• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2020

낙동강 하굿둑(이하 하굿둑)은 1987년 부산 사하구와 강서구 사이에 건설되어 하류 지역의 바닷물 유입을 막아 부산, 울산, 경남 등에 안정적으로 생활·농업·공업 등의 분야에 용수를 공급하는 역할을 해왔다. 현재, 하굿둑의 수문은 낙동강 상류로부터 하류로 흘러내려오는 민물(담수)을 방류하기 위해서만 하굿둑 수문을 개방하고 있다. 하구는 하천의 담수와 바다의 염수가 서로 만나는 구역으로 바닷물과 염수의 밀도차에 의한 혼합으로 자연상태의 하구에서는 담수와 염수가 섞이는 기수역이 형성되며, 이러한 특성으로 하구 인근의 지역에서는 일반적인 하천 및 해양, 연안과는 분명히 구별되는 생태계가 조성된다. 하굿둑 건설이후 바닷물(해수)과 민물(담수)이 만나는 낙동강 어귀에 기수생태계가 사라지면서 바닷물이 유입될 수 있도록 하여 생태계를 복원해야 한다는 필요성이 제기되어 왔으며, 하굿둑이 지역에 기여해온 사실은 분명하나 하굿둑으로 인해 생태계 단절이 발생하고 기수생태계가 파괴되었기 때문에 이를 해결하기 위해서는 하굿둑을 개방하여 과거 기수생태계를 복원해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 따라 정부에서는 하굿둑의 기수생태계 복원을 위해서 관계기관 합동으로 의사결정을 하고 효율적인 개방 방안을 모색하는 실무협의회를 구성하여 운영 중이고, 실무협의회 논의를 통해 5개 주요 관계기관(환경부, 국토부, 해양수산부, 부산광역시, K-water) 공동으로 "낙동강하굿둑 운영개선 및 생태복원 방안 연구용역"을 추진 중이다. 2018년 1단계 용역이 완료되었으며, 2019년부터 2단계 연구용역을 추진 중이고 하굿둑 개방의 수준별로 각종 영향을 검토한 후 대책을 마련하여 기수생태계 복원 방안을 수립하는데 그 목적이 있다. 2단계 연구용역에서는 과학적이고 합리적인 기수생태계 복원방안 마련을 위해서 실제로 해수를 유입시키는 3차례의 실증실험 및 수리모형실험 등을 추진한다. 기존 연구들에서도 수문개방에 따른 해수유입 영향에 대해 모델링을 통해서 분석했지만 이는 검증이 이루어지지 않은 결과로 이번 용역에서는 실제 해수를 유입시키고 염분의 침투 및 각종 수생태 영향을 모니터링 한 후 그 결과를 반영하여 모델링을 고도화하고 있다. 최종적으로 고도화된 모델링 결과를 기반으로 기수생태계 조성 방안별로 염분, 수질, 수생태, 침퇴적 등 각종 분야에 대한 정확한 영향을 분석하고 이에 대한 대책을 포함하여 최종적으로 바람직한 기수생태계 복원 방안을 제시할 계획이다. 기수생태계 복원 방안이 계획에만 그치지 않고 실행으로 연결시키기 위해서 필요성에 대한 이해를 바탕으로 공감대를 형성해 나아가고 있으며 지역주민, 전문가, 관계기관 등 민(民)·관(官)·학(學) 다양한 의견을 수렴하여 하구지역내 수량-수질-수생태를 종합적으로 고려하여 복원 방안을 마련 후 사회적인 합의를 추진하여 확정할 예정이며, 하구의 안정적인 관리를 위해 AI 등 4차 산업혁명기술을 적극 적용하는 스마트한 하구물관리(Smart Estuary Watershed Management)"를 활용한 "하구통합물관리" (Estuary Integrated Watershed Management) 등 과학적인 관리를 추진할 계획이다.

• 정보처리학회 논문지
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• 제13권4호
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• pp.199-207
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• 2024

지역 저수지들은 농업용수 공급의 중요한 수원공으로 가뭄과 같은 극단적 기후 조건을 대비하여 안정적인 저수율 관리가 필수적이다. 저수율 예측은 국지적 강우와 같은 지역적 기후 특성뿐만 아니라 작부시기를 포함하는 계절적 요인 등에 크게 영향을 받기 때문에 적절한 예측 모델을 선정하는 것만큼 입/출력 데이터 간 상관관계 파악이 무엇보다 중요하다. 이에 본 연구에서는 1991년부터 2022년까지의 전라북도 400여 개 저수지의 광범위한 다변량 데이터를 활용하여 각 저수지의 복잡한 수문학·기후학적 환경요인을 포괄적으로 반영한 저수율 예측 모델을 학습 및 검증하고, 각 입력 특성이 저수율 예측 성능에 미치는 영향력을 분석하고자 한다. 신경망 구조에 따른 저수율 예측 성능 개선이 아닌 다변량의 입력 데이터와 예측 성능 간의 상관관계에 초점을 맞추기 위하여 실험에 사용된 예측 모델로 합성곱신경망 또는 순환신경망과 같은 복잡한 형태가 아닌 완전연결계층, 배치정규화, 드롭아웃, 활성화 함수 등의 조합으로 구성된 기본적인 순방향 신경망을 채택하였다. 추가적으로 대부분의 기존 연구에서는 하루 단위의 단기 예측 성능만을 제시하고 있으며 이러한 단기 예측 방식은 10일, 한 달 단위 등 중장기적 예측이 필요한 실무환경에 적합하지 않기 때문에, 본 연구에서는 하루 단위 예측값을 다음 입력으로 사용하는 재귀적 방식을 통해 최대 한 달 뒤 저수율 예측 성능을 측정하였다. 실험을 통해 예측 기간에 따른 성능 변화 양상을 파악하였으며, Ablation study를 바탕으로 예측 모델의 각 입력 특성이 전체 성능에 끼치는 영향을 분석하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.10-20
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• 2019

전 세계적으로 기후변화로 인한 불규칙적인 강우의 영향으로 수계에서는 비점오염에 의한 부영양화, 녹조현상 등이 빈번하게 발생되고 있다. 특히 이러한 수계오염은 원활한 용수공급을 위한 저수지 유속이 느린 하천이 인접해있고, 축사 퇴비 등이 다수 분포해 있어 비점오염의 수계유입이 쉬운 농업지역이 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 영상과 수계부영양화를 발생시키는 총인 총질소, 녹조발생과 간접적인 연관성이 있는 클로로필-a의 상관분석을 통해 소하천 수질 특성 파악에 UAV의 활용 가능성을 분석하였다. 분석에는 대상지인 양천, 함양위천 소권역에서 수집한 다중분광 영상 및 녹조탐지에 사용되는 식생지수 NDVI(Normalized difference vegetation index), NDRE(Normalized Difference Red edge), CIRE(Chlorophyll Index Red edge)를 활용하였다. 채수지점에 대한 영상값과 수질분석 값의 상관관계를 분석한 결과 총인은 유의수준 0.05 이내에서 CIRE(0.66)와 클로로필-a는 Blue(-0.67), Green(-0.66), NDVI(0.75), NDRE(0.67), CIRE(0.74)와 상관관계를 보였다. 총질소는 유의수준 0.05에서 Red(-0.64), Red edge(-0.64), NIR(-0.72)와 상관관계를 보였다. 본 연구결과를 통해 UAV 기반 다중분광 영상과 수질오염 발생 인자에 대한 유의미한 상관관계를 확인하였고, 녹조탐지에 사용하는 식생지수의 경우 클로로필-a뿐만 아니라 총인의 파악에도 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이는 농업지역의 비점오염 관리우심 지역 선정 등 관리대책을 마련하는데 유의미한 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제19권4호
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• pp.347-355
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• 1986

서낙동강의 강수는 김해평야에 농업 용수의 공급원으로서 뿐만아니라 수산 용수로서도 중요한 수계이다. 김해시민들에 의하여 배출되는 생활 오수, 김해평야에 살포되는 농약 등의 유입과 양대 수문에 의한 강수의 완만한 유동으로 서낙동강의 수역을 급속도로 오탁시킬 우려성을 갖고 있는 실정이다. 이들 수질 관리에 대한 기초자료를 얻고자 1985년 7월부터 12월까지 7회에 걸쳐 8회 지점에서 총 시료 56개로서 강수 수질의 일반성상, 영양염류와 오염지표세균에 대한 조사 결과를 보고하는 바이다. 1. pH의 변화범위와 평균치는 $6.3{\sim}9.4$, 7.91이었으며, 중${\cdot}$하부 수역에서 높은 수치를 나타내었다. 수온은 $6.1{\sim}34.8^{\circ}C,\;23.88^{\circ}C$였고, 전기전도도(지점 $A{\sim}G$)는 $1.575{\times}10^2{\sim}30.50{\times}10^2{\mu}{\mho}/cm$로서 하구로 향할수록 증가하였으며 지점 F에서는 조만 강수의 영향으로 희석되어 낮은 값을 나타내었다. 또, 강우가 빈번하였던 8,9월은 갈수기 보다 월등히 낮은 값을 나타내었다. 염화이온 농도의 변화범위와 평균치는 $23.5{\sim}14,300mg/l$, 770.0mg/l로서 지점별로 큰 폭으로 변하였다. 이 농도의 변화범위 및 평균치는 수문이 없는 낙동강의 경우 귀포 지점에서 보다는 높은 값이었다. 2. 영양염류중의 아질산성 질소의 변화범위는 평균치는 $0.007{\sim}0.110mg/l$, 0.053mg/l, 질산성 질소는 $0.001{\sim}1.638mg/l$, 0.649mg/l, 암모니아성 질소는 $0.017{\sim}4.200mg/l$, 0.497mg/l, 인산성 인은 $0.011{\sim}0.281mg/l$, 0.086mg/l, 규산성 규소는 $2.4{\sim}6.5mg/l$, 4.43mg/l로 각각 나타났다. 3. 대장균군 최확수는 $36{\sim}110,000/100ml$, 분편계대장균은 $15{\sim}46,000/100ml$, 그리고 장구균은 $3.6{\sim}15,000/100ml$이었으며, 특히 지점 B와 C오염이 극심하였다. T.C/F.C값의 범위와 평균치는 $3.0{\sim}9.6,5.51$이었으며, 분편계대장균의 오염률이 $21.26\%$이었다. 또, F.C/F.S 값의 범위와 평균치는 $1.1{\sim}9.2$, 6.19이었으며, 4.0이상인 지점이 $75\%$로서 미처이된 분편에 의하여 오염되어 있음을 시사하여 준다. 대장균군의 조성은 E.coli군이 $52\%$로 제일 많이 분류되었고, Enterobacter aerogenes군이 $13\%$, Citrobacter freundii군 순이었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권4호
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• pp.124-141
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• 2019

연구는 월지(안압지)의 수질 관리 문제를 유지용수의 순환 체계와 연관지어 접근하였다. 이를 위해 연못의 순환체계와 관련 깊은 입·출수 체계를 검토하였으며, 기존의 입·출수시설 외에 선행 연구에서 제기되었던 추정 입·출수시설을 분석하였다. 입수시설을 검토한 결과, 현재 입수구인 월지 동남측 호안 입수시설은 남북 담장을 사이에 두고 동편의 정원시설(경석, 곡수로, 저수시설)과 수로로 연결된 것으로 파악되었다. 월지 동편 조사에서 별도의 시설군이 있었던 것으로 보이며 1920년대 실측 도면에 경석군이 확인된 것이 이를 뒷받침한다. 추정 입수구인 남서측 호안 입수시설은 월지 서편 건물지 임해전(臨海殿) 터에 남아 있는 화강암 수로와 연관성이 있어 보인다. 월지 남서측 호안을 향해 경사가 낮아지고, 거름망을 꽂았던 홈, 1920년대 실측 도면과 1975년 측량 도면의 입수구에 경석이 배석되어 있는 것으로 보아 깨끗한 물을 입수시키기 위한 것으로 판단된다. 출수시설과 관련하여 북측 호안 출수시설은 총 5단계로 구성되어 있는데, 이 중 목제 수로와 장대석군 집수시설의 기능은 월지의 물을 배수하기 위한 시설만으로는 보이지 않는다. 목제 수로에 나무 물마개가 있는 점과 마지막 단계에 집수시설이 있는 점으로 미루어보아 상황에 따라 발천의 물이 역으로 입수될 수 있다고 판단된다. 즉 북측 호안 출수시설은 양방향으로 물이 드나들었으며 장대석군 집수시설을 통해 개폐 가능한 목제 수로로 입수되기도 한 것으로 판단된다. 추정 출수구인 서측 호안 출수시설은 북측 호안의 출수시설과 매우 유사함을 볼 때 신라시대에 존재하였거나 후대의 어느 시점에 북측 호안 출수시설을 모방하여 만들었을 것이라는 추정 외에는 어려운 실정이다. 다만 조선시대 어느 시점까지는 농업용수 공급을 위한 출수시설로 기능하였을 것으로 보인다. 이상과 같이 월지는 신라 왕경 중심부인 동궁의 시설과 유기적으로 얽혀 있는 체계화된 배수망에 의해서 입·출수가 이루어졌다. 이를 통해 월지를 비롯한 각 시설군에 물이 입수되었으며 왕경 중심부의 중요한 인공 하천인 발천(撥川)을 통해 남천(南川)으로 연결되는 배수 체계를 가지고 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.497-510
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• 2022

농업용 저수지는 수자원이 계절적으로 편중된 한반도에서 갈수기 용수 공급을 위한 필수적인 구조물이다. 효율적인 물 관리를 위해서는 중소규모 저수지에 대한 체계적이고 효과적인 모니터링이 필요하며, 합성개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상은 전천후 관측이 가능하다는 특징과 함께 연속적인 저수지 모니터링을 위한 도구가 된다. 본 연구에서는 10 m급 해상도를 갖는 Sentinel-1 SAR 영상과 1 m급 해상도의 Capella X-SAR 영상을 활용하여 울산광역시 차리, 갈전, 뒷골 저수지의 수체를 탐지하였으며, 이를 통해 국내 중소규모 저수지 모니터링에의 활용성을 평가하고자 하였다. Z fuzzy function 기반 임계값 산정을 통한 영상분할기법과 객체 탐지 기반 분할기법인 Chan-vese (CV) 기법을 통해 수체 영역을 산정하였으며, UAV 영상과의 비교를 통해 성능을 정량적으로 평가하였다. 임계값 기반 탐지 정확도는 Sentinel-1의 경우 약 0.87, 0.89, 0.77 (차리, 갈전, 뒷골), Capella의 경우 약 0.78, 0.72, 0.81로 나타났으며, CV 기법 적용 시 모든 저수지에서 정확도가 향상되는 것을 확인하였다(Sentinel-1: 0.94, 0.89, 0.84, Capella: 0.92, 0.89, 0.93). Capella는 모든 저수지/분할기법에 대해 수체와 비수체의 경계를 비교적 뚜렷하게 모의하였으나, 고해상도로 인한 speckle noise가 충분히 평활화되지 않아 오탐지 및 미탐지가 다소 발생하였다. 오탐지의 제거를 위해 광학 센서 기반 보조자료를 활용하여 마스킹한 결과, 정확도가 최대 13% 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 바탕으로 SAR 위성 기반 더욱 정확한 저수지 탐지가 이루어진다면 소규모 저수지를 포함, 종합적인 가용수량에 대한 연속적인 모니터링이 가능할 것이며, 효과적인 수자원 관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제61권1호
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• pp.17-24
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• 2016

국내 가뭄 조건에서의 벼 품종별 재배안정성을 평가하기 위한 인위적인 가뭄 처리 조건(수리불안전답 조건)에서 생육 특성과 쌀수량 조사하고 쌀수량 감소 요인을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 수리불안전답 조건에 의한 경수 및 이삭수 감소율은 품종에 따라 각각 10.7%에서 33.1%와 10.5%에서 30.1%였으며, 공시품종 중 '새일미', '일미'가 경수 및 이삭수 변화가 적었으며, '오대'와 '운광', '추청' 품종에서 경수와 이삭수 감소가 크게 나타났다. 2. 수리불안전답 조건에서의 쌀수량은 품종에 따라 수리안전답 조건보다 9.9%에서 33.3% 감소하였으며, 쌀수량 감소가 적은 품종은 '새일미'와 '주남', '일미'였으며, 감소율이 큰 것으로 조사된 품종은 '오대'와 '칠보', '호품' 등 이였다. 3. 수리불안전답 조건에 의한 생육초기 경수 발달 부진과 이의 영향에 의한 이삭수 감소가 쌀수량 감소에 가장 큰 영향을 준 것으로 분석되었다. 4. 본 연구에서 수리불안전답 조건에서의 쌀수량 감소를 분석한 결과, 국내 기상조건에서 발생할 수 있는 가뭄은 생육후기보다 생육초기의 경수 발달에 크게 영향을 주는 것으로 확인되었다. 따라서 농업용수 공급이 원활하지 않는 수리불안전답의 경우 가뭄에 대비하기 위하여 '새일미'와 '일미', '일품' 품종 같은 가뭄에 대한 재배안정성이 우수한 품종을 재배하는 것이 적당하다고 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제30권4호
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• pp.225-236
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• 2021

4대강 살리기사업(이하 4대강 사업)에 대한 마스터플랜, 사전환경성검토, 환경영향평가, 사후환경 영향조사, 4차례의 감사, 환경부 4대강 조사·평가 기획위원회의 금강과 영산강의 5개 보에 대한 해체 또는 부분 해체 제안 등을 고찰·분석한 결과는 다음과 같다. 첫째 보 운영과 보 개방으로 인한 수질 영향을 비교하여 비용편익분석을 해야 하나 보 개방시 수질 측정자료 부족으로 보 건설전 수질 측정자료로 대체하였기 때문에 수질 영향 분석이 미흡하여 비용편익분석이 제대로 될 수 없었다. 둘째, 금강과 영산강의 보 해체에 대한 비용편익분석 결과에 따라 세종보와 공주보의 해체, 백제보의 수문 상시 개방, 죽산보의 해체, 승촌보의 수문 상시 개방을 결정하였으나, 보 유지시에 대한 비용편익분석을 실시하지 않아 보 해체 결정의 타당성에 문제가 있다. 셋째 4대강 사업 전후 16개 보의 수질 변화를 보면 COD와 Chl-a는 대체로 악화되었고 BOD, SS, T-N, T-P는 개선되었다. 그러나 보 해체시 수질 관련 비용편익분석에서 4대강 사업후 악화된 COD 항목만을 반영하였고 4대강 사업후 개선된 BOD, SS, T-N, T-P 항목에 대한 수질 관련 비용(편익)은 반영하지 않았으므로, 보 해체 편익 산정시 수질 편익이 지나치게 과장되었다고 볼 수 있다. 넷째 공주보와 죽산보의 경우 가동보가 대부분이라 수질 악화시 특히 녹조 심화시 보 개방으로 보 해체와 같은 효과를 기대할 수 있고, 세종보도 가동보가 전체 보 길이의 64%나 되므로 보 개방으로 보 해체 시와 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 댐·보·저수지 연계운영을 통해 수질관리가 가능하므로 보 해체만이 수질관리나 수생태계 개선방안이라 단정할 수 없다. 다섯째 가뭄과 홍수에 대응하기 위해 보와 연계되는 도수로 건설로 4대강 상류 가뭄지역에 대한 농업용수 공급 능력을 확보하는 것이 필요하므로, 현재로서는 보의 해체보다는 보의 활용 방안을 모색해야 할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.