• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.213-226
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• 2019

2017년 고리 1호기 영구정지 이후 규제기관과 원전운영자는 2031년으로 예정된 부지 제염 및 복원을 수행하기 위해 사전준비 작업을 진행해오고 있다. 적절한 계획 수립 및 효과적인 규제활동을 위해서 규제지침 개발과 기술적 근거수립이 무엇보다 선행되어야 한다. 국내에선 연구용 원자로 해체경험이 있지만 상업용 원전은 없기 때문에 해외 해체 선도국의 부지복원사례연구를 통해 토양 제염과 관련한 기술사항 및 규제기준에 대한 정보를 제공한다면 고리 1호기 복원계획 및 규제기준 수립에 효과적일 것이다. 미국은 상업용 원전에 대한 다양한 해체경험을 축적해 왔으며 RESRAD 프로그램 및 MARSSIM 절차와 같은 체계를 개발 적용하여 오염된 부지의 조사, 제염, 복원 및 해제를 통합적으로 수행하고 있다. 이 논문에서는 미국의 5개 상업용 원전(해체완료 4개, 지연해체 1개)을 대상으로 심층 토양오염에 대한 부지복원 사례연구를 수행하였다. 심층토양의 경우 표층토양과 달리 미국에서도 정형화된 평가방법론이 아직 정립되어 있지 않았고, 오염평가시 지하수 영향을 고려해야 하는 특성이 있음이 확인되었다. 따라서 향후 고리 1호기 부지복원 전략수립 및 규제지침 개발에 고려할 만한 제안사항을 도출하고자 기술 및 규제 관점에서 심층토양에 대한 오염평가, 제염기준 수립, 제염작업 수행 및 결과 검증까지 단계별 주요사례를 정리하고, 미국 해체사업자가 적용한 심층토양 평가방법과 규제기관과 해체사업자 간에 논의된 주요 쟁점사항을 분석하여 시사점을 도출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.286-286
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• 2023

물의 전체 순환 구조에서 토양수분이 차지하는 정량적 비중은 상대적으로 작지만, 강우-유출 과정의 비선형에 영향을 미치는 지배적 요인 중 하나이고, 토양 침식과 산사태, 농업생산량, 기후 변화 대응 등 광범위한 주제와 연관되어 있어, 토양수분의 물리과정에 대한 이해 증진과 예측 기술의 지속적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 금오공과대학교 유역 내에서 토양수분과 기상 요소를 실시간 관측하고, 기계학습 기법을 이용하여 토양수분을 단기 예측하는 기술을 개발하고 평가한다. 구체적으로는, 토양 관측 장비인 TEROS를 사용하여 표층 지점의 10cm, 심층 지점의 40cm에서의 토양수분, 토양장력과 토양온도를, 기상 관측 장비인 ATMOS를 사용하여 태양복사, 강수량, 기온, 풍속, 대기압 등 다양한 기상 요소를, 실시간 클라우드 방식으로 1여 년간 수집한 데이터를 활용한다. 또한, 과거 및 실시간 데이터를 기반으로 LSTM(Long-Short Term Memory) 기법을 사용하여 토양수분 예측 모형을 구축하고, 선행 예측 시간에 따른 모의 정확도를 평가한다. 기상 요소의 누적 등 자료 분석 방법이 표층 및 심층 토양수분 예측에 미치는 영향, 그리고 예측 모형 개선 방향에 대해 토의한다. 실시간 현장 관측 자료 및 인공지능 기반 단기 토양수분 예측 모의 기술은 소규모 유역의 수문순환 분석 및 물리기반 모형의 개선 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제3권2호
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• pp.191-201
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• 1993

환원은 심층 지하처분되는 Cr(VI)의 양을 줄이는데 중요한 수단의 하나이다. 이 반응은 pH와 온도에 따라 민감하게 작용하며, 지하심층 처분장의 낮은 pH와 높은 온도는 토양 유기질, 높은 염소이온 농도와 더불어 Cr(VI)의 환원에 좋은 환경을 제공한다. 본 연구에서는 다양한 환경 조건에 따른 토양 유기질과 염소이온에 의한 Cr(VI)의 환원이 조사 되었다. aquifer와 aquitard 샘플은 각각 미국 루이지애나주 세인트 촬스군의 심층 처분장에서 채취되었다. 본 연구에서는 심층처분장을 대표하는 pH(-0.81~2.0), 온도($50^{\circ}C와{\;}70^{\circ}C$), 염소이온 농도(0, 0.26, 0.52 몰)를 이용하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.443-443
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• 2021

국내 하천, 호소에 유입되는 오염물질 중 30% 이상이 농업 활동 등으로부터 기인한다. 정부 부처는 '04년부터 농업 비점오염원 저감 대책을 수립·시행하고 있으나 농촌 인구 고령화, 열악한 재정환경, 관행화·고착화 된 농법 등으로 인해 주민참여 및 대책 적용의 한계가 있었다. 금호강 상류 보현산댐 유역은 대부분 임야로 고현천 등 상류 하천변에 사과원이 밀집되어 있다. 또한, 유역면적이 32.16km²로 좁고, 유로 연장 5km 이내로 짧으며 하천 경사가 급해 강우시 토양 유실량이 많고 유출속도가 빠르다. 이러한 유역 특성상 상류 사과원은 '16년 보현산댐 담수 이후 매년 반복적으로 발생하는 녹조 등 수질 문제를 초래하는 주요 비점오염원으로 지역사회 이슈가 되었다. 이에 따라 K-water는 낙동강수계관리위원회 환경기초조사사업의 일환으로 지역주민들과 논의를 통하여 댐 상류 사과원에 친환경농법(심층시비)를 적용하고 수질 개선 효과를 분석하였다. 심층시비는 과수 주변 토양 천공 후 퇴비를 시비하는 친환경농법으로 표층시비에 비해 초기 강우유출 오염물질량을 저감하고 퇴비 사용량도 줄일 수 있다. 금번 연구에서 실제 운영 중인 농지('19년 24천평, '20년 27천평)을 대상으로 심층시비를 시범적용한 결과, 퇴비 사용량은 표층시비의 50% 수준으로 감소하였고 과수 생육 및 품질에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 강우 시 유출농도는 표층시비 대비 TOC 5.0~41.3%, T-P 4.0~57.3% 감소했다. HSPF 유역 모델링 분석 결과, 전체 과수원 중 70% 농지에 심층시비를 적용한 경우, 하절기 유역 T-P 유입부하량이 5.0~6.8%(소유역 최대 28.2%) 감소하는 것으로 예측되었다. 본 연구결과를 바탕으로 심층시비를 확대 적용하고 유역 수질관리에 기여하고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권1호
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• pp.94-98
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• 1997

본연구는 대관령 고령지 토양의 토양미생물상을 조사한 것으로 결과는 다음과 같다. 1. 시험예정지토양의 토양미생물상을 비교할 때 작물을 재배한 토양이 나지에 비하여, 세균, 방선균, 사상균등의 일반미생물수와 병원성세균인 Erwinia속의 미생물 공히 균수가 현저히 많은 것으로 나타났으며 표층토양과 심층토양의 미생물상을 보면 세균, 방선균, 사상균, Pseudomonas spp., Erwinia sp.등 모든 균종에서 표층토양에 현저히 많은 것으로 나타났다. 2. 시험예정지 토양의 Pseudomonas fluorescens 및 P. putida균수를 보면 전체적으로 심토 보다는 표토에서 균수가 많은 것은 다른 일반 미생물의 경우와 같으나 배추재배 토양에 있어서 표토와 심토의 균수의 차이가 줄어드는 경향이 나타났다. 그러나 감자재배토양에서는 표토와 심토의 균수의 차이가 더욱 커지는 경향을 보였다. 또한 나지토양에 있어서는 P. fluorescens는 표토에서 균수가 현저히 많았으나, P. putida는 표토와 심토의 균수차이가 크지 않았다. 3. 옥수수를 재배하는 인근 농가포장의 미생물상을 보면 배추와 감자를 재배하는 시험예정 지토양에 비하여 모든 균수에서 현저히 적은 것으로 나타나 작물의 종류에 따라서도 균수의 차이가 관찰되었다. 4. 산림토양의 Pseudomonas 속의 균수는 ${\times}10^4$ 범위에 있어서 초지토양이나 옥수수재배 토양보다는 균수가 적은 경향을 보였다. 5. 초지토양의 층위별 P. fluorescens 및 P. putida는 상층토양 (0-15cm)보다 중층토양(15-30cm)에서 균수가 약간 증가하는 경향이었으나 하층토양(30cm이하)에서는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 초지토양의 뿌리의 분포와 밀접한 관계가 있는 것으로 생각된다. 6. 옥수수재배토양에서의 Pseudomonas속 균수의 범위는 $10-49{\times}10^4$(CFU/건토g)였으며 이것은 대체로 작물을 재배하지 않은 토양에 비해서는 균수가 많은 경향이었다. 7. 토양병원성세균의 하나로 배추나 감자의 무름병의 원인균과 동일한 속(屬)에 속하는 Erwinia속 균수의 범위는 $0-23{\times}10^3$(CFU/토양g)로서 감자재배토양에서는 다른 토양에 비하여 균수가 많은 것으로 나타났고 그 밖의 토양에서는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.

• 대한지리학회지
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• 제44권4호
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• pp.429-446
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• 2009

본 연구는 일본 시가현(자하현(滋賀懸)) 기류(동생(桐生))수문시험지의 1차곡 소유역인 마쯔자와 유역에서 유역 내 수문과정과 토양수, 지하수, 계류수의 수질 등의 관측을 실시, 산림유역 내 황(黃) 플럭스를 수문지형학적 관점에서 해석하여 온대 산림유역 내의 황 순환 과정을 밝히고자 실시하였다. 유역 상부 교란 구역의 토양은 ${SO_4}^{2-}$의 공급원으로 작용하고 있었으며, 사면 수문과정을 통해 유역 중부와 하부의 심층토양 및 지하수대에 ${SO_4}^{2-}$가 저장되고 있었다. 계류수의 ${SO_4}^{2-}$ 농도는 지하수위 변동과 음의 상관을 나타내고 있는 바, 이는 심층지하수에 저장된 ${SO_4}^{2-}$가 가뭄 등의 저수위시 혹은 평수위시에 유출되고 있음을 의미한다. 본 연구의 결과로부터 산림유역 내 각 수문과정이 ${SO_4}^{2-}$의 저장과 유출에 중요한 역할을 하고 있다는 것이 정량적으로 밝혀졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권9호
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• pp.504-512
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• 2016

본 연구에서는 토양 및 수질 특성 모니터링을 통한 유기논과 관행논의 환경 영향을 조사하였다. 용인과 안성 지역의 유기논과 관행논에서 표층(0~15 cm) 및 심층(15~30 cm) 토양과 수질 시료를 채취 및 분석하였다. 집단 간의 유의성의 차이는 던컨의 다중검정으로 판별하였다. 실험 결과 T-P 농도는 표층 및 심층 토양 모두에서 안성 지역이 용인 지역보다 높게 나타났다. 안성 논토양에서 유기논과 관행논의 T-P 농도의 차이는 유의미한 차이를 보였지만, 용인에서는 나타나지 않았다. 용인과 안성 지역 모두에서 유기논 토양의 T-N 농도는 관행논 보다 낮게 나타났다. 안성 유기논의 심층 토양의 수분함량은 다른 논에 비하여 현저한 차이가 나타났으며, 이는 silt-clay 함량 결과와 일치한다. 관행논 물의 pH와 EC는 유기논에 비하여 높게 나타났다. 안성 지역에서 관행논의 COD, T-P, 그리고 $PO_4-P$가 유기논에 비하여 높게 나타났다. 회귀분석 결과 T-N을 제외하고 토양 특성과 수질 결과 간에 상관성이 없었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.222-226
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• 2003

경남 밀양지역의 대수층별 지하수위 분포 특성을 파악하기 위하여 2002년 봄에 총 503개 지하수공을 대상으로 지하수위를 측정하였다. 조사된 자료는 수치가 낮은 지점들에 집중되어 있어 정규분포를 이루지 않으나, 대수변환 된 자료는 정규분포를 나타내었다. 표고와 천층 및 심층 지하수위의 회귀 분석을 실시한 결과, 모두 정(＋)의 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 베리오그램 분석이나 교차 베리오그램 분석 결과, 원시자료보다 대수변환 된 자료가 반베리오그램이나 교차 반베리오그램의 적합선에 더 잘 맞는 것으로 나타났다. 교차 타당성 분석 결과, 천층 지하수위에 대한 정규크리깅 및 코크리깅 모델링에서 원시 자료가 대수변환 된 자료보다 추정치에 더 가깝게 나타났고, 심층 지하수위에 대한 정규크리깅 및 코크리깅 모델링에서는 원시 자료보다 대수변환 된 자료가 추정치에 더 가깝게 나타났다. 정규크리깅이나 코크리깅을 이용하여 작성된 대수층별 지하수위 등고선도에서 등고선의 분포는 대체로 비슷하지만, 코크리깅에 의해 작성된 지하수위 등고선도가 정규크리깅에 의한 지하수위 등고선도보다 더 정밀한 것으로 나타났다. 이것은 원시 자료뿐만 아니라 대수변환 된 자료를 이용한 지하수위 등고선도에서도 같은 결과가 도출되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권1호
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• pp.29-37
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• 2006

중금속으로 오염된 농경지 토양을 효과적으로 보권하기 위해서는 토양 매체내에서 반응과정을 거치는 중금속의 동태와 이동성에 따라 한 가지 이상의 복원기술이 선택되어야 한다. 오염토양 복원 시 중요한 토양의 물질적 수리적 요인은 투수성, 공극성, 토성과 토양조직, 오염물질의 형태와 농도, 오염물질의 동태와 이동특성이다. 따라서 중금속으로 오염된 농경지 토양에 적용할 수 있는 복합복원기술 개발 방법을 기존의 사용하고 있는 적용 가능한 화학적 기술과 물리적 기술을 중심으로 검토하여 보았다. 심층토내 중금속을 제거하는 화학적 기술로서 토양세척이 있으나 이러한 단일 기술로는 효과적 복원이 어렵다. 따라서 토양세척기술이 가지고 있는 단점을 보완하기 위한 물리적 기술로 토양파쇄 기술이 있다. 그러나 토양세척과 토양파쇄 기술은 혼용하여 오염토양에 적용할 지라도 오염물질제거율은 높은 이류 흐름 지역에서는 확산유동에 의해 비율제한적으로 된다. 그러므로 선택된 두 가지 기술을 현장에서 효과적으로 적용하기 위해서는 오염토양 복원 시 공정별로 각각의 기술이 가지는 장단점을 파악하기 위해서는 기존 현장에서 기술 적용 시 발견된 문제점과 요인들을 검토하여야 한다. 또한 복원의 효율을 예측하기 위해서는 오염물질의 역학적 탈착, 유동과 이동을 포함하는 예상수학모형을 통해 오염토양의 이질성과 복합 반응에 의한 실질 심층토내에서의 유동 경로 정확한 특성을 파악하여야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1954-1958
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• 2006

본 연구에서는 관개블럭에서의 유출량을 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 관개량 자료, 기후 자료, 강우량 자료, 토양특성 자료 등을 입력받아 관개블럭의 담수심, 증발산량, 심층 침루량, 측방침윤량, 지표배수량 등을 모의하여 유출량을 추정할 수 있도록 구성하였다. 논에서의 물수지방정식을 기본으로 담수심을 추정하고, FAO 수정 Penman식을 이용하여 증발산량을 산정하며, 근역(root zone)의 토양수분을 고려하여 실제증발산량을 산정할 수 있도록 하였다. 심층 침루량(deep percoloation)은 정상상태의 흐름방정식과 Richard식을 이용하여 산정하며, 지표배수량은 광정웨어공식과 Runge Kutta법을 이용하여 추정한다. 관개블럭에서의 최종유출량은 지표배수 관개량, 지표배수량, 침윤손실량의 합으로 계산하도록 모형을 구성하였다.