하수처리장 유출수의 수질 예측은 수질 사고의 사전 대응 및 처리장의 안정적인 운영을 위해 필수적인 요소이다. 최근 머신러닝을 활용한 예측 모델링에서 예측 성능 향상과 과적합 방지를 위해 다양한 교차 검증법과 하이퍼파라미터 최적화 기법이 활용되고 있으나, 하수처리장 데이터는 시간적 의존성과 급격한 변동성이 내재되어 있어 과적합에 취약하고 안정적인 모델 구축에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 이러한 데이터 특성을 효과적으로 반영할 수 있는 최적의 모델링 파이프라인을 구축하고자 하였으며, XGBoost 모델을 기반으로 유출수 내 총질소 농도를 예측하였다. 예측 성능 평가 지표로는 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE), 결정계수(coefficient of determination, R2), RMSE 오차 개선율(the rate of improvement on RMSE, RIRRMSE) 그리고 계산 시간을 사용하였다. 기본적인 Hold-out 방식의 성능을 기준으로 K-fold, 시계열 교차 검증(Time Series Cross Validation, TSCV), 블록 시계열 교차 검증(Blocked Time Series Cross Validation, BTSCV) 기법의 예측 성능을 분석한 결과, BTSCV는 인접한 데이터만을 고려하는 방식으로 시간적 의존성과 급변 특성을 효과적으로 반영하여 가장 높은 RIR(36.37%)을 기록하였다. 또한, 하이퍼파라미터 최적화(그리드 서치와 베이지안 최적화) 기법과의 다양한 교차 검증법의 조합을 통해 모델 성능과 과적합 방지 효과를 분석한 결과, BTSCV와 베이지안 최적화의 결합은 짧은 계산 시간(364.64초)과 함께 가장 높은 RIR(64.93%)을 보였으며, 훈련 및 평가 데이터 간 성능 차이도 최소화되어 일반화된 예측 모델로서의 효과성이 입증되었다. 따라서 본 연구는 하수처리장 시계열 데이터의 특성에 적합한 BTSCV와 베이지안 최적화 기법을 결합한 모델링 파이프라인 전략을 제안하며, 향후 실시간 수질 모니터링 및 하수처리장 운영 효율성 제고에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

급격한 도시화로 인해 불투수면적이 크게 증가하면서 자연 침투 감소와 강우 유출량 증가가 발생하 여 도시 홍수 위험이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 식물재배화분 시스템을 포함한 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기법이 도입되어 도시 물 관리 개선을 도모하고 있 다. 본 연구는 다양한 강우 조건에서 식물재배화분 기반 LID 시설의 강우 유출 저감 효과를 평가하 고 도시 홍수 완화를 위한 최적 설계 방향을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 수원시 레인시 티(Rain city) 사업의 일환으로 설치된 식물재배화분을 대상으로 현장 실험 및 수문 모델링을 수행 하였다. 자연 강우 및 인공 강우 실험을 통해 유출 저감율, 침투율, 첨두 유출량 저감율을 측정하였 으며, Storm Water Management Model(SWMM) 시뮬레이션을 활용하여 연간 유출 저감 효과를 평가하였다. 연구 결과 12mm 이하의 강우에서는 유출이 발생하지 않았으며, 17.7mm 의 강우에서 는 일부 유출이 확인되었다. **최대 강우 강도 75mm/h 조건에서 L5.0 식물재배화분의 유출 저감율 은 42.9%, 첨두 유출량 저감율은 23%**로 나타났다. 또한 SWMM 모델 분석 결과 **L5.0 식물재 배화분의 연간 유출 저감율은 2019년(강우량 915.8mm) 86.3%, 2020년(강우량 1,635.5mm) 75.5%**로 분석되었으며, **L2.5 식물재배화분의 유출 저감율은 각각 61.7%, 51.6%**로 나타났 다. 이러한 결과는 식물재배화분 기반 LID 시설이 도시 강우 유출 저감에 효과적인 역할을 수행할 수 있음을 시사하지만 강우량이 증가할수록 성능이 저하되는 경향이 있음을 보여준다. 따라서 보 다 효과적인 도시 물순환 관리를 위해 식물재배화분 설계를 최적화하고, 다층적 유출 저감 전략을 통합하는 추가 연구가 필요하다.

PURPOSES : This study analyzes the accident damage scale of hazardous material transportation vehicles not monitored in real time by the Hazardous Material Transportation Safety (HMTS) management center. METHODS : To simulate hazardous-material transportation vehicle accidents, a preliminary analysis of transportation vehicle registration status was conducted. Simulation analyses were conducted for hazardous substance and flammable gas transportation vehicles with a high proportion of small- and medium-sized vehicles. To perform a spill accident damage-scale simulation of hazardous-substance transportation vehicles, the fluid analysis software ANSYS Fluent was used. Additionally, to analyze explosion accidents in combustible gas transportation vehicles, the risk assessment software Phast and Aloha were utilized. RESULT : Simulation analysis of hazardous material transportation vehicles revealed varying damage scales based on vehicle capacity. Simulation analysis of spillage accidents showed that the first arrival time at the side gutter was similar for various vehicle capacities. However, the results of the cumulative pollution analysis based on vehicle capacity exhibited some differences. In addition, the simulation analysis of the explosion overpressure and radiant heat intensity of the combustible gas transportation vehicle showed that the difference in the danger radius owing to the difference in vehicle capacity was insignificant. CONCLUSIONS : The simulation analysis of hazardous-material transportation vehicles indicated that accidents involving small- and medium-sized transportation vehicles could result in substantial damage to humans and ecosystems. For safety management of these small and medium-sized hazardous material transportation vehicles, it is expected that damage can be minimized with the help of rapid accident response through real-time vehicle control operated by the existing HMTS management center.

우리나라에서는 연간 250건 이상의 해양 기름유출사고가 발생하고 있으며, 이는 지역 사회 및 환경에 큰 영향을 미친다. 국제 협약 및 국내법에서는 오염자부담의 원칙을 바탕으로 기름유출에 대한 피해 배상을 유출 당사자에게 책임지도록 하고 있으며, 민·형사적 책임 규명을 위해 유출 행위자에 대한 적극적인 조사가 이루어지고 있다. 기름 유출사고의 행위자 조사의 중요성 확대에 따라서 CEN 15522-2, ASTM D 3248 등의 표준을 이용해 기름 시료 간의 유사성 판정을 하고 있다. 이 중 가장 활발히 활용되고 있는 유럽표준인 CEN 15522-2가 2023년 EN 15522-2로 3차 개정되었다. 본 연구는 EN 15522-2를 이용하여 국내 발생한 해양 기름유출사고 시료를 분석하고, 적용 성에 대하여 확인하였다. 그 결과 경질유 유출사고가 40% 이상을 차지하는 국내 유출사고의 특징을 비춰볼 때 Adamamtanes와 같은 저비 점의 물질이 추가된 EN 15522-2의 적용은 효용성이 높은 것으로 확인되었다.

해양환경으로 유출된 침강 HNS에 대하여 환경영향 평가를 위한 사후 모니터링 수행은 다량의 오염 물질이 유출된 경우와 해 양 환경에 영구적 또는 장기적인 영향을 주는 경우에 특히 필요하다. 침강 HNS의 유출은 해저면에 혐기성 환경을 만들거나 지형과 해류 에 따라 이동하며 퇴적물에 섞기거나 흡착되고 또는 반응하여 오염물질을 방출하기도 한다. 이는 저서생태계와 관련된 해양환경에 영향 을 줄 수 있으며, 불용성 침강 HNS는 해양 환경에 지속적으로 존재할 수 있다. 침강 HNS 유출 후 사후 모니터링은 사례연구를 통해 첫째, 모델링을 통한 유출물질의 영향을 예측하고, 둘째 원격탐사 등을 이용한 유출지역의 탐색 및 오염물질 유무를 확인하며, 셋째 수계 및 퇴 적물 시료의 화학적 분석과 생물학적 분석을 통하여 해양환경을 평가하는 단계로 되어 있으며, 모니터링 결과는 복원(Restoration) 또는 피 해 및 보상 평가 등의 계획을 수립하는데 활용되고 있다. 또한 사후모니터링 조사항목 중 해양환경기준에 명시되어 있는 항목은 그 기준 을 적용하여 평가하는 것이 유출 사고 전과 후의 환경영향을 평가하는데 유용할 수 있다.