Understanding the distinct hydro-biogeochemical dynamics of lotic and lentic systems is crucial for integrated watershed management, particularly in regions with complex land-use patterns. This study investigated the spatiotemporal water quality variations in Gunsan City, Republic of Korea. Monthly monitoring was conducted at 17 sites (8 rivers and 9 reservoirs) from May 2024 to May 2025 to analyze 11 physicochemical parameters. Multivariate statistical approaches, including Factor Analysis of Mixed Data and K-means clustering, were employed to elucidate the interactions between water body types and seasonal factors. Factor analysis identified two primary gradients explaining 42.7% of the total variance: anthropogenic nutrient loading (Axis 1) and seasonal metabolic-physical drivers (Axis 2). The study revealed distinct spatial heterogeneity; rivers exhibited significantly higher electrical conductivity and nutrient concentrations (e.g., TN, TP) compared to reservoirs, clustering into a high-pollution group driven by point and non-point sources. Seasonally, rivers showed a marked concentration effect during the dry winter season due to reduced base flow, whereas reservoirs maintained relatively stable water quality attributed to the dilution capacity of larger water volumes. Shallow reservoirs like Backseokje exhibited characteristic water quality pattern, such as hypoxia related to organic matter decomposition and high vegetation cover. These findings suggest that a differentiated management approach is essential: mitigating point-source and non-point-source pollution and securing base flow for rivers during dry seasons, while regulating internal biogeochemical processes and inflows for reservoirs.

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.

2020년 수도시설 내에서 깔따구 유충이 발견된 사건 이후, 정수처리시설 내 유충 발생 문제는 국내에서 주요한 사회⋅환경적 이슈로 부상하였다. 본 연구는 깔따구과(Chironomidae)의 생태적 특성과 생활사를 바탕으로 국내 정수장 내 유충 발생 현황과 발생 원인을 종합적으로 분석하고, 모니터링 체계 및 대응 기술을 고찰하였다. 분석 결과, 유충 발생은 활성탄 여과지와 여과 공정을 중심으로 보고되었으며, 개방형 구조, 생물막 및 조류 축적, 여재 노후화, 역세척 효율 저하, 수온 및 유기물 증가 등 구조적⋅환경적⋅운영 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 나타났다. 기존의 물리적⋅구조적 조치만으로는 발생 억제에 한계가 있어, 화학적 방제를 병행한 관리 전략의 필요성이 확인되었다. 특히 염소계 소독제 중심의 기존 수처리 체계와 더불어, 이산화염소(ClO2)와 같은 대체 소독제를 보조적으로 활용하는 접근이 검토될 수 있다. 본 연구는 생물학적 모니터링을 통한 조기 진단, 시설 및 공정 개선을 통한 산란⋅유입 차단, 기존 수처리제와 대체 소독제를 포함한 화학적 방제를 결합한 통합적 해충관리(IPM) 체계 구축이 정수장 운영 안정성과 수돗물 안전성 향상에 기여할 수 있음을 제시한다.

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.

상수관로의 노후화는 수질 안전성 저하와 수자원 손실, 유지보수 비용 증가 등의 문제를 야기하며, 이에 따라 지중 매설관의 상태를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술의 중요성이 커지고 있다. 특히 내시경 영상을 활용한 관로 점검은 가장 보편적인 방식으로 자리 잡았으나, 판독자의 숙련도에 따라 해석 편차가 발생하고, 대량 데이터의 신속한 처리에는 한계가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 관종⋅관경⋅용도 등 상수관 메타데이터를 모델에 통합하고, 관로 내 결함의 존재 여부와 유형, 크기를 동시에 예측할 수 있는 다중과제 학습(Multi-task Learning) 기반 인공지능 모델을 제안한다. 제안한 모델은 두 개의 예측 헤드를 통해 결함 판별과 정량적 분류를 병행하도록 설계되었으며, SHAP 기반 분석을 통해 모델의 판단 근거가 상수관로의 실제 결함 특성과 일치함을 확인하였다. 이러한 접근은 수작업 판독의 부담을 경감하고, 관로 상태 기록의 표준화 및 정량화를 통해 예방 중심의 유지관리 전략 수립을 효과적으로 지원할 수 있다.

상수관망의 누수는 수자원 손실 및 시설물 피해의 주요 원인으로, 효과적인 탐지를 위해 다양한 기술이 개발되고 있다. 본 연구는 실제 상수도 누수 사례를 대상으로 청음 데이터를 수집하고, 주파수 및 청각 기반 음향 특징을 추출하여 비지도 학습 기반의 이상 감지 모델을 적용함으로써 누수음을 탐지하는 기법을 제안한다. 청음 신호에 대해 푸리에 변환과 멜 주파수 켑스트럼 계수(MFCC)를 적용하여 총 86개의 음향 특징을 구성하였으며, 랜덤 포레스트를 통해 주요 변수 6개를 선정하였다. 거리 기반 군집 분석을 통해 정상 소음 분포를 구성하고, Isolation Forest 및 Autoencoder 알고리즘을 활용하여 이상 음향을 판별하였다. 비지도 모델에 의해 탐지된 이상 지점이 실제 현장 판단과 부합함을 확인하였다. 정량적 기준 기반의 이상 탐지 결과가 실제 누수 지점과 일관성을 보였다. 본 연구는 실무 적용 가능한 비지도 이상 탐지 접근법을 제시함으로써, 기존 라벨 의존 탐지 방식의 한계를 보완할 수 있음을 시사한다.

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.

망고 ‘Irwin’의 유통과정 중 과실 품질 유지를 위한 수확 후 처리 방법을 구명하기 위해 수행되었다. 무처리, 온수 침지, MAP(Modified Atmosphere Packaging), MAP + EA(Ethylene Absorber)의 4가지 처리를 하였고, 이후 처리된 과실들을 상 온 저장(20°C), 저온 저장(7°C) 후 상온 저장의 두 가지 조건 으로 저장하고 기체 조성 변화, 과실 품질 변화, 병반 면적률을 조사하였다. 상온 환경에서 저장된 MAP 처리들은 무처리나 온수 침지 처리와 비교했을 때 높은 상대습도를 형성하였다. MAP 내부 대기는 일반 대기와 비교했을 때 저산소, 고이산화 탄소의 대기가 형성되었다. MAP 내부에 EA 투입은 에틸렌 발생 억제에 효과적이었다. 과실 품질 변화는 감모율에서 유 의한 차이가 나타났다. MAP 처리를 한 실험군들의 경우 1% 미만의 감모율을 보이며 감모가 거의 발생하지 않았다. 이는 MAP 내부의 높은 상대습도가 원인으로 보인다. 감모율을 제 외한 다른 품질 지표들에선 통계적 유의차가 거의 나타나지 않았는데, 이는 완숙 망고를 사용하였기 때문으로 판단된다. 병반 면적률은 온수 침지가 가장 낮은 병반 발생율을 보였다. 저온 저장 후 상온 저장의 MAP 처리들은 상온 저장의 MAP 처리들과 비슷하게 MAP 내부는 높은 상대습도를 형성하였 고, 저산소, 고이산화탄소의 대기가 형성되었다. 저온 환경에 서 상온 환경으로 이동될 때, 내부 에틸렌 농도는 급격히 증가 하였으나, MAP + EA는 비교적 낮은 에틸렌 농도를 보였다. 과실 품질 부분에서 가장 주목할만한 부분은 감모율이었다. 저온 환경에서 상온 환경으로 이동될 때 무처리나 온수 침지 처리의 경우 감모율이 급증하였으나, MAP 처리를 한 실험군 들은 1% 미만의 감모율을 보였다. 병반 면적률 또한 저온 환 경에서 상온 환경으로 이동된 뒤 급격하게 증가했으나, 온수 침지의 경우 2% 미만의 가장 낮은 병반 면적률을 보였다. MAP 처리를 한 실험군들 중에선 EA가 포함된 실험군이 비 교적 병반이 적게 나타났다. 종합적으로, MAP 처리는 감모율 억제에 효과적이며, MAP 내부에 EA를 포함하는 것은 내부 에틸렌 농도 증가 억제에 도움이 된다. 온수 침지는 병반 억제 에는 효과적이나, 높은 감모율을 동반한다. 따라서 온수 침지 와 MAP 두 가지 수확 후 관리 기술을 복합 적용하는 것이 국 내에서 생산된 완숙 망고 품질 유지에 있어서 가장 유리할 것 으로 사료된다.

This study was conducted to determine an appropriate sub-irrigation frequency for producing grafted tomato transplants in a plant factory with artificial lighting. Three irrigation frequencies were evaluated: twice per day, once per day, and once every two days. Daily water absorption did not differ among treatments during the early growth stage (0－3 days after treatment), but once-per-day irrigation showed the highest values during days 4－9, after which its levels became similar to those of twice-per-day irrigation. In contrast, once-every-two-days irrigation consistently resulted in the lowest daily water absorption throughout the experiment. Accumulated water absorption exhibited similar trends, with twice-per-day and once-per-day irrigation showing comparable increases, whereas once-every-two-days irrigation remained substantially lower. Growth analysis revealed that once-every-two-days irrigation led to reduced plant height, leaf number, fresh weight, and dry weight, indicating growth suppression caused by repeated root-zone water deficits. Although twice-per-day irrigation produced the most vigorous growth, it required the largest amount of water and nutrient solution, reducing resource-use efficiency. In contrast, once-per-day irrigation-maintained growth parameters comparable to those under twice-per-day irrigation while markedly reducing total water use, thereby achieving a favorable balance between growth stability and resource efficiency. Excessively frequent irrigation during the early post-grafting stage was also found to disrupt the air–water balance within the substrate, potentially hindering root establishment. Overall, these findings indicate that once-per-day sub-irrigation is an appropriate basic irrigation strategy for efficient and stable production of grafted tomato transplants in plant factories with artificial lighting and may serve as a foundation for future research on automated irrigation control and transplant production systems across various cultivars and tray specifications.

With the increasing demand for flexible electronic devices, smaller and lighter flexible supercapacitors have gained significant research attention. Among the various materials, self-supporting reduced graphene oxide (rGO) paper has emerged as one of the most promising electrode materials for supercapacitors due to its low cost, high chemical/thermal stability, and excellent electrical conductivity. Nevertheless, a major drawback of rGO paper is the limited ion diffusion between stacked rGO layers, hindering the effective formation of electrochemical double-layer at the electrode/electrolyte interface. In this study, we prepared the rGO paper derived from ball-milled followed-by water oxidation process for reducing the sheet size. The smaller-sized rGO sheets facilitated ion transport between graphene layers, promoting efficient electric double-layer formation. Moreover, the increased presence of edge planes in ball-milled rGO sheets achieved high capacitance, further enhancing the performance of rGO as an electrode material. Notably, the 2-BMOX rGO paper obtained from ball-milling and wet-oxidized graphite exhibited a capacitance of 117.9 F/g in cyclic voltammetry (CV) and 128.6 F/g in galvanostatic charge–discharge (GCD) tests, approximately twice that of conventional rGO. Additionally, the capacitance retained 91% of its initial performance after 2,000 cycles, indicating excellent cycling stability.

Oil-in-water (O/W) emulsified foods are highly susceptible to lipid oxidation, a reaction predominantly initiated at the oil-water interface where multiple reactive pathways operate simultaneously. In such complex multiphase systems, the efficacy of natural antioxidants is severely limited by their chemical instability and their inability to effectively reach this critical interfacial region. These constraints necessitate the development of structural delivery systems to improve the spatial distribution and persistence of natural antioxidants in emulsified food matrices. Liposomes offer an adaptable nanocarrier platform that enhances interfacial accessibility, protects encapsulated antioxidants from environmental stressors (such as oxygen and metal ions), and modulates their retention and release kinetics. However, the practical application of liposomes in food matrices remains challenging due to the intrinsic structural properties of food-grade phospholipids, the complex interfacial behavior of lipid bilayers, and significant restrictions imposed by current preparation methods. These factors collectively govern the physicochemical attributes essential for liposome performance in complex food environments. This review synthesizes structural and mechanistic perspectives on oxidation in O/W emulsions. It evaluates how liposomal design parameters— including phospholipid composition, cholesterol incorporation, surface modification, and solvent-dependent manufacturing strategies—influence efficient antioxidant delivery. By integrating these critical considerations, this review aims to establish key design principles for advancing food-grade liposomal systems, thereby supporting their potential as an approach to enhance oxidative stability and reduce reliance on synthetic antioxidants.

Pavement friction under wet conditions is a critical factor affecting driving safety and is determined significantly by water-film thickness (WFT). Although current road geometric design standards incorporate wet-pavement friction coefficients as design parameters, they do not adequately account for the effects of WFT. This study estimates the variation in the coefficient of friction caused by changes in the WFT and applies the results to the calculation of stopping sight distance (SSD) and radius of curvature (RC), which are essential elements in road geometry design. Through this approach, the study identifies the limitations of current standards and proposes potential improvements. WFT was estimated using the Gallaway model, which was previously verified through comparative analysis and experimental validation. The model incorporates key influencing factors such as rainfall intensity, pavement slope, drainage path length, and mean texture depth. Based on the estimated WFT, the longitudinal and lateral friction coefficients were calculated using Gallaway’s SN and Lamm’s models, respectively. Using these friction values, the SSD and RC were evaluated under various pavement and environmental conditions. Furthermore, comparisons with existing design guidelines were performed to assess whether the predicted values satisfy the standards under different conditions. Additionally, areas requiring improvement were identified. The analysis confirmed that WFT increases with rainfall intensity and drainage path length, whereas it decreases as the pavement slope, mean texture depth, and tread depth increase. An increase in the WFT significantly reduces the friction coefficient, which consequently increases the SSD and required RC. In particular, under conditions such as heavy rainfall, worn treads, long drainage paths, and shallow surface textures, the calculated SSD and RC typically exceed the minimum requirements of current road-design standards. By contrast, ensuring sufficient surface texture effectively maintains friction performance and mitigates increases in the SSD and RC. The findings of this study suggest that current road-design standards—based on dry or vaguely defined wet conditions—may not sufficiently address the effects of WFT on pavement friction. A quantitative, WFT-based approach is required for more realistic friction estimations. To enhance safety in rainy conditions, road designs should incorporate structural and material improvements, such as optimizing pavement slopes, reducing the drainage path length, maintaining adequate surface texture and tread depth, and adopting high-performance surfacing materials. Additionally, dynamic speed-management systems during rainfall and preventive maintenance for sections with inferior drainage should be considered to improve driving safety under wet weather conditions.

This study was conducted to determine the effect of water temperature during the gonadal inactive season on the sex ratio of Tegillarca granosa, a sequential hermaphroditic bivalve. The sex ratio (F:M) of the group reared in wild was 1:1.3 (n=40:52), and the female ratio was 43.5%. In experimental groups that experienced different water temperature conditions (5.0, 7.0, 9.0 and 11.0℃) in an indoor aquarium during the gonadal inactive stage, the male ratio tended to increase as the water temperature increased. The correlation between water temperature and sex ratio was calculated as R2=0.7748. The results suggest that for sequential hermaphroditic bivalves, population sizes may decrease as the proportion of females decreases if water temperatures continue to rise due to climate warming.

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.

광역상수도 시설의 노후화가 가속화됨에 따라 체계적인 관로 상태평가와 개량의사결정이 중요한 과제로 대두되고 있다. 이러한 상수도 관로의 개량의사결정 과정에서 정확한 조사와 진단이 수행되지 않는 경우, 관로의 실제 상태를 정확히 반영하지 못해 과도한 개량이 계획되거나, 또는 충분한 안전성 확보가 이루어지지 못하는 등 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 G 광역상수도와, S 광역상수도 2개 구간에 대하여 직접조사를 통해 기존 개량계획의 적정성을 평가하고, 정확한 진단을 바탕으로 한 과학적 의사결정을 통해 물공급 안전성 확보와 유지관리 방안을 제시하였다. 직접조사 결과 G 광역상수도 사례에서는 전체적 도장재 손상으로 인해 기능이 저하되어 비구조적 갱생공법 등을 적용, 복원이 필요한 것으로 나타났으며, S 광역상수도의 경우 관로 내면에 전체적으로 분포한 수포 후면에 물이 침투, 부식차단 능력 상실로 기존 계획된 관세척에서 갱생을 통한 기능복원이 필요한 것으로 나타났다. 이처럼 관로 직접조사에 기반한 진단은 맞춤형 개량방안 수립으로 관로의 기능복원과 용수공급 안전성 확보에 기여할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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.

본 연구는 대수용가 공급체계 전환을 통한 상수관망 운영 에너지 절감방안을 검토하였다. 연구대상지역에 대한 대수용가 공급체계를 SD배수계통에서 JH배수계통으로 전환할 때의 물 공급 가능성과 전력비 절감효과를 분석하고, 능동형 관망관리 방안을 제시하였다. 수리해석 모델을 구축하여 2024년 7월 하절기 최악조건과 물축제 기간을 포함한 시나리오별 분석을 수행하였다. 분석결과, 하절기 최악조건에서는 물 공급 안정성 확보를 위해 SD배수계통 전량공급이 필요하며, 일반조건에서는 JH배수계통을 통한 제한적 공급이 가능한 것으로 나타났다. 전력비 절감효과는 물축제 미포함시 8.1%(SD가압장 57.1%), 물축제 포함시 13.9%(SD가압장 59.0%)로 분석되어 연간 최대 46.2백만원의 절감이 가능한 것으로 산정되었다. 능동형 관망관리 방안으로는 유량제어밸브 설치, 전동제수밸브를 이용한 교축운전, 경부하 시간대 펌프운영 등 3가지 방안을 제시하였다. 본 연구 결과는 대수용가가 포함된 상수관망의 효율적 운영과 에너지 절감을 위한 실무적 지침을 제공할 것으로 기대된다.

최근 고도화된 딥러닝 모형을 이용하여 하천 수질에 영향을 줄 수 있는 과도한 조류(algae) 발생을 예측하는 연구에 대한 관심이 지속되고 있으며, 모형의 구축에 사용되는 현장 측정 자료의 특성상 다양한 이상치를 포함할 수 있어 데이터의 이상치 관리 필요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 현장 자료의 이상치가 딥러닝 모형의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위해 딥러닝 Long Short-Term Memory(LSTM) 모형을 이용하여 하천 조류 발생을 정량적으로 평가하는 지표인 클로로필-a를 예측하는 모형을 구축하였으며, 10%의 이상치를 포함한 자료와 이상치가 포함되지 않은 원본 자료로 학습된 모형의 성능을 비교하였다. 또한 딥러닝 기반 이상치 탐지 알고리즘인 Autoencoder(AE)를 이용하여 이상치를 제거한 후 모형의 성능에 미치는 영향을 비교하였다. 분석 결과 이상치를 포함하지 않은 자료로 학습된 Base 모형과 10%의 이상치를 포함한 자료로 학습된 모형의 Nash-Sutcliffe efficiency(NSE)가 각각 0.882 및 0.858로 나타나 이상치가 모형의 성능을 저하시킬 수 있음을 확인하였다. 한편 AE를 이용하여 이상치를 다양한 비율로(5–20%) 제거한 자료로 학습된 모형의 성능을 분석한 결과 NSE가 0.883–0.896으로 이상치의 제거에 따라 모형의 성능이 Base 모형과 유사한 수준으로 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이상치가 딥러닝 모형에 미치는 영향을 분석하고 이상치 탐지 모형의 활용에 따른 조류 발생 예측 딥러닝 모형의 성능 향상이 가능함을 확인하였다.