• 한국수자원학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.325-334
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• 2007

본 연구에서는 점진적인 유량 및 압력이 변화하는 상수관망에서 Rigid Water Column Theory를 이용하여 정상모형의 확장기간 모의해석보다 정확하고 수충격 해석보다는 계산비용 및 노력 측면에서 효율적으로 장시간 부정류 해석 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 실제관망에 대하여 24 시간 열 수요량을 고려한 부정류 해석 및 밸브폐쇄로 인한 수충격해석 모의에 적용하였고 해석 결과는 다음과 같다. 24 시간 일변화 모의의 경우에 수요량이 증가할 경우 모든 관로에서 압력감소가 나타났으며 수요량이 감소할 경우 압력증가가 나타났다. 그리고 일 수요량의 변화에 따라 나타난 절점에서의 유량 및 압력 변화폭은 각 절점마다 다르고 수요량과 유량의 변화양상이 반대로 나타나는 관로도 발생하고 있으며 KYPIPE2의 결과와 본 모형의 유량 및 압력차이도 발생하고 있어 상수관망의 동역학적 해석의 필요성이 대두되었다. 밸브폐쇄로 인한 수충격모의에 본 모형이 적용되었을 때 본 모형은 유체의 압축성을 무시함으로 인해 밸브 완전 폐쇄와 동시에 압력과 유량의 변화가 전 관망에 발생하였고 수충격모형은 유체의 탄성으로 인해 발생된 압력파의 도달시간이 필요함으로 압력과 유량변화가 지체되어 나타났으나 전체적인 변화양상 및 변화폭의 크기 등은 유사한 경향을 나타내어 본 모형의 적용성을 입증하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 장기간 점진적인 관로 부정류를 비교적 정확하게 해석할 수 있을 것으로 판단되며 이를 이용하여 관로내 오염물의 확산해석, 수요량을 고려한 절점에서의 압력제어 및 누수저감, 장기간 관로내의 유량 및 압력 변화를 고려한 관망관리 등의 분야에서 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.867-880
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• 2006

많은 수의 매개변수와 복잡한 구조를 가진 수문모형의 적용 시 세밀하고 강력한 모델 검 보정이 요구된다. 본 연구에서 금강유역에 위치한 갑천 소유역에 준 분포형 모형인 SWAT모형을 이용하여 다 목적 지점 검 보정 방법을 제시하였다. 모형의 보정 전 민감도 분석을 통한 각 소유역별로 특성 분석이 이루어 졌고, 유출에 민감한 매개변수들을 추정하였다. 그리고 최소한의 보정을 통한 모형의 유효성을 높이기 위해, 관측된 데이터로부터 매개변수 값을 선보정하는 과정을 거쳤다. 그 결과 각 소유역 별로 다른 매개변수들의 민감도가 나타났다. 관측유량에 대한 보정 단계에서 $R_{eff}$는 0.41-0.84, $R^2$은 0.5-0.86 값으로 신뢰성 있는 결과를 얻었다. Recursive digital filter로 추정된 기저 유출량을 약 2% 범위에서 산정하였다. 관측 지하수 수위와의 비교에서도 전체적으로 관측된 지하수 수위의 시간적 변동추이와 변동 폭을 잘 나타내었으며, $R^2$는 0.69로 만족스러운 결과를 보였다. 결론적으로, 다 목적 지점 방법의 사용은 모형기 구조와 추정된 매개변수들에 높은 신뢰도를 제공하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권4호
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• pp.515-524
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• 2015

The estimation of groundwater usage in Jeju island is important to understand hydrologic cycle system and to plan management of water resource because large amounts of groundwater have been used for agricultural and domestic purpose. The model has been developed to estimate agricultural groundwater usage for garlic at uplands and citrus at orchards raising outdoors using the soil water balance model from FAO 56, respectively. The total amount of water supplied for the crop evapotranspiration and the multipurpose function such as sprout promotion can be simulated by the model. However, due to the discrepancy of water use in initial stage between calculated and observed, the model was calibrated and verified using actual groundwater usage monitoring data for 3.5 years (2011.6 to 2014.12) at three uplands for garlic and three orchards for citrus. Consequently, it would be concluded that the model simulated efficiently actual water usage in that root mean square (RMS) and normalized RMS of the validation stage were less than 8.99 mm and 2.43%, respectively, in two different conditions.

• Water Engineering Research
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• 제3권1호
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• pp.23-30
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• 2002

A numerical model for the solution of two-dimensional dam break problems using fractional step method is developed on unstructured grid. The model is based on second-order Weighted Averaged Flux(WAF) scheme with HLLC approximate Riemann solver. To control the nonphysical oscillations associated with second-order accuracy, TVD scheme with SUPERBEE limiter is used. The developed model is verified by comparing the computational solutions with analytic solutions in idealized test cases. Very good agreements have been achieved in the verifications.

• 한국물환경학회지
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• 제24권6호
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• pp.784-792
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• 2008

Greater focus must be placed on ensuring that the water quality model (WQM) reflects the objective of its application and the characteristics of the water environment properly before it is selected. In the development or application of WQM, various factors influencing the model predictions should be reviewed so that it can perform more properly and reasonably based on scientific theory. This study reviewed the characteristic of existing WQM and the domestic river environment to find the requirements of the model application for TMDLs management in Korea. In this study, a water quality model, QUAL-NIER, was developed based on the USEPA's QUAL2E. The core structure and reaction scheme of the model was established followed by the formulation of equations according to the scheme with some supplements on the reaction mechanisms which are necessary for domestic rivers. Algorithms on the equations were set up and programmed to form a computer-based model. The developed model, QUAL-NIER was applied to the main stem of the Nakdong river. The model was calibrated and verified to data measured in 2004. The model results displayed good agrement with the field measurements for both calibration and verification. From this study, it was concluded that the developed QUAL-NIER model was very powerful with regard to the water quality simulation in domestic rivers.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권12호
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• pp.1001-1013
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• 2011

이웃한 상수도시스템의 공급 가능지역이 중첩될 경우, 이들 시스템을 연계함으로써 경제성과 수질 조건을 만족시키는 조건별 용수공급체계를 구축하는 것이 필요하다. 용수수요 조건별 경제적 급수구역과 최적 펌프운영율을 산정하기 위하여 관망수리해석 모형(EPAnet)과 네트워크 최적화모형(KModSim)을 연계 하는 최적 네트워크모형을 개발하였다. 개발된 최적 네트워크 모형을 사등가압장, 구천댐 그리고 연초댐의 3개 상수원이 존재하는 거제지역 상수도시스템에 적용하고 2007년 운영 결과와 비교하는 방법으로 모형을 검정하였다. 최적 네트워크 모형의 적용성을 검토하기 위하여, 2011년 용수자료를 이용하여경제적급수구역변경에따른펌프운영및 수질의 적정성을평가 하였다. 평가결과본 모형은 수량, 경제성 그리고 수질을 모두 만족하는 최적해를 구하는 것으로 나타나 송배수계통간의 최적 설계 혹은 최적연계운영율을 구하기 위한 모형으로 활용이 가능하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.439-447
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• 2011

This study aims to test the feasibility of combined use of EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) hydrodynamic model and WASP7.3 (Water Quality Analysis Program) model to improve accuracy of water quality predictions of the Yongdam Lake, Korea. The orthogonal curvilinear grid system was used for EFDC model to represent riverine shape of the study area. Relationship between volume, surface and elevation results were checked to verify if the grid system represents morphology of the lake properly. Monthly average boundary water quality conditions were estimated using the monthly monitored water quality data from Korean Ministry of Environment DB system. Monthly tributary flow rates were back-routed using dam discharge data and allocated in proportion to each basin area as direct measurements were not available. The optimum number of grid system was determined to be 372 horizontal cells and 10 vertical layers of the site for 1 year simulation of hydrodynamics and water quality out of iterative trials. Monthly observed BOD, TN, TP and Chl-a concentrations inside the lake were used for calibration of WASP7.3 model. This study shows that EFDC and WASP can be used in series successfully to improve accuracy in water quality modeling. However, it was observed that the amount of data to develop inflow water quality and flow rate boundary conditions and water quality data inside lake for calibration were not enough for accurate modeling. It is suggested that object-oriented data collection systems would be necessary to ensure accuracy of EFDC-WASP model application and thus for efficient lake water quality management strategy development.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.69-78
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• 2008

본 연구에서는 용담댐을 대상으로 유역모델 HSPF와 저수지모델 CE-QUAL-W2를 연계 적용함으로써 강우시 저수지로 유입되는 탁수 관리를 위한 방안을 연구하였다. 강우시 저수지 유입하천의 유출량 및 부유사 농도 특성을 분석하기 위하여 유역모델을 적용하여 모델의 재현성을 검토하였으며 유역모델 결과를 저수지모델의 입력자료로 제공하여 저수지모델의 재현성 검토 및 저수지 내 시간에 따른 탁수분포 양상 등을 분석하였다. 유역모델의 유출량 및 부유사 농도의 재현성 검토 결과, 모델 예측값과 실측값이 적절하게 일치하는 것으로 나타났다. 유역모델의 결과를 연계하여 홍수기 저수지의 물수지, 수온 변화 및 탁도를 대상으로 저수지모델의 재현성을 검토한 결과, 탁수에 의한 수온성층의 변화와 탁수층의 위치, 시간에 따른 탁수분포의 변화 양상 등을 실제와 매우 유사하게 모의하였다. 이와 같이 유역모델과 저수지모델의 연계 적용은 발생 가능한 강우에 대하여 저수지로 유입되는 유량 및 탁수발생량을 예측할 수 있으며 탁수층의 위치와 최고 탁도 등 저수지내의 탁수변화 양상을 비교적 쉽고 정확하게 예측할 수 있는 장점이 있다. 본 연구결과에 의하면 용담댐을 대상으로 집중강우시 HSPF 유역모델과 CE-QUAL-W2 저수지 모델을 연계 적용함으로써 탁수관리 방안으로 활용될 수 있음을 검증하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제15권6호
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• pp.91-98
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• 2010

The effective thermal conductivity of porous materials is usually determined by porosity, water content, and the conductivity of the matrix. In addition, it is also affected by the internal structure of the materials such as the size, arrangement, and connectivity of the matrix-forming grains. Based on the structural models for multi-phase materials, thermal conductivities of soils and sands measured with varying the water content were analyzed. Thermal conductivities of dry samples were likely to fall in the region between the Maxwell-Eucken model with air as the continuous phase and the matrix as the dispersed phase ($ME_{air}$) and the co-continuous (CC) model. However, water-saturated samples moved down to the region between the $ME_{wat}$ model and the series model. The predictive inconsistency of the structural models for dry and water-saturated samples may be caused by the increase of porosity for water-saturated samples, which leads to decrease of connectivity among the grains of matrix. In cases of variably saturated samples with a uniform grain size, the thermal conductivity showed progressive changes of the structural models from the $ME_{air}$ model to the $ME_{wat}$ model depending on the water content. Especially, an abrupt increase found in 0-20% of the water content, showing transition from the $ME_{air}$ model to the CC model, can be attributed to change of water from the dispersed to continuous phase. On the contrary, the undisturbed soil samples with various sizes of grains showed a gradual increase of conductivity during the transition from the $ME_{air}$ model to the CC model.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.220-220
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• 2015

Water, energy, and food security already became a risk that threatens people around the world. Increasing of resources demand, rapid urbanization, decreasing of natural resources and climate change are four major problems inducing resources' scarcity. Indeed, water, energy, and food are interconnected each other thus cannot be analyzed separately. That is, for simple example, energy needs water as source for hydropower plant, water needs energy for distribution, and food needs water and energy for production, which is defined as W-E-F nexus. Due to their complicated linkage, it needs a computer model to simulate and analyze the nexus. Development of a computer simulation model using system dynamics approach makes this linkage possible to be visualized and quantified. System dynamics can be defined as an approach to learn the feedback connections of all elements in a complex system, which mean, every element's interaction is simulated simultaneously. Present W-E-F nexus models do not calculate and simulate the element's interaction simultaneously. Existing models only calculate the amount of water and energy resources that needed to provide food, water, or energy without any interaction from the product to resources. The new proposed model tries to cope these lacks by adding the interactions, climate change effect, and government policy to optimize the best options to maintain the resources sustainability. On this first phase of development, the model is developed only to learn and analyze the interaction between elements based on scenario of fulfilling the increasing of resources demand, due to population growth. The model is developed using the Vensim, well-known system dynamics model software. The results are amount of total water, energy, and food demand and production for a certain time period and it is evaluated to determine the sustainability of resources.