• 제목/요약/키워드: 수리온

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담수 퇴적물의 영양염 용출 측정 방법에 관한 고찰 (A Study on the Measurement Method for Benthic Nutrient Flux in Freshwater Sediments)

  • 김경희;김성한;진달래;허인애;현정호
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.288-302
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    • 2017
  • 퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

저에너지 양전자 소멸 분광법을 이용한 MgB2 박막 구조 특성 (The Characterization of MgB2 Thin Film by Slow Positron Annihilation Spectroscopy)

  • 이종용;강원남
    • 한국진공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.160-164
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    • 2008
  • 저속 에너지 도플러 넓어짐 양전자 소멸 분광법으로 $MgB_2$ 박막내의 원자 크기 정도 고체 구조 특성에 대하여 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸로 발생하는 511keV 감마선 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수를 사용하여, 상전이 근처 온도에서 박막의 구조 변화를 측정하였다. 비등방성 구조로 된 $MgB_2$ 박막에서 초전도 특성을 갖는 상전이 온도 근처에서 S-변수를 측정하였다. 양전자의 입사 에너지 10keV에서 측정된 S-변수의 최고치는 박막의 온도가 30K에서 0.567이고, 50 K에서는 0.570로 큰 변화는 없었다. 이 결과로부터 양전자가 Boron 층의 초 전자와 소멸하기 보다는 Mg층 근처의 상 전자와 소멸하는 것으로 판단된다. $MgB_2$의 박막의 외층은 Mg층으로 이루어졌다고 할 수 있다.

폐기물 매립지 주변의 지하수 오염과 오염물질의 지연 특성 (Characteristics of Groundwater Pollution and Contaminant Attenuation at Waste Disposal Sites)

  • 오석영;전효택
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.37-49
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    • 1996
  • 이 연구에서는 난지도 매립지와 화성매립지를 연구대상으로하여 주변의 지하수 오염 정도를 파악하고, 오염물질들의 지연작용을 밝히며, 최적 오염지시인자를 도출하고자 하였다. 난지도, 김포, 화성 매립지에서 채취된 침출수에 대하여 현장측정과 실내 화학분석을 실시하여 침출수의 물리화학적 수리화학적 특성들을 파악한 결과 침출수는 높은 온도(31.7-40.1$^{\circ}C$)와 높은 전기전도도(14,650-32,800 $\mu$S/cm), 약 알칼리의 pH(7.58-8.45), 낮은 Eh값(-119.4-20.4 mV)을 특징적으로 보이며, 주성분 이온들로서 $Na^{+}$, $K^{+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, HC $O_3$$^{-}$, C $l^{-}$ 등이, 부성분 이온들로서 Mn, S $r^{2+}$, $Ba^{2+}$, L $i^{+}$, $F_{-}$, B $r^{-}$ 등이 부화되어 있다. 일반폐기물 매립지인 난지도.김포 매립지의 침출수와 산업폐기물 매립지인 화성매립지의 침출수는 S $O_4$$^{2-}$ , Fe 중금속 원소들의 함량으로 구분된다. 지표수와 지하수의 화학분석, Cl 표준화과정, WATEQ4F 분석 등을 종합하여 앞서 연구된 유선망 분석을 바탕으로 오염물질의 거동을 해석하였다. 또한 Contamination Factor를 통하여 최적의 오염지시인자를 도출하였다. 일반페기물 매립지인 난지도 매립지의 경우 K, Na, Ca, Mg, B, Zn, HC $O_3$, Cl, F, Br, TOC 등이 , 산업 폐기 물 매립지인 화성 매립지의 경우 K, Na, Ca, Mg, B, S $O_4$, HC $O_3$, Cl, F, Br, TOC 등이 뚜렷한 대조를 보이는 좋은 오염지시인자이며, 해안 매립지는 TOC가 가장 적합한 오염지시 인자이다.

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지류보존처리를 위한 염색보수지의 매염제에 따른 열화특성 연구 (Study on Aging Characteristics Depending on the Utilized Mordants of Dyed Restoration Paper for Paper Conservation)

  • 지주연;위광철
    • 보존과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.47-54
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    • 2013
  • 본 연구에서는 손상된 지류문화재의 수리복원 과정에서 사용되는 염색보수지의 제작에 있어 매염제가 바탕종이에 어떠한 영향을 주는지 확인하고자 현재 시판되는 대표적인 합성매염제 4종류 [$K_2CO_3$, $AlK(SO_4)_2{\cdot}12H_2O$, $Cu_2SO_4{\cdot}5H_2O$, $FeSO_4$]를 선정하여 시료를 제작하고 자외선, 온 습도를 이용한 인공열화를 통해 열화 후 색도 측정, 인장지수 측정, pH측정(산성화 정도)을 실시하고 그에 따른 물성변화를 확인하였다. 색도 측정 결과 $K_2CO_3$매염 시료의 ${\Delta}E^*ab$값이 가장 크게 나타났으며 인장지수 측정 결과 열화시간에 따라 염색시료의 강도는 모두 저하하였으나 매염제에 따른 변화는 뚜렷하지 않음을 알 수 있었다. 산성도 측정 결과 $Cu_2SO_4{\cdot}5H_2O$$FeSO_4$로 매염한 시료의 pH값이 6이하로 감소하였다. 실험 결과를 통하여 보수지 염색에서 사용되는 매염제는 바탕종이의 염색 특성 및 노화에 영향을 주는 것으로 확인 되었다.

이중보온 열수송관에 대한 동결차수공법개발에 관한 연구 (The study of developing the freezing seal isolation method for the pre insulated heat transfer pipe)

  • 유병희;안창구;김우철;신익호
    • 에너지공학
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    • 제26권3호
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    • pp.105-112
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    • 2017
  • 우리는 원자력발전시스템에서부터 상수도까지 많은 배관시스템을 사용하고 있다. 그리고 이들 배관시스템의 적절한 운용을 위하여 배관시스템의 유지 및 보수 등을 수행하고 있다. 특히 한국지역난방공사와 같은 대형플랜트 배관시스템의 고장은 기업의 생산성과 이익에 직결된 문제일 뿐만 아니라 국민의 안전과 편익과 같은 매우 중요한 문제를 유발할 수 있기 때문에 빠른 대응과 안전한 수리가 가장 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 한국지역난방공사 사용 중인 이중보온 열수송관(300A)의 유지보수를 위하여 액화질소를 이용한 배관 동결차수공법을 개발하였다. 본 연구에서는 전산해석기법을 채용하여 대상 열수송관과 전용 재킷에 대한 내부 유동 및 열전달 해석을 수행하여 최적의 시스템을 선정하고, 상세 모델을 설계, 제작하였다. 실험실 규모 시험장치를 개발하여 차수공법에 대한 자체시험을 수행하고, 한국지역난방공사 세종지사 Test bed에서 현장적용 성능평가 시험을 수행하였다.

슬러지 농도 최적화에 따른 합리적인 활성슬러지공정 설계방안 연구 (Economic Design of Activated Sludge System at the Optimum Sludge Concentration)

  • 이병준;최윤영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권5호
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    • pp.483-490
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    • 2014
  • 활성슬러지 공정의 생물학적 반응조 및 2차 침전지 설계와 관련해서 정상상태 설계식(Ekama et al., 1986; WRC, 1984) 및 1-D flux theory 설계식(Ekama et al., 1997)을 사용하여 슬러지 농도에 따라 두 가지 공정을 일괄적으로 설계하였다. 또한, 슬러지 농도에 따른 생물학적 반응조 및 2차 침전지 크기 변화를 도식화하고, 유입수 성상이나 슬러지 침강성, 환경 및 운전조건 그리고 첨두유량이 각 공정의 크기결정에 미치는 영향을 평가하였다. 먼저유입수의 특성과 관련하여 난분해성 용해성 물질(fs,us)은 반응조 크기 결정에 큰 영향이 없었지만, 난분해성 입자성 물질(fs,up), 무기고형물(fi) 및 유기물 강도(Sti)의 영향은 크게 나타났다. 운전인자인 Sludge Retention Time (SRT)의 경우, 슬러지 생산량과 관련되므로 반응조 크기결정에 역시 큰 영향을 미쳤다. 2차 침전지의 설계요소인 Sludge Volume Index (SVI) 및 첨두유량이 커질수록 2차 침전지에 수리학적 부하가 커지게 되어, 2차 침전지가 크게 설계되어야 했다. 본 설계과정에서는, 온도 변화가 미치는 영향은 작게 나타났다. 대규모 처리장의 경우 반응조 및 2차 침전지 전체 크기 결정과 함께 1개조 크기의 상한선을 설정하여 개수를 산정하였다. 최종적으로 엔지니어는 여러 가지 슬러지 농도에 대하여 반응조 및 2차 침전조의 크기, 개수 및 현장조건을 고려한 건설비용을 반복적으로 계산하게 되면, 최소비용 설계와 함께 최적의 슬러지 농도를 결정하게 된다.

FUNWAVE-TVD 수치모형을 이용한 수중천퇴를 통과하는 불규칙파의 수치모의에서 TVD 기법들에 의한 수치해 비교 (Comparison of Numerical Solutions by TVD Schemes in Simulations of Irregular Waves Propagating over a Submerged Shoal Using FUNWAVE-TVD Numerical Model)

  • 최영광;서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.143-152
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    • 2018
  • 최근 개발된 FUNWAVE-TVD 파랑모형을 이용하여 적용되어 온 TVD 기법들의 수렴도와 수치적인 안정성을 비교하였다. Yamamoto and Daiguji(1993)의 minmod limiter를 사용하는 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법과 Erduran et al.(2005)의 van-Leer limiter를 사용하는 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법, Zhou et al.(2001)의 van-Leer limiter를 사용하는 2차 정확도의 MUSCL-TVD 기법을 비교하였으며, 수리실험 관측치가 제시되어 있는 Vincent and Briggs(1989)의 불규칙 파랑실험에 적용하였다. 불규칙 파랑의 비쇄파 실험 결과에서 minmod limiter를 사용하는 4차 정확도의 기법은 van-Leer limiter를 사용하는 기법이 요구하는 격자의 크기만큼 세밀한 격자를 요구하지는 않지만, 더 낮은 CFL을 사용해야 안정적인 모의가 가능하였다. 반면에 van-Leer limiter를 사용하는 기법에서는 numerical dissipation을 줄이기 위하여 보다 세밀한 격자를 필요로 하지만 비교적 높은 CFL을 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 각 기법의 numerical dissipation의 영향을 최대한 줄이기 위하여 공간격자를 충분히 줄인 쇄파 모의 실험에서는 비쇄파 실험에 비하여 각 기법의 특성이 명확히 나타났다. Numerical dissipation이 상대적으로 작은 minmod limiter를 사용하는 기법으로 모의할 때는 격자를 충분히 줄이면 수치적인 불안정성이 나타나며 수치해가 발산하는 결과를 보였지만, van-Leer limiter를 사용하는 기법에서는 비교적 낮은 CFL을 사용하여 쇄파 모의가 완료되었으며, 관측치를 잘 재현하는 결과를 보였다.

복합 처분환경 모사조건에서의 KURT 화강암의 역학적 물성 변화 평가 (Evaluation of mechanical properties of KURT granite under simulated coupled condition of a geological repository)

  • 박승훈;김진섭;김건영;권상기
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.501-518
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    • 2019
  • 심부 지하환경 조건에서 측정된 암석물성의 사용은 고준위폐기물처분장의 장기 안전성 평가 측면에서 해석의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 연구는 지하처분연구시설(Korea atomic energy research institute Underground Research Tunnel, KURT)의 화강암(한국원자력연구원, 대전)을 대상으로 고준위폐기물 처분장에서 예상되는 복합환경 조건을 구현한 후 암석의 역학적 물성 변화를 측정하였다. 실험은 심지층 처분환경이 모사되도록 열-수리-역학적 복합 환경(Thermo-Hydro-Mechanical, THM)이 조절될 수 있는 실험장치를 제작하였다. 다양한 복합 실험조건(M, HM, TM, THM)을 구현하여 일축압축강도와 간접인장강도, 탄성계수, 포와송비 등의 암석물성을 측정한 후 그 결과를 분석하였다. 실험결과, 처분장 근계암반 예상 온도범위 내에서는 KURT 화강암의 역학적 물성이 온도의 영향 보다 포화유무에 따른 변화가 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한, 동일한 온도 조건에서 포화 유무에 따른 일축압축시험 결과는 최대 약 20%의 상대적인 차이를 보였으며, 간접인장시험 결과는 최대 13%의 차이가 발생하였다. 따라서 처분장의 장기거동에 따른 성능평가 및 안전성 예측을 위해서는 기존의 상온 실내시험을 통해 도출된 암석물성을 사용하기보다 심부 지하환경을 반영한 암석의 복합물성을 활용하는 것이 해석의 신뢰도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

공학적방벽재로서 벤토나이트 거동의 X선 단층촬영 기반 비파괴 특성화 현황 (Current Status of X-ray CT Based Non Destructive Characterization of Bentonite as an Engineered Barrier Material)

  • 멜빈;김주연;김광염;이창수;김진섭
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.400-414
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    • 2021
  • 고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.

포화유무 및 온도조건에 따른 콘크리트 음향방출 신호 감쇠계수 결정 (Determination of acoustic emission signal attenuation coefficient of concrete according to dry, saturation, and temperature condition)

  • 이항로;홍창호;김진섭;김지원
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.39-55
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    • 2022
  • 본 연구는 경주 중·저준위 지하 처분환경에서의 사일로 콘크리트의 음향방출(AE) 신호 감쇠계수(α)를 결정하기 위해 신호감쇠 실험을 수행하였다. 활용된 시료들은 경주 중·저준위 처분장 사일로에 사용된 콘크리트 배합비로 제작하였으며 28일간 수중 양생 후 처분환경에 맞도록 온도 및 포화유무에 따라 추가적으로 노출시켰다. 처분조건 별 각 3개씩의 공시체에 대하여 신호전달거리에 따른 AE 신호를 측정한 결과, 초기구간에서는 포화콘크리트의 AE 진폭과 절대에너지가 건조콘크리트의 경우보다 더 높게 나타났지만, α는 포화콘크리트의 경우가 더 높게 산정되었다. 또한, 포화유무와 상관없이 온도가 증가함에 따라 α는 감소하는 경향을 보였다. α는 온도조건보다는 포화유무에 따른 영향이 큰 것으로 분석되었으며, 이는 콘크리트 처분구조물의 감쇠신호 측정 시 포화여부를 고려한 판단이 중요하다는 것을 의미한다. 처분환경에서의 콘크리트 α는 균열이 발생한 위치에서의 실제 AE 특성 파라미터 값을 추정함으로써 경주 중·저준위 처분환경에서 사일로 콘크리트의 건전성을 예측하고 센서의 최적 배치를 결정하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.