인천시 Z지역 내 자동드레인의 운영에 따른 상수관망의 수리적 특성을 분석하였다. EPANET 프로그램을 사용하여 배수지에서 수질오염이 발생한 조건을 가정하였고 배수지의 공급량에 따라 2가지 모의조건으로 나누었다. 첫 번째 모의조건은 배수지의 공급량을 일정하게 유지시킨 상태로 자동드레인의 배출량을 증가시키는 것이었고, 두 번째 모의조건은 급수구역의 공급량을 일정하게 유지시킨 상태로 자동드레인의 배출량을 증가시키는 것이었다. 각 조건별로 자동드레인의 배출량을 증가(배수지의 10%~90%)시키면서 관망 전체의 수리적 변화(압력, 에너지)를 비교·분석하였다. 첫 번째 모의조건에서는 자동드레인 배출량이 증가할수록 모든 절점에서 압력이 증가하였고 수두가 낮은 절점일수록 압력 변화가 커지는 것으로 나타났다. 또한, 인천 Z지역에서는 60% 이상 배출 시 에너지가 거의 증가하지 않고 일정한 값으로 수렴하는 경향을 보였다. 두 번째 모의조건에서는 자동드레인의 배출량이 증가할수록 압력이 모든 절점에서 동일하게 감소하였으며 에너지는 일정하게 증가하였다. 본 연구 결과는 상수관망 내 수질관리 시스템 구축 시 기초자료로 활용될 수 있으며 스마트 물 관리에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.2 no.4
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• pp.274-283
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• 2015

The reservoir shores seem to be vulnerable to biological invasion. The purpose of this research was to find out the floristic composition of alien plants and their relationship between environmental factors on reservoir shorelines in Korea. We investigated flora of alien plants and environmental factors of geomorphology, hydrology, water quality and soil on the shoreline of a total of 35 reservoirs with different water level managements. There were 56 species of alien plants, which was 15% of the total plant species identified in the study of reservoirs. A total of 57% of these alien species were the species which were introduced shortly after opening the port from 1876 to 1921 in Korea. More than 80% of the alien plants on the reservoir shores originated from America and Europe. The current distribution of Ambrosia trifida and Paspalum distichum were restricted in the central part and the southern region of the Korean Peninsula, respectively. The water level fluctuation, flood frequency at the median water level, water pollution index, coverage of rock exposure and mean degree of shoreline slope were determined as important environmental factors that have an effect on the characteristics of shoreline alien flora. Our results suggest that the reservoir shore was in danger of being invaded by alien plants due to the water level management and other human disturbances. For effective conservation of the reservoir ecosystem, periodic monitoring systems are required for the early detection of alien species on the reservoir shore.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.16 no.1
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• pp.15-25
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• 2013

The RIMGIS(River Information Management GIS) has been developed since 2000 for public service and practical applications of related works after the standardization of national river data such as the river facility register report, river survey map, attached map, and etc. The RIMGIS has been improved in order to respond proactively to change in the information environment. Recently, Smart River-based river information services and related data have become so large as to be overwhelming, making necessary improvements in managing big data. In this study a plan was suggested both to respond to these changes in the information environment and to provide a future Smart River-based river information service by understanding the current state of RIMGIS, improving RIMGIS itself, redesigning the database, developing distribution, and integrating river information systems. Therefore, primary and foreign key, which can distinguish attribute information and entity linkages, were redefined to increase the usability of RIMGIS. Database construction of attribute information and entity relationship diagram have been newly redefined to redesign linkages among tables from the perspective of a river standard database. In addition, this study was undertaken to expand the current supplier-oriented operating system to a demand-oriented operating system by establishing an efficient management of river-related information and a utilization system capable of adapting to the changes of a river management paradigm.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2022.10a
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• pp.357-359
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• 2022

The market for eco-friendly food materials by online distribution is rapidly growing due to major environmental pollution such as air, soil, and water quality, and radical changes in living patterns caused by COVID-19. In addition, because of the aging population and the decrease in agricultural-related population due to social structural changes, aquaponics is emerging as a system that can solve problems such as independence of old economic activities, environmental protection, and securing healthy and safe food. This paper aims to design an intelligent plant growth measurement system among intelligent aquaponics production management modules for optimal growth environment derivation and quantitative production prediction by converging various ICT technologies into existing aquaponics systems. In particular, the focus is on designing systems suitable for production sites that do not have high-performance processing resources, and we propose a module configuration plan for production environments and training data and prediction systems.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.6
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• pp.3983-3989
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• 2014

As the storm water runoff characteristics in urban areas have changed owing to urbanization, centralized facilities to reduce the urban flood runoff had been implemented. On the other hand, because they have their limitations, LID (Low Impact Development) of the distributed facilities for storm water runoff reduction is being actively planned and applied. The purpose of this study was to analyze the runoff characteristics for the spatial distribution of typical LID element techniques. This study set a study basin consisting of the five subbasins with the same basin and drainage systems, and analyzed the flood runoff characteristics from the two scenarios, one is for the locations and the other is for the number of green roofs (GR) and permeable pavement (PP), respectively, selected as typical LID element techniques. The SWMM implementation results showed that GR reduces 11.07% of the total and 3.42% of the peak amounts of storm water runoff, and PP leads to 18.09% of the total and 17.94% of the peak discharge reduction for a subbasin. Such a reduction rate is constant regardless of the LID locations, and increases linearly with the number of LID applications. The different runoff reduction rates between the GR and PP applications appear to be due to the effects of the different hydraulic conductivities in the control parameters for each LID.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.41 no.3
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• pp.228-234
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• 2008

The purpose of this study was to predict environmental distribution of anthracene, benzene, benzo[a]pyrene, 1-methylphenanthrene and phenanthrene in a four phase biopile system - air, water, soil and non aqueous phase liquid (NAPL) phase using level I fugacity model. Soil samples used for this study were collected from three sites in the United Kingdom which were historically contaminated with petroleum hydrocarbons. The level I fugacities (f) for the five contaminants were markedly different, however, the fugacities of each contaminant in three soil samples did not show significant difference. NAPL and soil were the dominant phases for all five contaminants. Results of this study indicated that difference in percentage of organic carbon strongly influenced the partitioning behavior of the cntaminants. The presence of benzene calls for an urgent need for risk-based management of air and water phase. Whereas insignificant amount of chemicals leached in the water phase for other organic contaminants showing greatly reduced potential of groundwater contamination. Furthermore, this study helped us to confirm the association of risk critical contaminants with the residual saturation in treated soils. They also can be used to emphasize the importance of accounting for the partitioning behavior of both NAPL and soil phases in the process of the risk assessment of the sites contaminated with petroleum hydrocarbons.