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수직형 퇴비화공정에서 반응조 높이구간별 퇴비화물질의 물성변화에 관한 연구 (Variations of Physical Properties Depending on the Height of Reactor in Vertical Composting Process)

  • 김용성;김병태;이창해
    • 유기물자원화
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    • 제15권4호
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    • pp.115-124
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    • 2007
  • 다량의 유기성 폐기물을 신속히 처리하기 위한 대용량의 반응조 개발이 이루어짐에 따라 대형 반응조 내부에서 재료물질 자체의 물리적 특성변화가 퇴비화에 미치는 영향을 파악하기 위한 연구가 시도되고 있다. 특히 좁은 공간에서 단위 면적당 처리량을 높일 수 있는 수직형 반응조에서는 재료가 갖는 자체적인 무게로 인한 침하 현상이 발생하여 퇴비화공정에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 수직형 퇴비화 반응조 내에서의 수직 높이구간별로 재료물질의 온도, 수분함량, 용적밀도, 고형물함량, 침하거리 등의 물리적 성상 변화를 측정하여 수직형 반응조에서의 침하현상에 의한 효과를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 수직형 퇴비화 반응조를 제작하여 계분과 톱밥을 혼합한 퇴비화 재료를 투입한 후 일정한 공기 유량을 주입하면서 퇴비화기간 동안의 반응조 높이별 물리적 성상 변화를 측정 하였다. 실험결과, 각 높이구간별로 최대온도 이후의 온도 재상승에 의한 변동폭은 교반횟수가 증가함에 따라 감소하고 있으며, 각 수직 높이 구간별로는 수직높이가 높아질수록 온도상승폭이 증가하고 있다. 수분함량 변화는 하층부에서의 증발수분이 상층구간으로 이동하게 됨으로써 반응조 높이가 높아질수록 수분함량이 높아지는 결과가 나타났다. 용적밀도는 수분함량 변화와 유사한 경향을 나타내었으며, 수분함량과 용적밀도와는 2차식($R^2=0.94$)의 관계를 보이고 있다. 각 높이구간에서의 고형물 함량은 수직높이가 높아질수록 감소하는 것으로 나타났다. 이와 같은 수직형 반응조에서의 높이구간별 물리적 성상변화는 퇴비화 재료물질의 침하현상에 기인한 것으로 나타났으며, 퇴비화 재료물질의 침하거리를 시간에 따른 1차식($R^2=0.91$)으로 나타내면 Ls(침하거리, cm)=$2.184{\times}T$(시간, day)와 같은 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 수직형 반응조내 재료물질의 침하현상은 자유공기공극(FAS)을 폐쇄시키고 공기투과성(air permeability)을 감소시켜 국부적으로 공기흐름을 저해하거나 혐기성 상태를 유발시키는 원인이 된다.

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게이트 심근 SPECT 분석 소프트웨어의 개발과 좌심실 수축 기능 평가 (Development of Gated Myocardial SPECT Analysis Software and Evaluation of Left Ventricular Contraction Function)

  • 이병일;이동수;이재성;정준기;이명철;최흥국
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.73-82
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    • 2003
  • 목적: 게이트 심근 SPECT 영상 데이터에서 좌심실을 분할하고 단위영상 각각의 심실부피를 계산하는 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 소프트웨어에서 얻은 구혈률을 상용 소프트웨어QGS (Quantitative Gated SPECT)에서 산출한 값과 비교하여 검증하였다. 대상 및 방법: 게이트 심근 SPECT를 시행하여 구혈률 15%-80%, 확장기말 부피는 49 mL-293 mL, 수축기말 부피는 8 mL-250 mL인 40명의 영상데이터를 사용하여 이 연구에서 개발한 CSA (Cardiac SPECT Analyzer)로 구혈률과 부피를 산출하여 QGS로 얻은 결과와 비교하였다. 같은 영상을 CSA로 두 번 분석하여 구혈률과 부피가 같은 값이 나오는지 보고, 26명의 환자에서 같은 자리에서 두 번 이어서 얻은 게이트 SPECT 영상을 CSA로 분석하여 편차를 조사하였다. 결과: CSA측정과 QGS 측정의 상관성은 상관계수가 구혈률, 확장기말 부피, 수축기말 부피 각각 0.97, 0.92, 0.96이었고 Bland Altman 도표에 치우침 없이 2표준편차가 구혈률의 경우 10.1%이었다. 같은 영상에 대한 CSA 2회 측정 결과의 상관은 0.96, 0.99, 0.99 이었고 구혈률의 2표준편차는 3.4%이었다. 두 번 연속 촬영한 영상으로 CSA 분석한 결과 상관계수는 0.89, 0.97, 0.98, 이었고 변이계수는 8.2%, 5.4mL, 8.5mL, Bland Altman 도표 2표준편차는 구혈률의 경우 10.6%이었다. 결론: 게이트 심근 SPECT에서 얻은 영상으로 구혈률을 측정할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 이 소프트웨어로 얻은 구혈률, 화장기말 부피, 수축기말 부피는 정확하며 정밀하였다. 구혈률의 2표준편차는 10.6%이었다.

I-123 표지 지방산의 체내 분포 및 대사(I) : [I-123]15-(p-iodophenyl)pentadecanoic acid(IPPA) (Biodistribution and Metabolism of I-123 Labelled Fatty Acid(I) : [I-123]15-(p-iodophenyl)pentadecanoic acid(IPPA))

  • 장영수;이동수;정재민;서용섭;정준기;이명철;고창순
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.50-60
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    • 1998
  • 국내에서 제조한 I-123-IPPA의 안정성 및 동물체내 분포와 대사, 그리고 SPECT 영상 분석 방법을 연구하였다. I-123-IPPA의 안정성을 보기 위하여 사람 및 랫트와 마우스 혈청과 반응시킨 후 1 시간 동안 관찰한 결과 I-123이 유리되지 않았다. 마우스에 I-123-IPPA 투여 후 장기를 적출 하여 본 체내 분포는 심장의 단위무게당 섭취는 5분에 14.5%ID/g 기관당 섭취는 1.9%ID/organ 이었다. 주사량 대비 심장 섭취율은 주사 60분에 처음의 1/4-1/6로 줄었다. 심근대 혈액 비와 심근 대 폐와 심근 대 간 섭취 비는 I-123-IPPA 투여 후 처음 5분까지 증가하다가 이후 계속 감소하였다. 랫트에 I-123-IPPA를 투여한 후 혈액과 소변 크로마토그라피에는 I-123-IPPA가 15-20분 후에 혈액이나 소변 중에 I-123-IPPA는 거의 남지 않고 여러 중간 물질이 되었다. 심근경색 실험견에 경색을 만들기 전과 후에 시행한 심근 동적 SPECT에서 정상 심근은 I-123-IPPA가 섭취되었다가 제거되는 모습으로, 경색 부위는 I-123-IPPA의 섭취 결손으로 보였다. 심근의 I-123-IPPA SPECT에 보이는 결손은 Tc-99m-MIBI SPECT와 F-18-FDG PET에 보이는 결손과 비슷하였다. 이상의 결과는 원자력병원 싸이클로트론 응용 연구실에서 제조한 I-123-IPPA가 심근 질환의 대사를 평가하는데 사용할 수 있음을 나타낸다.

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다차원 안보위협과 융합 안보 (Multi-dimensional Security Threats and Holistic Security - Understanding of fusion-phenomenon of national security and criminal justice in post-modern society -)

  • 윤민우;김은영
    • 시큐리티연구
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    • 제31호
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    • pp.157-185
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    • 2012
  • 오늘날 사이버 공간의 도래와 일상화라는 증강 현실의 확대, 그리고 세계화로 인한 인간과 물품, 그리고 문화의 빠른 이동 등의 결과는 우리가 생산을 하고 경제활동을 하고 문화생활을 하는 일상의 혁명적인 변환뿐만 아니라 우리가 상대방을 공격하고 파괴하는 범죄나 전쟁 등의 폭력 사용에서의 혁명적인 변환을 가져왔다. 그리고 이러한 환경 조건의 변화는 개인적인 차원에서 지역적 차원, 그리고 국가적 차원과 지구적 차원에 걸쳐 다른 차원에서 각각 존재해 왔던 여러 다양한 차원의 안보 또는 치안의 위협들을 서로 결합시킴으로서 이러한 여러 다른 차원의 안보 또는 치안의 위협들을 다차원 안보위협의 총합이라는 형태로 오늘날 우리의 삶과 개개인의 안전과 국가적 단위에 심각한 위협이 되도록 조건지우고 있다. 이 논문은 이러한 다차원 안보위협의 총합이 서로 얽혀 있으며 각각의 개별 안보 위협들의 총합을 함께 바라보는 통합적 시각을 가질 때 문제의 근원적 실체를 제대로 이해할 수 있고 우리가 직면하고 있는 공포의 실체를 정확히 파악할 수 있음을 보여주고자 한다. 이 글에서 제시하는 개념인 융합안보라는 개념은 다차원 안보위협의 총합에 대한 통합적 네트워크적 응전의 방식을 개념적으로 제시한 것이다. 융합안보는 기존의 국가안보와 치안이라는 분절적 시각을 극복하고 국가안보와 치안을 통합적으로 인식하고 정보기관, 군, 경찰, 검찰, 소방, 민간 경비 등의 각 영역들의 경계를 넘어 통합적으로 접근함으로서 오늘날 다차원 안보위협이 던지고 있는 도전들에 대한 응전의 방식들을 만들어 가고자하는 개념적 노력이다. 그와 함께 이 논문은 융합안보와 관련하여 해외의 주요 국제기구와 국가들에서 시도되고 있는 통합적 네트워크적 대응 방안들에 대해서도 소개하고자 한다. 글쓴이는 지난 10년간 미국, 러시아, 이스라엘, 우즈베키스탄, 오스트리아, 캐나다, 멕시코, 독일 등지를 돌면서 관찰하였던 사항들과 여러 교육, 훈련과 세미나, 콘퍼런스, 그리고 개인적 접촉 등의 기회를 통해 가졌던 여러 관련 전문가들과의 인터뷰 등의 내용을 종합하여 유엔 등 국제기구와 세계의 여러 주요 국가들에서 시도되어오고 있는 오늘날의 보다 복잡한 안보위협들에 대한 융합적 대응방안들, 즉 기관의 네트워크적 협력, 데이터베이스의 구축 및 교류 등 을 소개할 것이다.

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여름 질소 시비량에 따른 '부유' 감나무의 생장과 노화 중 잎의 양분 변화 (Tree Growth and Nutritional Changes in Senescing Leaves of 'Fuyu' Persimmon as Affected by Different Nitrogen Rates during Summer)

  • 최성태;박두상;안광환;김성철;최태민
    • 원예과학기술지
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    • 제31권6호
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    • pp.706-713
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    • 2013
  • 본 연구는 여름 N 시비가 4년생 용기재배 유목의 과실특성, 수확 후 잎의 양분 변화, 저장양분의 축적 및 이듬해 초기 생장에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. 시비는 요소를 사용하여 N을 주당 0g(무시비구), 6월 36g 또는 6-7월 72g씩 관주하여 처리하였다. 11월 3일에 모든 과실을 수확하였는데, 유의적인 차이는 없었지만 시비구의 과실이 큰 경향이었다. 무시비구의 과실은 N 농도가 낮았으며, 과육이 무르고 색도와 당도는 높아 성숙이 빨랐음을 나타내었다. 잎의 SPAD 값은 11월 3일에 무시비구에서 19.2로 가장 낮고 72g 시비구는 54.9로 가장 높았으며, 11월 14일까지 모든 처리구에서 직선적으로 감소하여 이 기간에 잎의 노화속도가 빨랐음을 알 수 있었다. 비엽중은 무시비구에서 가장 낮았고 모든 처리구에서 수확 후 점진적으로 감소하였다. 11월 3일에 채취한 잎의 N은 무시비구에서 0.87%였으나 36g 시비구는 1.18%, 72g 시비구는 1.52% 증가하여 시비량의 효과가 뚜렷하였다. 잎의 가용성당, 전분, 아미노산 농도는 무시비구보다 시비구에서 높은 경향이었다. 수확 후 11일 동안 잎의 단위면적당 N, P, K, 가용성당, 전분, 아미노산 함량이 점진적으로 감소하였으며 감소량은 무시비구에서 가장 적었다. 그러나 잎의 Ca와 Mg, 단백질 함량은 일관된 변화를 보이지 않았다. 11월 14일에 채취한 휴면가지의 N농도는 무시비구보다 시비구에서 유의적으로 높고 가용성당, 전분, 아미노산, 단백질 농도도 시비구에서 높은 경향이었다. 시비량이 많을수록 처리 당년의 주간단면적은 유의적으로 증가하였다. 처리 이듬해 1년생 가지당 착뢰수는 무시비구에 비해 시비구에서 5배 이상 많았으며, 72g 시비구의 총신초장은 무시비구의 1.9배에 달하였으나 시비구간에는 유의적인 차이가 없었다. 그러므로 여름 N 시비량은 과실의 성숙, 잎의 양분 이동 및 저장양분 축적 변화 등 고려하여 조절해야 할 것으로 판단되었다.

알칼리형 연료전지에서 산소환원에 미치는 촉매 특성 연구 II. XRD, TG, TPR를 이용한 La0.6Sr0.4Co1-xFexO3의 특성 분석 (A Study on the Catalytic Characteristics of Oxygen Reduction in an Alkaline Fuel Cell II. Characterization of La0.6Sr0.4Co1-xFexO3 by using XRD, TG, and TPR)

  • 문형대;이호인
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.554-564
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    • 1996
  • 페롭스카이트 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{1-x}Fe_xO_3$(x=0.00, 0.01, 0.10, 0.20, 0.35, 및 0.50)를 산소전극물질로 사용하여 알칼리형 연료전지에서의 산소환원반응을 연구하였다. Fe치환에 따른 촉매특성의 변화를 X-선회절분석법(XRD), 열중량분석법(TG) 및 승온환원법(TPR)을 통하여 조사하였다. XRD 구조분석을 통하여 페롭스카이트 단위격자의 격자상수값을 측정할 수 있었다. TG 실험결과 Fe는 페롭스카이트 구조내에서 크게 안정화되어 $900^{\circ}C$까지 거의 환원되지 않았고, Fe치환량 증가에 따라 Co-O간의 결합에너지가 증가하여 고온에서 제거되는 산소종의 양이 증가하였다. TPR 실험결과, ${\alpha}$-(저온피크)와 ${\beta}$-(고온피크)산소종이 존재하였다. ${\beta}$-산소종은 Co와 강하게 결합되어 있는 산소종으로서 Fe치환량 증가에 따라 결합세기가 증가하였다. ${\alpha}$-산소종은 가역적으로 격자내외를 출입하는 산소환원반응의 활성종이었으며, Fe치환량 증가에 따른 격자상수의 증가는 금속과 ${\alpha}$-산소종간의 결합에너지로 볼 수 있는 ${\alpha}$산소종의 환원피크를 저온으로 이동시킴으로써 산소환원반응의 활성을 증가시켰다. 반면에, Fe치환량 증가에 따른 ${\alpha}$-산소종의 감소는 산소환원반응의 활성을 감소시켰으며, Fe치환에 따른 표면적의 증가는 반응활성에 크게 영향을 미치지 못하였다.

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낙동강 수계 고령지 밭의 비점오염 물질 유출 특성 조사 및 단위 유출량 산정 (Assessment of Pollutant Loads from Alpine Agricultural Practices in Nakdong River Basin)

  • 주진호;양재의;옥용식;오상은;유경렬;양수찬;정영상
    • 한국환경농학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.233-238
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    • 2007
  • 낙동강 상류에 위치한 고랭지 농업 지대의 수질 특성을 조사하고 토지 이용 형태에 따른 부하 원단위를 산정하였다. 낙동강 고령지 농업지대에서 나오는 유출수가 하천 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 낙동강 권역 중 고령지 농업 활동이 주로 이루어지는 상류권역인 강원도 태백, 경상북도 봉화, 영주 주변의 지점을 선정하여 물 시료를 채취하여 모니터링 하였다. 낙동강 상류권인 강원도 태백과 경상북도 봉화 및 영주 지역의 시기별 BOD 농도는 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼 거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $10.71{\sim}18.25$ mg/L로 BOD의 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. COD 농도는 BOD 값과 비교할 때 대체적으로 모두 높았으며, 특히 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $18.11{\sim}21.26$ mg/L로 COD의 호소수질환경기준 중 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 BOD와 마찬가지로 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. T-N 농도는 $0.1{\sim}14$ mg/L의 범위로 측정되었고 대부분의 경우 상류지역 몇 군데를 제외하고는 거의 전 지역에서 호소수질환경 농업용수기준인 1 mg/L을 초과하였다. 종합해보면 상류에서 하류로 갈수록, 비영농기보다 영농기에서 대체적으로 총 질소의 농도가 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 자정작용에 의해 희석되어야 하지만 계속해서 질소를 함유한 영양물질(영농활동)이 유입되기 때문이며, 또한 영농기에는 비료의 사용과 집중 강우로 주변 하천으로 유입되기 때문인 것으로 판단된다. 총 인(T-P)은 영농활동이 집중적으로 이루어지는 7월의 경우 하류 지역의 총인의 함량이 약 0.4 mg/L로 조류발생가능수준(0.05 mg/L)보다 8배 정도 높았으며, 이는 영농활동을 위하여 시용된 인산질 비료가 토양에 흡착되어 강우 시 토양유실과 함께 하천으로 이동되었기 때문으로 판단된다. 낙동강 조사 고랭지 밭 유역의 밭의 BOD 부하 원단위는 12.25 $kg/km^2{\cdot}day$이었으며, T-P의 부하 원단위는 0.55 $kg/km^2{\cdot}day$, T-N의 부하 원단위는 32.35 $kg/km^2{\cdot}day$이었다. 밭에서 나오는 오염부하량이 산림지에 비해 BOD에서 약 14배, 총 인(T-P)에서 약 9배, 총질소(T-N)에서 약 19배 이상 정도 높다. 현재도 계속해서 임야가 개간되어 영농 활동이 이루어지고 있기 때문에 밭에 대한 오염 부하량은 관리 대책이 없을 경우 계속 높아질 것으로 판단되므로 최적영농관리기법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.

폐달걀껍질의 활용을 위한 물성조사 및 폐수처리 응용에의 기초연구 (Materialistic Characterization of Waste Egg Shell and Fundamental Studies for Its Application to Wastewater Treatment)

  • 구성은;김동수
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.733-742
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    • 2000
  • 일상에서 그대로 폐기되고 있는 달걀껍질을 폐수처리에 이용하기 위하여 물성조사와 기초적인 흡착 및 중화실험을 수행하였다. 달걀껍질의 특성파악 및 온도에 따른 물성 변화를 검토하기 위하여 각각 $105^{\circ}C$$700^{\circ}C$에서 처리한 시료의 용도에 따른 구조변화를 FT-IR 분석법 및 X-선 회절법을 이용하여 검토하였다. FT-IR 분석결과, $700^{\circ}C$에서 달걀껍질의 주성분인 $CaCO_3$의 열분해에 따른 $CO_2$의 방출로 인해 $105^{\circ}C$의 경우와는 달리 C-O absorption band 의 감소가 관찰되었고, X-선 회절분석에서는 $700^{\circ}C$에서는 $105^{\circ}C$의 경우와 거의 유사한 $CaCO_3$ 특성 peak가 나타났으며 $CaCO_3$가 CaO로 완전히 전환되는 온도인 $850^{\circ}C$에서 처리한 시료에 대해 CaO 특성 회절스펙트럼이 관찰되었다. TGA/DTA 분석에 있어서는 약 $600^{\circ}C$에 이르기까지는 무게 감량이 서서히 진행되다가 $600{\sim}800^{\circ}C$의 온도범위에서 무게감량이 급격히 진행되었으며 그 이상의 온도에서는 무게감량이 더 이상 진행되지 않았다. 또한, 무게감량이 급격히 진행되는 온도구간에서 주된 흡열 peak가 형성되어 $CO_2$ 방출에 따른 열적 특성이 파악되었다. 달걀껍질의 고정층에 의한 연속흡착 실험 결과, 파과시간의 비, 총괄 이동 단위수, 그리고 물질전달계수 등이 column이 진행됨에 따라 그 값이 증가함이 관찰되어 연속흡착에 따른 물질전달의 분배효과를 관찰할 수 있었다. 산성폐수에 대한 중화효과의 경우에 있어서는 각 무기산의 경우 상호 유사한 경향이 나타났으나 $H_2SO_4$의 경우 중화산물인 $CaSO_4$의 형성으로 인해 중화효과가 감소되는 것으로 사료되었다.

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지구물질의 마이크로미터 단위의 삼차원 공극 구조 규명: 핵자기공명 현미영상 연구 (3-Dimensional ${\mu}m$-Scale Pore Structures of Porous Earth Materials: NMR Micro-imaging Study)

  • 이범한;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.313-324
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    • 2009
  • 지표-지각환경을 구성하는 지질매체의 구조와 성질의 정량적-체계적 이해를 위한 예비연구로, 매질을 구성하는 입자의 모양, 크기, 충전 밀도가 공극 구조의 특성과 매질의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위해 입자의 모양이 구형인 글래스 비드와 모양이 불규칙한 실리카 젤을 이용하여 입자 크기와 공극률이 서로 다른 다양한 다공성 매질을 준비하였고, 핵자기공명 현미영상을 이용하여 약 $50\;{\mu}m$의 분해능으로 삼차원 영상을 획득하였다. 분석 결과, 지름 약 0.2~1.3 mm 크기의 입자로 구성된 다공성 매질의 비표면적은 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.21에서 0.38, 투수율은 11.6에서 892.3 D이며, 이는 일반적인 미고결 샌드가 갖는 값의 범위에 해당된다. 비표면적, 공극률, 투수율의 관계는 Kozeny 식에서 예상된 경향과 비교적 일치하였다. 상자집계 프랙탈 차원은 공극률, 비표면적과의 관련성이 높으며, 공극률이 0.29~0.38일 때 비표면적이 약 2.5부터 $6.0\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.6에서 3.0까지 선형으로 증가하며, 공극률이 0.21~0.28일 때 비표면적이 약 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.5에서 3.0까지 선형으로 증가한다. 실제 다공성 사암에 포함된 유체의 삼차원 구조를 핵자기공명 현미영상으로 영상화하였고, 이에 대한 비표면적은 $0.33\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.017, 투수율은 30.9 mD, 상자 집계 프랙탈 차원은 1.59로 계산되었다. 본 연구에서 제시된 것과 같이 핵자기공명 현미영상은 다양한 다공성 매질의 삼차원 공극 구조를 영상화할 수 있고, 삼차원 공극 구조에 대한 상자집계 프랙탈 차원은 본 연구에서와 같이 다양한 공극 구조에 대해 분석이 가능하며, 다공성 매질의 이동 특성을 나타내는 매개 변수들과 지진파 감쇠 등에 대한 조절 인자로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

딥러닝 기법을 이용한 제주도 중제주수역 지하수위 예측 모델개발 (Development of Deep-Learning-Based Models for Predicting Groundwater Levels in the Middle-Jeju Watershed, Jeju Island)

  • 박재성;정지호;정진아;김기홍;신재현;이동엽;정새봄
    • 지질공학
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    • 제32권4호
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    • pp.697-723
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    • 2022
  • 본연구에서는 제주도의 중제주 수역 내에 위치하는 총 12개 지하수 관정에서 미래 30일 기간의 지하수위를 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 예측 모델개발을 위해 시계열 예측에 적합한 딥러닝 기법의 하나인 누적 장단기 메모리(stacked-LSTM) 기법을 이용하였으며, 2001년에서 2022년 동안 관측된 일 단위 강수량, 지하수 이용량 및 지하수위 자료가 예측 모델개발에 활용되었다. 특히, 본 연구에서는 입력자료의 종류 및 과거 자료의 순차 길이에 따라 다양한 모델을 구축하고 성능을 비교함으로써 딥러닝 기반 예측 모델개발에서 고려하여야 할 사항에 대한 검토와 절차를 제시하였다. 예측 모델개발 결과, 강수량, 지하수 이용량 및 과거 지하수위를 모두 입력자료로 활용하는 모델의 예측성능이 가장 뛰어난 것으로 확인되었으며, 입력으로 활용되는 과거 자료의 순차가 길수록 예측의 성능이 향상됨을 확인하였다. 이는 제주도의 깊은 지하수위 심도로 인하여 강수와 지하수 함양 간 지연시간이 길기 때문으로 판단된다. 이뿐만 아니라, 지하수 이용량 자료의 경우, 모든 이용량 자료를 활용하는 것보다 예측하고자 하는 지점의 지하수위에 민감한 영향을 주는 관정을 선별하여 입력자료로 이용하는 것이 예측 모델의 성능 개선에 긍정적 영향을 주는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 지하수위 예측 모델은 현재의 강수량 및 지하수 이용량을 기반으로 미래의 지하수위를 예측할 수 있어 미래의 지하수량에 대한 건전성 정보를 제공함에 따라 적정 지하수량 유지를 위한 다양한 관리방안 마련에 도움이 될 것으로 판단된다.