본 연구에서는 축전식 탈이온 공정(capacitive deionization, CDI)의 성능을 개선하기 위해 poly(2,6-di-methyl-1,4-phenylene oxide) (PPO)를 기저물질로 이용하여 코팅이 가능한 음이온교환 이오노머(quaternized PPO, QPPO) 용액을 제조하였다. 제조된 QPPO는 상용 음이온교환막(AMX, Astom Corp., Japan) 대비 우수한 이온전도도 특성을 나타내었으며 전기화학적 특성 또한 동등 수준임을 확인할 수 있었다. 다공성 탄소 전극에 이오노머 용액을 코팅하여 CDI 성능평가를 수행하였으며 그 결과 약 94.9%의 높은 염 제거 효율을 나타내었다. 기존의 CDI와 상용 음이온교환막을 결합한 membraneCDI (MCDI), QPPO가 코팅된 전극을 사용한 coated CDI (CCDI)의 탈염 성능을 비교한 결과 QPPO의 높은 이온선택성 및낮은 이온 전달저항으로 CCDI가 기존의 CDI에 비해 52.1%, MCDI에 비해 18.3% 향상된 높은 염 제거 성능을 나타냄을 확인하였다.

본 연구에서는 비점오염원 설치신고 대상 개발사업장 중 골프장 개발사업장의 배출특성 및 관리실태를 파악하고, 이를 토대로 골프장 개발사업장의 비점오염 관리방안을 마련하는 데 그 목적이 있다. 본 연구에서는 먼저 비점오염의 정의에 대하여 살펴보고 비점오염을 관리하기 위한 방법으로 발생억제와 배출억제 방안들에 대해 고찰하고 현재 골프장 개발사업장에서 운영되고 있는 비점오염 저감시설의 특징과 이에 대한 문제점을 분석하였다. 골프장 비점오염 관리를 위한 모니터링 방안을 조사한 결과, 골프장 건설전, 건설중, 건설후로 구분하여 모니터링을 실시할 필요가 있으며, 골프장 건설중 모니터링은 유사량과 토양유실에 집중할 필요가 있는 것으로 조사되었다. 골프장에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위한 방법으로 골프장 건설단계에 따라 대책을 마련하는 방법과 비점오염의 발생원인에 따라 침식억제와 유사운송억제로 구분하여 대책을 마련하는 방법, 오염물질의 저감을 위한 방법에 따라 구조적, 비구조적 대책으로 구분하여 대책을 마련하는 것이 있다. 골프장 건설사업장에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위해 체계적인 모니터링을 통해 비점오염의 거동을 분석하고 골프장 건설단계, 발생원인, 비점오염 저감을 위한 방법 등을 고려하여 적절한 비점오염 저감시설을 설치하여 효과적으로 비점오염을 저감하는 대책을 마련하는 것이 필요하다.

Dye-sensitized solar cells(DSSCs) have been under investigation for the past decade due to their attractive features such as high energy conversion efficiency and low production costs. The basis for energy conversion in the injection of electrons from a photoexcited stateof a dye sensitizer into the conduction band of the nanocrystalline semiconductor upon absorption of light. It is believed that the DSSC is one of the most promising technologies to solve the significant energy problems. In this article, the development trends and perspective of DSSCs were reviewed.

이온교환막을 이용하는 확산투석은 농도차가 구동력인 막공정으로서 철강 산업, 금속 제련 산업, 전기 도금 산업 등으로부터 발생되어지는 폐산으로부터 염산 및 기타 산들을 회수하는데 사용된다. 이론적으로는 초기산 농도가 증가함에 따라 구동력인 농도차가 커지므로 선형적으로 산의 투과속도가 증가하게 된다. 그러나 염산의 경우 약 3 N 이상의 고농도 범위에서는 투과속도 증가율이 농도차가 커짐에 따라 감소하였다. 본 연구에서는 막흡수 실험과 확산투석조 실험을 통해 염산을 회수하기 위한 확산투석에 산의 농도가 미치는 영향과 농도 범위에 따른 음이온 교환막 내부에서의 산의 이동 기작을 고찰하였다. 실험 결과 저농도(<2 N)산의 경우에는 산의 분자확산, 그리고 고농도 (>2 N)산의 경우에는 수소이온 투과현상 (proton leakage)이 막에서의 지배적인 이동 기작임을 알 수 있었다. 또한 고농도 범위에서는 삼투압에 의한 물분자의 이동과 막의 탈수현상이 수소이온의 이동을 방해하므로 막에서의 산 플럭스 증가율이 감소하였다.

본 연구에서는 미계측 유역에서 오염부하량 모의를 위해 LOADEST (LOAD Estimator) 기반 회귀모형의 최적 매개변수를 추정하고, 다중회귀분석 기법을 이용하여 유역특성에 따른 회귀 모의 모형의 매개변수 추정 방법을 개발하였으며, 개발된 모형의 적용성을 평가하였다. 오염부하량 모의 모형으로, T-N (Total-Nitrogen)은 LOADEST의 5번 회귀모형을, T-P (Total-Phosphorous)는 3번 회귀모형을 선택하였다. 모의결과, T-N, T-P 모두 선택된 회귀모형이 실측치를 잘 반영하였으나, 두 물질 모두 오염부하량이 과소 모의되어 실측치와 편의가 발생하는 것으로 나타나, 분위사상법을 이용하여 모의치의 편의보정을 실시하였다. 보정결과, 모형의 정확도는 크게 변하지 않았으나, 오염부하량이 과소 모의 되는 경향이 감소하는 것으로 나타났다. 다중회귀분석을 이용하여 회귀모형 매개변수와 유역특성간의 회귀식을 개발하였으며, 개발된 식을 평가한 결과, 실측치를 잘 반영하여 모의할 수 있는 것으로 나타났으며, 기존 매개변수에 의한 모의치와 유사한 모의능력을 갖는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 매개변수 추정방법은 실측자료가 확보되지 않은 소유역에 대한 오염부하량 모의와 정책결정을 위한 스크린 모델로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 하천의 조도계수와 유량의 불확실성을 고려하여, 부정류 흐름에서 홍수위 해석에 미치는 영향을 정량적으로 분석하는 데 있다. 본 연구에서는 GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation) 기법을 적용하여 조도계수와 유량의 불확실성이 홍수위 해석에 미치는 영향을 분석하고, 강우사상의 크기와 불확실성과의 관계를 분석하였다. 조도계수의 불확실성은 하천기본계획을 참고하여 0.025~0.040의 범위에서 분석하였다. 유량의 불확실성은 수위 h일 때의 유량을 Q라고 할 때, Q= A(h- B)C로 표현되는 수위-유량관계식의 회귀계수 A, B, C를 통해 분석하였다. 수위-유량관계식의 회귀계수를 비선형 회귀분석을 통해 추정하였으며, 회귀계수는 t 분포를 가정하여 95% 신뢰도로 상한과 하한의 범위를 산정하였다. 산정된 회귀계수의 범위는 A는 5.138~18.442, B는 -0.524~0.104, C는 2.427~2.924로 산정되었다. 범위 내에서 10,000개의 매개변수 세트 를 추출하여 HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)에 적용하여 Monte Carlo 모의를 수행하였다. 강우사상 1~3에서 모의된 홍수위의 95% 신뢰구간의 평균적인 범위는 각각 0.39 m, 0.83 m, 0.96 m이며, 첨두 홍수위가 발생했을 때의 범위는 각각 0.52 m, 1.36 m, 1.75 m로 산정되었다. 또한 이천관측소의 1986~2015년의 일 강우에 대한 빈도해석을 수행하였으며, 수행 결과 GEV (Generalized Extreme Vlaue) 분포일 때 강우사상 1~3의 재현기간은 각각 1년, 10년, 25년 빈도에 해당되었다. 본 연구를 통해 강우사상의 크기와 불확실성의 관계를 분석하 였으며, 향후 다양한 강우사상에 적용하여 검증한다면 홍수위의 불확실성을 예측하여, 하천관리 등을 위한 구조물의 계획 및 설계 시 의사 결정에 실질적인 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

The main objective of this study was to assess the applicability of IoT (Internet of Things)-based flood management under climate change by developing intelligent water level monitoring platform based on IoT. In this study, Arduino Uno was selected as the development board, which is an open-source electronic platform. Arduino Uno was designed to connect the ultrasonic sensor, temperature sensor, and data logger shield for implementing IoT. Arduino IDE (Integrated Development Environment) was selected as the Arduino software and used to develop the intelligent algorithm to measure and calibrate the real-time water level automatically. The intelligent water level monitoring platform consists of water level measurement, temperature calibration, data calibration, stage-discharge relationship, and data logger algorithms. Water level measurement and temperature calibration algorithm corrected the bias inherent in the ultrasonic sensor. Data calibration algorithm analyzed and corrected the outliers during the measurement process. The verification of the intelligent water level measurement algorithm was performed by comparing water levels using the tape and ultrasonic sensor, which was generated by measuring water levels at regular intervals up to the maximum level. The statistics of the slope of the regression line and   were 1.00 and 0.99, respectively which were considered acceptable. The error was 0.0575 cm. The verification of data calibration algorithm was performed by analyzing water levels containing all error codes in a time series graph. The intelligent platform developed in this study may contribute to the public IoT service, which is applicable to intelligent flood management under climate change.

본 연구에서는 관개효율의 연별 변화와 필요수량을 고려하여 추정된 관개지구 용수 공급량이 현장에서 실제 공급되는 수량을 잘 모의하는지를 평가하였다. 대상지구로 이동저수지 지구를 선정하여, 2001∼2009년 기간에 대한 실측 공급량 자료를 구축하였다. 관개효율, 물꼬 높이, 침투량 등 총 6개의 매개변수에 대해 민감도 분석, 보정 및 검정을 수행하였다. 민감도 분석 결과, 관개효율이 가장 민감한 매개변수로 나타났다. 관개효율은 가장 민감하게 나타난 점과 연마다 값이 달라지는 특징을 반영하여 연별로 보정하였다. 통계적 지표 산정 결과 월단위에 대한 PBIAS, NSE, 그리고 RSR은 보정기간 동안 각각 2.7%, 0.93, 0.26로, 검정기간 동안 각각 3.9%, 0.89, 0.32로 매우 우수하게 나타났다. 따라서 비록 농업용수 공급량은 인위적 요소이나, 적절한 매개변수 값을 사용하여 모의한다면 모의치가 실측치와 유사하게 모의될 수 있을 것이다. 하지만 대상지구의 실측 자료가 확보되지 않아 보정되지 않은 매개변수를 사용하는 경우 결과가 매우 안 좋을 수 있을 가능성이 나타났다. 따라서 농업용수 공급량의 모의 시 적절한 매개변수의 선정은 매우 중요할 것으로 사료되며, 특히 관개효율은 연별로 보정하는 것을 제안한다.

The objective of this study was to predict land use change based on the land use change scenarios for the Hwangguji river watershed, South Korea. The land use change scenario was derived from the representative concentration pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios. The CLUE (conversion of land use and its effects) model was used to simulate the land use change. The CLUE is the modeling framework to simulate land use change considering empirically quantified relations between land use types and socioeconomic and biophysical driving factors through dynamical modeling. The Hwangguji river watershed, South Korea was selected as study area. Future land use changes in 2040, 2070, and 2100 were analyzed relative to baseline (2010) under the RCP4.5 and 8.5 scenarios. Binary logistic regressions were carried out to identify the relation between land uses and its driving factors. CN (Curve number) and impervious area based on the RCP4.5 and 8.5 scenarios were calculated and analyzed using the results of future land use changes. The land use change simulation of the RCP4.5 scenario resulted that the area of urban was forecast to increase by 12% and the area of forest was estimated to decrease by 16% between 2010 and 2100. The land use change simulation of the RCP8.5 scenario resulted that the area of urban was forecast to increase by 16% and the area of forest was estimated to decrease by 18% between 2010 and 2100. The values of Kappa and multiple resolution procedure were calculated as 0.61 and 74.03%. CN (Ⅲ) and impervious area were increased by 0-1 and 0-8% from 2010 to 2100, respectively. The study findings may provide a useful tool for estimating the future land use change, which is an important factor for the future extreme flood.

The objective of this study was to develop agricultural reservoir water supply simulation system to assess water cycle of agricultural water district. Developed system was named as ARWS (Agricultural Reservoir Water supply simulation System). ARWS consists of platform and independent modules. In ARWS, reservoir inflow was calculated using Tank model, and agricultural water supply was calculated considering current farming period and mid-summer drainage. ARWS was applied to simulate water level of Gopung and Tapjung reservoir in 2011 - 2012. The results were compared to simulation results of HOMWRS and observed data. Average R2, EI, RMSE of ARWS were 0.76, 0.46, 1.78 (m), average R2, EI, RMSE of HOMRWS were 0.88, -0.14, 2.37 (m) espectively. Considering statistical variances, water level simulation results of ARWS were more similar to observed data than HOMWRS. ARWS can be useful to estimate reservoir water supply and assess hydrological processes of agricultural water district.

The objective of this research was to develop a relational database management system(RDBMS) to collect, manage and analyze data on agricultural non-point source(NPS) pollution. The system consists of the relational database for agricultural NPS data and data process modules. The data process modules were composed of four sub-modules for data input, management, analysis, and output. The data collected from the watershed of the upper Cheongmi stream and Geunsam-Ri were used in this study. The database was constructed using Apache Derby with meteorological, hydrological, water quality, and soil characteristics. Agricultural NPS-Data Management System(ANPS-DMS) was developed using Oracle Java. The system developed in this study can deal with a variety of agricultural NPS data and is expected to provide an appropriate data management tool for agricultural NPS studies.

본 연구에서는 최대우도법과 인공신경망 모형에 의해 카테고리 분류를 수행하고 각각의 분류 성능을 비교 평가하였다. 인공신경망 모형은 오류역전파 알고리즘을 이용한 것으로서 학습을 통한 은닉층의 최적노드수를 결정하여 카테고리 분류를 수행하도록 하였다. 인공신경망 최적 모형은 입력층의 노드수가 7개, 은닉층의 최적노드수가 18개, 그리고 출력층의 노드수가 5개인 것으로 구성하였다. 위성영상은 1996년에 촬영된 Landsat TM-5 영상을 사용하였고, 최대우도법과 인공신경망 모형에 의한 카테고리 분류를 위하여 각각의 카테고리에 대한 분광특성을 대표하는 지역을 절취하였다. 분류 정확도는 인공신경망 모형에 의한 방법이 90%, 최대우도법이 83%로서, 인공신경망 모형의 분류 성능이 뛰어난 것으로 나타났다. 카테고리 분류 항목인 토지 피복 상태에 따른 분류는 두 가지 방법에서 밭과 주거지의 분류오차가 큰 것으로 나타났다. 특히, 최대우도법에 의한 밭에서의 태만오차는 62.6%로서 매우 큰 값을 보였다. 이는 밭이나 주거지의 특성이 위성 영상 촬영시기에 따라 나지의 형태로 분류되거나 산림, 또는 논으로도 분류되는 경향이 있기 때문인 것으로 보인다. 차후에 카테고리 분류를 위한 각각의 클래스의 보조적인 정보를 추가한다면, 카테고리 분류 향상이 이루어질 것으로 기대된다.

본 연구에서는 영산호의 상류에 위치한 나주유역의 홍수시 유출량을 실시간으로 예측하기 위하여 Grey홍수 유출모형을 개발하였다. 나주유역의 유출량은 나주수위관측소에서 실시간으로 측정하고 있으며, 이곳은 영산호의 유입홍수량을 예측과 홍수관리를 위한 주관측소이다. 모형의 지배방정식은 Grey시스템 이론에 근거하여 구성되었으며, 모형의 매개변수는 Grey 시스템매개변수의 조합으로 구성하였다. 모형의 차수는 실측자료와 모의결과를 비교하여 다른 차수 보다 양호한

본 연구는 아산만으로 유입되는 유사량을 추정하기 위하여 Landsat-5 TM 위성영상과 NGIS 수치자료를 이용하여 대상유역의 기본도와 USLE 주제도를 구축하고, 범용토양유실공식(USLE)을 이용하여 아산만 유역의 토양유실량을 추정하였다. 유사운송비와 포착률을 이용하여 아산만으로 유입되는 유사량을 추정하였으며, 이를 농업기반공사의 배수갑문 관리자료와 환경부의 담수호 부유물 측정자료로부터 구한 실측 유사량과 비교하였다. USLE와 유사운송비, 포착률을

본 연구에서는 소유역에서의 오염총량을 추정하기 위하여 위성영상 카테고리분류 인공신경망 모형과 지리정보시스템 기반의 오염총량모의시스템(Total maximum daily Loads simulation System, TOLOS)을 개발하였으며, 발안유역의 HP#6 소유역을 시험유역으로 선정하여 유역 수문·수질 모니터링을 수행하였고, 시험유역의 도형 자료를 구축하여 TOLOS의 적용성을 평가하였다. TOLOS의 오염총량추정 모듈인 SWAT 모형은 논에서의 지

A Modified CREAMS model, CREAMS-PADDY was developed to simulate the hydrology and nutrient transport at an irrigated rice paddy. The hydrology at a paddy was simulated by a daily water balance routine which reflects daily inflow, outflow, and water level changes. The soil erosion was simulated using modified USLE. The nutrient transport for total nitrogen and phosphorus were depicted for various phases of each constitute such as extraction, percolation, mineralization, and plant uptakes. Field monitoring was conducted to investigate the water quality changes at a paddy field at three times a week during the growing season of 1996. The proposed model simulates the water quality of the paddy reasonably well, and is found to be applicable to field conditions.

본 연구에서는 지형도, 해도, Landsat TM 영상을 이용하여 아산만과 천수만 지구를 대상으로 방조제 축조 후 의 간석지 면적을 추정하였다. 지형도를 이용한 방조제 축조 후의 간석지 면적의 산정 결과는 아산만 지구와 천수 만 지구 모두 일정한 경향이 없었으며, 이는 지형도의 제작시 항공사진 촬영시간의 조위를 감안하지 않은 결과로 평가된다. 해도의 분석 결과, 아산만 지구와 천수만 지구의 방조제 준공후 연평균 간석지면적은 각각 22.2 ha/yr, 5

This paper described the overall operations and applications of the water environment management and evaluation systems (WEMES) for environmental management, conservation, and evaluation for a small watershed. WEMES was to be applied with field data from small watersheds ranging from 0.4 to 29.79km2 in size which have steep topography and complex landuses. WEMES was a computer aided decision support system, that was comprised of the database subsystem, the simulation model subsystem, the environmental evaluation model subsystem, and the graphic user interface subsystem that visualizes the simulated results. The water environment management and evaluation with WEMES was successfully performed.

In an effort to effectively manage and evaluate a water environment at a small watershed, a decision support system for a water environment management and evaluation has been developed. This paper described the overall features and functions of the water environment management and evaluation systems (WEMES) for environmental management, conservation, and evaluation at a small watershed. WEMES consisted of fore subsystems: data, simulation model, evaluation model, and user interface. Each of the systems were briefly described. And special features like simulation and evaluation models were also introduced.