• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.243-251
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• 2024

이번 연구에서는 전라남도 영암지역의 골재 자원조사를 위하여 먼저 지표지질조사를 실시하였고 지표지질조사로는 파악이 어려운 지표 하부에 대하여 시추조사를 실시하여 골재의 공간적인 분포를 파악하였다. 조사 지역의 지형 발달 및 제 4기 충적작용 특성들을 고려하여 시추지점을 선정하였고, 총 5 지점에서 하천 골재 시추조사와 총 28 지점에서 육상 골재 시추조사가 수행되었다. 시추코어 퇴적물은 골재로써의 활용 가능 여부를 파악하기 위하여 7개의 퇴적 단위로 분류하였으며, 대표 시추공을 대상으로 광여기루미네선스(OSL) 연대측정을 실시하여 퇴적 단위별 퇴적 시기를 측정하였다. 연구 결과, 영암지역 대부분은 하천 유역이 매우 넓어서 골재가 다량 부존될 것으로 추정되었지만 골재 부존량은 다른 시군에 비하여 매우 적은 편으로 평가되었다. 영암 지역 대부분의 미고화 퇴적층은 10 m 이상의 수직적 두께를 보이는 청회색 해성 점토로 구성되는데, 골재 부존구간에 해당하는 모래질 자갈층은 해성 점토 하부의 기반암 풍화대 위를 얇게 덮으며 분포한다. 이는 골재 부존 구간의 부존량 자체가 적고 대부분의 골재 부존 구간이 현재 개발이 어려운 지표하부 10 m 아래 심도에 위치하기 때문에 골재 개발 가능성도 매우 낮은 것으로 평가된다. 연대측정 결과, 청회색 해성 점토층은 약 10 ka 전부터 해수면이 급상승하면서 형성된 조간대성 퇴적층으로 퇴적 작용은 현재까지 지속되었고 그 결과로 매우 두꺼운 점토층이 형성되었음을 알 수 있다. 이러한 점토층은 약 6~8 ka 동안 매우 우세하게 퇴적되었다. 골재 부존 가능 구간의 모래질 자갈층은 약 13.0~19.0 ka, 그리고 약 50 ka에 퇴적된 것으로 추정되어 해침과정 이전의 플라이스토세 고기 하성 퇴적층으로 해석된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1029-1038
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• 2009

향후 소수력 자원은 풍부한 부존량과 더불어 사회적 온실가스 감축 노력을 바탕으로 대체에너지로서 성장잠재력이 클 것으로 전망된다. 과거에 소수력 개발을 위한 자원조사는 많은 시간과 비용이 드는 현장조사나 종이지도에 의존해 왔다. 그리고 타당성평가, 개발 우선순위 결정과 같은 의사결정시 발전 성능특성과 경제성에만 치중해 왔다. 그러나 최근 들어 경제적인 부문 뿐만 아니라 인문-사회, 환경, 생태적으로 지속가능한 개발이 더욱 강조되면서 이러한 다기준의 고려는 지속가능한 소수력 개발을 위하여 필수적인 것이 되었다. 따라서 본 연구에서는 계층화분석 과정과 GIS를 이용하여 소수력 개발의 계획단계에서 다수의 소수력 입지들 간의 우선순위를 결정하는 공간 다기준의사결정 방법론을 제시하였다. 제시된 방법론은 초강유역 소수력 입지들 간의 개발 우선순위 결정에 적용하였으며, 분석에 사용된 공간정보 자료와 개발 우선순위 결과를 논문에 수록하였다. 본 연구는 향후 소수력 개발 활성화에 대비한 기초연구로서 의의가 있으며, 소수력 개발의 타당성을 평가하는 의사결정에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2011

본 연구에서는 미래 기후변화가 하천 및 호소수질에 미치는 영향을 평가하고자 유역 수문-수질 모의가 가능한 SWAT(Soil and water assessment tool) 모형과 호소수질 모의가 가능한 WASP(Water Quality Simulation Program) 모형을 연계운영하여 충주호를 포함하는 충주댐 유역($6,642.0km^2$)에 적용하였다. 이를 위해 IPCC(Intergovernmental panel on climate change)에서 제공하는 A1B 배출시나리오를 포함하는 MIROC3.2 hires 모형의 결과로부터 충주댐 유역의 총 6개 기상관측소에 대한 과거 30년(1997~2006) 실측자료를 바탕으로 미래 온도와 강수에 대한 편이보정(Bias correction) 및 Change Factor Method로 상세화(Downscaling)하여 미래 기후자료(2020s, 2050s, 2080s)를 생산하였다. 미래 연평균 온도는 기준년도인 2000년에 비해 최대 $+4.8^{\circ}C$(2080s)의 온도증가를 보였으며, 강수량의 경우 여름과 가을 강수량이 다소 감소하였으나 연평균 강수량은 최대 +34.4%(2080s) 증가하는 것으로 전망되었다. 먼저, SWAT 모형을 이용한 기후변화에 따른 댐 유입량은 39.8%(2080s) 증가는 것으로 분석되었으며 유역의 유출특성 변화로 인한 유사량은 지표유출변화에 기인하여 봄과 겨울에 증가하는 경향과 함께 -14.5%(2020s) ~ +27.3%(2080s)의 변화를 보이는 것으로 분석되었다. 영양물질에 대한 오염부하량은 2080s에서 T-N이 증가추세를 보이며 최대 87.3% 까지 증가하는 반면, T-P는 유사량과 유사한 변화패턴을 보이며 최대 48.4%까지 감소하는 것으로 분석되었다. 호소수질 모델링을 위한 충주호의 Segment 구성은 충주댐1 지점에서부터 충주댐4 지점까지 전체 수표면적 $65.7km^2$에 대하여 상층과 하층 총 760개로 구성하였으며, SWAT 모형에 의한 충주호 유입하천 소유역에서의 미래 유출 및 영양물질 자료를 WASP 모형의 초기값으로 입력하여 수체 내의 BOD, Chl-a, T-N, T-P 변화 분석을 실시하였다. 이와 같이 지구 온난화에 의한 기후변화는 강우특성 변화에 따른 가뭄과 홍수 등 극한 기상현상의 발생, 유역 물순환 체계 변화를 야기 시키므로서 수자원 부존량 변화에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기온상승에 따른 수온변화, 비점오염물질의 거동에도 변화를 초래하여 하천 및 호소 수질에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제44권6호
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• pp.513-523
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• 2011

이 연구에서는 최근에 발표되고 국제기구에 의해 공인된 protocol에 따라 인공 지열 저류층 생성 기술(EGS)을 통한 우리나라 지열발전의 잠재량을 평가하였다. 잠재량 추정에 필요한 입력 자료인 암석 밀도, 비열 및 열전도도는 1,516개 암반 시료의 측정값을 이용했으며, 열생산율은 180개 자료, 지열류량은 352개 자료, 그리고 지표면 온도는 54개 자료를 사용하였다. 내륙을 34,742개의 $1'{\times}1'$ 크기 격자로 나누어 3-10 km 깊이 범위에 걸쳐 1 km 깊이 구간별로 온도 분포를 계산하고 이로부터 열에너지 부존량을 계산하였다. 지하 3-10 km 범위의 이론적 잠재량은 6,975 GW로 계산되었고 이는 2010년 우리나라 총 발전용량인 76 GW의 약 92배에 달한다. 기술적 잠재량은 3-6.5 km 깊이, 개발행위가 가능한 지역만을 고려하고 또한 암반으로부터의 열 회수율(0.14)과 발전시설의 온도 특성까지 포함해서 산출되었다. 온도하강요소 $10^{\circ}C$를 고려할 때 총 기술적 잠재량은 19.6 GW로 나타나고 있다. 만약 온도하강요소를 경제적 잠재량에 포함시킬 수 있도록 제외한다면 기술적 잠재량은 56 GW로 늘어난다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.62-72
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• 2020

본 연구에서는 캐나다 혼리버(Horn-River) 분지를 대상으로 셰일가스 저류층의 신뢰성 있는 생산성 평가와 미래 생산량 예측을 위한 효율적인 이력검증(history matching) 방법을 제안하였다. 이를 위해 셰일가스 저류층의 물성인자가 생산성에 미치는 영향을 분석하기 위한 민감도 분석을 수행하였으며, 그 결과를 바탕으로 저류층 물성인자를 4가지 case로 분류하여 이력검증의 목적함수로 활용하였다. 이력검증 이후 추가 취득된 약 3년간의 생산 자료를 포함하여 맹검시험(blind test)을 수행한 결과, Case 1(모든 물성인자)은 7.67%, Case 2(생산 영향인자)는 7.13%, Case 3(제어 가능 물성인자)는 17.54%, Case 4(제어 불가능 물성인자)는 10.04%의 생산량 오차율이 나타났다. 이는 이력검증을 수행한 초기 4년간의 생산 자료의 경우에는 모든 물성인자를 고려한 생산예측이 효과적이나, 향후 생산량 예측을 함에 있어 Case 2와 같이 생산성에 대해 민감도가 높은 물성인자를 고려할 때 가장 높은 신뢰도가 나타남을 의미한다. 가장 높은 신뢰도를 갖는 Case 2 모델을 이용해서 예측한 셰일가스 저류층 생산정의 긍극가채매장량은 2030년 12월 기준 약 17.24 Bcf이며, 원시부존량 대비 회수율은 약 32.2%이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.303-310
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• 2017

증발산량은 수자원 부존량 평가, 물수지 분석, 지구의 물 순환 및 에너지 순환을 이해하기 위해서 알아야 할 중요한 수문량이다. 실제 증발산량이 습윤조건의 증발산량의 2배에서 잠재 증발산량을 제한 것과 같다는 보완관계(Complimentary relationship)를 기반으로 기상관측망 지점에서 일반적으로 관측되는 기상 자료를 이용해 증발산량을 산정하는 방법이 다양하게 개발되어 왔다. 이 중 Granger and Gary (GG)방법은 보완관계를 기반으로 경험적인 매개변수를 도입하여, 지역의 기온 등의 자료만 활용하여 증발산량을 산정할 수 있도록 하는 경험식이다. 본 연구에서는 FLUXNET2015 자료 중 아시아 지역 내의 10개 지점에서 에디공분산법을 활용해서 관측된 증발산량 자료를 GG방법을 활용하여 산정한 증발산량과 비교하였다. 내륙지역의 경우 해안지역에 비해 상대적으로 정확하게 증발산량이 추정되었고, 이에 해안지역의 경우에만 담금질 기법(Simulated Annealing, SA)을 활용하여 GG방법의 매개변수를 수정하였다. 수정된 GG방법을 활용하여 증발산량 추정 결과의 Root mean square error, Coefficient of determination($R^2$), Mean absolute BIAS를 개선할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.47-47
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• 2011

에너지자원이 부족하여 에너지 해외의존도가 약 80% 이상인 우리나라의 특성상 에너지 해외의존도를 경감시키고 에너지부족 상황을 안정시키기 위하여 국내의 부존에너지를 최대한 활용하는 것이 필요하다. 또한 지구온난화에 대처하는 범세계적인 규제에 대비하기 위하여, 청정에너지를 적극 개발하여 에너지자립도를 향상시켜야 한다. 신재생에너지 중 하나인 소수력은 친환경적인 청정에너지 중 하나로 다른 대체 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 개발 가치가 큰 부존자원으로 평가되고 있다. 그리고 소수력은 여러측면의 사회적 환경적 이점으로 최근에는 선진국에서도 매우 큰 관심을 끌고 있으며, 에너지 자원이 빈약하여 대부분 석유수입에 의존하는 우리나라는 지역에너지로 소수력을 적극 개발하여야 한다. 소수력 부존량이 풍부한 우리나라는 1982년에 소수력 개발 활성화 방안이 공표되면서부터 정부주도 하에 소수력 발전소 건설에 관한 연구를 적극적으로 지원하게 되었다. 대수력과 비교하여 소수력의 장점으로는 비교적 짧은 계획 및 시공기간, 낮은 투자비용, 개인이나 기업을 통한 투자참여, 주위 인력이나 자재를 이용한 쉬운 설치, 적은 환경적인 피해 등이 있다. 이와 같이 청정에너지 중 하나인 소수력의 개발과 활용을 위하여 IT 기술을 접목한 다양한 응용시스템 구축이 진행되고 있다. 특히, 한국에너지기술연구원에서는 신재생에너지 개발 및 보급 확대를 목표로 2006년에 신재생에너지 자원지도시스템을 구축하였으며, 이를 웹상에서 제공하고 있다. 소수력 발전시설의 적극적인 활용을 위해서는 초기설계시 장기유출 특성분석을 통해 해당유역의 수자원을 최대로 활용하고, 지형적인 요소를 이용하여 전기의 생산이 최대가 되도록 하는 최적설계가 이루어 져야 한다. 따라서 본 연구에서는 소수력 발전시설의 최적설계를 위해 한강수계 258개 표준유역 중 섬강합류점에 대하여 자원지도를 활용하여 연평균유량을 추정한 후 소수력 자원량을 산정하였고, 그 결과로 시설용량과 연간전기생산량은 각각 1,633kW, 6,224MWh로 산정되었다. 또한 유출량의 미계측 유역에서의 소수력 발전성능을 예측하기 위한 방법으로 Weibull 분포의 특성화 방법을 선택하여 그 적용성을 검토하였다. 섬강합류점 표준유역 내에 위치하고 있는 목계관측소, 앙성관측소에서의 10개년(1999~2008) 강우자료를 바탕으로 유황곡선을 작성하여 상관관계분석을 실시한 결과 목계관측소에서 0.994701, 앙성관측소에서 0.992616으로 관측치와 계산값이 상당히 유사한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권12호
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• pp.995-1005
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• 2007

본 연구에서는 하천유역에서 소수력 개발 대상지점에서의 최적규모를 결정하는 방안을 제시하였다. 제시된 방안은 지형 및 수문자료의 구축, 발전소 모의운영, 경제성분석, 최적규모 결정과 같은 일련의 절차로 이루어진다. 최적규모 결정을 위해 경제성 평가지표 가운데 하나인 순현가를 이용하였고, 이를 통해 최적 설계유량과 시설물의 최적규모를 도출하였다. 초기비용의 산출을 위하여 기존 소수력발전소의 비용 자료를 검토하여 함수식을 개발하였고, 편익 산정시 현재 공시된 전력 기준단가를 이용하였다. 이러한 일련의 절차를 기존에 조사된 금강수계의 초강유역에 위치한 댐식, 수로식 소수력 지점 2개소에 적용하였으며, 최종적으로 설계유량과 시설물의 규모 변화에 따른 NPV 민감도를 확인하여 최적규모를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 소수력 개발지점에서의 최적규모 및 경제성 여부를 사업추진 이전에 개략 추정하여 잠재수력 부존량을 확인함으로써 사업시행주체의 의사결정 지원 측면에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.133-141
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• 2009

본 연구는 지질자원 연구개발 분야에서 경제적 효과 분석 연구가 활발히 수행되지 않은 분야인 지하수자원 분야의 연구개발 사업을 대상으로 경제적 효과를 분석하고자 한다. 제주도 청정 대용량 지하수 개발사업 중 2004년에서 2007년 기간에는 5년간 44.70억원(2006년 가치, 5.5% 할인율 적용)의 연구개발비용을 지출하여 제주도 지하수 부존량 산정, 대용량 지하수 개발 가능 지역 선정 및 개발 타당성 제시 등의 연구가 실시되었다. 본 사업의 편익요소로 대용량(2만톤/일 이상) 지하수 부존지역 깨소 설정으로 3,600만톤/년의 제주도 지하수 개발지역을 확보한 것으로 보았다. 이에 지하수개발시업의 편익에 연구개발 기여도(9.97%)를 적용, 연구개발투자에 대한 경제성 분석을 실시하였다. 기존의 경제이론 및 결과자료(가상가치평가, 생산기석도)와 시장자료(수입단가, 시설용량)를 기초로 한 지하수개발사업의 편익을 도출하고, 사업의 실행화 시점 및 할인율의 변동에 따른 영향을 제시하였다. 분석 결과 상수도 및 병입수 상업화로 연간 총 1,223만톤의 지하수 이용은 2,934억원의 가치로 나타났으며, 연구개발 투자효과는 2006년 순현재가치(NPV)로 30년간 총 136.59억원, 비용대편익비율(B/C ratio)은 4.06이며 내부수익율(IRR)은 22.74%로 나타났다. 사업화 시행 시점을 기존 10년 후에서 5년 후로 앞당기는 경우 추가적인 55.80억원의 편익이 산정되며, 사업의 할인율이 1% 상승하는 경우 역시 166.73억원 편익이 발생하여, 순편익 121.82억원, 비용편익비 3.71로 연구개발사업 타당성을 확보한다.