분포형 강우-유출모형 민감도분석 모듈의 개발 및 적용

정인균 ( Inkyun Jung ),박종윤 ( Jongyoon Park ),정현교 ( Hyeongyo Jeong ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

민감도 분석에서 다른 매개변수를 고정한 상태에서 어떤 1개의 매개변수만을 조정하여 매개변수 증감시의 민감도를 파악하는 국부적인 방법이나 샘플링기법을 이용하여 전역적인 매개변수의 민감도를 분석하는 방법, 또는 전역적이고 국부적인 방법을 결합한 분석방법을 고려할 수 있다. 본 연구에서는 국부적인 방법(OAT; On facter At a Time) 또는 전역 및 국부적인 방법이 결합된 LH-OAT(Latin Hypercube One factor At a Time)방법을 이용하여 매개변수의 생성, 모형의 실행 및 결과의 정리를 일괄적으로 처리할 수 있는 모듈을 개발하였으며, 충주댐상류유역의 4개 강우사상을 대상으로 분포형 강우-유출모형에 적용하고 두가지 민감도 분석방법에 따른 분석결과의 차이를 비교하였다. 적용결과 강우의 지속시간과 패턴에 따라 차이가 있으나 전반적으로 유출용적과 관련하여 초기토양수분이 가장민감하였으며, 첨두유출량의 경우 초기토양수분과 하천조도계수가 민감한 변수로 나타났다. OAT 방법은 매개변수 증감에 따른 민감도의 변화정도를 파악할 수 있었으며, LH-OAT방법은 전체매개변수에서 민감한 크기만을 파악할 수 있는 것으로 분석되었다.

RGB 드론영상을 이용한 식생지수 추정

정인균 ( Inkyun Jung ),강수만,남원호,정광욱 ( Kwangwook Jung ),( Ankook Shin ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근 드론영상은 다양한 분야의 현황파악에 활용되고 있으며 RGB와 더불어 NIR, 열화상, 초분광 카메라 등 다양한 센서를 탑재하여 운용함으로써 공간해상도 뿐만 아니라 분광해상도측면에서도 다양한 정보를 제공하고 있다. 드론장비의 능력과 운용방법에 따라 촬영범위는 다양하게 설정할 수 있으나 대체로 한정된 공간의 고해상도 영상을 촬영하기 때문에 탐지범위가 국소적일 수 있으나 가뭄, 홍수와 같은 자연재해의 상세한 현황을 파악하기 위한 연구에도 활용되고 있다. 드론에 탑재되는 RGB 센서는 일반디지털 카메라에 드론의 GPS좌표 및 자세 등 부가적인 정보의 저장기능을 적용한 것으로 주변에서 가장 흔하게 접할 수 있으며, 가격이 저렴한 장점이 있다. 그러나 적외선, 초분광 등 가시광선대인 RGB외의 분광파장을 측정할 수 있는 카메라모듈은 가격이 고가이고 특정한 장비의 경우 특수프로그램을 이용하여 분석이 가능한 실정이다. 이와 관련하여 몇몇 연구에서는 RGB 카메라 또는 RGB 센서의 개조를 통해 식생을 파악하고자 하는 시도가 있었다. 본 연구에서는 안성시 일죽면 죽림리 일원의 목장초지를 대상으로 RGB 및 RG-NIR영상을 드론촬영 하였으며, 이 영상으로부터 RGB 기반의 식생지수들을 추정하고 RG-NIR 영상으로부터 산출된 NDVI와 비교함으로써 RGB 기반의 식생지수의 가용성을 평가하고자 하였다.

폐쇄 셀 발포체에 삽입된 주기성 금속 패턴의 전자기 특성 연구

정인균(Inkyun Jung),황민제(Min Je Hwang),길성근(Sungguen Kil),박서신(Seoshin Park) 항공우주시스템공학회 2019 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2019 No.5

분포형 강우-유출모형의 LH-OAT 민감도분석

정인균 ( Inkyun Jung ),박종윤 ( Jongyoon Park ),정철훈 ( Cheolhoon Jung ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

LH-OAT(Latin Hypercube One factor At a Time)는 전역적인 Latin Hypercube(LH) 샘플링기법과 국부적인 On facter At a Time(OAT) 방법의 장점을 결합한 효율적인 민감도 분석방법으로, 본 연구에서는 개선된 분포형 강우-유출모형 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)에 적용되는 매개변수들의 민감도분석을 위하여 LH-OAT 방법을 적용하였다. 유역면적 2,293km²의 남강댐유역의 4개 강우사상을 대상으로 매개변수민감도를 분석하였으며, KIMSTORM 모형내 13개 매개변수들의 민감도를 순위로 파악할 수 있었다. 분석결과 초기토양수분과 유효토심이 유출용적에 민감하였으며, 첨두유출량과 관련하여 초기토양수분과 하천조도계수가 민감한 것으로 분석되었다. The LH-OAT (Latin Hypercube One factor At a Time) method that combines Latin Hypercube (LH) sampling (global method) and the One factor At a Time (OAT) design (local method) was applied to identify parameter sensitivity of KIMSTORM (KIneMatic wave STOrm Runoff Model), a grid-based distributed rainfall-runoff model. The method was applied to Namgang dam watershed (2,293 km²). Total 13 parameters was evaluated using 4 typhoon storm events. From the sensitivity ranking results, initial soil moisture content and effective soil depth were highly sensitive to total runoff volume. The initial soil moisture content and Manning’s roughness coefficient of stream were highly sensitive to peak runoff.

보충수를 고려한 간척호의 담수화 분석 연구

정인균 ( Inkyun Jung ),황동주 ( Dongju Hwang ),이창희 ( Changhee Lee ),정광욱 ( Kwangwook Jung ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

시화지구에 위치한 탄도호는 호수면적에 비해 유역면적이 작아 유역자체에서 발생된 유출량은 탄도호 담수화에 충분하지 않은 상황으로 인근에 위치한 화성호의 용수를 제염보충수로 공급하는 방안을 검토하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 국내에서 간척호의 담수화 해석에는 Jensen, Okuda, Minami 식을 주로 이용해왔으며, 현재는 DESAL(Desalinization of Salt Balance Model)을 이용하여 담수화 기간을 예측하고 있다. DESAL 모형은 농업진흥공사 시절인 1989년 일본의 Minami 식을 채택하여 개발된 국내유일의 제염해석 모형이다. Minami 식은 담수호를 담수층과 염수층의 2층류로 구분하고 층간 수직방향의 염분확산을 고려한 염분평형방정식에 의해 담수화 과정을 해석하는 방법으로서 다른 제염공식에 비해 제염과 관련된 기상조건, 제염시설, 용수취수, 용탈 등 여러 조건들을 반영할 수 있는 가장 물리적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서도 DESAL모형을 이용하였으며, 간척호인 화성호의 용수를 제염보충수로 공급하는바 보충수의 염분농도가 연계되어야 하므로 본 연구의 분석에 적합하도록 DESAL 모형을 수정하였다. 수정된 모형을 이용하여 호소간 연계모의를 통해 연중 공급시기, 보충수공급량, 1일 공급시간의 시나리오를 검토하였으며 제염보충수의 적정공급방안을 제안하였다.

얇은 플라즈마 층의 전자기 해석을 위한 Subcell 맥스웰-볼츠만 유한 차분 시간 영역 기법

정인균(Inkyun Jung),김유나(Yuna Kim),홍용준(Yongjun Hong),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.3

플라즈마의 전자기적 특성을 해석하는 데 전기적으로 얇은 플라즈마는 수치 해석하기 어렵다. 본 논문은 플라즈마를 해석할 수 있는 맥스웰-볼츠만 유한 차분 시간 영역(Finite-Difference Time-Domain: FDTD) 기법과 얇은 구조를 해석할 수 있는 subcell FDTD 기법을 결합한 subcell 맥스웰-볼츠만 FDTD 기법을 제안하였다. 제안한 기법의 정확성을 확인하기 위해 1차원 FDTD 기법을 이용하여 자유 공간-플라즈마-완전 도체에서 반사계수 및 흡수량 오차를 계산하였다. 제안한 기법을 이용했을 때 광대역에서 정확한 것을 확인하였고, 플라즈마가 3?y일 때 기존 기법보다 흡수량 오차가 1/10로 감소하는 것을 확인하였다. Analyzing electromagnetic properties in plasma medium, it is difficult to numerically solve electromagnetic problem with thin plasma. In this paper, subcell Maxwell-Boltzmann FDTD method was proposed which is combined with Maxwell-Boltzmann FDTD and subcell FDTD method for analyzing plasma and electrically thin materials, respectively. Calculations of reflection coefficient and absorption rate error were performed by using 1D FDTD method. Reflection coefficient computed by applying the proposed method is in agreement with analytic solution. Absorption rate error analyzed by employing the proposed method is 1/10 times less than one by using conventional method.

HSPF 및 SWMM 연계적용을 통한 전주천 유역의 CSOs 해석

정광욱 ( Jung Kwangwook ),전지홍 ( Jeon Jihong ),정인균 ( Jung Inkyun ),강수만 ( Kang Suman ),서성철 ( Seo Sungcheol ) 한국물환경학회 2017 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2017 No.-

SWMM 및 HSPF를 이용한 전주천 유역 수질 및 수문해석

정광욱 ( Kwangwook Jung ),정인균 ( Inkyun Jung ),강수만 ( Suman Kang ),권진욱 ( Jinwook Kwon ),서성철 ( Seongchel Seo ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

하천의 수질오염은 많은 지역에서 큰 의미를 갖고 있으며, 최근들어 비점오염원에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다. 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지 등 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염을 배출하는 배출원을 의미하고 있다. 우리나라에서는 수질오염총량관리제도가 정착되어 수행되고 있는 상황이지만, 대부분 원단위에 의한 산정을 기본으로 하고 있기 때문에 비점오염원에 대한 합리적인 산정에는 한계점을 지적받고 있다. 따라서 비점오염원을 적절하게 평가하기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 하지만, 대부분의 유역들이 도시와 농지가 혼합되어 있기 때문에 적절한 모델을 선정하여 적용하는데 일정부분 한계가 있는것도 사실이다. 본 연구에서는 배후에 농경지 및 산림이 위치하고, 구도시와 신도시가 혼재된 전주천 유역을 대상으로 도시의 합류식 분류식관거 묘사가 가능한 도시유출모형인 SWMM과 HSPF를 결합적용하여 수질 및 수문해석을 실시하였다. 실측유량과 모의유량의 상관성을 평가하기 위해 실측값인 전주 수위관측소의 유량자료와 HSPF의 모의결과는 O/S, NSE(Nash-Sutcliffe efficiency) 및 RMSE(Root mean square error)를 산정하여 비교하였으며, 실측수질자료와 모의수질결과의 상관성을 평가하기 위해 실측값인 환경부 수질측정망의 수질 자료와 모델의 결과를 O/S, RMSE를 이용하였다. 전주천유역의 경우 1일 처리용량 40,3000㎥/일의 하수처리장이 위치해 있으며, 유역에서 발생되는 하수유입량을 모의하기 위해서 평상시 흐르는 하수처리량을 보정하였으며, 일부 합류식 지역에서 강우시 발생되는 CSOs를 계산하여 적용하였다. 소유역별 오염물질 비교평가 결과 원단위법에 의해 산정된 소유역별 단위면적당 오염부하량과 유역모델(HSPF_SWMM)을 결과인 소유역별 단위면적당 오염부하량과의 연관성을 분석한 결과, 발생 및 배출경로 가 같은 원단위 방법과는 다르게 관거가 묘사된 본 모델에서는 실제 하천주변으로 월류되는 지역에서 높은 오염부하가 발생하는 것으로 평가되었다. 이러한 두가지 방법에 따른 차이는 실제 부하량의 산정 및 분포와 유역모델상에서의 반영에 관한 문제로서, 다양한 각도의 연구가 필요하며, 이러한 연구를 통하여 오염물질 배출구조 및 비점오염원 이해도를 증진시킬 수 있을것으로 판단된다.

새만금 수질개선을 위한 수리시설 개선방안

정광욱 ( Kwangwook Jung ),정인균 ( Inkyun Jung ),강수만 ( Suman Kang ),권진욱 ( Jinwook Kwon ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

본 연구는 만경강에 위치한 농업용 수리시설물인 백구제수문의 운영현황을 파악하여 주된기능을 상실했거나 훼손되어 보수가 필요한 시설물을 검토하여, 수리구조물의 운영패턴을 변화시켜 새만금의 수질개선에 도움이 될수 있는 방향을 검토하고자 하였다. 본 연구에서 검토하고자 하는 하천취수량 반영 및 변경, 백구제수문 운영을 반영할 수 있으며, 새만금 2단계 수질개선대책 중간평가에 활용된바 있는 HSPF모델을 선정하여 적용하였다. 만경강 유역의 특성을 반영하기 위한 모델을 구축하였으며, 유역변경 용수 (용담댐, 금강),농업적 유역물순환 및 회귀용수를 고려하기 위한 Irrigation Module 적용, 제수문, 관개수로, 저수지 등 수리구조물 적용, 새만금의 주요 토지이용인 논모의를 위한 HSPF-Paddy Module, 수문 및 수질을 해석하기 위해 118개의 소유역으로 구분하였으며, 24개의 segment로 구성하였다. 수질개선 시나리오는 앞 장에서 제시한 수리시설 운영개선 방안(안)에 기초하여 다음과 같이 4가지로 구분하였다. - CASE0(무대책) : 관개기 만경강제수문 갑문 닫음 + 전미취수장 운영 - CASE1 : 만경강제수문 상시 개방 + 전미취수장 운영 - CASE2 : 관개기 만경강제수문 갑문 닫음 + 전미취수장 취수중단 및 전주하수처리장 처리수 재이용 - CASE3 : 만경강제수문 상시 개방 + 전미취수장 취수중단 및 전주하수처리장 처리수 재이용 만경강제수문을 상시 개방할 경우, CASE0에 비해 T-P는 약간 개선되는 것으로 나타났고, Chl-a는 약간 증가하는 것으로 예측되었으며, 평수년과 풍수년의 영양물질이 약간 감소하였고, 저수년의 BOD가 감소하는 것으로 나타났으나, 다른 년도의 BOD와 Chl-a의 증가로 평가되었다. 전미취수장 취수중단 및 전주하수처리장 재이용에 따른 수질예측 결과, 만경강 상류의 수질이 양호한 물이 하류에 전달되면서 약간의 수질개선이 있을 것으로 나타났다. 만경강제 수문 개방 및 전미취수장 취수중단과 전주하수처리장 처리수 재이용에 따른 수질예측 결과, 일부 항목에서는 수질이 CASE2보다 개선되는 것으로 에측되었으나, Chl-a의 농도는 더 높아지는 것으로 평가되었으며, 특히 가장 중요시 되는 T-P의 경우 평수년과 풍수년에서는 CASE2와 같이 0.001mg/L 정도 개선되는 것으로 평가되었다.

팔당 상수원관리지역 지정에 따른 팔당유역 수질영향 분석

정광욱 ( Kwangwook Jung ),박진성 ( Jinsung Park ),김태경 ( Taekyoung Kim ),정인균 ( Inkyun Jung ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

1960년대부터 본격화된 경제성장과 더불어 서울을 포함한 경기일대의 비약적 인구 및 산업증가에 따라 발전과 생활 및 공업용수 공급을 위해 1973년 팔당댐이 준공되었으며, 현재 팔당호는 급수인구 2,500만을 지닌 국내 최대 상수원이 되었다. 팔당상수원의 수질보전을 위한 각종규제는 80년대 수도권정비계획법에 따른 자연보전권역지정, 체육시설의 설치 이용에 관한법률에 따른 골프장 입지규제, 90년대의 수질환경보전법의 배출시설 설치허가 제한지역지정, 환경정책기본법의 수질보전특별대책지역 지정, 산업입지 및 개발에 관한 법률에 따른 개별공장 입지제한, 상업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률의 공장 신증설 및 업종변경제한, 환강수계 수변구역지정, 2000년대 이후 상수원수질보전특별대책 개정·고시, 수질오염총량제 실시 등 지속적으로 각종 규제가 증가하였다. 1995년 준농림지 토지이용의 제한이 완화되면서 팔당호 인근에 요식업소가 난립하는 등 개발과 보전에 대한 상하류 주민들의 갈등이 고조되어 왔다. 더불어, 1998년 팔당 등 한강수계 상수원 수질관리 특별종합대책을 통해 수변구역설정과 더불어 수계기금을 조성하여 상류지역의 주민지원을 하는 등 상생방안이 모색되었으며, 그간의 정책변화에 대한 수질보전측면의 검토가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 HSPF모델을 이용하여 상수원보호구역 지정에 따른 팔당호의 수질영향에 대해 평가하였으며, 수변구역지정에 따른 수질보존효과와 특별대책지역지정에 따른 수질보존효과를 남한강, 북한강, 경안천, 팔당호에 대해 분석하였다.