• 대한토목학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.485-492
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• 2019

본 연구는 순환 굵은 골재의 함수상태가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향을 물/결합재 비와 양생 조건을 변수로 하여 평가하였다. 표건상태의 순환골재는 콘크리트의 강도발현을 저하시켰는데, 이는 순환골재의 높은 흡수율에 의한 표면수의 증가로 골재와 시멘트 페이스트 사이의 부착강도가 저하되었기 때문이다. 골재의 종류와 함수상태가 물/결합재 비의 변화에 따라 압축강도에 미치는 영향의 정도는 비슷하였다. 그러나 양생조건에 대해서는 골재의 종류에 따라 상당한 차이를 보였다. 대기양생을 시킨 경우 높은 흡수율을 가진 순환골재는 수화작용에 필요한 수분을 감소시키고, 수분증발을 증가시켜 강도발현을 저해하였다. 순환골재의 함수상태는 콘크리트의 압축강도에 상당한 영향을 줬으며, 순환골재콘크리트 생산시 골재의 흡수율에 따른 함수상태에 대한 관리가 필요하다. 또한 순환골재 콘크리트의 경우 적절한 품질관리를 위해 양생관리가 매우 중요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.142-142
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• 2015

저영향개발 기법은 유역개발에 따른 수문 및 환경적 영향을 최소화하기 위해 자연상태를 가급적 보존하고 불투수 면적을 최대한 줄이며, 우수발생 지점에서부터 소규모로 우수를 관리하는 분산식 우수배제 방식을 지향한다. 본 연구의 목적은 이러한 저영향개발 기법을 이용한 도시유역의 우수관리에 관한 효과를 기술적, 경제적 관점에서 정량적으로 평가하는 것이다. 이를 위해 기존 개발 방식으로 계획된 송산 그린시티 동측지구에 저영향개발 기법을 적용하였고, 결과를 기존 개발 방식과 비교하여 저영향개발 기법의 효과를 분석하였다. 대상유역에 대하여 저영향개발 기법을 적용하기 위해 분산식 우수배제 방식을 도입하였고(그림 1), 식생수로와 인공습지 등의 저영향개발 요소기술을 적용하였다(그림 2). 연구에서는 SWMM을 이용하여 저영향개발 기법과 기존 개발 방식에 의한 우수관리를 각각 모의하였고, 모의 결과를 홍수, 물순환, 비점오염 저감의 관점에서 비교 검토하였다(그림 3과 4). 또한, 개략 공사비 산정을 통해 기존 개발 방식 대비 저영향개발 기술의 경제적 효과를 분석하였다. 그 결과, 저영향개발 기법을 적용할 경우, 상대적으로 저 비용으로도 기존 개발 방식에 의한 우수관리보다 더 높은 효과를 달성할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6597-6601
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• 2013

인구 증가와 함께 도시개발로 인한 지구온난화의 심각, 대기질 악화, 수질 오염 및 수생태계 파괴 등 도시환경 문제가 심화되고 있다. 또한 도시 개발 시 토지 피복면적 변화에 따른 불투수층 면적이 증가되는 인공적 요인과 이상기후에 의해 강우특성이 변화하는 자연적 요인으로 도시 열섬현황 심화, 용수 부족, 지하수위 저하, 침수 피해 등을 야기하여 물순환 건전성을 저해시키고 있다. 이를 해결하기 위해서는 체계적인 정보기술 인프라 및 환경센서 기술을 활용하여 도시 물순환 건전성을 제고시키기 위한 물순환시스템 구축기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 도시 내에서 물순환 건전성을 평가하는 방법으로 자연계 물순환 건전화율 및 인공계 물순환 건전화율 평가식을 제시하여, 도시화 및 산업화로 인해 발생하는 물순환 왜곡 정도를 정량적으로 분석하고, 도시 개발 후 물순환 건전성을 확보하기 위한 방법론을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.431-431
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• 2017

도시화로 인한 홍수 피해 및 비점오염원 저감 방안의 해법으로 정부부처 및 지자체에서는 LID 시설의 설치를 권장하고 있다. 국토부 산하 GI&LID연구단 및 관계 부처의 노력으로 국내 LID 기술의 도입 및 연구 개발이 활발히 이루어지고 있으며 우리나라 환경에 맞는 LID 시공 기술력을 확보하는 중이다. 하지만 비점오염 및 홍수 저감의 대안으로서 LID 기술은 각광받고 있으나 LID설치 비용의 과대 인식과 실효성에 대한 불안감이 만연하여 시설 설치에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 도심지내 LID 기술을 적극적으로 도입하여 단지 조성중에 있는 송산그린시티 친환경시범마을을 대상으로 시설 설치 비용에 따른 비용 편익을 분석하였다. 시설 설치전 불투수면적에서의 물순환 관리능력과 설치 후 투수 및 저류 능력의 확대에 따른 물순환 관리능력을 비교하였고, 일정 수치 이상의 물순환 관리능력을 갖기 위해서 시설 설치에 필요한 비용을 분석하였다. 금번 연구에서 분석한 모델링 결과는 추후 준공될 친환경시범마을의 실제 관측치와 비교하여 연구 실효성에 대한 분석을 수행할 예정이다. 본 연구를 통해 LID 시설 설치시 비용-편익을 분석하고 이점을 제시하여 추후 있을 LID 시공 및 관련 연구에 도움이 되고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.436-436
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• 2023

산업혁명을 거치면서 높은 화석연료를 사용하는 제조업 중심의 산업구조와 많은 자원을 필요로 하는 도시의 집중 현상으로 지구 온난화에 따른 이상기후 발생이 증가하고 있다. 이러한 기후변화는 홍수, 태풍, 폭염 및 폭설 등의 자연재해 발생 빈도 및 규모를 증가시켜 피해가 커지고 있다. 특히 인구 및 시설들이 집중해 있어 도시의 집중 현상은 이러한 재해에 더욱 취약한 구조가 됨에 따라 피해의 규모를 가중 시키고 있는 실정이다. 전 세계적으로 기후변화 문제의 심각성을 인식하고 이를 해결하기 위해 선신국에 의무를 부여하는 교토의정서(1997년) 채택에 이어, 선진국과 개도국이 모두 참여하는 파리협정(2015년)을 채택하였고 2016년 협정이 발효되었다. 파리협정의 목표는 산업화 이전 대비 지구 평균온도 상승을 2℃보다 아래로 유지하고, 나아가 1.5℃로 억제하기 노력하는 것을 강제하는 것으로 2050년까지 탄소 순배출량을 '0'으로 만든다는 탄소중립사회로의 전환이 본격적으로 시작되었다. 본 연구에서는 기후변화로 인한 물부족 및 수실오염과 같은 도시의 수자원 문제 해결을 위해 IoT 기반 센서 및 네트워크 기반 수자원 플랫폼을 개발하였다. 도시 수자원 시설 데이터를 기반으로 대체 수자원 확보 및 수요 중심의 물 관리를 통해 효율적인 물 배분이 될 수 있도록 하였으며 이러한 스마트 물 관리에 따른 대체 수자원 확보 및 효율적 물 배분이 탄소 저감에 미치는 효과에 대해 분석하였다. 연구대상 지역은 세종 6-4구역으로 LID 특화지구로 조성되었으며 1,000 세대의 주민이 생활하는 공동주택이다. 물 순환(LID) 시설에서 확보된 물을 물 공급 시설과 연계하여 공동주택에서 활용함으로써 감소된 상수 사용량을 온실가스 배출량으로 환산하여 탄소 저감량을 계산하였다. 실제 주민들(1,000세대)이 사용하고 있는 상수량 데이터와 전력거래소 온실가스 배출계수를 활용하였으며 물순환(LID) 시설로 확보하여 대체할 수 있는 상수량은 10%로 가정하였다. 연구대상 지역(1,000세대)의 연간 상수공급량은 331,603m³이며, 연간 전력사용량은69,637kWh이다. 온실가스 배출량은 31.963tCO₂eq이며, 온실가스 저감량은 3.2tCO₂eq로 산정되었다. 추후 LID 시설에 대한 상수 대체량과 온실가스 저감효과 정량화가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.252-252
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• 2017

지금까지 이수유량의 산정은 공급의 안정성을 보장하고자 보수적인 관리체계를 유지해왔다. 시공간적 하천유량의 변동에도 최대 용수수요를 만족할 수 있게끔 기준갈수량을 기준으로 이수유량을 산정하였다. 이는 공급의 안정성은 보장되나 연중 동일 기준을 적용하여 홍수기와 같이 물량이 많은 경우에 있어서 추가적인 유량사용이 불가능하였다. 이에 따라 기존 방법의 단점을 보완하고 시 공간적인 하천유량의 변화를 고려하여 가용수량을 확보하며 물사용 효율성을 증대시킬 수 있는 방안 모색이 필요하다. 이에 선행 연구인 시 공간적 유량변화를 반영한 탄력적인 하천수 사용허가 기준유량 설정방법에서는 홍수기/이수기, 관개기/비관개기를 고려하여 4개의 기간 구분하였다. 본 연구에서는 이수기/홍수기 구분을 제외하고 시기별 변화가 큰 농업용수 사용 시기를 기준으로 관개기/비관개기만을 고려하여 이수 유량의 산정방안을 검토하였으며, 이를 통해 각 기간별로 안정적인 공급이 가능한 기준유량 산정방법을 제시하여 기존의 방법을 개선하고자 한다. 위방법론을 적용한 결과, 기간별 탄력적인 기준유량의 산정으로 수량확보시설을 설치하지 않고 관리기준을 변경하는 것만으로 금호강 유역에서는 약 56.6백만$m^3$/년, 내성천 유역에서는 약 43.4백만$m^3$/년의 유량을 확보 가능한 것으로 분석되었다. 이는 추가적인 인프라를 구축하지 않고 관리기준을 변경하는 것만으로 가용유량의 추가 확보가 가능할 것으로 판단된다. 탄력적 이수유량 산정 방법을 통해 확보된 수량은 신규 수원 확보 사업의 추진 및 이를 위한 예산 확보 등의 정책적인 어려움을 개선할 수 있는 방안으로 될 수 있으며, 또한 용수공급 안정도를 유지하면서 하천수의 효율적인 활용에도 기여할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.35-35
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• 2017

유역 물순환 개선 기술은 기후변화 및 토지이용변화가 진행 중에 있거나 예상되는 지역에 대하여 강우-유출수를 지연, 저류, 침투시켜 지속가능한 물순환체계를 유지?회복하도록 하는 기술이라 할 수 있다. 기후변화 및 토지이용변화에 따른 영향을 평가하고, 지속가능한 유역 물순환체계를 구축하여 적응 전략을 체계적으로 수립하기 위해서는 물순환 개선 기술의 정립 및 개발이 필수적이다. 그러나 현재 유역 물순환 개선기술은 일부 시가화 지역에 국한되어 있어 유역 규모의 개선 전략을 수립하는데 한계가 있다. 또한, 물순환계의 변화량을 평가하기 위한 모형화 기법 역시 해외에서 개발된 기술을 여과 없이 도입하여 국내의 환경을 충분히 반영하기는 어렵다. 개발된 유역 물순환 개선 및 평가시스템은 기존 국가연구개발사업을 통해 개발되고 사업화에 성공한 바 있는 유역 물순환 평가 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 수정 및 개선하여 기후변화에 따른 영향을 평가하고 적응 대책을 수립하기 위한 실무적인 소프트웨어이다. 침투트렌치, 식생침투트렌치, 습지, 저류지, 빗물탱크 등의 물순환개선시설에 대한 효과를 평가할 수 있도록 개별시설의 제원에 따른 물순환개선 효과를 정량적으로 평가하여 제시한다. 기후변화에 따른 장기간의 유역 물순환을 평가하기 위해서는 물리적 매개변수 기반의 수문해석 보다는 단순환된 개념적 매개변수 기반의 집중형 장기유출 해석이 필요할 수 있다. 따라서 국내외에서 많이 사용되고 있는 장기 일유출 모형(GR4J, GSM, HBV, SYMHYD, TANK, TPHM 등)을 유역 물순환 개선 평가 플랫폼에 탑재함으로써 소유역의 특성을 반영한 기후변화 적응 일유출 해석이 가능하도록 하였으며, 각 모형들의 매개변수는 수동보정 외에도 SCE-UA를 이용한 자동보정이 가능하도록 시스템으로 구축하였다. 개발된 유역물순환 개선 및 평가시스템은 실무적 차원에서 기후변화에 따른 유역 물순환 개선 기술을 적용하고 평가하는데 있어서 매개변수 입력자료 구축에 따른 자원 소요 시간 및 시스템 개발 비용을 획기적으로 단축시켰으며 국외 의존도가 높은 수문 해석모형을 국내 기술로 개발함으로써 기술자립도를 높이고 국내 및 해외의 유역의 성공적인 적용을 통하여 성능을 입증하였다. 기후변화에 따른 수자원의 재평가, 개선시설의 정량적 평가 및 하천유역의 수자원관리 실무에 적용성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.51-58
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• 2018

본 연구는 콘크리트 산업에 있어 자원 고갈, 환경 문제 등을 대처할 수 있는 순환골재의 활용을 촉진하며 순환골재콘크리트의 레미콘 실생산을 위한 기초적 연구로서, 순환골재 사용량에 따른 슬럼프 고정 순환골재콘크리트의 물시멘트비 변화 및 물리적 특성을 실험하고 그 결과를 회귀분석하여 순환골재콘크리트의 압축강도 추정을 위한 단위시멘트량, 순환골재의 사용량, 물시멘트비 등 레미콘 생산 조건을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 목표 슬럼프를 유지하기 위해서는 단위수량 증가가 요구되며, 순환굵은골재보다 순환잔골재의 치환에 더 많은 단위수량의 증가가 필요하였다. 순환잔골재의 치환율은 60%이하는 레미콘 품질기준에 벗어나지 않는 공기량 확보가 가능하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도는 순환골재의 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 순환잔골재를 100% 치환한 경우 압축강도는 25%정도 저하하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 배합인자에 따른 압축강도의 상관관계를 분석한 결과, 순환잔골재>물시멘트비>공기량 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.347-349
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• 2008

발전소 물/증기 순환계통의 주요 기기인 증기발생기/보일러는 금속산화물과 각종 불순물이 축적되면 전열관이 손상되므로, 증기발생기/보일러 내부로 최소의 슬러지가 유입되고, 증기발생기 내부에서 금속산화물 입자가 형성되는 것을 억제하기 위해 수질관리를 하고 있으며, 증기발생기 내부에 존재하는 슬러지를 배출하기 위해 Blowdown 및 Sludge Lancing 등의 물리적 방법을 이용하는 기술이 개발되어 있다. 그러나 이러한 관리에도 불구하고 슬러지 성분인 금속산화물 농도는 운전 조건에 따라 매우 다르며(불순물 잠복 및 방출 현상), 아직까지 잠복현상에 대한 기본적인 메커니즘은 완전히 규명되고 있지 않다. 본 연구에서는 물/증기 순환계통 부식생성물의 물성 평가를 하기 위해 순환계통 기기들과 배관 부식생성물의 대부분인 철분이 부식에 가장 큰 영향을 미치기 때문에, 수화학 조건 및 금속합금 종류에 따라 생성되는 부식생성물을 철분을 중심으로 하여 실험하였고, 또한 부식생성물은 온도에 의해서도 영향을 많이 받기 때문에 다양한 온도에서도 부식생성물 생성 실험을 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.121-121
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• 2011

도시유역 물순환 해석 모형(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool, CAT)은 기존의 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여, 도시유역 개발 전/후의 장/단기적 물순환 변화특성을 정량적으로 평가하고 물순환 개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. 이 모형은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있으며, 개발 공간 단위별로 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 링크-노드 방식으로 개발되었다. 모형의 UI(User Interface)는 사용자가 손쉽게 모형을 적용/관리하고, 여러 시나리오를 동시에 효과적으로 모의하여 분석할 수 있도록 설계되었다. 또한, 모든 입/출력 자료를 엑셀이나 텍스트 형식과 연동되도록 하여 프로젝트별 매개변수 관리가 용이하도록 개발하였다. 특히 본 모형에서는 사용자의 목적에 맞는 다양한 물순환 개선시설(침투시설, 저류지, 습지, 빗물저장시설, 리사이클 및 외부급수 등)의 구현 및 모의가 가능하도록 개발하였다. CAT은 수자원의지속적확보기술개발사업(2008 ~ 2011)의 연구 성과로서 한국건설기술연구원에서 개발하였다. 2008년 말에 모형의 기본구조가 개발되었고, 2009년에는 세부 알고리즘인 증발산, 침투, 유역 유출, 지하수 유거, 하도추적 등의 모듈과 사용자 편의시스템이 개발되었다. 2010년에는 우리나라 논의 특성을 반영한 논 유출 해석 모듈 및 저류지, 침투시설, 습지, 빗물이용시설 및 하천에서의 취수와 도수 등과 같은 물순환 개선시설을 평가할 수 있는 모듈을 추가하여 개발하였으며 2010년 3월에 도시유역 물순환 해석 모형 1.0 베타 버전을 출시하였다. 2010년 12월 에는 1.0 베타 버전에 침투해석모듈(Green&Ampt, Horton), 논에서의 개량물꼬 배수, 침투녹지(Bioretention) 및 차집관거 기능을 추가하였고, 기타 GUI의 업그레이드 및 추가를 통하여 1.5 베타 버전을 출시하였다. 현재까지 여러 자연유역과 신도시 개발지역에 대한 적용을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다. 본 연구에서는 기존의 자연유역과 신도시 개발지역 외에 농업용 저수지와 논 관개지구가 위치한 유역을 대상으로 모형의 적용성을 평가하고자 하였다. 대상유역은 농업용수 지구이며 농업수리시설의 종류와 규모가 다양할 뿐만 아니라 농촌유역으로써의 대표성을 가지고 기존의 관측자료가 풍부한 점 등을 고려하여 경기도 평택의 이동유역을 선정하였다. 이동유역은 행정구역으로는 경기도 용인시 이동면, 남사면 일원이며 서쪽은 경기도 오산시, 남쪽은 평택시, 안성시 그리고, 북쪽은 용인시와 인접하고 있다. 이동유역 내 주요시설로서 유역면적 $94.4km^2$의 이동저수지와 상류에 용덕저수지($12.41km^2$)와 미산저수지($4.39km^2$), 노곡저수지($2.00km^2$)의 3개 저수지가 위치하며 2개의 유입하천(진위천, 송전천)에 의해 이동저수지로 유입된다.