• 공업화학
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• 제33권3호
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• pp.302-308
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• 2022

사격장 피탄지에 잔류되는 고폭화약으로 인한 환경오염 문제를 해결하기 위해 표면적이 큰 나노입자를 사용한 분해반응을 연구하였다. 수질오염을 가상하여 물에 용해시킨 research department explosive (RDX)와 high melting explosive(HMX) 니트라민 폭발물에 PdO를 첨가하여 313 K에서 분해반응시켰다. 폭발물의 분해반응속도를 측정하기 위해 반응 초기부터 종료시까지 시료 손실없이 반응속도를 측정할 수 있고 스펙트럼을 통하여 반응의 진행 정도를 관찰 가능한 ¹H NMR을 사용하였다. NMR 피크의 chemical shift 및 peak intensity 분석으로 유사 1차 분해반응이 일어남을 확인하였으며, 측정된 RDX와 HMX의 분해반응 속도상수는 각각 2.10 × 10^-2과 6.35 × 10^-4 h^-1이었다. 본 연구로부터 산화금속 PdO 나노입자는 니트라민 폭발물 분해반응연구에 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.465-465
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• 2023

집중호우시 농경지에서 발생하는 흙탕물은 수질 및 수생태계를 오염시키며, 환경오염에 따른 사회·경제적 문제를 지속적으로 초래하고 있다. 정부와 지자체는 흙탕물 발생이 심각한 지역을 '비점오염원관리지역'으로 지정·고시하여 흙탕물 저감사업을 추진하였으나, 뚜렷한 성과를 나타내지 못하고 있는 실정이다. 최근 정부의 흙탕물 저감사업은 저감시설 설치 등과 같은 구조적 방법에서 발생원관리 중심으로 패러다임이 전환되고 있다. 농경지에서 발생하는 비점오염원의 발생원관리를 위해서는 주민들의 적극적인 참여가 필수적이나, 아직까지 주민들의 비점오염원에 대한 인식이 낮은 수준에 머무르고 있다. 따라서, 본 연구에서는 주민참여 거버넌스를 구축하여 주민들의 인식을 개선하고, 주민들의 참여를 유도하여 농촌지역 실정에 맞는 주민참여형 농업비점오염 관리의 기반을 마련하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 비점오염원관리지역인 가아지구 내 강원도 인제군 인제읍 가아2리 마을일원으로, 본 연구의 참여농가는 총 10농가, 참여농지 면적은 21.81 ha이다. 참여농가를 대상으로2022년 10월 9일, 10월 16일, 10월 23일 총 3회에 걸쳐 주민 교육을 실시하였으며, 주기적인 설문조사를 통해 교육 진행에 따른 주민 인식 변화를 측정하였다. 설문조사는 교육참여자를 대상으로 3회 실시하였으며, 농업비점오염 개념, 최적관리기법의 이해, 비점오염저감 활동참여 의지에 관한 내용으로 구성하였다. 설문조사 점수에 대한 기준은 전혀아니다(1점), 그렇지않다(2점), 보통이다(3점), 그렇다(4점), 매우 그렇다(5점)로 선정하였다. 설문조사 결과 농업비점오염원의 대한 이해도는 1차 62점, 2차 66점, 3차 80점, 최적관리기법의 이해도는 1차 59점, 2차 64점, 3차 75점, 비점오염저감 활동참여 의지도는 1차 61점, 2차 73점, 3차 80점으로 나타났다. 1차 설문조사 결과 대비 3차설문조사 결과 농업비점오염의 개념 및 최적관리기법의 이해도는 22.5, 21.3% 증가하는것으로 분석되었으며, 비점오염저감 활동참여 의지도는 23.8% 증가하는 것으로 분석되었다. 조사 결과와 같이 교육을 통해 주민들의 인식이 전환된 것으로 분석되었으며, 비점오염원 저감활동에 대한 의지가 표준 이상으로 나타나 주민 참여 거버넌스 구축 연구를 통해 실질적인 농촌 비점오염 관리가 가능할 것이라 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.13-21
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• 2023

에너지 자원의 안정적 확보 어려움, 화석연료 이용에 따른 온실가스 방출로 지구 온난화 현상 등의 문제가 대두됨에 따라 재생에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 조석현상은 일정한 주기를 가지고 정기적으로 발생하는 규칙성이 존재하므로 사전에 정확한 예측이 가능하여 에너지 회수 측면에서 이점이 있다. 따라서 조석을 에너지원으로 활용하기 위한 다양한 방법이 고안되어왔다. 방조제를 활용한 조력발전은 많이 운영되는 대표적인 방식이지만, 조지내 조차 감소, 수질 변화, 생태계 변화 등으로 조력발전 사업 추진이 지연되거나 중단되고 있다. 본 연구에서는 방조제가 이미 설치되어 있는 해역에 적용가능한 조력발전 장치의 개발 및 성능 검증을 위하여 현장실험을 실시하였다. 2개의 수조 및 관수로, 개수로, 웨어 그리고 수차 및 발전기를 이용하여 4종류의 실험을 수행한 결과, 10 kW 이상의 출력과 효율 60% 이상이 가능한 발전시스템 개발 가능성을 확인하였다. 이러한 연구결과는 기존 방조제를 활용한 소규모 조력발전에 활용할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2020

최근 정부의 신북방정책 추진에 따라 수자원분야에서는 동북아지역 국제 공유하천을 중심의 물 정보 및 연구협력 기회 확보와 지정학적 특성을 고려한 지역 현안해결 중심의 연구가 재조명 되고 있다. 두만강은 이러한 동북아의 중심에 위치하고 있으며, 중국, 북한, 러이사의 국경을 따라 흐르며 지역 수자원의 대부분을 공급하는 국제하천이다. 또한, 지난 2018년 5월에는 하구유역이 람사르(Ramsar) 습지로 승인됨에 따라 철새 등을 포함한 생태가치의 중요성도 크게 증가하였다. 하지만 이 지역은 유역의 지정학적 민감성과 접근이 제한된 관측 정보들로 인해 그 수자원·환경 효용성을 정확하게 파악할 수 없을 뿐만 아니라, 최근 기후변화에 따른 영향으로 홍수, 가뭄 등의 수재해와 수질오염 등의 문제가 발생하고 있어 가용한 기술기반의 직·간접적 접근을 통한 장기수문 및 환경변화 등에 대한 분석과 관리방안 수립 등의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 미계측 두만강 유역을 대상으로 우선, 가용한 위성자료 및 광역지표모형(MERRA-2) 기반 NASA POWER(Prediction of Worldwide Energy Resource) 수문기상 자료와 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하여 장기 수문영향을 평가하고자 한다. SWAT 모형은 전 지구적으로 활용 가능한 격자 해상도 약 30m의 위성기반 수치표고모형(DEM), 광역 토양도, 지역 토지이용도 자료를 활용하여 두만강 유역을 전체 19개 소유역 및 18개 하도, 138개 HRUs의 수문분석 단위로 구축하였으며, 모의는 미국 NOAA NCDC(National Climate Data Center) 및 중국 CMDC(China Meteorological Data Service Center)의 주요 관측지점에서 선별한 총 13개소의 위치에 대해 재분석된 기후/기상자료들(NASA POWER 강수, 기온, 풍속, 상대습도 및 일사량)을 적용, 1990년에서 2019년까지의 30개년도 연속자료를 구축활용 하였다. 한편, 모형의 검·보정은 앞서 언급한 관측 자료의 부재로 과거 문헌 등을 통해 파악할 수 있는 연 단위 수자원 총량 등을 활용해 진행코자한다. 아울러, 향후는 최근 활용 가능한 장기 위성관측 강수량을 적용, 재분석 자료 결과와의 비교를 통해 상호 분석 오류를 줄여나갈 수 있을 것으로도 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.246-246
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• 2021

본 연구는 강우 발생시 유량을 추정하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 본 연구는 선행연구의 모형 개발방법론에서 벗어나 딥러닝 알고리즘 중 하나인 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 유량을 추정하였다. 합성곱 신경망은 일반적으로 분류 문제 (classification)을 해결하기 위한 목적으로 개발되었기 때문에 불특정 연속변수인 유량을 모의하기에는 적합하지 않다. 이를 위해 본 연구에서는 합성곱 신경망의 완전 연결층 (Fully connected layer)를 개선하여 연속변수를 모의할 수 있도록 개선하였다. 대부분 합성곱 신경망은 RGB (red, green, blue) 사진 (photograph)을 이용하여 해당 사진이 나타내는 것을 예측하는 목적으로 사용하지만, 본 연구의 경우 일반 RGB 사진을 이용하여 유출량을 예측하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는 수문학적 이미지는 입력자료로 활용했다. 합성곱 신경망의 구조는 Convolution Layer와 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 이후 Flatten Layer, 2개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 다시 1개의 Dense Layer가 이어지는 구조로 설계하였다. 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 분류모형에 이용되는 softmax 또는 sigmoid 함수를 대신하여 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 이와 함께 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)를 이용하였으며, 모형의 학습 평가 및 검정을 판단하기 위해 MSE 및 MAE를 사용했다. 또한, 모형평가는 NSE와 RMSE를 이용하였다. 그 결과, 모형의 학습 평가에 대한 MSE는 11.629.8 m3/s에서 118.6 m3/s로, MAE는 25.4 m3/s에서 4.7 m3/s로 감소하였으며, 모형의 검정에 대한 MSE는 1,997.9 m3/s에서 527.9 m3/s로, MAE는 21.5 m3/s에서 9.4 m3/s로 감소한 것으로 나타났다. 또한, 모형평가를 위한 NSE는 0.7, RMSE는 27.0 m3/s로 나타나, 본 연구의 모형은 양호(moderate)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구를 통해 제시된 방법론에 기반을 두어 CNN 모형 구조의 확장과 수문학적 이미지의 개선 또는 새로운 이미지 개발 등을 추진할 경우 모형의 예측 성능이 향상될 수 있는 여지가 있으며, 원격탐사 분야나, 위성 영상을 이용한 전 지구적 또는 광역 단위의 실시간 유량 모의 분야 등으로의 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 분석과학
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• 제19권4호
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• pp.290-300
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• 2006

세계적으로 음용수 공급을 위한 정수 공정에는 여러 가지 방법이 쓰이고 있다. 그 중 염소는 값이 싸고 비교적 사용하기 쉬우며 미생물 제거 효과가 좋아 가장 많이 사용되는 소독제이다. 그러나 소독과정 중에 독성을 가지는 소독부산물을 생성시키는 문제가 있다. 대표적인 소독부산물에는 트리할로메탄같은 휘발성 물질과 유기염소산같은 비휘발성 물질이 있고, 최근 새로이 3-chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-2(5H)-furanone (MX)라는 물질이 대두되고 있다. MX는 음용수 중 총 변이원성의 20-50%에 해당하는 강력한 변이원성을 가지는 물질이다. 이에 WHO에서는 MX를 유해물질로 선정하였으나 분석적 어려움과 독성 자료의 부족으로 인해 아직 정확한 기준치가 설정되지는 않았다. MX는 음용수 중에 21.9-30.3 ng/L 수준의 미량이 존재하였으므로 좀 더 효율적인 분석방법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 전처리 방법의 개선을 위해 액체-액체 추출방법과 고체상 추출방법을 사용하여 그 추출효율이 더 좋은, 고체상 추출방법을 채택하였다. 이미 여러 국가에서 MX의 분포를 조사한 바 있으나 국내에서는 MX의 분포 조사가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내의 각 정수장별 MX 함량과 수계별 MX 함량을 조사하여 국내의 MX 분포 실태를 파악하고자 하였다. MX의 생성패턴을 알고자 염소투입량, 정수장으로부터의 거리, 계절 수온 및 여러 수질조건에 따라 MX생성과의 상관관계를 확인해 본 결과 MX의 생성은 염소투입량과 계절, 수온의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 MX의 최적 소독방법을 마련하기 위한 기초 연구로서 오존이나 입상활성탄(GAC)을 사용하는 고도처리수에서의 MX 함량을 측정하였다. 본 연구 결과 MX의 생성은 염소 투입량과 계절, 수온의 영향을 받는 것으로 나타났고, 오존 처리한 고도처리수에서의 MX 생성이 최소화되는 것을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권5호
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• pp.531-536
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• 2013

Prometryn은 트리아진계 제초제로 일년생 쌍자엽 식물체와 같은 일년생 잡초 제거에 탁월한 효과가 있으나 일부 토양에 약효가 여러 달 지속될 경우 수중계에 스며들어 축적과 이동, 생물학적 농축(biomagnification)등의 심각한 환경문제를 비롯한 수질오염, 야생동물 및 국민건강에 심각한 문제를 일으킬 수 있는 잔류물질이다. 최근 국내에서 중국산 바지락 및 그 가공품에서 prometryn의 검출이 보고된 바 있어 이에 대한 지속적인 모니터링이 필요하기 때문에 바지락 중의 prometryn 분석법 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수산물 중 바지락을 시료로 사용하였다. 시료를 아세토니트릴로 추출하고 농축한 다음 20% 아세톤 함유 헥산을 첨가하여 용해하였다. 이 용액을 florisil 카트리지로 정제한 후 농축하여 GC-MS로 분석하였다. 기기분석은 SIM 모드로 m/z 241 이온에 대하여 정량하였고, LOQ는 0.04 mg/kg으로 계산되었으며, LOQ, $2{\times}LOQ$ 농도에서의 회수율 및 분석오차가 각각 84.0-98.0%, 3.1-7.1%로 분석되어 Codex 가이드라인 규정에 만족하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2211-2221
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• 2013

4대강 살리기 사업을 통해 가뭄 및 홍수문제를 예방하고 수질개선 및 종합적인 물 관리를 위해 4대강에 다수의 보가 설치되었다. 그러나 보의 설치로 인해 상류로부터 유입되는 유속이 감소되어 유입된 유사의 이송능력 또한 저하됨으로써 보 상류구간에서의 하상변화가 발생한다. 특히 함안보는 낙동강에 설치된 8개의 보 중 낙동강 최하류단에 설치되어 완만한 경사와 유속 감소로 인해 하상변동 및 지속적인 퇴사문제와 더불어 하상의 불안정화가 더욱 클 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 2차원 모형인 CCHE2D를 이용하여 함안보 설치에 따른 보 상류에서의 흐름 및 하상변동 분석을 실시하고 이를 통해 하상의 안정화를 위한 방안들의 정량적인 평가를 실시하였다. 함안보 설치 후 흐름 및 하상변동 모의 결과, 모든 모의유량 조건에서 초기하상에서의 유속이 일정 지속기간이 지난 후 하상에서의 유속보다 빠르게 나타났으며, 전체 모의구간에서 하상변동이 크게 발생한 지점의 위치가 모든 적용유량에 대해 동일하게 나타났다. 이에 따라 하상안정화를 위해 하류단 수위를 함안보 관리수위 5.0 m에서 4.5 m로 저하시킬 경우, 유속분포는 관리수위일 때보다 전반적으로 빠르게 나타났으며 하폭이 가장 좁은 지점에서의 침식현상은 하류단 수위저하에 관계없이 지속적으로 나타났다. 이에 본 연구에서는 하폭이 가장 좁은 지형의 하폭을 확대시키는 방법을 제안하였으며 수치모의 분석 결과, 하폭 확대 후 지형에서 지속적인 침식이 예상되는 구간에서의 하상변동은 거의 발생하지 않아 하상의 안정화 효과가 있는 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제44권2호
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• pp.97-102
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• 2001

제주도에서 지하수의 충전지역으로 중요한 역할을 하고 있는 한라산의 중산간 지역에 집중적으로 골프장이 건설되고 있어 잔디 관리용으로 살포된 농약에 의한 지하수의 오염이 우려되고 있다. 흡착제인 활성탄, Orpar또는 zeolite를 Iysimeter 형태의 모형그린에 35 cm 깊이에 3 cm 두께로 처리하여 농약의 용탈 억제 효율을 비교하였다. 시험 농약으로는 fenitrothion, triadimefon, diniconazole을 수화제로 모형그린 표면에 살포하였으며 통상적인 그린 관리 조건하에서 농약의 용탈현상을 조사하였다. 용탈현상은 주로 자연강우에 의해 발생되었으며 비강우시의 관수는 농약의 용탈에 큰 영향을 미치지 않았다. 잔류성이 짧거나 흡착성이 큰 농약인 fenitrothion과 triadimefon의 용탈은 강우량이 많은 조사 초기에만 매우 제한적으로 일어났으며 특히 fenitrothion은 용탈 가능성이 거의 없는 농약으로 나타났다. 잔류성이 긴 diniconazole은 조사기간 동안 지속적으로 또 가장 높은 농도로 용탈되었다. 따라서 투수성이 크고 유기화합물에 대한 흡착력이 낮은 사질의 그린 조건에서는 농약의 잔류성이 용탈에 영향을 미치는 주 요인으로 나타났다. 초기 살포량을 기준으로 계산된 용탈율을 보면 fenitrothion과 triadimefon은 0.2% 이하였으며 diniconazole은 1.8% 정도로 비교적 높았다. 흡착제의 처리로 이들 농약의 용탈을 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났는데, 특히 활성탄과 Orpar를 흡착제로 처리한 모형그린에서 농약의 용탈율을 0.01%이하로 감소시킬 수 있었다. 흡착제를 처리하지 않을 경우에 용탈수 중에서 검출된 농약의 농도는지하수로 유입된다 하여도 음용수의 수질 측면에서 문제가 되지 않을 정도로 낮았으며, 활성탄과 같은 흡착제를 처리함으로써 골프장에서의 농약 용탈 문제를 보다 근원적으로 차단할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.54-69
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• 2000

제주도에는 해수침투로 발생된 고염분 지하수 산출에 의한 지하수 장애가 나타나고 있거나 우려되는 지역이 있다. 고염분 지하수 산출에 의한 지하수 장애발생 가능지역과 고염분 지하수 산출원인을 파악하기 위하여 제주도 지하수보전 ${\cdot}$ 관리 계획 수립조사의 일환으로 농업기반공사에 의해 구축된 제주도 지하수정보관리시스템을 이용하였다. 고염분 지하수 산출이 뚜렷한 16개 관정에 대해 전기비전도도를 검층하여 우물내에서의 담 ${\cdot}$ 염수 부존상태를 파악하고자 하였다. 심도별 염소이온농도 분포도를 작성한 결과, 고염분 지하수산출에 의한 지하수장애가 우려되는 지역은 제주도 동부해안지역과 북부 해안일부지역으로 나타났다. 제주도 동부해안지역의 고염분 지하수 산출원인은 지질 구조적인 요인에 의한 저지하수위 형성과 낮은 수리경사 등에 의해 해안선에서 상당히 먼 거리까지 지하 천부에 담${\cdot}$염수 경계면이 형성되어 있기 때문이다. 이러한 사실은 이미 고염분 지하수가 산출되는 관정에서 전기비전도도가 높게 나타나는 구간을 되메움(시멘트 그라우팅) 처리함으로서 염수유입을 방지시키고 양호한 수질을 확보한 사례에서도 알 수 있다. 고염분 지하수의 산출이 우려되는 지역에 대해서는 특별관리지역으로 설정하여 지하수개발${\cdot}$이용을 관리할 필요가 있다. 심도별 염소이온농도 분포도와 지하수 수위자료, 지역별 비양수량을 이용하여 지하수 개발심도, 양수량을 관리함으로서 다각적인 지하수개발${\cdot}$이용이 검토되어질 수 있다.에 비해 결코 우월한 위치에 있지 않다. 오히려 많이 낙후되었다고 할 수 있다. 경제규모와 위상과 발전상태에 비추어 보면 실로 부끄러운 일이 아닐 수 없다. 이렇게 된 배경에는 연약지반이 사회의 문제로 대두되는 일이 미미하여 이 분야에 쓸리는 관심이 상대적으로 적은 점이 주원인이라고 볼 수 있다. 연약지반이 기술현장에서 문제로 떠오르기 시작한지도 째 오랜 시간이 경과하였다. 이제 더 이상 우리의 기술수준을 이대로 방치할 수는 없는 시점에 와 있는 것이다. 연약지반에 몸담고 있는 우리 스스로가 위상을 지키려는 노력을 배가하여야 한다. 연약지반 공학자들은 스스로 고급의 데이터를 생산하고 평가하고 예측하는 기법을 활발하게 적용하고 발전시킴으로써 자신들의 위치를 지켜야 할 것이다. Clean-handed-research만을 고집하는 환상에서 깨어나 국외의 변모하는 모습을 빠르게 수용하고 국내의 연약지반 관련 자료를 국외에 널리 알릴 수 있는 위치로 발돋움할 때 연약지반 공학자의 위상도 제고될 것이다.'ity, and warm water discharges from a power plant, etc.h to the way to dispose heavy water adsorbent. Through this we could reduce solid waste products and the expense of permanent disposal of radioactive waste products and also we could contribute nuclear power plant run safely. According to the result w