• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.339-339
• /
• 2020

도시화로 인한 불투수면적의 증가와 기후 변화로 인한 강우패턴의 변화 자연적 물순환 체계에 악영향을 미치며. 이를 해결하기 위하여 국내에서는 도시 내 빗물관리 및 비점오염원 저감이 가능한 저영향개발(Low Impact Development, LID)를 적용하고 있다. 건기시 도로, 주차장등 차량통행 및 유동인구가 많은 지역에서는 입자상 물질들이 많이 발생되어 노면에 축적되어 있다가 강우시 강우유출수를 통해 시설로 유입된다. 이로 인해 시설 내 오염물질 및 퇴적물이 축적되어 여재 공극막힘현상 및 침투율저하의 문제가 발생되어 시설 내 효율이 감소된다. 따라서, 레인가든의 장기 모니터링을 통해 시설 내 유입되는 오염물질의 성상 분석 및 시설 내부의 퇴적물 분석을 통해 LID시설 운영의 효율성 평가를 수행하였다. 모니터링은 강우시 모니터링과 건기시 집수구역, 침강지, 시설 상부, 중부, 하부 등 총 5곳에서 채취하여 분석을 수행하였다. 모니터링은 평균 선행건기 일수는 5.46±4.7 days, 평균 강우량은 14.31±11.4 mm, 평균 강우강도는 5.33±6.7 mm/hr의 강우사상에서 모니터링을 수행하였다. 시설 내 평균 유입수농도는 TSS 98.0 ± 32.7 mg / L, COD 133.6 ± 6.3 mg / L, TN 5.77 ± 4.05 mg, TP 0.54 ± 0.03 mg / L으로 분석되었다. 유입부 내 퇴적물 종류는 Sandy Clay Loam으로 나타났으며, Cr 0.36mg / kg, Cu 5.17 mg / kg and Pb 6.04 mg / kg으로 중금속의 함유량이 높은것으로 분석되었다. 퇴적물은 침강지 및 시설 유입부에서의 입자크기는 49-113㎛ 약 60%의 퇴적물이 축적되어 제거되는 것으로 나타났다. 시설 내 침강지에서 50㎛ 이상의 입자들이 여과, 흡착 및 침전으로 인하여 40% 이상의 입자들이 제거되는 것으로 분석되었으며, 50㎛ 미만의 입자들은 시설 내 중간부, 유출부에서 제거되는 것으로 분석되었다. 침강지에서 유입수 대부분의 입자상물질들이 흡착 및 여과로 인한 제거가 이루어지기에 침강지 여재부는 넓은 표면적, 우수한 흡착능 및 여과율을 고려하여 선정하영 하며, 잦은 교체를 위하여 중량성이 낮은 우드칩 등이 적당한 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2008.05a
• /
• pp.1378-1383
• /
• 2008

댐 저수지에서 지속적인 탁도를 유발하는 물질은 쉽게 침강되지 않는 $20{\mu}m$이하의 작은 부유물질(SS)이며, 가을 수직혼합 시기까지 침강되지 않은 부유물질은 다시 재부상하는 경우도 발생한다. 저수지내 탁수의 장기 체류는 수자원 이용과 하류하천의 수생태계에 다양한 문제를 야기하고 있어 일부 댐에서는 실시간 탁도 감시 장치를 설치하고 취수설비를 개선하는 등의 탁수저감 대책의 노력을 기울이고 있으나, 시설의 최적 운영을 지원할 수 있는 탁수 거동 및 탁도 예측에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 특히, 탁도는 물 속에 존재하는 부유물질의 광학적 특성(light attenuation)을 나타내는 지표로써 SS와는 물리적인 물성이 달라 실시간 계측자료(탁도)와 모델의 모의 변수(SS)가 다른 문제점 때문에 모델링에 어려움이 있었다. 지금까지 탁도 모델링은 대부분 탁도와 SS의 상관관계를 이용하는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법은 탁도-SS 관계가 실측지점과 입자크기분포에 따라 달라지는 특성 때문에 변환과정에 예측결과의 불확실성이 내재한다는 지적을 받아왔다. 본 연구의 목적은 저수지로 유입한 탁수의 보다 과학적이고 정확한 탁도 예측을 위해 탁도를 유발하는 부유물질의 입자크기 분포와 공간적으로 변하는 탁도-SS의 상관관계를 고려할 수 있는 표준화된 탁도 모델링 방법을 개발하고, 실측자료를 사용하여 제시된 탁도 모델링 방법의 예측 성능을 평가하는데 있다. 부유물질의 이송-확산-침강 모델은 2차원 횡방향 평균 수리 모델과 연결(coupling)되어 수행되며, 저수지 수면을 통한 열 교환, 바람과 바닥 조도에 의한 난류혼합과 성층해석, 하천 유입수의 저수지내 밀도류 유동, 그리고 입자 크기별 부유물질의 독립침강을 해석한다. 부유입자의 크기분포와 공간적으로 서로 다른 탁도-SS 관계를 고려한 탁도 예측모델은 기존의 탁도를 종속변수로 사용한 예측 방법 또는 단일 입자크기를 사용한 모델보다 개선된 모의결과를 보여주었다. 본 연구에서 제시된 탁도 예측 알고리즘은 실시간 탁수감시와 예측 모델링, 그리고 댐 방류수 탁도 관리를 위한 선택취수 설비의 운영을 위한 의사결정지원시스템에 적용 가능할 것으로 사료된다.

• Water for future
• /
• v.27 no.3
• /
• pp.115-121
• /
• 1994

Cohesie sediment movement in estuarine systems is strongly affected by the phenomena of aggregation and flocculation. Aggregation is the process where primary particles are clustered together in tightly-packed formations; flocculation is the process where aggregates and single particles are bonded together to form large particle groups of very low specific density. The size, shape and strength of the flocculants control the rate of deposition and the processes of pollutant exchange between suspended sediments and ambient water. In estuarine waters, suspended sediments above the lutocline form the mobile suspension zone while below the lutocline they form the stationary suspension zone. Suspended particles in the mobile zone are generally in a dispersed state and the controlling forces are the Brownian motion and the turbulent flow fluctuations. In the stationary suspension zone, the driving force is the gravity. This paper discusses the settling and particle flocculation characteristics under quiescient flow conditions. Particles are entering the study domain randomly. Particles in the mobile suspension zone are simulated by using the Smoluchowski's model. Flocs created in the mobil suspension zone are moving into the stationary suspension zone where viscosity and drag effects are important. Utilizing the concepts of the maximum Feret's diameter and the Minkowski's sausage logic, the fractal dimension of the flocs within the stationary suspension is estimated and then compared with results obtained by other studies.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.148-157
• /
• 2005

In order to understand distribution characteristics and pollution of heavy metals in the artificial Lake Shihwa in the vicinity of Kyunggi Bay in relation with huge environmental changes, various environmental samples including seawaters, surface sediments and settling particulate matters were collected from Lake Shihwa in 2004. Due to extreme pollutant discharge from various anthropogenic sources such as the Banweol and Shihwa Industrial Complexes and cities, the highest metal concentrations in the samples such as waters, sediments and settling particulate matter were found in inner part of the lake. High metal contents (Cu, Zn and Hg) in sediments were observed at Sts. 2-4 and 9. The contents of Cr, Co, Ni, Cu, Zn and Pb in SPMs were high at St. 5 and low in the outer part of the lake. Spatial distribution of heavy metals were mainly controlled various biogeochemical factors and physical mixing as well as input of industrial and municipal wastewaters. Although tile environmental qualities of heavy metals in the lake have been improved partially due to inflow of outer seawater, it is not clear to reach a good environmental quality. Therefore, further environmental programs should be conducted continuously for environmental improvement.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2016.03a
• /
• pp.576-581
• /
• 2016

해양환경에서 큰문제가 되고 있는 아주 작은 크기의 플라스틱 입자인 미세플라스틱(Microplastic)은 잔류성이 크고 생물축적성이 있는 잔류성 유기오염 물질(POP)을 잘흡착하여 해양환경과 먹이사슬에 지대한 피해를 끼친다. 본 연구에서는 해양에 존재하는 대표적인 미세플라스틱 uPVC와 입자상의 잔류성 유기오염 물질 PAH를 원형 실린더로 가정하여 해양 환경에서 침강하고 있는 미세플라스틱이 잔류성 유기오염 물질에 의해 오염될 가능성을 알아보았다 이를 위해 표층및 심층수 환경에서 반지름에 따른 충돌효율과 접촉 시간을 구하여 두 실린더가 접촉할 시간의 기댓값인 기대 접촉시간을 계산하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.169-169
• /
• 2015

유사 입자의 크기는 유사의 특성 및 그에 따른 거동 변화에 중요한 영향을 미친다. Stokes 침강 속도 모형에서 유사의 침강 속도에 가장 많은 영향을 주는 인자는 유사의 크기인 것 또한 확인된다. 유사 입자의 크기가 약 $60{\mu}m$보다 작은 유사들은 알갱이 사이의 점착력을 무시할 수 없다. 이로 인해 유사들은 응집 현상을 겪으며 입자 본래의 크기보다 크기가 큰 플럭을 형성하는 점착성 유사로 분류된다. 응집 현상이란, 흐름 내 점착성을 띠는 일차입자(Primary Particle)가 응집과 파괴를 반복하며 플럭을 형성하는 현상을 뜻한다. 입자 간의 충돌을 통해 응집이 진행되며 난류 전단으로 인해 형성된 플럭의 파괴가 발생한다. 많은 연구에서 점착성 유사의 충돌을 야기하는 가장 지배적인 원리는 난류라 알려져 있다. 이러한 응집 현상으로 인하여 플럭의 크기와 밀도는 지속적으로 변화를 겪으며 비점착성 유사와 다른 특징들을 보인다. 흐름에 존재하는 유사의 이동은 이송-확산 방정식을 통해 표현된다. 이송-확산 방정식은 시간 변화에 따른 농도의 변화를 입자의 침강과 난류 및 유사 자체의 특징에 의한 확산으로 해석한다. 침강속도로 대변되는 이송과 달리, 확산은 난류흐름 내에서 유사가 확산되는 정도를 정량화하기 위한 인자가 요구된다. 난류에 의한 유사의 확산은 유사 자체 특성에 따른 물질 확산에 비하여 매우 큰 값을 가지며, 이를 확산 계수로 개념화 한다. 확산계수는 와점성계수와 Schmidt 수(${\sigma}_c$)의 비로 정의된다. ${\sigma}_c$는 난류의 점성과 난류로 인한 부유과정에 의해 유사가 확산되는 정도를 나타낸다. 이에 따라 ${\sigma}_c$의 변화가 유사의 부유 및 침강거동에 많은 영향을 미칠 것이라 판단되나, 국내외에서 수행된 연구 동향에서는 ${\sigma}_c$를 0.5부터 1.0 사이의 상수를 적용하여 수행되었다. 이에 본 연구에서는 ${\sigma}_c$의 크기에 따라 달라지는 유사의 부유 및 침강 변화에 의한 총 부유량을 살펴보고자 한다. 유사의 점착성을 고려할 수 있는 1DV 수치 모형을 이용하여 비점착성 유사와 점착성 유사를 대상으로 수치연구를 수행하며, 유사의 크기 및 ${\sigma}_c$의 변화에 따른 총 부유량 경향을 살펴본다. 그 결과, 점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라서 유사의 총 부유량이 증가하는 현상이 나타난 반면 비점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라 유사의 총 부유량이 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 크기가 아주 작은 비점착성 유사를 대상으로 수치 연구를 수행한 결과, ??에 따른 총 부유량의 경향은 유사의 점착성에서 기인하는 것이 아닌 입자의 크기로부터 야기되는 특성이라는 결론이 도출되었다.

• Analytical Science and Technology
• /
• v.28 no.1
• /
• pp.33-39
• /
• 2015

CdS-QD particles are a nano-sized semiconducting crystal that emits light. Their optical properties show great potential in many areas of applications such as disease-diagnostic reagents, optical technologies, media industries and solar cells. The wavelength of emitting light depends on the particle size and thus the quality control of CdS-QD particle requires accurate determination of the size distribution. In this study, CdS-QD particles were synthesized by a simple ${\gamma}$-ray irradiation method. As a particle stabilizer polyvinyl pyrrolidone (PVP) were added. In order to determine the size and size distribution of the CdS-QD particles, sedimentation field-flow fractionation (SdFFF) was employed. Effects of carious parameters including the the flow rate, external field strength, and field programming conditions were investigated to optimize SdFFF for analysis of CdS-QD particles. The Transmission electron microscopy (TEM) analysis show the primary single particle size was ~4 nm, TEM images indicate that the primarty particles were aggregated to form secondary particles having the mean size of about 159 nm. As the concentration of the stabilizer increases, the particle size tends to decrease. Mean size determined by SdFFF, TEM, and dynamic light scattering (DLS) were 126, 159, and 152 nm, respectively. Results showed SdFFF may become a useful tool for determination of the size and its distribution of various types of inorganic particles.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.38 no.4
• /
• pp.210-218
• /
• 2016

The pollutant removal efficiencies of stormwater runoff by settling were analyzed using field samples collected in 4 different raining events in a test bed installed in the Gwanpyung-Cheon stream in Daejeon. A 1.8 m high with 30 cm diameter cylindrical settling device was used for the settling test by measuring concentration of TSS, TP and TN for time and height. The pollutants removal rate was relatively high in the first 4 hours while 24 hours seem to be necessary to reach steady state in pollutant concentrations. However, there were no considerable differences in concentrations for height at a given time. This indicates most of particulate pollutant in the test seems to show independent settling with no interference to each other. Much part of particle sizes were distributed in the range of $10{\sim}100{\mu}m$. Average particulate fractions of TP and TN were estimated as 52.4% and 23.5%, respectively. This results explain why TN is difficult to remove by simple settling. This study indicates that a simple settling can provide effective method to remove significant amount of TSS and TP effectively and this can be used to protect urban river water quality.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.89-96
• /
• 2011

A three dimensional ecological model(EMT-3D) was applied to Ulsan Bay for the simulation of Dioxins. The simulated results of dissolved Dioxins were in agreement with the observed values, with a correlation coefficient(R) of 0.7951 and a coefficient of determination($R^2$) of 0.6265. The results of sensitivity analysis showed that partition rate, adsorption rate and bioconcentration factor were important factors. Therefore, the parameters must be carefully considered in the modeling. In the case of 50% and 80% total loads reduction, concentration of dissolved Dioxins was shown to be lower than 0.150 and 0.250 pg WHD-TEQ/L, respectively.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.26-33
• /
• 1999

Coastal sediments in polluted areas adsorb many hydrophobic pollutants such as PCBs. During environmental remediation projects like dredging, they can be resuspended and transported to less polluted areas. To assess the environmental impact, the author previously developed a mathematical model that can simulate the changes of particle size distribution (PSD) due to sedimentation, vortical dispersion and coagulation. In this research, the simulation results using this model were presented in conjunction with observed PSDs from a 2-m settling column simulating coastal environments. The simulations showed that the model predictions were in fairly good agreement with the observed data (changes of PSDs in terms of depths and times), and that the resuspended sediments coagulated during the vertical transport. So, this study showed that the developed model has a good ability to describe the very complicated phenomena of real aggregation and vortical transport dynamics of coastal sediments with various particle sizes.