• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.384-384
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• 2015

우리나라에 처음으로 건설된 경인운하는 한강과 서해를 잇는 길이 18km로 건설되었다. 이로 인해 한강과 서해에서 해수와 담수가 유입되고 유출되면서 매우 복잡한 수체 거동특성을 나타내고 있다. 특히 서해에서의 유입은 조위로 인해 유입량이 매일 변화하며 해수와 담수 간 비중차이로 인해 수심에 따른 거동특성도 상이하다. 따라서 본 연구에서는 수체거동특성을 조사하여 유수소통을 통한 수질관리에 활용하고자 한다. 수체의 거동을 조사하는 방법으로는 순간적인 유속을 조사하는 방법과 장기간 거동을 조사하는 방법이 있는데 본 조사에서는 부이를 이용하여 장기간 수체의 거동을 조사하였으며, 이 결과를 활용하여 EFDC모델을 적용한 모의를 실시하였다. 수체 거동조사는 2013년과 2014년에 걸쳐 주요지점에서 수심별로 수행하였다. 2014년 2월 18일에 아라마루 지점에서 수심 1m와 3m 지점에서 조사를 실시하였다. 이 기간 중 한강의 유입량은 최소 $5.2m^3/sec$, 최대 $14.2m^3/sec$을 나타냈고, 서해 유입량은 갑문의 유입과 배수문의 유출입량을 더하여 최대 $274.6m^3/sec$를 나타냈으며, 서해 유출량은 $136.9m^3/sec$으로 나타났다. 수심 1 m에서는 해수의 유입과 유출량에 의해 뚜렷한 유속의 변화를 확인할 수 있으며, 유출시 최대 유속은 38.5 cm/sec이고, 유입시 최대 유속은 49.3 cm/sec로 나타났다. 수심 3 m에서는 해수의 유입과 유출량에 의해 뚜렷한 유속의 변화를 확인할 수 있으며, 유출시 최대 유속은 34.4 cm/sec이고, 유입 시 최대 유속은 40.0cm/sec로 나타났다. 다양한 상황에 대한 운하수체의 유속 특성을 산정하기 위하여 수리모델을 적용하여 모의를 실시하였으며 한강에서 유입된 수체가 서해에 도달하는 시간을 산정해 보았다. 모의 조건은 2014년 5월 12일부터 22일까지의 유량조건을 경계조건으로 하였으며, particle tracking의 시작지점은 경인아라뱃길 김포터미널 지점 표층 1m를 대상으로 하였다. 모의 결과 김포터미널의 수체가 인천갑문에 도달 하는데 약 6.3일이 소요되는 것으로 산정되었다. 이는 유출입량 변화에 따라 달라지므로 향후 보다 다양한 조건에서 모의를 실시하여 수질관리에 활용할 수 있는 다양한 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권2호
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• pp.52-59
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• 1998

연안해역의 유류오염물질의 거동을 신속히 이해하기 위해 구축된 긴급방제 현장용 유출유 확산모델을 실해역인 한국 동남해역(부산-울산주변 해역)을 대상으로 기존의 유류오염사고 자료와 계산에 의한 유류확산예측 결과의 비교를 통하여 그 적용성을 검증하였다. 특히 유적의 제적을 추적함으로서 조류, 취송류 그리고 해류에 의한 유출유 확산특성을 파악하였다. 유출유 확산예측결과는 실제 유출유의 확산경로와 비슷한 결과로 나타났으며, 본 연구의 대상해역과 같이 조류의 영향이 미약한 해역에서는 바람에 의한 취송류성분이나 해류성분이 유출유 확산에 매우 중요한 메카니즘임을 알 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.81-86
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• 2003

기름의 침투거동에 관한 정보는 처리대책의 수립 및 생물학적 영향을 최소화 하기 위한 중요한 단서가 된다. 본 연구에서는 사질지형의 조간대 모형을 이용하여 유출된 기름의 토양침투 거동을 파악하고 침투에 미치는 주된 영향인자를 규명하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 해수와 유출된 원유의 연안 해변 토양 침투거동은 전혀 달랐다. 해수는 파도와 조석의 물리적 작용에 의해서 토양 중으로 침투를 하였으나, 유출된 원유는 파도에 의해서는 침투되지 않고 조석작용에 의해서만 토양 중으로 침투하는 것을 알 수 있었다. 그리고 평방미터당 1 L의 유출유가 표착하였을 경우 약 70%이상의 유분이 토양 표층 2 cm의 부분에 집중되는 침투경향을 나타내었다. 그리고, 유출된 기름의 토양침투에는 온도의 변화에 의존하는 기름의 점도가 강한 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.67-70
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• 2001

터널 굴착에 따른 연구지역내 지하수체의 거동 특성을 파악하기 위하여 터널 굴착시 그라우팅 이전의 초기 유출량과 초기 그라우팅 이후의 구간별 유출량을 측정하였고 단열구조와 비교, 분석하였다. 초기 유출량은 120,990 m$^3$/day이며, 초기 유출이 심했던 구간은 크게 6개 구간으로 세분할 수 있다. 초기 그라우팅 후 지하수 유출이 심했던 구간 역시, 그라우팅 이전과 마찬가지로 6개 구간으로 세분할 수 있다. 그라우팅 전, 후의 유출량을 비교해 보면 그라우팅후의 유출량은 42,844m$^3$/day으로, 그라우팅 전에 비해 많이 감소되었다. 터널 굴착시 터널내로 유출되는 지하수의 대부분은 터널과 직교 혹은 사교하여 관통하고 있는 단층 및 단층 파쇄대와 연장성이 양호한 절리면들을 따라서 유동되고 있다. 터널내의 지하수 유출에 영향을 미치는 단열들은 대체로 4조의 불연속면군으로 분류 할 수 있는데, 주 분포방향은 크게 TSet 1 : N60-85$^{\circ}$W, TSet 3 : N40-50$^{\circ}$E, TSet 3 : N10-20$^{\circ}$E, TSet 4 : N70-80$^{\circ}$E이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권3호
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• pp.37-44
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• 2003

해상에서 유출된 기름의 조간대 토양 침투에 관한 정보는 유출된 기름의 생태계 피해와 생태계 피해를 최소화하기 위한 처리대책의 수립에 있어서 중요한 단서가 된다. 본 연구에서는 사질지형의 조간대 모형을 이용하여 파도와 조석에 의한 유출된 기름의 토양 침투 거동을 파악하고, 침투에 미치는 주된 영향인자를 규명하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 해수와 유출된 C중유의 연안 해변 토양 침투는 전혀 다른 거동을 보이는 것을 알 수 있었다. 해수는 파도와 조석의 물리적 작용에 의해서 토양 중으로 침투를 하였으나, 유출된 C중유는 파도에 의해서는 침투되지 않고 조석작용에 의해서만 토양 중으로 침투하는 것을 알 수 있었다. 그리고 평방미터당 1 L의 유출유가 표착하였을 경우 약 80%이상의 유분이 토양 표층 2 cm의 부분에 집중되는 침투경향을 나타내었다. 그리고 유출된 기름의 토양침투에는 온도의 변화에 의존하는 기름의 점도가 강한 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.134-139
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• 2005

본 연구에서는 조간대에서 유출된 기름의 표착 및 침투과정을 파악하고, 침투된 기름의 해수 침투차단 여부를 검토하는 것을 목적으로 하여 모의 조간대를 이용하여 연구를 수행하였다. 표착된 기름의 침투깊이는 분산유가 가장 낮았으며, 풍화유 그리고 원유의 순서로 깊어지는 경향을 나타냈다. 그리고 기름의 침투는 표착된 기름의 양에 의해 좌우되는 것을 알 수 있었으며, 유출된 기름의 침투는 첫번째 조석에서 거의 대부분 결정되며 그이후에는 거의 변화가 없었다. 침투된 기름은 토양 표층으로부터 2 cm 부분이 가장 농도가 높음을 알았다. 기름의 침투량의 증가와 더불어 해수의 침투량이 감소하였으며, 분산유보다는 원유나 풍화유가 보다 많은 양의 해수를 차단하였다. 따라서 해수의 침투량의 차단이라는 관점에서 볼 때 연안 조간대에서 표착유의 저서생물에 대한 피해는 풍화유나 원유가 분산유보다 클것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
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• pp.16-16
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• 2018

2017년 겨울, 기록적인 한파로 인해 바다가 얼면서 인천 앞바다로 유빙이 유입되었다. 2013년 해상에서 유빙이 발견된 이후 약 5년만에 다시 유빙이 등장한 것이다. 중부청 소속 항공단 순찰결과에 따르면, 2018년 1월 12일 인천대교 인근 해상에서 최초로 발견된 이후 강화 연안, 영종도 북단 등 해상에서 광범위하고 불규칙한 형태로 유빙이 분포되어 있는 것으로 나타났다. 유빙의 문제점은 해상에서 선박의 안전운항을 저해하고 경비함정의 안전에 지장을 초래하며 기름 유출 시, 유출유의 거동 특성이 달라져 일반적인 방제방법의 적용이 곤란한 점이다. 이에 따라 해상에서의 해양오염사고 대응방안 마련을 위해 저온 및 유빙 유입 해상에서 유출유의 거동 특성을 알아보았다. 구분인자를 극한의 추위(Extreme Cold), 유빙(Pack Ice), 정착빙(Fast Ice) 3가지로 분류하여 기름의 성상변화 및 시사점을 살펴보고, 유출된 기름의 효율적 방제를 크게 3가지로 분류(기계적 봉쇄 및 회수, 화학적 분산제의 사용, 현장소각)하였다. 일반적인 방제장비를 저온 및 얼음분포 해상에서 사용 시 슬러시화 된 얼음으로 인해 유출유 회수가 어렵고, 동결온도에서 장비가 오작동할 우려가 있다. 이미 북유럽 국가에서는 극한의 추위와 얼음분포 해상에 특화된 방제장비를 도입하여 해양오염대비 대응을 하고 있다. 2003년 3월 발틱해에서 불법적으로 유출한 선저폐수를 특화 장비는 brush bucket 유회수기 이용 방제조치한 사례가 있으며, 2006년 5월 같은 장소에서 선박 침몰로 인한 기름 유출이 발생했을때도 brush bucket 유회수기 이용 방제조치를 하였다. 국내에도 이상 기후로 인해 기록적인 한파가 지속되면서 북극에서나 볼 법한 유빙들이 발견되고, 해양오염사고는 언제 어디서나 발생할 수 있으므로, 해양오염방제의 임무를 맡고 있는 국가기관으로써 특수한 환경까지도 고려하여 대응방안을 마련할 필요가 있다. 해양오염이 재난으로 인식되고 있는 상황에서, 그리고 지구온난화로 인한 이상기후변화가 지속되는 상황에서 겨울철 유빙 유입은 점점 더 많아질 수 있다. 본 연구에서는 자료나 방제경험이 부족하므로 일찌감치 북극항로 개발로 앞선 방제기술과 경험을 가지고 있는 북극이사회를 벤치마킹하여 관할 해역 특성에 맞는 대응방안을 고찰해 본다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.474-484
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• 2018

In this study, a new numerical modeling system was proposed to predict oil spills, which increasingly occur at sea as a result of abnormal weather conditions such as global warming. The hydrodynamic conditions such as the flow velocity needed to calculate oil dispersion were estimated using a three dimensional hydrodynamic model based on the Navier-Stokes equation, which considered all of the physical variations in the vertical direction. This improved the accuracy compared to those estimated by the conventional shallow water equation. The advection-diffusion model for the spilled oil was combined with the hydrodynamic model to predict the movement and fate of the oil. The effects of absorption, weathering, and wind were also considered in the calculation process. The combined model developed in this study was then applied to various test cases to identify the characteristics of oil dispersion over time. It is expected that the developed model will help to establish initial response and disaster prevention plans in the event of a nearshore oil spill.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.317-317
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• 2011

맨홀 및 관로에 퇴적되는 유사는 우수관거의 통수능을 감소기키고 우수관거 시스템의 효율을 저하시켜, 맨홀에서 역류를 발생시켜 저지대 침수의 한 원인인 되고 있다. 또한 관거내에서 유수가 일정한 유속을 확보하지 못하면 오염물이 침전되고, 관거내 유하시간이 길어져 침전물 부패로 인한 황화물질 및 악취 등이 발생할 수 있다. 따라서 우수 및 하수관거 시스템에서 유사와 관련된 주된 연구는 관거내의 유사거동 특성을 규명하고자 하는 것이었다. 그러나 맨홀과 관련하여서는 맨홀내의 오염물 지체시간 및 확산 특성분석이 전부였고, 유사의 퇴적 및 배출 등과 관련된 거동특성 연구는 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 유입관과 유출관이 $90^{\circ}$로 접합된 맨홀을 대상으로 수리실험을 실시하고, 맨홀형태(사각형, 원형), 유사유입형태(연속주입, 일정기간주입), 유사종류(주문진표준사, 모래), 유사유입량 및 맨홀내부형상 변화에 따른 맨홀내 유사퇴적량을 확인하였다. 실험결과 그림 1과 같이 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서는 유사유입형태와 무관하게 유입유사량이 증가할수록 퇴적량 또한 증가하였다. 그러나 유사퇴적량은 사각형맨홀보다 원형맨홀에서 적었다. 이는 관거가 $90^{\circ}$로 접합된 맨홀내에서의 유사거동 양상은 우선 유입되는 유사가 맨홀바닦에 퇴적되고 와류에 의해 부유되는 유사가 유출관을 통해 배출되는데 사각형맨홀에 비하여 원형맨홀에서 와류가 더 크게 형성되기 때문인 것으로 판단된다. 유사가 일정기간주입되는 경우 원형맨홀 내부에 퇴적되는 유사량은 거의 없었다. 사각형맨홀내부에 벤칭을 설치한 경우 설치전과 비교하여 퇴적량은 50%이상 저감되었고, 일정기간주입시에는 벤칭 설치 후 유사퇴적량은 거의 없었다. 유입유사가 모래인 경우 맨홀내 퇴적량은 주문진표준사와 비교하여 증가하였다. 모래는 주문진 표준사와 비교하여 중량이 크다. 따라서 같은 흐름조건에서 주문진표준사와 비교하여 부유되는 유사량이 적고, 배출되는 유사량 또한 적었다. 유량과 관거유속이 동일한 조건에서 유출관과 유입관이 일직선상으로 연결된 중간맨홀내부에 퇴적된 주문진표준사의량과 비교하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 퇴적량이 상대적으로 적었다. 이 또한 앞서 기술한 와류의 영향으로 판단된다. 일반적으로 $90^{\circ}$접합맨홀내부에서 발생하는 와류가 중간맨홀보다 크고, 이로 인해 에너지손실은 커지지만 유사거동과 관련하여서는 와류가 크게 발생하는 맨홀조건에서 퇴적량이 적음을 실험적으로 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.39-51
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• 2008

최근 하수처리, 홍수조절, 광산침출수, 농업유출수 등의 처리에 습지를 이용하려는 시도가 증가하고 있다. 하지만 장기모니터링의 어려움으로 인해 습지에 대한 장기간의 자료들이 부족하여 습지의 올바른 이용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 장기간의 자료 생성을 목적으로 한 수문분석의 일환으로 장기유출 수문모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 토평천 유역의 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌에 대한 저류량을 모의하였다. 이를 바탕으로 토평천 유역에 천변저류지를 조성하는 가상 시나리오를 작성하여 조성된 천변저류지의 저류량 거동을 분석하였다. 천변저류지의 조성에 따른 우포늪의 저류량 변화를 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 우포늪도 일정 정도의 영향을 받을 수 있음이 파악되었다.