• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.50-63
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• 2018

급격한 도시화를 겪으면서 자연적인 물순환 체계의 왜곡을 초래하였다. 이러한 물순환 구조의 변화는 기존 수자원 이용 경향을 변화시키며 하천 건천화 현상을 유발하고 있다. 이를 관리하기 위해 건천화 평가 및 예측이 가능한 하천 건천화 영향 평가 기술이 필요하다. 하천 건천화 영향평가 기술 수행을 위해서는 기초자료로써 GIS 기반의 공간자료 구축이 필수적이나, 관련 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하천 건천화 평가를 위한 GIS 기반의 시계열 공간자료 활용에 대한 연구를 수행하였다. 이에 6개 하천 건천화 영향요소(기상, 토심, 산림밀도 및 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용)을 대상으로, 과거 수십년 간의 변화과정을 전국 단위 GIS 자료로 구축하여 연속수문모형 운용에 대한 기초자료로 활용하였다. 이러한 영향요소를 대상으로 시계열에 따라 하천 건천화 원인을 분석하고 해석할 수 있는 분포형 연속수문모형 기반의 DrySAT을 활용하여 하천 건천화 영향요소별 연유출량 및 건천화 평가를 수행하였다. 그 결과, 다른 요소들은 고려하지 않고 주어진 기상 조건하에 연유출량은 기본값 977.9mm로 산출되었다. 반면, 토심 감소, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 연평균 유출량은 각각 1,003.5mm, 942.1mm, 961.9mm, 915.5mm, 1003.7mm로 산출되었다. 산출된 결과는 하천건천화의 주요 원인으로서 지표유출량을 증가시켜 하천유량을 감소시키는 토심의 감소, 지표유출량을 감소시키는 산림 밀도의 증가, 지표하유출량을 감소시키는 도로의 증가, 기저유출량을 감소시키는 무분별한 지하수 개발과 지하수이용량의 증가, 지표유출량을 증가시키는 불투수지역의 증가를 들 수 있다. 또한, 하천 건천화 정의 및 등급 범위를 통해서 건천화 등급에 따라 표준유역별로 나타내었으며, 기상, 토심 감소 고려, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 건천화 등급은 각각 2.1, 2.2, 2.5, 2.3, 2.8, 2.2로 나타났다. 기본값인 강우조건을 제외한 5개 하천 건천화 영향요소에 대한 건천화 영향순위는 지하수 이용량 변화에 대한 건천화 영향이 제일 컸으며, 산림 밀도 변화, 도로 건설 변화, 토지이용 변화 및 토심 변화 순으로 나타났다. 향후 전국 하천 건천화 평가시스템 개발을 통해 6개 하천 건천화 영향요소에 대한 미래 자료 변화 및 이에 대한 건천화의 진행전망 등 시스템에 의한 평가결과를 토대로 맞춤형 하천 건천 관리 및 방지 방안을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제39권1호
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• pp.27-38
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• 2006

국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소의 산출을 지배하는 지질 및 수리지구화학적 환경을 이해하고자, 온천 개발 목적으로 착정한 심부지하수 관정(평균 심도 약 600m)에서 취득된 총 367개의 지하수 분석 자료에 대하여 지구화학적 고찰을 수행하였다. 이들 지하수에서의 불소 농도는 매우 높아 평균 5.65mg/L에 이르며, 특히 연구 대상 지하수 중 $72\%$에서 먹는 물 수질기준(1.5mg/L)을 초과하였다. 불소 함량은 일차적으로 지질 조건의 지배를 강하게 나타냄을 확인하였는데 가장 높은 농도는 화강암류 및 화강편마암 지역에서 산출되는 반면 화산암 및 퇴적암 지역에서는 가장 낮았다. 지하수의 수리지구화학상과 관련하여 보면, 중성 내지 약알칼리성인 $Ca-HCO_3$형 지하수에 비하여 알칼리성의 $Na-HCO_3$형 지하수가 현저히 높은 불소 함량을 나타내었다. 화강암류 및 화강편마암 지역에서 지하수의 심부 순환에 수반되는 장기간의 물-암석 반응이 고농도 불소 산출의 가장 중요한 이유로 생각된다. 방해석 침전 또는 양이온교환에 의한 Ca 이온의 감소, 그리고 뒤따라 발생하는 사장석과 불소 함유 수산화광물(특히 흑운모)의 용해로 특징되는 일련의 수리지구화학 반응이 이러한 환경 하에서의 고불소 지하수 생성의 원인으로 해석된다. 따라서 불소과다에 의한 물 공급 문제의 발생 가능성은 높은 pH 및 매우 높은 Na/Ca농도비를 나타내는 화강암류 및 화강편마암 지역의 지하수에서 가장 높다고 볼 수 있다

• 자원환경지질
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• 제31권3호
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• pp.185-199
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• 1998

1995~1996년중 부곡 지열수 지역에서 채수한 유형별 자연수를 대상으로 수문지구화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. 연구 지역에는 물리화학적으로 뚜렷히 구분되는 세 유형의 자연수, 즉 (1) 군접 I (지열수 지역의 중심부에서 산출되고 최대 $77^{\circ}C$의 용출 온도를 갖는 $Na-SO_4$ 유형), (2) 군집 II(외곽부에서 산출되며 다소 낮은 온도를 갖는 $Na-HCO_{3}-SO_{4}$ 유형) 및 (3) 군집 III(지표수나 천층 냉각 지하수로서 $Ca-HCO_3$ 유형)이 함께 산출된다. 군집 I은 Ia 및 Ib로 세분된다. 수문지구화학적 진화는 수 암 반응의 증가에 따라 군집 III$\rightarrow$II$\rightarrow$I의 순으로 진행되었다. 군집 II 및 III의 자연수는 비교적 낮은 수-암 반응, 특히 방해석 및 Na-사장석의 용해 반응에 의해 형성되었지만, 군집 I은 사장석, K 장석, 백운모, 녹려석, 황철석 등과의 높은 수-암 반응에 의해 형성되었다. 용존 황산염의 농도 및 황동위원소 조성은 지열수의 기원 및 전화를 해석하는데 중요한 정보가 된다. 용존 황산염은 퇴적 기원 황철석의 산화에 의해 생성되거나 (군집 Ib의 경우), 또는 열수의 상승 통로인 단열대에 존재하는 마그마 열수기원 황철석의 용해에 의해 생성되었다 (군집 Ia의 경우). 지열 저장지의 온도 규명을 위한 알칼리 이온 지옹계의 적용성은 화학조성을 변화시키는 요인들, 특히 마그네슘이 풍부한 지표수와의 혼합에 의해 제한된다. 그러나 다성분 광물/물 평형계에 대한 열역학적 계산 및 유체포유물 설험 결과, 심부 지열 저장지 (냉각중인 화성암체?)의 온도는 $125^{\circ}C$에 이르는 것으로 판단된다. 환경동위원소 (산소-수소, 삼중수소) 연구에 의하면, 자연수는 모두 상이한 충진 특성을 갖는 강우로부터 기원하였다. 특히 군집 Ia의 물은 심부 지열 저장지까지 심부 순환한 오래된 (40년 이상) 강우로부터 기원하였으며 지표부 물과의 혼합 정도도 낮다. 본 논문에서는 황산염이 풍부한 국내 지열수의 성인 및 진화에 관한 모델을 제시한다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.45-53
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• 2005

강원도 양구군과 인제군의 경계에 있는 대암산 용늪의 이탄 퇴적물을 사용하여 탄소 및 질소 동위원소비의 해석을 통하여 용늪의 환경변천의 해석을 시도하였다. 표층 0 ${\sim}$ 5 cm의 연대는 BP190년, 30 ${\sim}$ 35 cm층 및 50 ${\sim}$ 55 cm층에서는 각각 BP870, BP1870년으로 측정되었다. 유기물 함량이 높은 0 ${\sim}$ 35 cm의 이탄층에서 bulk의 퇴적속도는 약 0.4mm/년으로 계산되었다. 금번 시료를 채취한 지점의 퇴적물 최하층인 75 ${\sim}$ 80 cm층의 $^{14}C$연대는 약 BP1900년으로 측정되었고 50 ${\sim}$ 55 cm와 75 ${\sim}$ 80cm층의 측정연대가 거의 비슷한 것으로 보아서 용늪의 심층부는 원래의 삼림 토양인 것으로 판단되었다. 50 ${\sim}$ 55 cm층은 모래 성분이 포함되어 있고 또한 유기물 함량이 낮은 것으로 보아 주변 지역의 침식으로부터 유래되었을 가능성이 있다고 판단되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 이용한 시료의 채취 지점에서는 BP1900년 경부터 습원화가 되었다고 추정된다. 유기탄소 동위원소비, 총 질소동위원소비는 깊이 방향으로 변동이 보였다. 이러한 사실로부터 대암산 고층습원의 발달과정에 있어서 기후조건의 변동과 함께 질소순환계의 변화도 있었던 것으로 추론 되었다.

• 한국광물학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-15
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• 2008

가족광상은 풍암분지 북측에 분포하는 백악기 반상화강암의 열극을 충진한 백악기 함금 은 석영맥 및 방해석맥들로 구성된다. 함금 은 석영맥은 전형적인 복성맥의 산상과 함께 빗구조, 피각상 구조, 정동조직, 옥수질 석영 등의 천부 맥상 조직이 우세하게 나타난다. 석영맥 및 방해석맥들은 광화 1기에서 5기까지 구분되며 광화 중기 및 후기에서 집중적으로 금.은광화작용이 수반된다. 광화 중기에는 상대적으로 높은 금함량(${\sim}50$ atomic % Au) 및 철함량(${\sim}6$ mole % FeS)을 보이는 에렉트럼과 섬아연석, 황철석, 방연석, 황동석 등이 산출된다. 광화 후기에는 황철석, 황동석, 방연석 및 휘은석 또는 자연은 등의 함은광물과 함께 비교적 낮은 금함량($10{\sim}30$ atomic % Au)과 철함량(< 1 mole % FeS)을 갖는 에렉트럼 및 섬아연석이 산출된다. 광화 유체는 약 $360{\sim}150^{\circ}C$의 온도와 < 7.0 wt% NaCl 상당 염농도를 보이며, 광화가 진행됨에 따라 온도와 염농도가 함께 감소하는 경향을 보인다. 광화 유체의 산소동위원소비 값(${\delta}^{18}O$; -0.6{\sim}-6.7\;%o$)은 광화작용의 진행과 함께 지표수(또는 순환수)의 유입이 점증하였음을 시사한다. 이는 가족 금 은광상의 광화작용이 상대적으로 높은 온도와 염농도를 갖는 광화유체로부터 시작하여, 지표수 유입에 의한 희석 또는 혼입 작용에 의해 진행되었음을 시사한다. 따라서 가족 광상의 광석광물, 열수변질대의 산상, 유체포유물 및 동위원소 연구를 종합적으로 검토한 결과, 이 광상의 광화작용은 지표수의 다량 유입이 가능한 천부 지질환경에서 진행되었음을 시사하며, 성인적으로 백악기 화성활동과 관련된 저유황형 천열수 광상으로 해석된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권12호
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• pp.1077-1087
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• 2015

제방은 홍수가 발생했을 때 하천의 범람을 막아 제내지의 인명, 가옥, 재산 등을 보호하는 중요한 기능을 하는 하천구조물이다. 제방의 붕괴원인은 크게 월류에 의한 붕괴, 침투에 의한 붕괴, 침식에 의한 붕괴로 분류되며, 침식에 의한 붕괴를 방지하기 위하여 호안을 설치한다. 따라서, 이러한 호안의 안정성은 제방 전체의 안정성과 직결되는 중요한 요소이다. 특히, 흐름의 강도가 증가하는 만곡부와 같은 수충부에서는 호안의 안정성이 급격히 저하되므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 경질성 호안의 수리실험을 통해 만곡수로에 설치된 호안의 취약지점을 파악하였으며 주요 지점의 유속과 수위를 측정하였다. 또한, 동일한 조건으로 3차원 수치해석을 수행하여 실험에서 계측장비의 한계로 확인하기 어려운 흐름특성을 분석하였다. 그 결과 제방사면의 전단응력이 크게 산정된 부분과 사석호안이 붕괴된 위치가 거의 일치하는 것으로 나타났으며 전단응력은 작으나 붕괴가 발생한 지점에서는 만곡의 영향으로 발생한 2차류에 의해 순환흐름이 발생되어 호안의 붕괴를 유발하는 것으로 나타났다. 기존의 사석산정공식을 이용하여 사석호안의 규모를 결정하였으며 하도의 평균유속보다 국부적인 최대유속으로 산정하였을 때, 1.5~4.7배 크게 산정되었다. 본 연구를 통해 만곡수로에서는 직선수로에서와는 사석의 규모를 산정하는 방법을 달리해야하는 것을 알 수 있었으며, 추후 곡률반경 및 구조물에 대한 영향을 고려하고 대표형상에 대한 가중치를 부여 할 수 있으면 보다 합리적이고 정확한 호안사석의 규모를 결정할 수 있을 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제35권2호
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• pp.121-136
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• 2002

경북에서는 16개 지역에서 탄산수가 산출된다. 탄산수의 산출은 중생대 화강암과 경상누층군의 퇴적암류(또는 선캠브리아기 변성암)의 지질경계부 또는 단층대를 따라서 집중된다. 경북지역 탄산수는 매우 높은 $CO_2$의 함량( $P_{CO_2}$ =0.46~5.21 atm)과 422~2,280$\mu\textrm{S}$/cm 범위의 전기전도도, Ca-HC $O_3$형의 수리화학적 특성을 보인다. 아울러 대부분 의 탄산수는 다량의 F7를 함유하는 것이 특징이다. 탄산수에 대한 $\delta$D과 ${\delta}^{13}$18/O 분석 값은 탄산수가 순환수 기원임을 지시한다. 탄산수의 높은 $CO_2$ 압력과 탄산염 침전물에 대한 Sl3c 값이 -1.5 ~-6.7$\textperthousand$ PDB 범위를 보여 탄산성분은 지하 심부에서 상승한 $CO_2$ 가스와 탄산염광물의 용해반응에 기원한 것으로 해석된다. 탄산수와 광물사이에 열역학적 평형관계와 탄산수의 수리화학적 특성을 보면 탄산수의 화학성분을 결정한 주요 근원광물은 사장석, 정장석, 탄산염 광물 및 철산화물임을 지시한다. pH가 약산성이고, 높은 $CO_2$ 압력하에서 일부 탄산수를 제외한 대부분의 탄산수는 탄산염광물 및 앨바이트에 대해서 열역학적으로 용해성 환경에 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.103-110
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• 2012

EV double cone 버너를 장착한 스월 예혼합 연소기를 대상으로 LES 수치기법을 적용하여 연소기내의 유동 현상과 연료/공기 혼합, 화염 거동에 대해 조사하였고, 공연비와 압력 변화에 따른 NOx, CO 농도 변화를 예측하였다. 버너에서 발생한 강한 스월로 인해 재순환 영역이 발생하였으며, 희박 예혼합 화염은 버너 출구부터 형성되어 0.2 m 이내에 존재하는 것으로 나타났다. 상압, 공연비 38.7인 해석 조건에서 NOx 발생량은 연소기 출구에서 0.59 ppm으로 예측되었고, CO는 화염면에서 다량 생성되나 출구로 갈수록 급격히 산화되어 출구에서 5.25 ppm으로 낮게 예측되었다. 또한, NOx 배출량은 공연비가 높아질수록, 압력이 감소할수록 줄어드는 것으로 나타났다. 설계 변경을 통해 다양한 연료 공급 형태에서의 NOx 배출 특성을 조사하였으며, 5 lance-hole 분사의 경우 가장 적은 NOx 배출 특성을 보였다.

• 플랜트 저널
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• 제9권3호
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• pp.38-42
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• 2013

지속적인 유가 상승과 환경규약 및 안전성, NIMBY현상 등의 문제로 해상 가스전에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG-FPSO는 해양 가스전에서 채취된 천연가스의 불순물을 제거하고, condensate와 LPG를 회수하며, 정제된 가스를 이송 가능한 형태로 액화시키는 최첨단 해양플랜트이다. 반면 작업 시 해상 환경에 많은 영향을 받으므로 선체 운동을 고려한 전처리 공정 효율을 파악하고 설계에 반영해야 한다. 본 연구는 LNG-FPSO의 선체 운동 영향 및 제한된 선상 공간의 최적화를 고려한 해상 전처리 기술을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이에 아민 흡수공정과 멤브레인 공정을 혼합한 hybrid 공정을 검토하였으며, 일반 아민흡수공정에 비하여 낮은 용매 순환량, 낮은 열용량, 작은 컬럼 크기가 요구되어 해상용 전처리 공정에 적합함을 확인하였다. 이것은 또한 6자유도 운동 실험 및 CFD 해석을 병행하여 시뮬레이션을 가시화함으로써 다양한 해상상태에 따른 LNG-FPSO의 공정 효율을 검토할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제34권2호
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• pp.227-241
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• 2001

앙성지역, 초정리지역, 명암지역, 부강지역 그리고 대평리지역 등 충청지역 몇 곳에서 탄산수가 산출된다. 이들 탄산수는 독특한 수질화학적 특성 때문에 오래 전부터 알려져 왔다. 탄산수의 산출은 중생대 화강암과 편마암의 지질경계부, 단층대, 화강암내 암맥군과 같은 지질구조와 밀접하게 관련된다. 충청지역 탄산수의 수질화학적 특성은 높은 $Co_2$의 함량 ($P_{co2}$/=0.25~0.99 atm), 약산성의 pH, 101~2,950 $\mu$S/cm 범위의 전기전도도, Ca-HCO$_{3}$형 내지 Ca(Na)-$HCO_3$형의 화학조성으로 요약된다. 탄산수에 대한 $^2H$/$^1H$, $^{18}O$/$^{16}O$ 동위원소 조성비를 분석한 결과 모두가 순환수 기원임을 지시한다. 그리고 탄산수의 탄산염 침전물에 대한 탄소동위원소 분석결과 $\delta$$^{13}C$ 값이 -3.1~-6.8$\textperthousand$ PDB 범위를 보여 탄산수내 $Co_2$는 심부기원임을 지시하며, 탄산수내 높은 중탄산이온의 일부는 탄산염암의 영향을 받았음을 지시한다. 탄산수의 화학성분을 결정한 주요 근원광물은 화강암과 편마암내 사장석과 암맥이나 이차광물로 산출되는 탄산염광물로 해석된다.