본 연구는 대형폐기물 매립장 건설에 따른 매립원지반의 액상화가능성 예측을 통해 폐기물 매립장의 내진 안전성을 평가하고자 한다. 본 연구의 목적을 달성하고자 실내시험 및 지진응답해석결과를 바탕으로 액상화 간편 및 상세 예측법을 사용하여 매립 원지반의 액상화 평가를 수행하였다. 지진응답해석 결과 최대가속도는 0.169 g(BH-14)로 산정되었으며 액상화 간편예측 결과 BH-14를 제외한 대부분 지역은 안전하였다. 액상화 간편 예측법에서 불안전했던 BH-14는 액상화 상세 예측결과 안전율 1.0이상으로 액상화에 안전하다고 판단된다.
국내 일반폐기물 매립지의 경우 함수비가 높은 쓰레기의 특성으로 인하여 매립지 내부에 누적수위가 발생하는 경우가 많고 따라서 매립된 복토재와 쓰레기의 수리특성의 파악은 매우 중요하다. 폐기물 매립지의 설계시공 과정에서 매립지 하부차수재와 주변지반의 수리특성에 대해서는 많은 지반조사와 연구가 되어있으나 매립지내부 쓰레기와 복토재의 수리적특성 및 흐름거동에 대한 조사 및 해석은 국내외적으로 되어있지 않다. 본 논문에서는 국내 대표적 폐기물 매립지에 대한 현장 지반조사로부터 쓰레기와 복토재의 지반공학적 특성을 파악하고 양수시험(pumping test)과 순간충격시험(slug test)을 이용하여 매립된 쓰레기와 복토재의 수리특성을 파악하였다. 현장지반조사 결과 매립된 쓰레기의 다짐정도는 실내시험의 최대 단위중량 값을 상회하는 것으로 나타났으며 쓰레기에 의하여 덮여진 중간 저투수성 복토재는 침출수와 가스의 수직 흐름을 방해하고 있는 것으로 보여진다. 현장 양수시험과 순간충격시험의 투수계수는 상호간에 잘 일치하고 문헌에서 나타난 잘 다져진 쓰레기의 투수계수 범위에 있는 것으로 나타났다.
폐기물 매립시설물은 지진에 의해 파괴될 경우 시설물 파괴로부터 인명 및 경제적인 피해와 더불어 복구하기 어려운 환경적인 문제가 발생한다. 따라서 지진시 지반 및 구조물의 거동을 정확히 예측하기 위한 신뢰성 있는 지반 가속도의 증폭현상 평가가 필요하다. 본 연구에서는 1차원 지반응답특성 평가 프로그램인 SHAKE91과 유한차분 프로그램인 FLAC을 이용 하여 폐기물 매립지에서의 지진거동 특성을 분석하였다. 1차원 해석결과 연약층이 존재하는 곳에서 지반변형이 많이 이루어졌고, FLAC 해석결과 폐기물층 사면부에서 뚜렷한 변위벡터가 발생하였으나 내진 2등급 매립지의 허용변위 30cm 이내이므로 해석 대상 구조물은 안전함을 알 수 있었다.
석대동 매립장은 부산광역시에서 1987년부터 93년까지 발생한 생활폐기물을 매립한 곳으로 산간매립에 속한다. 매립장 표면의 토양특성과 식생 분포를 근거로 12구역으로 나누고 디스크-장력 침투계 (Disc Tension Infiltrometer)로 불포화대 수리 특성을 추정하였다. 추정된 매립장 상부의 복토된 토양은 2.2$\times$$10^{-4}$~8.1$\times$$10^{-3}$ cm/sec 범위의 포화수리전도도를 갖는다. 이 값을 근거로 순침투율을 추론하면 939 ㎥/day이다. 주변에서 유입되는 지하수가 없거나 폐기물에서 수분 발생이 없다고 가정할 때 순침투율을 근거로 일침출수 발생율을 추정할 수 있다. 유사적 수문현상에 관한 모델들을 이용하여 침출수 수위상승과 산간매립장 옆 사면과 매립장 하부를 통한 침출수 누출율을 분석하였다.
본 연구의 목적은 사용종료 비위생매립지의 안정화 정도를 평가하고 안정화되지 않은 사용종료 매립지의 재정비 방안을 도출하는데 있다. 안정화 정도는 기존 사용종료 비위생매립지 21개소의 매립폐기물 시료를 채취하여 그 성상을 분석하여 평가하였다. 물리적 성상으로는 토사, 유기물, 가연성 및 불연성으로 분석하였다. 그 결과 매립폐기물 시료를 채취한 9개소의 비위생매립지는 사용종료 후 10년 이상 경과되었음에도 완전한 안정화가 이루어지지 않았으며, 사용종료 비위생매립지의 재정비가 시급함을 알 수 있었다. 비위생매립지의 물리적 성상중 토사 함량이 높았으며 가장 높은 함량은 89.96%이었다. 이와는 달리 위생매립지의 경우는 9.89~11.12%로 토사함량이 낮았다. 따라서 선별이적처리에 의해 회수된 토사는 재정비를 해야하는 비위생매립지의 복토재나 건설재료로의 재활용할 수 있을 것으로 평가되었다.
본 연구에서는 장비하중이 고려된 폐기물 매립지 라이닝 시스템의 단면 설계를 위하여 제안된 개별요소법에 근거한 안정해석 기법과 실수형 유전자 알고리즘이 적용된 새로운 최적화 설계기법이 제안되었다. 개별요소법에 근거하여 제안된 해석기법을 장비하중이 적용된 폐기물 매립지의 라이닝 시스템 해석에 적용함으로써, 라이닝 시스템의 구성요소 중의 하나인 덮개 흙의 단면 변화에 따른 영향이 검토되었다. 또한 폐기물 매립 용량을 최대화할 수 있는 매립지라이닝 사면 형상을 결정하기 위하여, 실수형 유전자 알고리즘에 근거한 최적화 과정을 통한 최적설계 예제해석이 수행되었다.
현재 우리나라는 1980년대 후반부터 도시폐기물 소각시설을 설치하기 시작하여 전국적으로 20 여곳의 대형 소각장이 가동되고 있으며 대기오염 방지 기술도 발전에 발전을 거듭하여 불과 10 여년 동안에 선진국 수준의 대기오염 배출기준을 만족하는데 아무 문제가 없을 정도로 되었다. 그러나 소각후 발생 하는 소각재의 경우 비산재는 고형화등의 처리 후 매립하고 바닥재는 별도 처리없이 매립하는 실정이어서 매립 후 시간이 흐를수록 매립된 소각재에서 용출되는 다이옥신과 소각재 중에 포함된 중금속 등에 의한 토양오염과 수질오염의 우려가 남아 있는 것이 사실이다. 소각후 남는 소각재는 폐기물량의 약 15 %, 비산재는 약 1.5 % 정도 발생하는 것으로 볼 때 매립은, 특히 다음 세대에 유산으로 남겨진다는 점에서 더 이상 적절하지 않은 해결책으로 생각되며 유럽과 일본 등 선진국에서는 이미 이와 같은 소각재에 대한 무해화 처리기술이 개발되고 속속 상용화되고 있으므로 우리나라도 하루빨리 열분해용융시설등 신기술을 개발하거나 도입하여 세계적 환경 기술경쟁 에서 선진국과 어깨를 나란히 함은 물론 청정한 국토를 후손에게 물려줄 수 있도록 하는 대책이 강구되어 야 할 것이다. 본 고에서는 폐기물 처리기술의 세계 적 동향을 살펴보고 폐기물의 완전 자원화에 성공한 대우 써모셀렉트 열분해용융 기술의 특성에 대해 소개하고자 한다.
본 연구에서는 안성생활폐기물 매립지에 효율적인 매립지 관리를 위한 반입관리시스템을 개발하였다. 데이터베이스 및 시스템 설계에 있어서 표준화를 기본으로 하되 안성생활폐기물 매립지의 특수 상황을 반영할 수 있도록 하였다. RFID 및 LPR을 이용하여 반입차량을 판별하도록 하였으며 이를 기반으로 보다 신뢰성 있는 반입관리를 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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