• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.53-53
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• 2020

오염물질 유출 사고가 발생했을 경우 안전한 수자원의 관리 및 공급을 위해 오염물질의 혼합거동에 대한 정확한 해석이 필요하다. 하천에 유입된 오염물질의 혼합 거동에 영향을 미치는 인자들은 다양하지만, 수리구조물 등에 의해 발생한 저흐름 영역에 의해 오염물질이 정체되는 현상에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 특히, 국내 하천에는 약 33,000여 개가 넘는 취수보가 설치되어 있으며, 이 보들은 대부분 광정보 형태의 농업용수 취수를 목적으로 하고 있다. 이러한 보에는 저유량 시기에 보 상하류간의 흐름을 원활하게 하기 위한 노치(notch) 형태의 배수로가 설치되어 있으며, 노치로 인하여 보 상류쪽에 연직방향 뿐만 아닌 수평방향 흐름장의 변화 및 저흐름 영역이 형성된다. 따라서 본 연구에서는, 노치가 설치된 보 구조물 주변에서의 수평 방향 흐름 구조 및 오염물질의 혼합 거동을 분석하여 하천 저장대 모형의 매개변수를 산정하였다. 저흐름 영역에 의하여 오염물질의 정체현상이 발생할 경우, 일반적으로 오염물질 혼합 해석에 사용되는 Fickian 이송-확산 모형은 농도의 공간 분포를 잘 재현하지 못하기 때문에 non-fickian 모형인 하천 저장대 모형이 널리 사용되고 있다. 하천 저장대 모형에서의 주요 매개변수로는 저장대 영역(저흐름 영역)의 면적과 질량교환계수가 있으며, 본 연구에서는 노치의 조건 변화에 따른 저장대 영역 및 질량교환계수의 변화를 분석하기 위하여 수리실험을 수행하였다. 노치의 조건 변화에 따른 저장대 모형의 매개변수 산정을 위하여 보 구조물이 설치되어 있는 개수로에서 수리실험을 수행하였으며, 광범위의 수평방향 흐름구조 및 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위하여 LSPIV(Large Scale Particle-Image-Velocimetry) 및 PCA(Planar-Concentration-Analysis) 기법을 이용하여 유속 및 오염물질의 농도자료를 취득하였다. 취득된 유속 자료 및 농도자료를 바탕으로 보 상류에 위치한 저흐름영역의 크기 및 저흐름 영역과 주 흐름 영역 사이의 농도변화를 분석하였다. 실험자료 분석결과, 노치의 간격이 커질수록 저흐름영역의 크기 또한 증가하였으며, 오염물질의 체류시간 또한 증가하는 것으로 밝혀졌다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.39 no.5 s.180
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• pp.615-626
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• 2006

The natural resources and material life-cycle include all human activities related to resources and material extraction, transportation, processing, use, recovery and disposal. Sustainable material management (SMM) is an integrated set of policy approaches targeted on economic agents throughout the material life-cycles and designed to result in economically efficient and environmentally effective material use. The material flows of industrial mineral, ores and fossil fuels have also long been a focal area for environmental policies because of the high environmental pressures associated with extraction, processing, consumption, and final disposal of these materials. OECD work on material flow is to improve the quantitative and analytical knowledge bases about natural resource and material flows within and among countries, so as to better understand the importance of material resources in member countries' economies. In several EU Member States, material flow accounts are part of official statistics. Material flow analysis (MFA) is a valuation method which assesses the efficiency of use of materials using information from material flow accounting. Material flow analysis helps to identify waste of natural resources and other materials in the economy which would otherwise go unnoticed in conventional economic monitoring systems. Resource use and resource efficiency has emerged as a major issue for long-term sustainability and environmental policy.

• Journal of Environmental Policy
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• v.5 no.2
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• pp.1-26
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• 2006

This paper reveals Material Flow Analysis(MFA) has the possibility of reconciling the two contending theoretical viewpoints(weak sustainability v.s. strong sustainability) and thereby makes the concept of sustainability useful at operational level. For this purpose, this paper shows that the theoretical logic of MFA can be applied from national level to product level (EW-MFA, PIOT/NAMEA, LCI), and investigates the meanings and policy implications of MFA at each level.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.1B
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• pp.73-81
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• 2009

This paper presents a numerical investigation of the impact of the secondary currents on solute transport in open-channel flows. The RANS model with Reynolds stress model is used for flow modeling, and the GGDH(generalized gradient diffusion hypothesis) model is used to close the scalar transport equation. Using the developed model, the impact of secondary currents on solute transport in open channel flows over smooth-rough strip is investigated. Through numerical experiments, the secondary currents are found to affect the solute spreading, leading a movement of the position of the peak concentration and a skewed distribution of solute concentration. Due to the lateral flow of secondary currents near the free surface, the concentration at the rough strip is found to be larger than that at the smooth strip bed. The solute at the rough strip is more rapidly transported than smooth bed. A magnitude analysis of the solute transport rate in scalar transport equation is also carried out to investigate the effect of secondary currents and scalar flux on the concentration distribution.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.6
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• pp.579-587
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• 2006

Recently, each country has been trying to promote Eco-Industrial Park (EIP) development for industrial sustainability. Technological modeling is required to realize EIP practically even though the project contains the political concerns for many companies, government, and self-governing bodies. The four main technologies of the EIP developments include energy exchange, material flow analysis, water pinch, and life cycle assessment. Material flow analysis (MFA) methodology can be utilized in EIP modeling in view of the fact that the analysis of material flows and the optimized modeling are major purposes for the technological modeling of EIP. Through MFA methodology in POHANG EIP project, how to apply MFA modeling to EIP modeling and how to utilize software for MFA modeling are shown in this research.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.106-106
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• 2019

많은 도심의 하천들은 오염물질의 유입에 취약하다. 최근 신소재 공학 등 첨단산업이 발전하게 되면서 유해화학물질의 유입문제는 더욱 대두되고 있으며, 실제로 최근 유해화학물질 유입사고 발생건수가 늘어나고 있다. 특히 국내 취수량의 90%는 지표수에서 취수하고 있어, 하천오염사고는 직접적인 피해로 이어지게 된다. 따라서 이러한 사고에 대응하기 위하여 수환경에 유입된 유해물질의 거동 매커니즘을 반영한 수질해석이 필요하다. 수체 내에 유입된 유해화학물질은 기본적으로 흐름에 따른 이송 확산을 하며 흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응과 같은 다양한 반응과 함께 혼합거동을 한다. 특히 소수성물질의 경우 용해된 상태뿐만 아니라, 유사에 흡착된 상태로 수체에 존재하게 된다. 결국 유해화학물질의 거동을 해석하기 위해서는 유체의 흐름 해석뿐만 아니라 수체에 존재하는 유사의 이송 또한 해석해야한다. 본 연구에서는 흐름해석을 위하여 서울대에서 개발한 흐름모형(HDM-2D)을 사용하였으며, 부유사 거동모의를 위해 부유사거동모형(STM-2D)을 개발하였다. 또한 유해화학물질의 거동모의를 위해 서울대에서 개발한 수질모형(CTM-2D)에 생성/소멸항을 추가하였으며 흐름모형과 부유사모형과의 연계를 통해 유해화학물질의 혼합거동 수치모형을 개발하였다. 각 반응항(흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응)을 수치모형에 반영 시에는 보통 두 계(물-토양, 물-공기) 사이의 선형 물질교환으로 이해된다. 따라서 물질의 각 반응 별 평형농도와 물질교환속도계수를 추정식을 통해 산정하여 사용하게 된다. 하지만 각 기작이 반영유무에 따라 계산시간 및 필요입력변수가 늘어나게 되므로, 유해화학물질 유입사고와 같은 빠른 대처가 필요한 경우 각 반응 텀의 유의성을 판단하여 모형에 반영여부를 결정을 통해 경제적인 모의를 할 수 있어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 개발된 모형의 각 매개변수들의 민감도를 분석하고, 흐름조건 및 물질의 특성에 따른 반응항의 유의성을 판단하였다. 본 연구에서는 개발된 모형(부유사거동모형, 유해화학물질의 혼합거동모형)은 해석해 및 현장 데이터와 비교검증을 통해 개발을 완료하였으며, 각 반응항의 민감도 분석을 통해 매개변수의 임계값을 결정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.403-407
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• 2007

본 연구에서는 개수로 흐름에서의 오염물질 거동 특성에 대해 분석하였다. 이를 위해 개수로 흐름을 등류상태로 가정하여 3차원의 수직모형을 구성하고 운동량 방정식과 스칼라 수송방정식에서의 난류 폐합을 위해 레이놀즈응력 모형 및 GGDH 모형을 사용하였다. 개발된 모형을 이용하여 복단면 수로에서 오염물질이 점으로 주입된 경우에 대해 난류 흐름 및 오염물질의 농도 분포를 수치모의 하고 기존의 실험 데이터와 비교하였다. 그 결과 개발된 모형이 개수로 흐름에서의 평균유속 및 난류구조, 오염물질의 농도 분포 등을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 특히, 이차흐름의 영향으로 인해 최대 농도 값의 위치가 거리에 따라 이동하는 것으로 나타났으며, 농도 분포 역시 정규분포에서 거리에 따라 점차 왜곡되는 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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• 2011.04a
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• pp.707-717
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• 2011

활동기준원가의 개념을 적용하여 Co2 절감대책을 수립한다. 물질흐름원가계산(MFCA; Material Flow Costing Accounting)을 통해 물질의 흐름을 파악하고 Co2 등의 절감을 원가로 측정하고 관리하고자 한다. MFCA(물질흐름원가계산)를 이용하여 에너지 사용량에 대한 단위시간당 가공비 계산하면 원가관리를 정확하게 할 수 있다. 그리고 구체적인 공급체인별 에너지 사용량 및 온실가스 배출량에 대한 개선 목표를 설정할 수 있다. 시뮬레이션 기법을 이용하면 프로세스별 원가계산이 가능하고, 다양한 시나리오를 편리하고 신속하게 분석할 수 있다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.4
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• pp.180-185
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• 2017

For the management of mercury-containing products, the products were selected to do material flow analysis in preference of not having selected in previous studies. Domestically mercury have been added to pigment for prevention of bacterial growth. So, in this study paint containing pigment was selected as a target. 71 samples of paint products collected in 2014 and data of 38 samples of wastes (dust, sludge, paint) analyzed in 2010 were used in material flow analysis. The result shows that mercury was 0~0.25 mg/kg in products and 0.23~0.69 mg/kg in the wastes. In the material flow analysis, the amount of flow in the process of distribution was 10.06 kg/year, but the amount of flow in disposal like a landfill, incineration and recycling was much than distribution as 25.27 kg/year. It was caused by different sampling period between collecting products and data of wastes. Therefore, It could be possible to be affected from regulation by RoHS like decreasing usage of mercury in paint products or eradicated in the industry. Mercury contents in current paint products are very low to affect discharging to the environment.

• Economic and Environmental Geology
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• v.41 no.2
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• pp.253-265
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• 2008

Sustainable resource management(SRM) is regarded as the core strategy to achieve Dematerialisation and Decoupling of economic growth from the use of natural resources and environmental degradation. This paper presents status SRM policy and research in worldwide, and analyzes decoupling of economic activity from energy consumption of domestic manufacturing, using decoupling factor. Also This paper suggests methodologies and strategies of SRM in Korea. SRM is established through various analysis and survey as following; forecasting of resource demand, material flow analysis and value chain analysis, resource market structure analysis. Through these analysis, we can obtain hot-spot and solution of environmental burden, recycling market management, recycling technology and best-optimal supply rate of primary and secondary resource. In Korea, resource management system must be linked with national and regional material flow analysis, and it is necessary to make SRM-law of national dimension for effective run of sustainable resource management system.