• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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• pp.80-83
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• 1996

연안해역에서의 흐름은 조석에 의한 주기적인 해수면의 승강작용에 의한 조류, 바람에 의해 발생되는 수면 마찰력에 의한 풍성류(wind-driven flow), 밀도가 다른 하천수 등의 유입에 의한 밀도류 등에 의하여 발생한다. 대부분의 자연수괴에서의 실제 흐름은 이러한 흐름들이 단독으로 발생하는 것이 아니라 동시에 발생하는 복합류(combined flow)이다 따라서, 연안해역에서의 오염물질의 이동ㆍ확산은 이러한 복합류에 의하여 발생하므로 복합류의 구조에 대한 정확한 이해, 평가 및 예측은 연안수의 순환 및 오염물질의 확산에 관한 자연현상을 정확히 이해하는데 있어서 반드시 필요하다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.313-313
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• 2023

이 연구에서는 침수식생 조건에서 식생 형태 별 frontal area, solid volume fraction이 유속 분포에 미치는 영향을 분석하고, 흐름측정결과로부터 식생 형태에 따른 난류흐름특성을 분석하기 위하여 수행 되었다. 식생흐름 구현을 위하여 5 cm의 간격으로 총 257개의 모형식생을 전체 영역에 배치했다. 유속측정위치는 수위측정결과에 따라 흐름이 안정화되는 구간에서 연직방향으로 17개 지점에서 측정한 후 앙상블 평균하여 분석했다. Branch의 유무에 따라 Type I과 II로 구분하여 각 식생에 대해 유속의 연직분포를 측정한 결과, Branch가 없는 Type I에서는 유속이 지속적으로 감소하는 반면, Type 2에서는 Frontal area가 급격히 증가하는 Branch 구간에서 유속이 급격히 감소한 후 Trunk 구간에서 유속이 다시 증가하는 변화를 보였다. Velocity Spectrum 분석 결과, 모든 지점에 대해 평균한 결과 고주파수 영역에서 -5/3 law를 따르는 것으로 나타나 전체 영역에서 isotropic & homogeneous 난류흐름이 발생함을 확인했다. 난류흐름특성 계산결과, Turbulent kinetic energy(k)를 mean kinetic energy(K)로 무차원화하여 연직분포를 비교했을 때 -k/K는 모두 식생에 근접하며 증가했다. Shear production(P_s)의 계산결과로부터 전단흐름에 의한 난류운동에너지 생성영향분석결과, Type I과 II가 식생경계의 mixing interface 부근에서 급격히 증가하는 분포를 보였으며, 이는 시간평균유속분포에서 분석한 결과와 일치한다. Wake production(P_w)의 연직분포계산결과, P_s와 유사하게 식생경계 부근에서 상승하는 결과가 나타났으며, 이는 식생경계에서 발생하는 Large scale eddy로 인해 발생함을 알 수 있다. 마지막으로 x-방향 난류확산계수로부터 scale factor(α_x)의 연직분포를 계산한 결과, 식생경계부근의 mixing interface에서 증가한 후 식생영역 내에서 감소하는 분포를 나타냈다. z-방향 난류확산 계수의 scale factor(α_z)는 α_x에 비해 작게 계산되었다. 이러한 결과는 오염물질의 연직확산이 식생경계에서 증가한 후 식생 내부에서 감소하여 오염물질, 부유사 등의 축적이 이뤄질 것으로 예상된다. 이는 가지로 인해 식생저항이 증가할 경우 용존성 물질의 혼합이 감소하여 식생의 저장대 효과가 증가함을 의미한다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권5호
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• pp.3-15
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• 2011

이 논문은 1960년부터 2009년까지의 미국의 생활쓰레기 재활용과 관련된 자료를 종합하여 정리한 것이다. 이 논문에서 언급되는 자료들은 주로 물질수지를 통하여 물질흐름을 파악하는 방법으로 다루어 졌기 때문에 어느 한 지역이 아닌 전국 단위의 MSW 흐름을 이해하는데 도움이 될 것으로 생각한다. 생활쓰레기에 포함된 수많은 물질들 중에서 그 발생량이 많은 종이와 판지, 유리, 금속류, 폐플라스틱, 음식물쓰레기, 정원손질쓰레기의 발생과 재활용 현황을 보다 자세히 다루었다.

• 자원환경지질
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• 제41권5호
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• pp.625-633
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• 2008

니켈은 20세기에 들어와 철강, 군수 산업의 발달로 활용분야는 다양해졌고, 그 수요도 계속 증가추세에 있다. 그리고 최근 5년간 가격이 큰 증가세를 보여 안정적인 공급이 각 수요부문의 중요한 문제로 부각되었다. 하지만 국내외적으로 스테인리스강 제조부문을 비롯한 주요 수요처의 소비동향만을 파악할 뿐 완전한 니켈의 물질흐름을 파악하지 못해, 원료에서 최종제품 및 응용제품에 이르기까지 발생되는 스크랩 및 폐기물로부터 니켈의 회수와 재활용이 만족할만한 수준에 이르지 못하고 있다. 보고체계와 통계자료가 미비한 국내 현실이지만, 국내로 수입되고 유통되는 니켈을 조사하여 보다 확실한 니켈의 물질흐름 정립과 재활용 정책을 위한 기초자료를 제공하기 위해 본 연구를 시행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.399-403
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• 2004

생태 수리학적 측면에서 수질 개선에 기여하는 깔따구들이 흐름 구조에 따라서 어떻게 분포하는지를 파악하기 위해 수리 실험을 수행하였다. ADV로 유속을 측정하였으며, 자기 다른 유속 조건하에서 유기물질과 깔따구들을 투입하였다. 취득한 유속자료를 이용하여 흐름구조를 파악하였으며, 난류특성인 난류 전단응력을 분석하였다. 유기물질과 깔따구들은 상대적으로 유속이 느리고 전단응력이 작게 나타나는 지점에 분포하였다. 깔다구들이 굴을 파고 서식을 하였더라도 흐름에 의해 서식처가 옮겨짐을 확인 하였으며, 서식처 역할을 할 수 있는 반구 구조물 주위에 서식하였다. 유기물질의 퇴적 및 깔따구들의 서식은 주로 흐름 방향 유속 분포에 영향을 받으며, 이차류도 이것들의 분포에 중요한 역할을 하고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권5호
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• pp.16-33
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• 2011

E-waste는 종류가 많고 유통경로가 다양하여 눈에 보이지 않는 흐름이 주류를 형성하고 있다. E-waste에는 레어메탈의 사용이 많을 뿐 아니라 유해한 중금속도 함유되어 있어 자원확보면에서, 환경오염방지면에서 재자원화 처리가 필수적이며 정확한 재자원화 물질흐름의 분석이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 관점에서 2008년 1월부터 실시한 "전기 전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률" 중에서 E-waste와 관련된 법률내용의 골자, 리싸이클링시스템, 리싸이클링현황, E-waste 배출량 추정과 물질흐름 및 PCB의 경제학을 논하였다. 그리고 현시점에서 한국의 E-waste 재자원화산업을 약술하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 1997

대규모 간척사업이 활발하게 진행되고 있는 인천연안의 해수유동 변화 및 오염물질 운송 양상을 예측하기 위하여 조간대의 노출-침수를 고려할 수 있는 평면 2차원 수치모형을 수립 적용하였다. 해수유동 모형은 정도지점의 현장 측정자료에 대하여 검증을 수행하였으며, 그 결과 주 흐름방향의 유속 및 수위에 대한 계산치가 현장 관측치 재현에 우수함을 보여주고 있다. 그리고, 수립된 흐름모형을 이용하여 영종도 신공항 및 시화방조제 건설 전 \ulcorner후의 조석변화 양상을 모의하는 한편, 흐름모형에서 계산된 대조기 흐름조건하에서 가상의 오염부하에 따른 오염물질 확산 양상을 수치 모의하였다. 수치모의결과, 해역의 개발로 인하여 유속이 감소되고 있으며, 유입된 오염물질은 잘 발달된 협수로를 따라 주로 이동되고 있음을 알 수 있었다 따라서, 인천해역에 대하여 수립된 본 모형은 향후 인천해역의 개발계획에 대한 조석변화 및 오염물질 확산을 예측하는 모형으로 활용될 수 있다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.45-45
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• 2022

산업화에 따른 화학물질 사용량의 증가는 담수로의 유해화학물질 유출사고의 위험을 증가시키며, 이러한 사고는 하천수 수질과 수환경 생태계에 심각한 위해와 손상을 야기한다. 이러한 수질사고 발생시 신속 대응을 위해, 하천에 유입된 물질의 거동을 신속하게 예측하는 것이 필요하며 이 경우 1차원 추적모형이 주로 사용된다. 1차원 물질혼합 모형은 하천을 하나의 유선으로 보며, 복잡한 하천흐름의 시스템을 현상학적으로 해석하고, 오염물질의 이송 및 혼합 메카니즘을 모델 매개변수에 반영하여 모형화한다. 이러한 매개변수들은 직접적으로 측정하기 어려우며, 이론에 기반한 매개변수 산정 기법이 구축되지 않은 실정이다. 따라서 대부분의 연구에서는 추적자 실험을 실시하여 유한한 하천구간에서 추적자의 시간-농도곡선(Breakthrough curve, BTC)을 취득하고, 이를 통하여 대상 구간의 매개변수를 역산하는 최적화 기법에 의존하고 있다. 하지만, 모든 하천구간에 대하여 추적자 실험을 수행하여 데이터를 확보하는 것이 어렵기 때문에 최적화 기법의 적용성에 한계가 있다. 본 연구는 흐름정보가 제공되지 않은 미계측 하천구간에서 BTC를 신속하게 예측할 수 있는 회귀모형을 구축하는 것을 목표로 한다. 국내 하천에서 수행한 4회의 추적자 실험으로부터 취득한 28개 구간 케이스의 데이터에 대하여 농도곡선 전처리를 수행하고 14개의 통계적 특징을 추출하였으며, 계측된 흐름특성과의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 대상 구간에서의 BTC의 변화가 추적자의 유하거리에 매우 높은 상관관계를 보였으며, 이를 이용하여 회귀모형을 제시하였다. 제안된 회귀모형을 적용하여 하류의 지점에서의 BTC를 예측하였으며, 1차원 이송-분산 방정식과 하천저장대모형을 활용한 예측결과와 비교하여 검증하였다. 그 결과, BTC의 변화특성을 활용한 회귀적 예측이 하천 지형 및 흐름의 변동성이 작은 구간에서 1차원 혼합모형들을 이용한 예측보다 더 높은 정확도를 보였으며, 이러한 장점은 장거리 예측에서 더 분명하게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.207-207
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• 2020

하천으로 유입된 오염물질의 거동을 정확하게 예측하는 것은 하천 시스템의 수질 유지관리에 매우 중요하다. 본 연구에서는 1차 감쇠율(decay rate)을 가진 비보존성 오염물의 비정상 이송해석 방정식의 해를 위해 유한체적기법이 개발되어졌다. 하천 흐름 해석을 위해 자연형 단면에서의 마름-젖음 해석이 가능한 기법이 도입되었다. 이 기법은 2차-정도의 정확성와 Courant 수가 1 까지 안정함을 보장한다. 도입된 기법은 Godnov 형의 유한체적기법을 이용하여 St. Venant 방정식들을 해석하였고 질량 및 운동량 플럭스는 Roe 형의 Riemann Solver 를 사용하여 연산하였다. 오염물의 이송 해석은 추가적인 이송-확산 방정식을 도입을 통해 기존의 St. Venant 방정식과 함께 풀려질 수 있다. 추가된 방정식과 St. Venant 식은 3×3 eigenstructure를 구성하였고 이는 2차원 흐름해석 기법과 유사하게 해석될 수 있었다. 본 연구 모형의 검증을 위해 오염물의 계속적 주입을 가정한 가상 및 실제 하천에 적용되었다. 연구된 기법은 모든 적용에서 합리적 정확도를 가지고 오염물질의 연속적인 특성을 잘 모의하고 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권7호
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• pp.495-507
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• 2021

최근 도시와 산업의 발달과 함께 하천, 호소 등 수환경에서의 수질 오염사고가 빈번하게 일어나고 있어 어류폐사, 취수중단, 친수활동 저해 등 심각한 수생태계 및 사회경제적 피해가 발생하고 있다. 따라서 이에 대한 대응책으로 수질모델링을 통한 오염물질의 이동 및 확산에 대한 사전 예측이 필요하다. 본 연구에서는 2차원 하천흐름/수질해석 프로그램인 RAMS+의 현장 적용성 및 예측 정확도를 검증하기 위해 만곡하천인 섬강에서 현장실험을 수행하였다. 모의결과 흐름해석모형 HDM-2Di와 수질해석모형 CTM-2D-TX는 현장실험에서 관측된 2차원 흐름 특성과 오염물질의 거동 및 혼합 양상을 정확하게 재현하였다. 특히 하천의 양안과 만곡부에서 국부적으로 발생하는 저유속 흐름에 의해 오염물질의 거동이 지체되는 저장대 효과를 정확하게 모의하였다. 나아가서 하천 만곡부에서 이차류가 야기하는 오염물질 3차원적 혼합 양상을 2차원 분산계수를 통해 효과적으로 재현하였다. 오염물질의 위험농도 체류시간은 취수중단 기간을 결정하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 CTM-2D-TX 모의결과를 기반으로 오염물질 위험농도 체류시간을 계산하였고, 위험농도 체류시간의 공간적 분포가 하폭방향으로 큰 편차를 지니고 있음을 확인하였다. 이러한 오염물질의 2차원적 체류 특성은 1차원 수질모형을 통해서는 예측이 불가능하기 때문에 효율적이고 정확한 수질사고대응을 위해 2차원 수질모형의 활용이 필요함을 본 연구의 결과는 시사하고 있다.