본 연구는 광역상수도 요금 변동의 물가파급효과를 정량적으로 분석함으로써 수도 요금 현실화 논의을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 최근 기후위기 심화와 첨단산업의 성장에 따른 용수 수요 증가로 인해 수자원 관리의 중요성이 높아지고 있으며 관련 인프라 투자 확대의 필요성 또한 강조되고 있다. 본 연구는 산업연관분석의 레온티에프 가격모형을 활용하여 광역상수도 요금의 변동(10%)이 국내 생산자물가와 소비자물가에 미치는 영향을 추정하였다. 분석 결과, 생산자물가는 0.0026%, 소비자물가는 0.0033% 수준으로 영향을 주는 것으로 나타나 수도요금 변동이 경제 전반에 미치는 물가영향은 미미한 수준인 것으로 평가된다. 이러한 결과는 광역상수도 요금의 점진적 현실화가 국민 생활과 산업활동에 미치는 영향은 비교적 낮으면서 노후 인프라 개선과 기후변화 대응, 산업용수 수급 안정 등 사회적 필요를 충족시키기 위한 수단으로 기능할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 수도 요금 변동의 물가파급효과를 정량적으로 분석함으로써 지속가능한 수도서비스를 위한 재원확보에 대한 기초자료로 활용될 수 있다.

본 연구는 실제 복합 상수도 관망 시스템에서 서지탱크의 직경 및 설치 위치에 따른 수두 감쇠 효과를 수치해석적으로 평가하고, 천이류 분석을 통해 상수도 관망 시스템에서 수격 방지 장치로서 활용되는 서지탱크의 최적 설계 및 배치 조건을 선정하고자 하였다. 천이류 기반 수치해석은 서지탱크 해석 이론이 결합된 특성선 방법 기반 모델을 통해 실제 상수도 관망을 단순화⋅골격화한 관망 시스템을 대상으로 수행했으며, 관망 시스템에서 천이류의 영향을 크게 받는 특정 절점을 선정하여 각 절점에서 밸브 조작 조건에 따른 천이류 발생 시나리오를 설정하였다. 먼저 밸브 급폐(1.337 s) 조건의 단일 시나리오에서 서지탱크의 직경별 성능을 비교한 결과, 수두 감쇠율이 0.61%∼13.31%로 나타난 직경 0.2 m 조건이 최적 직경으로 선정되었다. 다음으로 밸브 완폐(12.033 s) 조건의 시나리오에서 선정된 직경 0.2 m 서지탱크의 설치 위치를 평가한 결과, 46개 지점 중 37번 절점에 서지탱크를 설치하는 것이 수두를 25.44%∼32.22% 감쇠시켜 본 연구 조건에서 최대 감쇠 효과를 나타냈다.

본 연구에서는 인구감소에 따른 지방소멸 문제를 극복하고 물 복지 형평성 제고를 위해 충청남도의 먹는물 수질안전성 취약지역 및 소규모수도시설 현황을 조사하고, 먹는물 수질기준을 초과하는 소규모수도시설의 시⋅공간적 분포 특성을 분석하였다. 충청남도는 전체인구의 4.3%가 먹는물 수질안전성 취약지역의 소규모수도시설에서 상수도를 공급받고 있다. 충청남도 전체 소규모수도시설의 88%가 정수처리 과정이 없이 지하수를 그대로 공급하고 있으며, 정수처리공정은 막여과(역삼투), 산화흡착공정이 대부분이었고, 소독공정은 전체의 1.9%를 제외하고 자동투입기가 모두 설치되어 있는 것으로 나타났다. 충청남도 내 소규모수도시설 가운데 먹는물 수질기준(감시항목 포함)을 초과하는 시설은 전체의 7.1%를 차지하였으며, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준에 속한 수질항목(불소, 비소, 질산성질소, 우라늄)이 전체의 58.3%, 미생물에 관한 기준에 속한 수질항목(일반세균, 총대장균군, 대장균/분원성 대장균군) 이 27.0%를 차지하는 것으로 나타났다. 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준에 속한 수질항목이 초과한 것은 변성암과 화강암이 넓게 분포하는 지질학적 특성 때문이며, 미생물에 관한 기준에 속한 수질항목이 초과한 것은 전문성이 떨어지는 주민대표 등이 대부분 소규모수도시설의 소독공정을 부적절하게 운영⋅관리하였기 때문인 것으로 판단된다.

다중이용시설에서 정수기 사용이 보편화되었으나, 부적절한 관리로 인한 미생물학적 오염 가능성이 지속적으로 제기되고 있으며, 정수기 처리수와 수돗물 간의 체계적인 수질 비교 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 강원대학교 캠퍼스 내 설치된 정수기와 수돗물의 수질 특성을 비교하고, 정수기의 미생물학적 안전성을 평가하고자 하였다. 2023년 4월부터 9월까지 교내 7개 지점에서 수돗물, 정수기, 그리고 취수부를 대상으로 수질을 분석하였다. 분석 항목은 탁도, 염소이온(Cl-) 농도, 총질소(T-N), 잔류염소, pH, 전기전도도(EC), 일반세균, 총대장균군으로 설정하였다. 그 결과, 대부분 먹는 물 수질기준에 잘 부합하는 것을 확인하였으나, D 지점의 수돗물은 탁도 (> 0.5 NTU)와 잔류염소(0.01−0.18 mg/L) 항목에서 먹는 물 수질기준에 부합하지 않았다. 정수기 클리닝 단독 및 클리닝/필터 교체 후 전반적으로 수질이 개선되는 효과가 있었으나, 클리닝/필터 교체 직후에는 몇몇 지점에서 잔류염소, Cl- 및 EC의 측정값이 다소 증가하는 경향을 보였다. 여름철에는 정수기의 일반세균 수질기준 초과율이 봄철에 비해 3.87% 증가했으며, 취수부의 일반세균 농도는 봄철 대비 23.72배 높았다. 또한, 여름 방학기간에는 정수기 사용 빈도가 낮고, 기온이 높아 정수기 처리수에서 일반세균의 먹는 물 수질 기준 초과율이 18.3% 증가했고, 취수부의 농도는 2.33배 증가하였다. 하지만, 수돗물의 일반세균은 여름철에도 매우 낮게 나타났으며, 이는 정수장에서의 잔류염소 증가에 의한 영향으로 판단된다. 또한, 조사 기간 내내 수돗물, 정수기, 취수부 부위의 모든 시료에서 총대장균군은 검출되지 않았다.

이 연구는 충격쇄파 하중에 대한 직립식 방파제의 동적 거동을 정밀히 분석하기 위해 유한요소 기반의 2차원 해석 모델을 구축하 였다. 기존의 단순화된 해석 방법이 지닌 한계를 극복하고자, 유체 요소, 비선형 지반 모델, 접촉 비선형성, 에너지흡수경계요소를 포 함한 정밀한 2차원 수치해석 모델을 구축하였다. 또한, 이론적 파압 공식을 기반으로 충격쇄파 하중의 시간이력을 모델링하여 방파 제의 활동량을 평가하였다. 해석 결과, 비선형 지반 모델은 탄성 지반 대비 더 큰 활동량을 유발하는 것으로 나타났으며, PML (Perfectly Matched Layer)은 고정 경계 조건과 비교했을 때 해석 안정성과 정확성을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 이 연구는 직 립식 방파제 설계 및 안전성 평가를 위한 정밀 동적 해석 기술 개발에 기여하며, 극한 조건에서도 방파제 성능을 예측할 수 있는 기반 을 제공할 것으로 기대된다.

기후변화로 인한 극한 고온 현상은 상수도 배수시스템에서 수온 상승 문제를 심화시키고 있다. 본 연구는 여름철 수돗물 고온 민원이 반복 발생하는 J시의 A, B 배수지 계통을 대상으로 혹서기 수온 변화를 실측하고 구간별 상승 메커니즘을 규명하여 실용적 저감 방안을 제시하였다. 배수시스템을 배수지, 배수관로, 급수관로, 취약구간으로 분류하고 2025년 8월 혹서기에 연속 모니터링을 실시하였다. 배수지 구간에서 지상식 A 배수지는 18.5℃에서 23.2℃로 4.7℃ 상승한 반면, 지하식 B 배수지는 12.5℃에서 15.5℃로 안정적 수온을 유지하였다. 배수관로 구간의 체류시간-수온 관계를 회귀분석한 결과 로그함수 형태의 관계식이 도출되었으며, 초기 20시간까지 급속 상승, 20-65시간 완만 상승, 65시간 이후 30℃ 수렴의 3단계 패턴을 확인하였다. 취약구간인 노출관로의 표면온도는 최대 55℃를 기록하였으며, 25 mm 소구경 관로에서 8분 체류 시 16.1℃의 급격한 수온 상승이 발생하였다. 급수관로는 온도 상승에 취약하나 체류수량이 적어 선행 배수로 해결 가능한 것으로 분석되었다. 비용-효과를 고려한 대응 우선순위는 취약구간 개선, 급수관로 관리, 배수지 구조 개선, 배수관로 체류시간 단축으로 제시되었다. 본 연구는 기존 연구의 단편적 접근 방식을 탈피하여 배수시스템 전체를 통합적 관점에서 분석하고, 실제 운영 중인 시설의 실증 데이터를 기반으로 구간별 수온 거동 특성을 정량화하였다는 점에서 의의가 있다. 또한 제시된 체계적 분석 틀과 정량적 평가 방법론은 다른 지역 상수도 시설의 수온 관리에도 적용 가능하며, 기후변화 대응 상수도 정책 수립 및 시설 개선 우선순위 결정에 근거를 제공할 것으로 기대된다.

기후변화로 인한 고탁도, 조류 발생 심화나 과불화화합물(PFAS, Per- and Polyfluoroalkyl substances) 검출 등 취수원 수질 이슈가 최근 빈번하게 발생하고 있으며, 취수원 수질 변동성이 심화되고 있다. 이러한 문제 해결을 위해 다수의 정수장에 대하여 고도정수처리공정 도입이 검토되고 있으나, 현행 지침은 취수원의 잠재적 수질 위험을 반영하기 어려워 실질적 검토에 한계가 있다. 이를 개선하기 위해 본 연구에서는 취수원 수질특성을 반영하여 수질 잠재위험을 정량적으로 평가할 수 있는 체계를 제시하였다. 8개 취수원을 대상으로 2024년 8∼10월 동안 18개 수질항목을 조사하고, 일반수질, 수질등급, 맛냄새 유발, 소독부산물 생성, 색도 유발 등 5개 평가항목을 설정하여 평가를 실시하였다. 정량평가를 통해 취수원 수질여건 점수를 산정하고, 5개 등급으로 구분되는 선택취수 가능도 등급을 제안하였다. 평가 결과, A1취수탑(73.6점, E등급), A2취수탑(73점, E등급), F댐(67.3점, E등급)은 수질 잠재위험성이 매우 크게 평가되어 고도정수처리공정의 우선 도입 검토가 필요할 것으로 판단되었다. 수심별 평가결과 취수원에 따라 적절한 선택취수 지점은 상이하며, 본 연구방법에 의해 선택취수 지점 의사결정에도 활용할 수 있을 것으로 판단되었다. 월별 평가결과 8∼9월의 수질여건이 10월보다 열악하였으며, 강우 등 계절적 특성이 수질여건에 반영된 결과로 추정되었다. 본 연구에서는 취수원 수질여건 점수와 선택취수 가능도 등급이라는 정량평가 지표를 제시하여 취수원 수질에 따른 잠재위험 평가방법론을 제안하였으며, 향후 고도정수처리 도입 검토 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

In this study, for the design of the impeller and volute casing shape of the water pump for flood prevention, performance was predicted through numerical analysis to secure the theoretical power and hydraulic efficiency of the front well at the discharge well 300m3/h, which is the target design specification, and the flow characteristics of each flow rate were checked and verified. Through the results of this flow analysis, it was possible to secure the basic shape design of the impeller and volute casing of the water pump for flood prevention. In the future, we will perform an interpretation to confirm structural safety according to shape and material.

본 연구는 새만금 5개 지점(동진, 가력, 만경, 신시, 계화)의 1시간 간격 수질 시계열 자료를 활용하여 수질 항목 간 인과구조와 변수 중심성을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 상관분석, Granger 인과성, DirectLiNGAM, 중심성 분석을 적용하였다. 상관분석에서는 전 지점에서 수온–DO 간 음의 상관과 염분–DO 간 양의 상관이 공통적으로 나타났으나, 영양염–DO 관계는 지점별 차이를 보였다. Granger 분석은 전반적으로 양방향 연결이 우세했으나, 동진·만경(하천)에서는 수온·탁도·염분이 영양염 및 유기물 지표를 선행하였고, 계 화(기수역)에서는 담수·해수 요인이 결합된 혼합 구조가 드러났다. LiNGAM 분석에서는 동진·만경에서 수온·탁도가 중심 노드로, 계화에 서는 T-N과 TOC가 매개자로, 가력·신시(배수갑문)에서는 DO가 핵심 변수로 확인되었다. 종합하면, 새만금 수질 네트워크는 하천 지점에 서는 유기물 부하 중심, 기수역에서는 질소·유기물의 혼합 중심, 해수유통 지점에서는 DO 중심의 구조가 형성되어 있음을 보여주었다. 이 러한 결과는 새만금과 같은 반폐쇄성 연안에서 수질 항목 간 물리·화학적 인과 메커니즘을 정량적으로 해석하는 데 기여하며, 향후 수질 개선을 위한 조절 변수 선정, 예측 모델 구축, 실시간 관리 전략 수립에 과학적 근거를 제공할 수 있다.

본 연구는 1997년부터 2024년까지 서해 중부 연안을 대상으로 수질지수(Water Quality Index, WQI)의 장기적 변화 양상과 레 짐(regime) 전환 현상을 분석하였다. 이를 위해 연 4회 계절별 수질지수(WQI) 자료와 수온(temperature, TEMP), 염분(salinity, SAL), 부유물 질(suspended particulate matter, SPM) 등 주요 환경 변수를 통합하여 변화점 탐지(changepoint detection)와 시차 상관분석(cross-correlation analysis)을 수행하였다. 분석 결과, 2003~2004년을 기점으로 평균 WQI가 3.0 이상으로 높고 변동성이 크게 나타난 초기 레짐에서, 평균 WQI가 1.5~2.0 수준으로 낮아지고 변동성이 완화된 후기 레짐으로의 전환이 확인되었다. 캘린더 히트맵(calendar heatmap) 분석 결과 또 한 2004년 이후 계절적 변동성이 뚜렷하게 약화된 것으로 나타났다. 초기 레짐에서는 SPM과 WQI 간 강한 동시 변동성이 관측되었으 나, 후기 레짐으로의 전환 이후 이들 간 결합 강도는 현저히 감소하였다. 이러한 결과는 해수온 상승, 태풍, 연안매립 등 자연적·인위적 요인이 복합적으로 작용한 것으로 보이며, 서해 중부 연안의 수질 관리 전략 수립에 있어 레짐 변화에 따른 환경과 수질 간 상호작용 을 반영한 관리 방안의 필요성을 시사한다.

본 연구에서는 2016-2024년 여름 통영 연안에서 발생한 고수온 현상의 발생 기작을 분석하였다. 국립수산과학 원 실시간 해양수산환경 관측시스템, 기상청 해양기상부이 자료, ERA5 재분석 자료를 이용하여 여름철 고수온이 발생 하기 까지의 바람과 대기 복사의 영향을 분석하였다. 분석 결과, 동풍 계열의 바람 응력이 급격한 수온 상승을 유발하 였으며, 표층 수온이 28oC에 도달하는 데 걸리는 시간은 짧게는 수일, 길게는 약 2주로 나타났다. 이러한 특성은 아표 층(15 m)에서도 동일하게 나타나 에크만 수송에 의한 외해 고온 표층수의 연안 유입이 통영 해역 고수온 발생에 큰 영 향을 미치는 것이 확인되었다. 기여도 분석에서는 바람에 의한 열수송 효과가 전체 수온 상승의 45-88%를 차지하는 것 으로 나타났다. 여기에 대기 복사가 더해지면서 고수온 현상이 발생함을 확인하였다. ERA5 재분석 자료 분석 결과, 티 벳 고기압과 북태평양 고기압의 확장이 최근 수십 년간 배경 수온 상승에 기여한 것으로 나타났으며, 8월에 동풍이 우세할 때 고수온 현상이 두드러지게 발생하였다. 따라서, 통영 연안의 고수온은 대규모 대기 순환 변화와 국지적 동풍 우세가 결합하여 나타난 현상임이 확인되었으며, 이러한 결과는 향후 기후변화에 따른 고수온 발생 가능성 평가와 연안 양식장 리스크 관리에 중요한 시사점을 제공한다.

본 연구에서는 Romanoff(1957)의 실측 데이터를 사용하여 머신러닝 기반 상수도관의 부식 깊이를 예측하였다. 이를 실제 상수도관망에 적용하여 누적피해도를 분석하였다. 예측한 부식깊이를 사용하여 누적피해도를 분석하였으며 MCS(Monte Carlo Simulation)를 적용한 누적피해도와 비교 분석하였다. 부식깊이 예측모델에 따른 부식깊이를 분석한 결과 MLP-ReLU 모델이 가장 부식속도가 가장 빠르며 MLP-sigmoid가 가장 부식속도가 느렸다. 천안시 신방동과 성환읍 상수도관망에 MCS를 적용한 누적피해도 분석법과 머신러닝을 적용한 누적피해도를 비교 분석하였다. 신방동에서는 두 분석법 모두 2번 상수도관이 먼저 사용 한계에 도달하였으며 성환읍에서는 4번 상수도관이 가장 먼저 사용 한계에 도달하였다. 사용 한계에 가장 먼저 도달한 상수도관은 다른 상수도관보다 사용 년수가 오래되었거나 수압이 높은 것으로 확인되었다. MCS를 적용한 누적피해도 분석 결과 신방동의 경우 45년 만에 사용 한계를 초과한 반면 성환읍의 경우 47년 만에 사용 한계를 초과했다.

This study investigated the seasonal water quality characteristics of two key environmental flow sources for the Gwangju Stream: the Yeongsan River water supply and effluent from a sewage treatment plant. Monitoring data collected between 2019 and 2023 were analyzed for both sources, and field surveys from October 2023 to June 2024 examined confluence points where environmental flows entered the Gwangju Stream, measuring both main-stream and inflow waters. The Yeongsan River supply recorded its highest spring organic matter levels (mean BOD: 5.2 mg L-1; maximum: 8.7 mg L-1), while the sewage treatment plant effluent exhibited pronounced seasonal variation in total nitrogen (T-N), ranging from a summer low of 8.2 mg L-1 to a winter high of 13.8 mg L-1. Upstream water quality remained stable; however, downstream BOD increased annually by 8.2%, and total phosphorus (T-P) peaked sharply in summer (0.567 mg L-1). Field survey results indicated that in spring, T-N increased by up to 495%, BOD by 182%, and T-P by 290%; in winter, T-N rose by 239%, BOD by 164%, and COD by 73%. These findings reveal marked seasonal variability in the influence of environmental flow sources, with T-N showing the most substantial increase in spring. The results highlight the need for targeted nutrient management strategies, such as increasing the proportion of the plant’s effluent in spring to stabilize nutrient loads and improving its biological treatment efficiency in winter to reduce T-N concentrations. Season-specific measures of this kind can improve water quality and help sustain the ecological integrity of the Gwangju Stream.

Currently, the use of renewable energy is more encouraged because of its eco-friendly energy such as no emission gas and less environmental pollution. Hot water is needed in domestic affairs almost everyday. Solar collector are frequently used to obtain the hot water in case of renewable energy using Sun. This study aims to evaluate the characteristics of hot water acquisition using natural convection of solar collector through numerical analysis. As the results, as the temperature of heat source was increased, the turbulent kinetic energy and buoyancy gradient were also increased in case of no inlet flow. Enthalpy was more influenced by temperature than flow work. Furthermore it was necessary to increase the number of solar collector per module or decrease the inlet flow rate in order to acquire the satisfied hot water.

본 연구는 선박 기관 냉각수 계통의 부식 관리를 해양사고 예방 관점에서 분석하였다. 해양사고 재결서 분석을 통해 관련 주요 사고 원인을 도출하고, 부식 억제제 농도 변화가 부식 거동에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 중앙해양안전심판원 재결서 950건을 텍스트 마이닝과 대규모 언어모델로 분석한 결과, 기관손상 사고 중 냉각수 계통 관련 사례의 비중이 가장 높았으며 주된 원인은 관리 소 홀과 점검 미흡 등 인적 요인으로 확인되었다. 이 분석을 토대로 선박 냉각수 관리의 핵심 요소인 부식 억제제의 첨가와 농도 유지가 부 식 거동에 미치는 영향을 구상흑연주철(FCD-500)을 대상으로 평가하였다. 아질산염 기반 억제제 농도를 0에서 19,000 ppm 범위로 설정하 고, 침적시험과 전기화학 기법을 적용하여 부식 특성을 비교하였다. 권장 농도 13,000 ppm에서는 균일부식과 국부부식이 모두 효과적으로 억제되었고 3000에서 7000 ppm의 저농도 구간에서는 국부부식으로 인한 설비 손상 위험이 증가하였다.

This study aims to analyze the risk factors contributing to marine accidents involving Korean distant water fishing vessels using a Bayesian network approach. As marine accidents in this sector often result in severe casualties and significant economic losses, understanding their underlying causes is critical. Based on official investigation records from the Korea Maritime Safety Tribunal (2000-2023), a dataset of 46 accident cases involving longliners, trawlers, and other fishing vessels was constructed. The analysis categorized accidents by vessel types, gross tonnage, vessel age, location, operating status, and specific causes, including poor lookout and inadequate maintenance. Following the Formal Safety Assessment (FSA) framework recommended by the International Maritime Organization (IMO), the study applied Bayesian networks to quantify the probabilistic relationships among risk factors. The results revealed that the most hazardous conditions for different accident types included: vessels with 300-500 GT, aged 20-40 years, operating outside harbor limits during navigation or fishing. Specifically, collision and grounding incidents were primarily associated with poor lookout, while sinking and fire/explosion incidents were linked to inadequate maintenance. The findings underscore the necessity of tailored safety control measures for each accident type and vessel category. This research provides empirical evidence to support decision-making for improving safety policies under the Act on the Punishment of Serious Accidents and the Distant Water Fisheries Development Act.

본 연구에서는 안전한 수질의 밭 관개용수를 확보하기 위한 다기능 저류조 용수공급시스템을 현장에 적용하여, 효과를 검증하여 현장 적용성을 분석하였다. 용수의 수질 특성을 고려하여 적정 모듈 프로세스로 AOP (Advanced Oxidation Process), SF (Soil Filter)를 적용하였으며, 저류조의 효과 검증은 앞서 다기능 저류조 수처리 저감효율, 미생물 위해성 평가 등을 통해 수행하였다. 시범시설의 조사는 유입수(지표수, 지하수) 2개, 유출수 1개 지점을 2022년 5월부터 9월까지 월 1회(총 5회), 수온, TOC, COD 등 13개 수질항목을 측정하였다. 유출수에서 전항목 수질기준을 만족하였다. 다기능 저류조의 저감효율은 지표수에서 TOC 평균 19.2%, SS 평균 43.8%, T-N 평균 28.1%, T-P 평균 46.9%, Chl-a 평균 70.1%, 지하수에서 수온 평균 7.5% 상승, EC 평균 54.3%의 저감효율을 보여, 다기능 저류조의 수질정화 개선효과를 검증하였다. 미생물 위해성 평가 결과, 평균 위해도 값은 유입수(지하수) –3.02 × 10-6, 유입수(지표수) 2.79 × 10-5로 나타났으며, 다기능 저류저 처리 후 E.coli가 전량 사멸함에 따라 영농작업자의 위해성은 없을 것으로 나타났다.