Reservoirs, facilities to store water, are being used in several fields for their ability to hold back a large quantity of water for a long time before the water is actually used. However, at the same time, the reservoirs are considered to have a flaw: the longer they store water, the more the quality of water in these reservoirs deteriorates. Further, when the reservoirs are large, they are more likely to have dead-water regions in out-of-the way spots far from either an in-current or an ex-current canal. This study conducted a Computational Fluid Dynamic (CFD) simulation and tried to figure out the internal flow inside each of the reservoirs with different in-current canals built by the multiple hoe screw nozzle method and the drop in-current method. The drop in-current method is more frequently used. According to the analysis of the internal flow inside each reservoir with the different methods applied, we found that the reservoir with the drop in-current canal would have two rotary currents in the lower region of the reservoir and that the velocity of flow would decrease. For a reservoir with the screw nozzle method, a single rotary current occurred, and inside the reservoir, regardless of height, the current turned out to flow in a regular manner.
산업단지나 아파트 단지 내에 수로나 연못을 이용한 친수공간의 시설이 일반화 되어가고 있다. 단지내 친수공간의 계획에서는 시설의 종류, 배치, 수원, 수질 물 순환계획 등을 검토하여야 한다. 본 연구에서는 지방산업단지 내에 친수공간을 계획하는데 몇 가지 대안을 설정하고 이러한 검토항목에 대하여 비교 검토하여 가장 합리적인 대안을 선정하였다. 본 단지 내의 친수시설은 단지의 중앙부를 가로지르는 수로를 기본으로 하여 공원과 분수연못을 배치하는 것으로 하였다. 수원은 단지 옆을 흐르는 강, 단지 상류의 저수지, 단지 내 지하수 및 상수도를 고려할 수 있으며, 각각에 대하여 수량, 수질, 물 순환 방식, 인허가, 유지관리 등을 비교하였다. 친수시설은 돌과 자갈 등의 자연재료를 이용하여야 한다. 사람이 유량감을 느끼기 위하여 수로내의 평균수심은 10 cm, 평균유속은 0.15 m/s 정도로 한다. 여러 대안의 비교 검토한 결과, 강과 저수지는 사용허가와 수질관리가 어렵고 상수도는 물값이 비싸기 때문에 지하수를 사용하고, 상하류부에 저수조를 설치하고 펌프로 순환시키는 시스템이 가장 적합한 것으로 조사되었다.
This study tried to investigate and analyze the actual state such as the regional, classified, and material characteristics of the water quality in order to research the several factors by which the filtrated water of the total 250 cases can be polluted in the water tank. The 215 points (86%) clean the water tanks twice a year regularly and J-city has done the best job of cleaning the water tanks. The fifty points (20%) of the total 250 investigation points examine the water quality of the water tanks every year, however, the 175 investigation points (70%) do not execute the inspection of water quality. In the case of the regional characteristics in the water quality, the 23 points (46%) in H-county, the 17 points (34%) in S-county, and the 16 points (32%) in G-city are incongruent in the standard, and the incongruity ratio of the water quality in J-city is the lowest. The result of the classified incongruity shows that total coliforms were found at the 61 investigation points, mesophilic bacteria were found at the 27 points, and turbidity was found at the 12 points. In the case of the material incongruity, concrete was found at the 63 investigation points as the most distinguished factor, and FRP (fiberglass reinforced plastic) at the 23 points, SMC (sheet molding compound) at the 12 points, and stainless steel was found at the 2 points.
제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 저수조와 오랜 침강 시간이 요구되어 제한된 공장 내에서의 처리에 어려움이 많다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완하면서도 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기문리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획됨으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 솔레노이드 마그네트로 초전도마그네트를 적용하게 되면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation) 을 발생시킬 수 있다. 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬 수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성 플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 전자석 시스템을 제작하였으며 배치타입의 자기필터를 설계 제작하였다. 또한 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, SS 등의 특성을 분석하였다. 그림 1은 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 제작한 전자석 시스템을 나타내고 있으며 전자석의 자장해석 결과를 보이고 있다.
본 연구에서는 납으로 오염된 유기물과 철성분이 다량 함유된 철성분 함유토에 대한 정화 효율을 향상시키기 위해 세척제로 산, 킬레이트제 및 계면활성제를 사용하여 동전기 정화실험을 실시하였다. 실험결과 주입되는 세척제의 pH가 낮을수록 양극(兩極)저수조의 pH는 더 빠른 시간에 정상상태 값에 도달하였으며, 전압 분포의 경우 세척제 종류에 따른 차이는 크게 나타나지 않았고, 주입용액의 농도가 증가함에 따라 (+)극으로부터 정규화된 거리인 0.9지점에서의 전압은 더 크게 나타나는 경향을 보였다. 또한, 음이온성 계면활성제인 SDS가 가장 높은 잔류 납농도 분포를 보였다. 세척제 농도의 경우 1 mM의 Acetic acid에서 가장 양호한 정화효율을 보였지만, 아세트산의 농도 변화는 철성분 함유토(Ferrous soil)의 동전기 정화 효율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
콩나물 재배시 수주방식은 콩나물 재배기 자동화에 중요한 관건이다. 본 재배기는 기존 콩나물 재배기의 단점을 획기적으로 개선한 재배기로 싸이폰이 내설된 저수조와 분수통 및 재배통으로 구성되어 구조가 간단하면서 완전 자동으로 수주가 가능하고 고장이 없는 내구성 콩나물 재배기이다. 수주방법은 적수(滴水)를 모아 일정시간 간격으로 자동 수주가 이루어 지는데 수주간격은 분당 떨어지는 적수량을 조절하여 쉽게 조절할 수 있다. 이 재배기는 사용할 때 경제적이며 사용중 고장이 없고 소음이 발생하지 않고, 특히 염소 가스로 살균된 수돗물을 이용하여 건전하게 콩나물을 재배할 수 있다. 더욱이 중요한 것은 본재배기는 콩나물 속성재배 적온인 $25{\sim}30^{\circ}C$에서 건전한 재배가 가능하였으나 다른 재배기는 $20^{\circ}C$ 이하에서만 재배가 가능하였다.
본 연구에서는 시범적으로 빗물 자원화 시설을 설치하여 대상 단면에 대해서 그 운영과정을 가정하여 안정해석 방안을 검토하여 그 결과를 정리하였다. 안정해석에서는 시설물이 정상적으로 운영되는 경우와 비정상적인 상황을 가상하여 실제 지반조사 자료를 근거로 컴퓨터 모델을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석결과 이상상황에 대한 해석결과보다는 정상상태로 운용하는 경우에 안정성이 낮은 것으로 나타나 설계나 유지관리를 위해서는 저수조의 규격결정시 토질조사가 중요한 것으로 판단되었다.
불포화 자연토에서의 E/K 영향 인자별 정화 특성을 예측하기 위해 지배방정식을 확립하였고, 유한차분해석 기법의 적용을 위한 정식화를 수행하였다. 유한차분화된 지배방정식을 사용하여 HERO를 개발하였고, 개발된 프로그램을 기존 문헌에 제시된 결과에 대하여 검증하였다. 검증 완료된 HERO를 이용하여 불포화 자연토의 E/K 정화 특성을 예측한 결과, 전압경사 1V/cm의 조건에서 전류효율의 변화로 인하여 포화도에 따른 양극(兩極) 저수조 전해질의 pH에는 큰 변화가 없었다. 포화도가 증가할수록 산전선의 이동거리는 증가하는 것으로 나타났지만, 염기전선의 이동은 큰 변화를 보이지 않았다. 또한, 시료내 잔류 납 농도로부터 산정된 포화도별 제거율은 포화도가 증가할수록 감소하는 것으로 나타났지만, 포화도가 최적 함수비에 해당되는 약 83% 이상이 되면 큰 변화를 보이지 않는 것으로 예측되었다.
본 연구는 임해 간척지와 염분의 농도가 높은 관수조건에서 모세관수의 차단층이 염류집적과 켄터키블루그래스의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 생육지반으로는 표토 30 cm, 차단층 20 cm가 10 cm 두께의 간척지 토양위에 조성되었다. 표토로는 태안군 부남 호에서 준설된 모래가 사용되었으며 유기물은 부피비 5%로 혼합되었다. 30 cm직경의 PVC 주름관을 절단하여 지반구조 용기가 제작되었고 바닥은 PVC망사를 이용하여 토양의 이동을 차단하였다. 용기는 5 cm깊이의 저수조에 설치되었으며 저수조에는 $3-5\;dsm^{-1}$ 염도의 희석 바닷물이 채워졌다. 켄터키블루그래스는 뗏장을 사용하여 조성되었으며 $2\;Sm^{-1}$로 희석된 바닷물이 관수원으로 사용 되었고 일평균 5.7mm의 관수가 3일 간격으로 수행되었다. 차단층을 생략한 지반은 봄철에 염분의 집적이 최대를 보여 토양전기전도도가 $5.4\;dSm^{-1}$에 달하였으며 SAR은 34.0을 보였고 차단층설치구의 토양전기전도도 인 $4.6\;dSm^{-1}$과 SAR 8.24에 비해 현저하게 높은 염의 집적을 보였다. 차단층의 소재별 차이를 볼 때 콩자갈과 조사의 사용 시 토양중 Na농도가 가각 16%와 25% 감소하였고 토양전도도는 7%와 13%감소하였다. 차단층 처리구의 켄터키부루그래스 품질은 평균 가시적 평가 8.3을 보여 차단층을 생략한 처리구의 평균 가시적 평가 7.9 보다 높았다. 콩자갈과 조사 차단층 소재는 차단층을 생략한 경우에 비해 켄터키부루그래스의 가시적 품질을 각각 4.1%, 4.0% 증가 시켰으며, 뿌리의 길이를 50%와 38%, 뿌리의 건중을 35%와 17% 증가 시켰다. 상토층의 Na 함량도 콩자갈과 조사 차단층에 의해 각각 16%와 25% 감소하였으며 토양 전기전도도도 7%와 13% 감소하였다.
본 연구는 임해 간척지와 염분의 농도가 높은 관수조건에서 모세관수의 차단층이 염류집적과 켄터키블루그래스의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 생육지반으로는 표토 30cm, 차단층 20cm가 10cm 두께의 간척지 토양위에 조성되었다. 표토로는 태안군 부남 호에서 준설된 모래가 사용되었으며 유기물은 부피비 5%로 혼합되었다. 30cm 직경의 PVC 주름관을 절단하여 지반구조 용기가 제작되었고 바닥은 PVC망사를 이용하여 토양의 이동을 차단하였다. 용기는 5cm 깊이의 저수조에 설치되었으며 저수조에는 $3-5dsm^{-1}$ 염도의 희석 바닷물이 채워졌다. 켄터키블루그래스는 뗏장을 사용하여 조성되었으며 $2Sm^{-1}$로 희석된 바닷물이 관수원으로 사용 되었고 일평균 5.7mm의 관수가 3일 간격으로 수행되었다. 차단층을 생략한 지반은 봄철에 염분의 집적이 최대를 보여 토양전기전도도가 $5.4dSm^{-1}$에 달하였으며 SAR은 34.0을 보였고 차단층설치구의 토양전기전도도 인 $4.6dSm^{-1}$과 SAR 8.24에 비해 현저하게 높은 염의 집적을 보였다. 차단층의 소재별 차이를 볼 때 콩자갈과 조사의 사용 시 토양중 Na농도가 가각 16%와 25% 감소하였고 토양전도도는 7%와 13%감소하였다. 차단층 처리구의 켄터키부루그래스 품질은 평균 가시적 평가 8.3을 보여 차단층을 생략한 처리구의 평균 가시적 평가 7.9 보다 높았다. 콩자갈과 조사 차단층 소재는 차단층을 생략한 경우에 비해 켄터키블루그래스의 가시적 품질을 각각 4.1%, 4.0% 증가 시켰으며, 뿌리의 길이를 50%와 38%, 뿌리의 건중을 35%와 17% 증가 시켰다. 상토층의 Na 함량도 콩자갈과 조사 차단층에 의해 각각 16%와 25% 감소하였으며 토양 전기전도도도 7%와 13% 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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