GIS기법을 이용한 소규모 댐 붕괴에 따른 하류피해 산정 간편법 제안

박종윤 ( Jongyoon Park ),조형경 ( Hyungkyung Joh ),이주헌 ( Jooheon Lee ),강부식 ( Busik Kang ),윤창진 ( Changjin Yoon ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

This study is to analyze a downstream flood damage prediction model for efficient confrontation in case of extreme and flash flood by future probable small agricultural dam break situation. For a Changri (0.419 million m³) and Joongri (0.111 million m³) reservoir located in Yongin city of Gyeonggi province, a dam break scenario was prepared. With the probable maximum flood (PMF) condition calculated from the Creager's method, the flood condition by dam break was generated by using GIS (Geographic Information System) technique. The flood damaged areas were generated by volume-elevation curve from the storage representation of lowland and the boundaries were extracted for flood damage prediction, and the degree of flood damage was evaluated by modifying simple method.

수치해석을 이용한 승용차 항력 개선용 B-필러 와류 제어 장치 개발

박종윤(Jongyoon Park),박은진(Eunjin Park),주세일(Seil Joo),김문상(Moonsang Kim) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2016 No.11

CLUE-s 모형을 이용한 경안천 유역의 미래 토지이용변화에 따른 유출 및 유사량 특성분석

박종윤 ( Jongyoon Park ),이지완 ( Jiwan Lee ),조형경 ( Hyungkyung Joh ),유영석 ( Yungseok Yu ),신형진 ( Hyungjin Shin ),김해도 ( Haedo Kim ),이광야 ( Kwangya Lee ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

최근 급격한 도시화 · 산업화가 진행되고 인구가 증가하면서 토지이용의 변화를 가져왔다. 그로인한 도심지의 증가와 산림 및 농경지의 감소는 우수의 불투수지역 확대와 유수기능을 저하 시키며, 물순환 체계 왜곡에 따른 하천 유출량의 변화와 함께 비점오염원에 의한 수질악화 등의 문제를 야기시킨다. 이에 본 연구에서는 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형을 이용하여 경안천 유역(262 km2)을 대상으로 미래 토지이용변화가 유출 및 유사량 특성에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위해, Landsat TM(1987, 1991, 1996, 2004), ETM+(2001) 위성영상으로부터 시계열 토지이용도를 작성하고, 과거 강우-유출 및 유사량 변화 특성을 분석하였다. 미래 토지이용변화 예측은 Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent(CLUE-s) 모형을 이용하여 2030, 2060, 2090년도의 토지이용변화 시나리오를 작성하였다. 이때, 토지이용과 변화요인 간의 상관관계 분석을 위해 총 12개의 Driving Factor(Altitude, Slope, Aspect, Soil Group, Depth and Type, Distance to Stream, City, National Road and Local Road, Population Density)를 선정하여 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. SWAT 모형의 적용성 평가를 위해 1999~2003년까지의 유출량 및 유사량 자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였으며, 2004~2007년까지의 자료를 이용하여 검증하였다. 그 결과, 검보정 기간 동안의 유출량에 대한 모형 효율성 계수는 0.79, 유사량에 대한 결정계수는 0.80으로 분석되었다. 과거 시계열 토지이용도를 바탕으로 토지이용항목별 변화 추세를 분석한 결과, 도시화에 따른 불투수면적 증가로 인해 유역평균 Curve Number(CN)값이 증가하였으며, 지표유출량의 증가를 초래하여 유사량의 유출특성 변화에 영향을 미친 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과로부터, 과거에서 현재, 미래 토지이용변화에 따른 경안천 유역의 유출특성 변화를 정량적으로 규명함으로써 효율적인 유역관리 방안을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.

SWAT모형을 이용한 충주댐 유역의 수문-수질 예측 불확실성 분석

박종윤 ( Jongyoon Park ),정인균 ( Inkyun Jung ),박민지 ( Minji Park ),박근애 ( Geunae Park ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

일반적으로 분포형 모형은 많은 매개변수를 고려해야 하는 상황에서 모형의 보정이 이뤄지게 된다. 사용자들은 선행연구로부터 매개변수 선정에 관한 정보를 얻기도 하며 혹은 제공된 매뉴얼을 통해 매개변수 특성을 파악한다. 그렇기 때문에 모형의 보정은 많은 시간이 소요되며 사용자들의 경험과 주관적 판단이 우선시 될 뿐만 아니라 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 충주댐 상류유역(6,585.1km2)을 대상으로 물리적 기반의 준분포형 장기유출 모형으로 수문-수질 모의가 가능한 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 선정하고, LH-OAT(Latin Hypercube - One-factor-At-a-Time) 방법을 이용한 매개변수 민감도 분석을 통해 최적의 유출 및 유사관련 매개변수를 선정하였다. 모형의 보정(1998∼2000)과 검증(2001∼2003)은 국가수자원종합정보시스템(WAMIS)에서 제공하는 일별 유출량 및 환경부에서 제공하는 월 1회 유사농도자료를 이용하여 실시하였다. 충주댐 유역의 유출량과 유사량에 대한 SWAT 모형의 예측 불확실성 분석은 Monte Carlo Simulation의 결과를 이용하여 민감도 분석 및 불확실성을 평가하는 GLUE(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation) 방법을 이용하였다. 본 연구에서는 주관적인 모형 평가요소들을 명확히 하기 위해 매개변수에 대한 효율적 민감도 분석방법 및 예측 불확실성을 정량적으로 제시하고자 한다.

기후변화 영향평가를 위한 유역 수문모형 구상

박근애 ( Geunae Park ),홍우용 ( Wooyong Hong ),박종윤 ( Jongyoon Park ),정인균 ( Inkyun Jeong ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

현재 국내외적으로 기후변화에 대한 수문순환의 영향평가가 활발히 진행되고 있고 비교적 정확성이 높은 결과를 도출하기 위해 많은 평가 기법들이 도입 및 개발되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내의 지형조건을 고려한 미래 기후변화에 따른 수문 변화를 총체적으로 분석할 수 있는 수문순환 모형을 개발하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 GIS 공간자료(수치표고모델, 토지이용도, 토양도)와 Terra MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상에 의한 식생활력도를 이용하여 유역의 일단위 유출량을 모의하는 격자기반의 분포형 수문순환 모형을 개발하고 그 적용성을 평가하였다. 모형은 격자단위로 지표유출, 중간유출 및 기저유출, 증발산량 그리고 토양수분의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 모형은 크게 유출, 증발산량, 토양수분의 3개 주요모듈로 구성하였다. 이 모형에 대한 적용성 평가는 유역면적 6,581km2의 충주댐 유역을 대상으로 수행하였다. 공간해상도를 1km로 맞춘 GIS 입력자료(토지피복도, 토양도, 경계자료 등)와 RS 입력자료(LAI)를 구축하였으며, 2000년부터 2009년까지의 기상자료를 수집하여 IDW방법으로 공간분포화 하여 모형에 적용하였다. 검보정은 유역 출구 지점의 유출량 자료를 모의치와 비교하여 수행되었고, 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 결정계수(R2)와 평균제곱근오차(RMSE : Root Mean Square Error)를 사용하였으며, 모형의 효율성 검증을 위해 Nash와 Sutcliffe(1970)가 제안한 모형 효율성 계수를 사용하였다. 또한 연구 대상유역에 대한 기후변화 평가를 위하여 IPCC에서 제시하고 있는 SRES 특별보고서에 의한 GCMs 중 NIES MIROC3.2 hires A1B, B1 시나리오자료를 수집한 후, 편이보정(bias correction) 및 LARS-WG (Long Ashton Research Station - Weather Generator) 다운스케일 기법을 적용하여 각 기상관측소별 기상자료를 재구축하여 개발한 모형에 적용하여 검토하였다.

차량 항력 개선을 위한 A-필러 형상 설계

박은진(Eunjin Park),박종윤(Jongyoon Park),주세일(Seil Joo),김문상(Moonsang Kim) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2016 No.11

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.

충주댐 유역의 기후변화 적응을 위한 수질개선 방안

유영석 ( Youngseok Yu ),박종윤 ( Jongyoon Park ),신형진 ( Hyungjin Shin ),김샛별 ( Saetbyul Kim ),정충길 ( Chunggil Jung ),김해도 ( Haedo Kim ),이광야 ( Kwangya Lee ),김성준 ( Seong Joon Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

기후변화에 의한 미래 기온의 상승과 강수량의 패턴변화는 증발산이나 토양수분 등의 변화로 이어져 궁극적으로는 물 순환의 변화를 초래하며 유출량 변화로 이어지게 된다. 뿐만 아니라 유역의 유출특성변화는 비점오염원에 의한 오염 물질의 거동에 변화를 가져올 것으로 예상되며 그로인한 하천 및 호소 수질, 수생태계에 직접적인 영향을 미칠 것으로 전망된다. 이에 본 연구에서는 충주댐 유역(6,585 km2)을 대상으로 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형을 이용하여 기후변화가 하천수질에 미치는 영향을 평가하고, 기후변화 적응을 위한 수질개선 방안으로 최적관리기법 적용에 따른 비점오염 저감효과를 모의하고자 한다. 이를 위해 Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)에서 제공하는 A1B, B1 배출시나리오를 포함하는 MIROC3.2 hires모형의 결과를 과거 30년(1977-2006, baseline period) 기후 자료를 바탕으로 편이보정(bias correction)과 Long Ashton Research Station - Weather Generator(LARS-WG)를 이용하여 Downscaling 하였다. SWAT 모형의 적용성 평가를 위해 6년(1998-2003) 동안의 일별 유출량 및 월별 수질자료(SS, T-N, T-P) 자료를 이용하여 보정 및 검정을 실시한 후, Downscaling된 MIROC3.2 hires의 A1B, B1 시나리오에 대해 2040s, 2080s로 대변되는 미래 기후변화 시나리오를 작성하고 SWAT모형을 이용하여 기후변화가 미래 하천수질에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 적응을 위한 수질개선 방안으로는 유역의 비점오염 유출 특성에 따른 Best Management Practices(BMPs) 시나리오를 작성하였다. 본 연구에서 적용한 BMP 시나리오는 Streambank Stabilization, Porous Gully Plugs, Recharge Structures, Terrace, Contour Farming이며, 목표수질을 환경부 하천수질환경기준(환경부고시 제2006-227호)의 Ⅰa(매우좋음)~Ⅰb(좋음)으로 설정하여 BMP 시나리오 적용에 따른 하천수질 개선효과를 모의하였다. 본 연구 결과를 통해, 기후변화 영향평가에 의한 수자원의 변동성뿐만 아니라 하천수질 변화를 예측하고, 기후변화 적응을 위한 수질개선 방안을 제시함으로써 미래 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있을 것으로 기대된다.

육상 재생에너지 개발사업의 친환경 입지를 위한 환경영향 분석

김교범(Gyobeom Kim),박종윤(Jongyoon Park) 한국태양에너지학회 2023 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.4

전환반응 기반 전이금속산화물 리튬이온전지 음극 활물질 개발 동향과 전망

권민재(Minjae Kwon),박종윤(Jongyoon Park),황종국(Jongkook Hwang) 한국세라믹학회 2022 세라미스트 Vol.25 No.2

The rapid increase in demand for high-performance lithium ion batteries (LIBs) has prompted the development of high capacity anode materials that can replace/complement the commercial graphite. Transition metal oxides (TMOs) have attracted great attention as high capacity anode materials because they can store multiple lithium ions (electrons) per unit formula via conversion reaction, resulting in high specific capacity (700-1,200 mAh g⁻¹) and volumetric capacity (4,000-5,500 mAh cm⁻³). In addition, TMOs are cheap, earth-abundant, non-toxic and environmentally friendly. However, there have been no reports of practical LIBs using conversion-based TMO anodes, because of several major problems such as large voltage hysteresis, low initial Coulombic efficiency (large initial capacity loss), low electrical conductivity, and large volume changes (100~200%). This review summarizes the recent progress, challenges and opportunities for TMO anode materials. The conversion reaction mechanism, problems and solutions of TMO anode materials are discussed. Considering iron oxide as a promising candidate, future research directions and prospects for the practical use of TMO for LIB are presented.