수질모형의 지배방정식에서 정의되는 대표적인 수질매개변수는 유역 및 대기로부터의 오염부하량 퇴적물로부터의 오염물질 용출부하량, 확산계수. 반응계수 등으로 직접적인 관측이 곤란할 뿐만 아니라 많은 관측비용을 필요로 한다. 본 연구에서는 매개변수를 포함한 오염물질 수지방정식을 구성하고, 구성된 선형 연립방정식을 이용함으로써 계산된 농도분포자료와 관측된 시계열 농도분포자료를 이용하여 계산한 질량변화량의 차이를 최소화하는 역산문제를 구성하여 모형의 매개변수를 추정하는 방법을 제시하였다. 이 방법을 이용하여 천수만, 울산만(울산항) 해역에서 관측된 연직방향 농도분포 자료를 이용하여 확산계수 및 대기로부터의 오염부하량, 퇴적물로부터의 오염물질 용출율, 확산$\cdot$반응에 의한 오염물질 변화량 등을 추정하였으며, 추정 매개변수는 시기적으로 변동이 크게 나타났다. 반면, 추정매개변수를 이용한 관측자료와 계산결과를 비교한 결과, RMS 오차는 관측자료 범위의 $5.0\% 이하, 일치지수는 0.95 이상으로 본 방법을 이용한 매개변수 추정결과의 신뢰성은 우수한 것으로 파악되었다.
방사능 물질의 장거리 수송 예측을 위한 확산 모형은 유독 물질이나 방사능 물질 누출 사고시, 비상 대응을 위해 중요한 도구로 사용되고 있다. 이 결과의 신뢰성을 확보를 위해서는 모형의 이론 체계와 입력자료로 이용되는 예측 기상장의 정확성과 신속성이 중요하며, 이를 위해 미국, 유럽 둥에서는 1980년을 전후하여 모형 체계 개발에 착수하였고, 현재는 현업에서 운용되고 있다(Lee et al., 1997; J. Ehrhardt 1998). 국내에서는 원자력발전소 주변 반경 십여 km지역에 위치한 기상청의 자동 종합 기상 측정 장치(AWS, Aut(wnatic Weather Slatier)의 실측 바람장을 기반으로 확산을 진단하고 있다(원자력안전기술원, 1999). (중략)
콘크리트의 타설 직후, 상대적으로 콘크리트는 높은 증기압을 갖게 되며, 주위의 대기는 낮은 증기압을 갖게 된다. 콘크리트와 대기 간의 증기압의 평형을 유지하려는 작용 때문에 콘크리트의 표면에서 대기로 수분이 이동하는 증발이 발생한다. 표면에서 일어나는 증발로 인하여 콘크리트의 내부에서도 증기압의 차이가 발생하며, 이로 인하여 콘크리트 내부의 수분이 서서히 표면으로 이동하는 수분확산이 일어난다 이 수분확산의 속도는 콘크리트의 소성 균열, 수화도, 강도와 같은 요인으로 작용하여 콘크리트의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 논문에서는 콘크리트 수분확산의 지배방정식과 실내에서 측정된 콘크리트의 온도와 상대습도를 이용하여 초기재령의 콘크리트의 수분확산도를 역계산하였다. 역계산된 콘크리트의 수분확산도를 이용하여 콘크리트의 수분확산도 모형을 개발하였으며, 이를 입력값으로 사용하여 유한요소법에 의해 콘크리트의 상대습도를 계산하였다. 그 결과로서 계산된 상대습도는 측정된 상대습도와 대체로 일치하였다.
광화학 스모그를 야기하는 오존은 질소산화물과 VOC에 의한 다단계 광화학반응에 의하여 생성된다. 1990년대 초부터 자동차 보급률이 높아지면서, 수도권 지역을 중심으로 고농도 오존 현상이 관찰되었으며 최근에는 지방 주요 도시로 확산되고 있다. 오존은 광화학반응에 의해서 생성되는 제2차 대기오염물질이면서도 반응성이 높아서 다른 화학종의 산화에 지대한 영향을 미치며 일단 생성된 후에도 쉽게 파괴될 수 있다는 점에서 황산화물과 질소산화물과 같은 제2차 대기오염물질과 구별된다. (중략)
대기오염물질 제거에 중요한 역할을 하는 침적 현상은 크게 건성침적(dry deposition)과 습성침적(wet deposition)으로 구분된다. 건성침적은 오염물질이 중력이나 분자 확산에 의해 지면이나 그 부근에 침강ㆍ흡착하는 현상이며, 습성침적은 구름 속의 에어로졸이 응결핵으로 제거되는 성우제거(rainout)와 구름 이하의 고도에서 강수에 의해 제거되는 세척제거(washout)와 같은 현상을 일컫는다. 습성침적은 강수 및 구름 물리와 관련하여 대기 중 오염물질 제거에 큰 비중을 차지함에도 불구하고 건성침적에 비해 그 연구가 미흡한 실정이며, 침적 모형을 이용한 연구는 더욱 찾아보기 어렵다. (중략)
본 연구는 격자형 가우시안 플룸모형을 Matlab언어를 이용하여 구축한 후, 영광원자력시설의 부지에서 시행된 추적자 확산실험자료를 이용하여 예측력을 평가하였다. 풍하방향으로는 20km까지 10m간격으로 격자를 구분하였으며, 풍하방향에 수직인 지표방향은 방출점을 중심으로 상하 5km를 각각 10m 간격으로 구분하여 $1,990{\times}1,000{\times}1$의 격자망으로 구성하였다. 실험당시의 대기안정도는 P-G방법에 의해 B등급으로 나타났으며 이를 이용하여 각 격자의 농도예측을 수행하였다. 반경 3km의 A-line의 경우가 반경 8km근방의 B-line에 비해 격자형 가우시안 모형의 예측력이 뛰어난 것으로 나타났으며, 방출점에서 거리가 멀어질수록 P-G방법에 의한 확산폭의 산정은 모형의 예측력을 떨어뜨리는 것으로 나타났다. 모형의 예측력을 향상시키기 위하여 P-G 방법에 의한 확산폭인 sigma y 및 sigma z를 선형계획법을 이용하여 수정하였다. 수정된 확산인자를 적용한 결과 3km와 8km 모두 모형의 예측력이 향상됨을 확인할 수 있었다. 향후 추적자 확산실험 데이터의 축적을 통해 기상조건에 따른 확산인자에 대한 경험식을 개발한다면 격자형 가우시안 모델이 원자력시설에서의 대기질 환경영향평가에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.
산업의 발달로 인한 대기오염의 심각화 현상은 국지적인 현상을 뛰어넘어 지역적인 문제로까지 확산되고 있다. 황사 현상의 경우만 하더라도 이제는 한국, 중국, 일본 만의 문제가 아닌 미국 서부해안까지도 그 영향을 받는 것으로 보고 되고 있다. 이처럼 국가간 장거리 이동오염물질의 관측 및 평가에 즈음하여 우리나라에서도 중국 및 일본과 함께 동북아시아 지역에서의 장거리 이동오염물질에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. (중략)
우리나라에서는 봄철 중국대륙에서 수송된 황사가 빈번히 관측된다. 황사의 발원지는 고비사막, 타클라마칸 사막, 황토고원, 만주 지역 등으로 알려져 있다. 이러한 건조 지역의 지표에서 강한 바람이 불면 전단응력에 의하여 침식된 모래와 토양 입자가 주풍인 편서풍에 의해 이동하게 된다. 특히 우리나라는 발원지의 동쪽에 위치하여 황사의 영향을 많이 받아 왔다. 최근의 황사 관측 자료를 살펴보면 황사 발생 횟수와 발생 일수는 과거에 비하여 현저히 증가하는 추세이다. (중략)
대기오염 중 자동차에서 배출되는 오염물질이 차지하는 비중이 '92년 60.8%에서 '99년 85.2%로 점차 증가하고 있는 현실을 반영하여 자동차 배기가스로 인한 대기오염 문제는 최근 몇 년 동안 교통 및 환경분야에서 중요한 연구과제로 주목받고 있다. 본 연구에서는 ITS 검지정보를 입력하여 네트워크 상에서 개별 차량의 운행 패턴과 교통류 특성 변화를 모사하고 이러한 변화에 따라 도로에서 발생하는 자동차 배기가스 배출량을 추정하고 이를 시각적으로 표현할 수 있는 모니터링 시스템 개발을 목적으로 한다. 본 연구는 교통류 시뮬레이션 모형에 대한 고찰을 통해 국내 외 미시적 교통류 시뮬레이션 프로그램의 내부 알고리즘을 고찰하고, 모니터링 시스템에 탑재하기 위한 교통류 알고리즘을 구축하였다. 또한 배기가스 추정을 위해 배기가스 배출량 산정 및 확산에 관한 연구의 검토를 통해 기존 모형의 한계를 제시하면서 대안적 접근방향을 제시하였고 이러한 연구를 체계화하여 교통류 변화에 따른 대기오염 변화를 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다.
영광부지의 추적자 확산실험결과의 자료동화를 통하여 Gaussian plume 모형의 확산인자의 수정과 추적자 방출률 평가를 수행하였다. 부지 주변의 여러 지점에서 관측한 실험결과에 선형계획법을 적용하여 확산평가에 있어선 가장 불확실성이 크다고 알려진 확산인자를 수정하였다. 원자력 비상시 초기 대응평가에 사용되는 정보 가운데 가장 큰 불확실성을 포함한 선원항 정보를 추적자 농도 분포로부터 추정하였다. 실험 당시의 추적자 방출량을 모른다고 가정하고 Gaussina plume 모형의 예측치와 확산실험의 실측치를 이용한 최소자승법을 적용하여 방출률을 추정하였다. 확산인자를 수정한 후 Gaussian plume 모형의 예측력은 방출점으로 3km 및 8km 떨어진 포집선 두 경우 모두 증가하는 것으로 나타났다. 실험당시의 방출률을 모른다고 가정하고 관측지점의 농도에 최소자승법을 적용한 결과 24%이내에서 실제 방출률을 양호하게 추정하고 있음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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