• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1317-1321
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• 2007

대표적인 하천수질모형으로는 정상상태 모형인 QUAL2E와 비정상상태 모형인 CE-QUAL-RIV1이 있다. 정상 및 비정상상태 수질모형의 용도는 QUAL2E가 월별 및 순별 장기수질예측에 매우 활용도가 높다고 하면 CE-QUAL-RIV1는 갑작스런 수질사고와 같은 단기수질모의 즉, 댐방류 플러싱효과를 분석하는 효과에 매우 최적화된 모형이라 할 수 있다. 대부분의 하천 수질 예측모델이 비정상상태 흐름이 아닌 정상상태 흐름만을 고려하여 개발되었기 때문에 댐이나 수문에 의해 차단된 조절하천에서 부정류 흐름상태를 고려한 수질예측 모델이 필요하다. 본 연구의 대상 유역인 서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형 하천으로 자연적인 하천흐름이 원활하지 않은 정체수역이다. 따라서 장기간 오염물질이 퇴적되고 있으며, 이로 말미암아 수질오염이 매우 심한 곳이기도 하다. 서낙동강은 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량에 따른 하천수질의 영향이 크며, 개발욕구가 강한 경상남도 김해시와 부산광역시 강서구가 위치한 수계로서 현재 발생부하량 뿐만 아니라 장래에 예상되는 발생부하량도 매우 큰 하천이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 가장 근원적인 방안은 적절한 수문운영을 통하여 수역 내의 유속을 적절히 조절하고, 이를 통하여 수질개선 효과를 확보하는 것이다. 본 연구에서는 정체수역인 서낙동강의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량을 수문운영에 따라 하천유량을 통하여 실측하고, 이로 인한 수질 변화를 체계적으로 조사함으로써 다수의 수문운영 조건에 따른 비정상상태에서의 서낙동강 본류의 수질을 실측하여, 수질이 좋은 낙동강 본류 원수의 유입에 따른 수질개선 효과와 녹산수문 방류에 의한 플러싱 효과를 정량적으로 평가해보고자 하였다. 본 연구에서 실측된 수문 유입량 및 방류량 증가에 따른 하천수질변화 결과를 비정상 하천수질모형을 통해 검증하고, 이를 활용하여 서낙동강의 수질 개선을 위한 적절한 유량 및 운영방안을 구축할 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제21권1호
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• pp.25-39
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• 2012

This study was aimed to assess the effects of additional installation of two different types of weirs, one is a curtain-type weir and another is a submerged-type weir, on the control of algal growth in Daechung Reservoir. A two-dimensional(2D) coupled hydrodynamic and eutrophication model that can accommodate vertical movement of the curtain weir following the water surface variations was verified using field data obtained in two distinctive hydrological years; dry(2008) and wet(2010). The model adequately simulated the temporal and spatial variations of water temperature, nutrients and algal(Chl-a) concentrations during the periods. The effectiveness of curtain weir on the control of algal bloom was evaluated by applying the model to 2001(dry year) and 2010 assuming 6 different scenarios according to installation locations. The curtain weirs that already installed at 3, 5, 7 sites(scenario C-2) showed significant effect on the control of algal growth in the reservoir; the reduction rates of algal concentration were placed in the range of 7.5~31.5% and 9.1~44.9% for 2001 and 2010, respectively. However the simulation results revealed that additional installation of curtain weirs(scenario C-3~C-6) in the bay area (choosori) have marginal effect. The effectiveness of submerged weir was evaluated against 2010 assuming 7 different scenarios according to installation locations, but all scenarios(S-1~S-7) showed neglectable or negative effect on the control of algal growth.

• 한국물환경학회지
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• 제37권3호
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• pp.204-216
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• 2021

It is important to understand the factors influencing the temporal and spatial variability of water quality in order to establish an effective customized management strategy for contaminated aquatic ecosystems. In this study, the spatial diversity of the 5-year (2015 - 2019) average total phosphorus (TP) concentration observed in 40 Total Maximum Daily Loads unit-basins in the Nakdong River watershed was analyzed using 50 predictive variables of watershed characteristics, climate characteristics, land use characteristics, and soil characteristics. Cross-correlation analysis, a two-stage exhaustive search approach, and Bayesian inference were applied to identify predictors that best matched the time-averaged TP. The predictors that were finally identified included watershed altitude, precipitation in fall, precipitation in winter, residential area, public facilities area, paddy field, soil available phosphate, soil magnesium, soil available silicic acid, and soil potassium. Among them, it was found that the most influential factors for the spatial difference of TP were watershed altitude in watershed characteristics, public facilities area in land use characteristics, and soil available silicic acid in soil characteristics. This means that artificial factors have a great influence on the spatial variability of TP. It is expected that the proposed statistical modeling approach can be applied to the identification of major factors affecting the spatial variability of the temporal average state of various water quality parameters.

• 환경영향평가
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• 제29권6호
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• pp.403-413
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• 2020

최적의 염소 소독 전략을 구축하기 위해 8개의 연립 준선형 편미분방정식으로 구성된 수학적 모형이 제안되었다. 다차원 수치 프로그램을 개발하기 위해 상류 가중 유한요소법을 사용하였다. 프로그램은 세 가지 유형의 반응기에서 측정된 농도에 대해 검증되었다. 16개의 실험 결과에 대해 경계 조건 및 반응 속도를 보정하여 측정된 값을 재생시켰다. 모델링 결과로부터 8개의 반응 속도계수가 추정되었다. 반응 속도계수는 pH 및 온도로 표현되었다. 반응 속도계수를 추정하기 위해 수치 오차의 제곱의 합을 최소화하는 자동 최적 알고리즘의 프로그램을 개발하고 모형에 결합하였다. 최종 사용지에서 염소 및 오염물의 농도를 최소화하기 위해서는 정수장의 염소소독공정으로부터 최종 사용지까지의 수질 변화를 모형에 의해 예측하고 이를 기반으로 유입수 수질에 따라 염소소독공정을 운영하는 실시간 예측 제어 시스템이 필요하다. 본 모형을 이용하여 정수장에 이러한 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1047-1058
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• 2003

겨울철에 금강하류에서는 암모니아성 질소(NH3-N) 농도가 주기적으로 높게 검출되어, 부여지점에서 취수하는 정수장의 수처리 공정에 큰 장애가 되고 있다. 질소농도 저하와 소독부산물 생성 억제를 위해 종종 대청댐의 추가 방류가 검토되고 있으나, 방류량과 직소농도 관계의 정량적 분석에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 8년간의 일별 수질자료와 댐 방류량 자료를 이용하여 겨울철(12월∼3월) 동안 일별 NH3-N 농도를 예측할 수 있는 다중회귀모형을 개발하고, 최근 2년간의 자료를 이용하여 모형을 검증하였다. 모형 개발과정에서 모의값은 실측값과의 결정계수와 모형효율이 모두 0.95 이상으로 높게 나타났다. 검증과정에서는 각각 0.84∼0.94와 0.77∼0.93으로써 신뢰도가 약간 떨어졌지만, 방류량과 하류의 NH3-N 농도 관계를 분석하는데 충분히 활용가능 한 것으로 평가되었다. 모형은 갈수기 동안 댐 방류량이 NH3-N 농도 저감에 미친 효과를 분석하는데 사용되었다. 1∼3월 동안 방류량을 5 에서 50cms까지 증가시켜 파며 모의한 결과, NH3-N 농도는 평균 0.332∼0.583 mg/L 감소하였으며 2월에 가장 큰 저감효과가 나타났다. 개발된 다중회귀 수질모의기법은 충분한 실측자료가 확보된 경우에 수치모형이 요구하는 광범위한 경계조건 자료 없이도 댐 방류량과 하천수질의 인과관계를 분석하는데 유용하게 활용가능 할 것으로 기대된다

• 한국해양공학회지
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• 제21권2호
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• pp.42-49
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• 2007

It has been known that shallow-water regions, such as tidal flats, sea grass and sea weed beds have water purification capability, and they also serve as nursery grounds for many fishes. On the other hand, tidal flat areas are economically attractive sites for reclamation, to be used for developing industries. When developing shallow-water areas, we have to propose a plan to mitigate the environmental impact associated with such a development plan. However, it is difficult to estimate the affects on the ecosystem and water purification, and the literature related to this matter is insufficient. In order to evaluate the ability of coastal tidal flat and to predict the future changes, it is necessary to develop a reliable prediction technique and construction of data by using a field investigation. In this study, we carried out a numerical model test for the tidal flat ecosystem, using the pelagic system and the benthic system, simultaneously, in order to show a change in the tidal flat ecosystem. The flow of nitrogen, phosphorus and carbon has been identified as a primary consideration of marine ecosystem components, and the capability of water purification and the change of the tidal flat were predicted using this flow. In order to make a more reliable prediction, a field investigation to determine tide, current and creatures of the object coastal area has been done. The purification capability of this shallow-water region is estimated from the model results. According to the results of experiments, the tidal flat has a capability of water purification (Sink) of 11mgN/m2/day, but the other area has a load (Source) of 20mgN/m2/day. As a result, we could confirm that the tidal flat of an object coastal area plays an important role in water purification.

• 한국환경과학회지
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• 제18권9호
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• pp.983-992
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• 2009

The purpose of the present study is to analyze pollutant runoff characteristics from non-point sources in Joman River basin. The present study contains analyzed results of rainfall and SS, BOD, COD, TN, TP runoff from Joman River basin. This study contains a sensitivity analysis of parameters that affect the simulation results of rainfall and pollutants runoff. Result of the sensitivity analysis shows that proportion of watershed and impervious areas is the most sensitive to peak discharge and total flowrate for rainfall runoff and that WASHPO is the most sensitive parameter for pollutants runoff. For parameter estimation and verification, flowrate and water quality is measured at the Kangdong Bridge in Haeban stream. A single rainfall event is use to perform parameter estimation and verification. Results of the present study show that total pollutant loads of Joman River basin is 11,600 ton of SS, 452 ton of BOD, 1,084 ton of COD, 515 ton of TN, and 49 ton of TP, respectively. In addition, it is found that contribution ratio of non point source and total source is 89% of SS, 63% of BOD, 61% of COD, 21% of TN, and 32% of TP, respectively.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.889-896
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• 2004

프랙탈 이송확산방정식은 정수 차수의 미분연산자로 구성된 고전적인 이송확산방정식과 비교하여 프랙탈 차수의 미분연산자로 구성된 보다 상위개념의 방정식으로써 정의된다. 지금까지의 프랙탈 이송확산방정식은 추계학적인 기법을 동원하여 푸리에-라플라스 공간에서 주로 해석되었으나, 본 연구에서는 실제 공간에서 유한차분개념을 도입하여 보다 직접적으로 하천에서의 오염물 이송확산에 관한 지배방정식을 유도하였다. 이러한 개념의 유도방법은 프랙탈 차수 및 관련 확산계수의 물리적인 추정에 관한 실마리를 제공할 수 있다. 고전적인 이송확산방정식과는 달리 프랙탈 이송확산방정식은 실제 하천에서 관측되는 오염물의 시간-농도 분포곡선의 왜곡현상과 분포곡선의 전후방부 농도를 보다 실제에 가깝게 모의할 수 있을 것으로 기대되어진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.489-489
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• 2022

도시의 가로수들이 열악한 부지 조건과 적절하지 않은 가로수 관리로 인해 죽는 현상이 몇몇 도시에서 발생하고 있다. 열악한 부지 조건과 적절하지 않은 가로수 관리에는 생물학적·기상학적으로 많은 요소들이 있고, 그 밖에 도시 설계로 인한 요인들로 다양하다. 그중 연구지역인 춘천시에서는 가로수가 죽는 원인 중 토양수분이 가장 큰 원인일 것이라고 판단하였다. 토양수분 분포의 시간적 공간적 특성들은 증발, 침투, 지하수 함량, 토양 침식, 식생 분포 등을 지배하는 중요한 요소이며, 토양수분 연구는 물순환과정의 특성을 이해하는데 있어서 필수적인 과정이다. 하지만 토양수분 분석은 중요성에 비해 활발한 연구가 이루어지지 않고 있으며, 특히 가로수 토양수분에 대해서는 연구가 없는 실정이다. 따라서 가로수 토양수분 모니터링을 실시하였고, 장기적인 가로수 관리를 위해 모델링을 하였다. 모델링 기초자료 확보를 위한 토양수분 모니터링은 춘천시의 가로수 중 세 군데를 선정해 각각 10, 20, 30 cm에 센서를 설치하였다. 이를 통해 약 1년간의 토양수분 함량 데이터를 수집하였고, 모니터링 지점의 토양을 샘플링 후 분석하여 물리, 화학, 생물성 데이터를 수집하였다. 모델링은 RZWQM(Root Zone Water Quality Model)을 이용하여 시나리오를 구성하였다. 모델링 결과를 활용해 가로수 및 도시 표토 기능을 위협하는 요인을 분석하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.251-256
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• 2019

상수원의 상류 및 인근 지역의 경우, 개발 제한으로 인해 상대적으로 하수도 보급률이 낮은 지역이 많다. 이는 지속적으로 상수원 오염에 영향 미치며 이를 방지하기 위한 방안으로 하수도 보급 및 기존 시설의 개선 등의 방안이 제시되고 있다. 본 연구에서는 안동댐과 임하댐 상류에 위치하고 있으며, 선회와류식 SBR공법이 도입된 A하수처리장 모델링을 통해 동절기 마을하수도 방류수 수질 개선 방안을 마련하기 위한 연구를 실시하였다. 5년(2012년 ~ 2016년)간의 운전자료를 바탕으로 모델 구축·검증을 실시하였다. 모델링 결과, SRT 조절을 통해 동절기 방류수 수질 개선이 가능할 것으로 분석되었으며, 각 방류수 수질 기준 별 개선 효과는 BOD 1.8%, COD 54.5%, SS 4.3%, T-N 0.8%, T-P 7.7%로 나타났다. 본 연구를 통해 도출된 동절기 하수처리장 방류수 수질 개선을 위한 방안은 유사한 공법이 도입된 하수처리장 및 마을하수도의 운영 개선방안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.