간행물
한국수자원학회 논문집 KCI 등재 Journal of Korea Water Resources Association
- 발행기관 한국수자원학회
- 자료유형 학술지
- 간기 월간
- ISSN 1226-6280 (Print)2287-6138 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2019
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 454DDC 551
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Vol. 46 No. 4 (2013년 4월) 9건
1.
2013.04
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본 연구에서는 단면수리실험으로 다양한 실험파 조건과 유수실 폭(B)을 변화시키면서 유공부 길이(S)와 반사율의 관계를 검토하여 유공 1실인 유공구조물의 정수면 아래 최적 유공부 길이를 제시하였다. 입사파로 불규칙파를 적용함에 따라 최저 반사계수는 상대 유수실 폭(B/Ls)이 B/Ls≈0.15에서 발생하였다. 유공부 길이와 입사파고와의 관계를 고려한 상대 유공부 길이(S/Hs)는 S/Hs≈2.5에서 최저 반사계수를 보였으며, 이는 정수면 아래 유공부 길이가 입사파고의 약 2.5배일 때 최적임을 의미하는 것이다.
2.
2013.04
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우리 정부는 법률로써 댐 주변지역 지원을 규정‧1990년부터 지원사업을 추진하고 있다. 하지만 댐 주변지역 지역주민의 상대적 박탈감은 여전하며, 때로는 댐을 둘러싼 지역적 갈등이 법정 투쟁으로까지 확대되는 경우도 발생한다. 이와 같이 댐과 관련된 지역적 갈등이 끊이지 않는 것에는 다양한 이유가 존재하나, 댐주변지역지원사업이 만족할 만한 역할을 수행하지 못하고 있는 것 또한 주요한 이유 중 하나로 간주되고 있다. 이에 본 연구는 댐주변지역지원사업과 관련한 고객만족 영향요인 및 요인별 영향 정도를 규명하였다. 그 결과 ‘댐의 사회적 필요성’, ‘지원절차의 합리성’, ‘지원사업의 합목적성’ 등의 요인이 댐주변지역 고객만족에 유의적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 그리고 고객만족에 미치는 요인별 영향의 정도에 있어서는 ‘지원절차의 합리성’ 요인이 가장 큰 것으로 나타났으며, 그 다음으로는 ‘지원사업의 합목적성’, ‘댐의 사회적 필요성’ 순으로 분석되었다. 그러나 댐주변지역지원사업을 지역주민이 직접적으로 수혜를 받았는가의 경험 유무는 고객만족과 통계적으로 유의미한 관련이 있다고는 말할 수 없는 것으로 나타났다. 또한 고객만족에 미치는 영향요인의 구성 항목과 고객만족과의 관계분석에 있어서는 ‘지역간 형평성’이 가장 큰 영향관계를 보였으며, 다음은 ‘프로젝트 선정’, ‘주민의견 반영’, ‘지역발전’, ‘투명성’ 순으로 나타났다. 하지만 ‘프로젝트 추진 단계의 적절성’의 통계적 유의성은 없는 것으로 분석되었다.
3.
2013.04
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TMDL에서 효율적이고 체계적인 수질관리를 위하여 하천 네트워크 공간자료 구축 및 이를 이용한 GIS기반의 수질모델링, 자료 관리, 공간분석 등이 요구된다. 본 연구에서는 국내 하천 네트워크에 관한 프레임워크 데이터로서 TMDL 실무에서 다양한 활용이 가능하도록 KRF(Korean Reach File) 설계안을 개선하여 제시하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 우선 미국 EPA RF(River Reach File) 사례를 검토하였고, EPA RF 설계 내역을 참고하여 개선된 KRF의 도형 및 속성 설계안을 제시하였다. 결과 검증을 위해 한강수계를 대상으로 KRF를 시범 구축하였으며, 총 2,047개의 stream reach 분할이 가능하였고, 총 2,048개 지점에 대한 노드 생성이 가능하였다. 각 공간객체에 대한 고유식별자가 중복 없이 입력됨이 확인되었고, 이를 통해 유관 DB와의 자료연계에도 KRF가 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 KRF에 위상정보가 강화되어 입력됨에 따라 향후 다양한 네트워크 분석에도 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 향후에는 KRF를 이용한 수질모델링 및 자료관리, 공간분석 등 다양한 TMDL 실무 활용에 대한 연구가 필요하다.
4.
2013.04
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본 연구에서는 1961～2010년 사이의 서울 지점 연 최대치 독립 호우사상들을 베타분포로 분석하여 서울지점의 대표 호우사상을 결정하였다. 구체적으로 살펴보면, 먼저, 첨두강우량을 기준으로 연최대치 호우사상들을 상위 50%와 하위 50%로 구분한다. 각각의 경우에 대해 첨두강우량의 평균을 지나는 베타분포를 유도한다. 마지막으로, 유도된 두 베타분포의 산술평균을 우량주상도로 나타내어 대표 호우사상을 결정한다. 이렇게 유도된 대표 호우사상은 실제 호우사상과 유사한 모양을 갖는 것으로 확인되었으며, 특히 Huff 분포에 비해 큰 첨두 강우량을 갖는 것으로 확인되었다. 여러 강우시간분포 모형들과 비교해 본 결과 Keifer & Chu 모형이 본 연구의 결과와 가장 유사한 것으로 나타났다.
5.
2013.04
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수자원시스템의 효율적인 운영 및 관리를 위해서는 하천 시설물들을 효율적으로 연계운영 할 필요가 있다. 그러나 이를 위한 시뮬레이션 모형은 최선의 대안을 보장하지 못하고, 최적화 모형은 복잡한 수계 현황을 유연하게 고려하는 데 어려움이 있다. 따라서 시뮬레이션과 최적화 기법의 한계점을 서로 보완해서 활용하는 것이 바람직하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션과 최적화 기법의 원론적 비교를 통해 각 기법의 장･단점을 분석하고, 두 방법의 한계점을 극복할 수 있는 시뮬레이션 기반의 최적화 모형, CoWMOM의 활용을 제안한다. 아울러 댐-보 연계운영 모형의 활용방안으로 i) 과거의 특정 기간에 대한 분석 도구로써의 활용법과, ii) 미래 수문 정보가 불확실한 상황에서 댐-보 연계운영을 하는 현실에 적합한 모형 활용 절차를 제시한다.
6.
2013.04
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이 논문에서는 관망시스템의 마찰항을 보정하기 위해서, 부정류 마찰 모형과 Levenberg Marquardt 방법을 합성하였다. 부정류 마찰항을 고려하기 위한 방법으로 빈도 의존 마찰항을 사용하였으며, 특성선 방법을 모형 개발의 기반으로 하였다. 최적화에 필요한 Hessian과 Jacobian 행렬을 구하기위해서 수압을 직접 마찰항에 미분한 항을 계산하였으며, 특성선 방법상에서의 다양한 수압과 유량에 대한 마찰계수의 민감도를 수식으로 유도하였다. 간단한 관망을 가정한 뒤, 갑작스런 밸브의 거동으로 도입된 수압의 시계열을 확보하였고, 이를 이용하여 정상류 마찰 모형과 부정류 마찰모형의 마찰항 보정을 수행하였다. 제안된 방법과 진화 연산 알고리즘의 마찰항 수렴거동을 비교하였으며, Leveberg Marquardt방법의 안정적이고 신속한 수렴결과를 확인하였다.
7.
2013.04
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물발자국은 제품과 서비스를 생산하는데 전과정 혹은 전체 공급망에서 사용된 담수의 양을 나타낸다. 물발자국 평가는 인간의 활동과 관련된 물의 희소성 및 오염과 관련된 정보를 파악하는데 보다 많은 정보를 주기 때문에 물소비관점에서 지속가능한 물관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 물발자국 제도의 도입을 위해서 물발자국 데이터베이스/물계정이 필수적인데 국내에서 전 산업부분에 적용할 수 있는 DB가 전무하다. 따라서 이 연구의 목적은 산업연관분석법을 이용해 국내의 403개 산업분야에 대한 물발자국 인벤토리를 개발하는 것이다. 주요 연구결과로는 농업분야의 물사용량이 전체 직접수의 79%를 차지하며, 공업분야는 간접수의 사용량이 82%로 주를 이루는 것으로 분석되었다. 물사용량은 벼가 가장 많지만, 다음은 수산양식과 과일 생산으로 조사되었고, 가장 물사용강도(m3/원)가 높은 것은 비식용작물(103,263m3/백만원)로 분석되었고, 이와 같은 결과는 비식용작물(초지생산 등)의 직접수는 많지만 경제적 가치가 매우 낮아 높은 물사용강도를 보여주고 있다. 다음은 육림, 철광석, 원목, 수산양식, 상수도, 잡곡 등의 순으로 물사용 강도가 높게 나타났다. 전체적 관점에서 총 물사용량 중 56%가 간접수가 차지하기 때문에 간접수를 고려한 산업분야의 수자원관리, 즉 공급망에서 전과정을 고려한 관리가 물사용 효율성을 높이는데 중요하다는 것을 알 수 있다. 전과정 개념과 산업연관분석법을 이용한 물사용강도 자료는 물발자국 도입시 제품단위 물발자국 산정의 기초 인벤토리로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
8.
2013.04
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오염발생부하량을 억제하고 환경 친화적으로 지역을 개발할 수 있는 유역중심의 수질관리정책으로 수질오염 총량관리제를 도입하게 되었다. 하지만 총량 관리제의 시행에도 불구하고 낙동강 주요지천인 남강 하류부의 수질이 2005년 이후 지속적으로 악화되고 있는 실정이다. 남강 하류수계는 주변의 도시와 산업지역에 비점오염원이 산재하고, 하류수계의 물의 흐름이 더욱 완만해짐에 따라 수질 악화가 가속화되고 부영양화 현상이 발생되고 있다. 부영양화된 수역에서 BOD 농도는 유역으로부터 발생한 미처리 하수가 수역으로 유입되는 영향도 있지만 하천내에서 미처리된 영양염을 이용한 식물플랑크톤의 생산에 의해 공급되는 자생 BOD의 영향도 크게 작용한다. 남강하류의 수질관리를 위해서 유입 BOD와 자생 BOD의 기여도를 파악하여 오염 원인물질을 줄이기 위한 수질관리 방안이 설정되어야 한다. 본 연구에서는 조류 생산 및 사멸에 의한 내부생산 유기물 증가를 고려하도록 국내에서 개발된 QUALKO2와 미국 EPA의 QUAL2E를 이용하여 자생 BOD의 영향을 분석하였다. QUALKO2 모형에서 Chl.a의 영향을 받는 구간에서 BOD 농도가 QUAL2E 모형의 BOD 농도보다 증가하고, 실측값과의 상관관계를 분석해 본 결과 QUALKO2 모형에서 상관관계가 높게 나타났다. 남강 하류의 수질악화 문제를 해결하기 위하여 댐 방류량의 증가와 하수처리장 방류수질 개선 등에 의한 Chl,a의 저감 방안을 모색하여 자생 BOD를 관리할 수 있을 것이다.
9.
2013.04
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본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위해 이변량 확률분포함수를 적용하였으며, 가뭄 특성(가뭄 지속기간과 심도)의 상호 관계를 고려하여 지역적 가뭄특성을 종합적으로 판단하였다. 또한 단변량 가뭄해석의 한계점을 극복하기 위한 방안으로 이변량 가뭄해석을 수행하였으며, 이를 위해 코플라 함수를 적용하였다. 가뭄 발생의 확률 및 경향성을 종합적으로 나타내어 줄 수 있는 결합 확률밀도함수를 추정한 후, 지점별 가뭄빈도해석 및 과거 최대가뭄사상에 대한 단변량 및 이변량 재현기간을 산정하여 비교·분석하였다. 또한, 우리나라의 과거 최대가뭄사상에 대한 가뭄위험도분석을 위해, 연속되는 50년과 100년 동안 최소 한번 발생하는 확률(과거 최대가뭄사상 크기의 가뭄)을 강우관측지점별로 계산하여 가뭄위험지역을 예상하였다. 그러나 우리나라와 같이 강수자료의 기록연한이 짧은 경우에는 이변량 가뭄빈도해석을 수행하는 데 큰 불확실성을 야기할 가능성이 있다. 그러므로 가뭄해석 결과의 불확실성을 정량화시키기 위한 방안으로 강수모의기법을 활용하였으며, 그 결과 관측된 가뭄사상으로 추정된 이변량 가뭄빈도곡선에 대한 5%, 25%, 50%, 75%, 그리고 95%의 신뢰구간을 제시할 수 있었다. 또한 가뭄 지속기간과 심도의 95% 신뢰수준에 대한 이변량 가뭄재현기간의 경계값(상한값 및 하한값)을 추정하였다. 그 결과 불확실성의 원인은 가뭄빈도해석 시 고려되었던 두 변량에 대한 낮은 상관성으로 인해, 확률적인 방법으로 결합분포모형을 추정하는 데 있어 발생한 불확실성인 것으로 확인되었다.
