• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.117-122
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• 2008

사람들은 수로 또는 하천에서 취수를 목적으로 하천을 횡단하는 보와 같은 수중 구조물을 설치하여 물을 임시 저류시켜 사용하는 방법을 이용하고 있으나, 구조물에 의하여 하천의 흐름이 정체되어 수질사고 및 홍수 등의 부작용이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 다양한 가동보 중 저층수 배출식 공압식 가동보를 실험수로에 설치하여 가동보 설치각도 변화에 따른 흐름 영향을 분석하였으며, 저층수 배출을 위해 설치해 놓은 저층수 유입구에 따라 변화하는 흐름특성을 분석하였다. 분석 결과 보 설치 각도에 따라 저층수 배출장치로만 물을 배제시킬 경우 설치각도의 증가에 따라 유량은 점차 증가하며, 저층수 유입구의 유무 따른 흐름특성 변화는 유속의 경우 최대 21.9배 증가한 것을 확인할 수 있으며, 수위변화에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, 보 상류 부분에서 국부적으로 평균 이상의 수위 감소를 나타내고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.239-246
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• 2017

국내 중소하천의 횡단구조물인 보 또는 낙차공은 대부분 고정식 콘크리트 구조물이며, 저층수의 배제가 쉽지 않다. 횡단구조물로 인해 유사가 퇴적되며, 유사에 흡착한 오염물들이 그대로 하천의 바닥을 오염시키고 있다. 이에 저층수 및 퇴적유사에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이며, 이러한 대안의 하나로 횡단구조물 상류와 하류를 하상 아래로 연결시키는 구조물로써, 보 상류 저층의 물 및 유사 배제를 목적으로 저층수배출관을 설치하는 방안이 있다. 그러나 사석이 유입되고, 배제 되지 않을 경우 효율성이 크게 저하될 가능성이 있다. 이에 본 연구에서는 저층수 배출관 내 사석을 배제할 수 있는 능력에 대한 연구를 수행하였다. 사석과 거동이 유사한 유사(sediment)의 한계조건(critical condition) 중 한계전단력(critical shear stress) 유도과정과 달랑베르의 원리(d'Alembert principle)를 응용하여 이동 중인 사석이 배제될 수 있는 조건(${\tau}_c{^*}$)을 유도하였다. 그러나 저층수 배출관 내 유입된 사석은 정지상태가 아닌 이동 중이므로, Lagrangian 기법을 활용하여 수리실험에서 도출된 유속으로 상대속도(relative velocity)를 제시하였다. 수리실험은 축척효과(scale effect)를 최소화하기 위해 폭이 5.0 m이고, 높이가 1.0 m인 광폭 개수로를 제작하였으며, 사용된 사석은 가공된 완전 구형을 사용하였다. 실험 결과 유속과 구형 입자 속도와의 비가 0.5~0.7 사이로 나타났으며, 이러한 결과를 유도된 식에 적용하여, 최종적으로 사석이 배제되는 조건을 도출하게 되었다. 구간은 입자레이놀즈수($Re_p$)와 무차원 한계 전단력(${\tau}_c{^*}$)에 따라 크게 3가지로 구분되었다. 배제 구간(exclusion section), 확률적 배제 구간(probabilistic exclusion section), 비배제 구간(no exclusion section)이다. 본 연구결과는 횡단구조물의 저층수 배출관 설계시 유용한 기초 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.132-132
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• 2017

큰 하상계수를 가지는 국내 중소하천의 특성상 농업용수 등의 수자원 이용을 위해 국내에는 약 10,000개 정도의 하천 횡단구조물이 설치되어 있다. 그러나 느려진 유속으로 인하여 횡단구조물 상류에 유사가 퇴적될 확률이 높아지며, 이러한 유사는 부착된 오염물에 의한 수질 및 하상오염, 좁아진 유수단면적에 의한 통수능 저하로 발생하는 홍수위 증가 등 많은 위험성을 내포하고 있다. 이에 대한 해결책 중의 하나로 저층수 배사관(bypass pipe)을 활용하여 쌓여진 유사를 하류로 흘려보내는 방법이 있다. 저층수 배사관은 횡단구조물 상류와 하류의 하상을 연결하는 관으로써 상류와 하류의 수두차에 의해 흐름 특성이 결정된다. 하지만 배사관 내 사석이 유입되어 배제되지 않는 경우 배사관의 효율이 현저하게 저하될 가능성이 있다. 본 연구에서는 FLOW-3D를 이용하여 배사관내 사석이 유입되었을 때, 어떠한 조건에서 배제되고 배제되지 않는지를 명확히 하고자 한다. 하상이 평탄한 수로$(13.0(L){\times}5.0(B){\times}1.0(H)m)$를 재현하였으며, 배출관의 직경은 10cm로 결정하였다. 사석의 종류는 4가지(3cm, 5cm, 7cm, 9cm)로써 이를 고려하여 격자크기를 0.5cm로 결정하였다. 이는 사석의 구형형상이 충분히 잘 재현될 수 있는 격자크기이다. 모의 수행은 하류의 수위를 변화시켜가며 수행하였다. 저층수 배사관 내 유동 특성이 상류와 하류의 수두차에 의해 결정되기 때문에, 모의의 효율성을 위해 상류의 수위는 일정한 값으로 진행하였다. 모의 결과 수위차가 클수록 배제가 잘되는 경향을 보였다. 입자의 크기와 상하류 수위차를 무차원화 한 변수를 결정하였다. 분석결과 이 변수가 일정 값을 넘어서는 경우 배제가 되며, 반대로 이 값을 넘어서지 못한 경우 배제가 되지 않음을 확인하였다. 향후 다양한 관의 형상에 대해서도 배사관 내 한계조건을 도출하여, 저층수 배사관의 설계 및 시공에 도움이 되고자 한다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2005년도 추계 학술발표회 발표논문집
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• pp.91-93
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• 2005

겨울철 주거지역에서 발생되는 PM10은 도로변에서 발생되는 자동차와 같은 배출원에 의한 영향으로 실외의 경우 도로와의 인접한 곳에서 높은 농도를 나타냈으며, 실내의 경우 환기불량으로 외부에 의한 영향이 적은 것을 알 수 있었다. 반면, CO의 경우 저층 I/O 농도비의 차이가 없는 반면 고층은 실내가 실외보다 유의하게 높은 농도를 나타냈으며, 실내 층고간의 차이가 없는 것으로 보아 외부에서 발생되는 배출원에 의한 영향 뿐 아니라 내부에서 발생되는 배출원(조리, 흡연, 난방 등)에 의한 영향을 받는 것으로 사료된다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2003년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.246-247
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• 2003

양식과정중에 사육어류가 받을 수 있는 스트레스 요인은 상존하며, 이러한 스트레스 요인에 의해 어류는 체내 생리적 불균형이 일어날 수 있다(Chang et al., 2001). 환경적 스트레스 요인중 수온은 어체의 생리적 변화를 야기시키고 스트레스 요인으로 작용하여, 생체내 대 사와 혈액성상의 변화를 일으키는 것으로 알려져있다(Barton and Iwama,1991). 여름철 한국 동해안에서 수온이 급격하게 변화할 수 있는 경우는 해양의 저층수가 용승하여 발생하는 냉수대 현상과 임해 발전소의 냉각수로 배출되는 온배수에 의한 주변수역의 수온상승 현상에 직면하였을 때라 할 수 있다. (중략)

• 해양환경안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.315-326
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• 2013

제주연안선 부근에 밀집된 육상양식장 배출구 주변 4개 해역(애월리, 행원리, 표선리, 일과리)에서 수질환경의 시공간적 변화에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위해 2010년 2월부터 2011년 12월까지 격월로 총 12회 조사하였다. 주성분 분석 결과 조사해역에서 연중 영양염의 분포는 염분과의 관련성 없이 배출구로부터 공급되는 물질에 의해 영양염의 농도가 조절되어, 연안에서 외해역으로 갈수록 농도구배가 감소하는 특징을 나타냈다. 특히 용존무기질소의 경우는 배출구와 인접한 해역에서는 부영양상태로 인에 비해 질소가 과잉되고 있었다. 유기물의 분포는 담수유입량이 증가하는 고수온기에 증가하는 경향을 보였다. 식물플랑크톤의 생물량 변화는 애월 및 행원해역은 담수유입과 관련된 기상요인(기온 및 강우), 표선 및 일과는 영양염의 인위적 공급요인(양식장 배출수)에 의한 영향을 주로 받는 것으로 나타났다. 특히, 배출구로부터 직선거리 약 300 m 및 수심 10 m이내 해역의 표 저층에서는 고영양염 농도 분포가 지속되고 있어, 부영양화 과정에서 발생하는 문제를 직 간접적으로 받을 수 있는 가능성을 나타냈다. 육상양식장의 운영 시 취수지점이 배출수의 영향을 받는 지점에 위치할 경우 사육수질의 문제가 발생할 수 있다.

• 한국양식학회지
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• 제6권3호
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• pp.187-197
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• 1993

미국 알라바마주의 중서부 지역에 밀집되어 있는 차낼메기 양어장의 수질을 조사하여 양어장 물이 배출되는 그 주변 하천의 수질과 비교하였다. 양어장의 사육 밀도는 헥타르당 10,000마리였으며, 밤 동안(0000-0600)에는 산소를 공급하기 위하여 수차를 사용하였고, 먹이 공급은 일주일에 6일 동안 하였다. 메기 양어장에서 방류되는 사육수의 오염 정도를 알아보기 위하여 양어장의 표층 30cm와 저층에서 1990년과 1991년에, 계절별로 시료를 채취하여 수질 변수를 측정하였다. 수온, 용존산소, pH, 침전성물질, 총부유물질, 휘발성물질, 총인, 용존인, BOD, 총암모니아, 아질산염, 질산염, 그리고 총켈달질소의 평균값은 표층과 저층의 시료사이에 차이가 없었다 (P>0.05). 양어장의 수질은 주변 하천수에 비해서 오염도가 높았으며, 특히 질소와 인의 농도는 아주 높았다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.23-28
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• 2010

A draft tube which has impeller to elevate bottom water and spread it over surface of lake water, induces convective circulation of lake water, a Long-Distance Circulation (LDC). Circulation of lake water make stratified water mixed and enhance DO (Dissolved Oxygen) of bottom water. Circulation rate of water is determined by draft rate of the tube, which is dependent on design parameters of the draft tube system, i. e. dimension of impeller and diffuser, inclined angle of impeller, impeller shape, and rotational speed. In this study, change in draft rate and power consumption of circulation equipment was investigated numerically with changing impeller dimension, angle and rotational speed. It was found that flowrate of draft water was increased as the dimensions of draft tube and impeller, and rotational speed and inclined angle of impeller increased. The power consumption was also elevated with increasing parameter values, and final selection of parameter values was made to satisfy target flowrates and power consumption.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권4호
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• pp.193-200
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• 2007

2006년 건기와 우기로 구분하여 연안개발 공사가 이루어지고 있는 해남군 화원면 주변 해역의 15개 정점과 하천 2개 지점 그리고 공사장 배출구 1개 지점에서 pH, 투명도, 염분, SS, DO, COD, ${NH_4}^+$-N, ${NO_2}^-+{NO_3}^-$-N, TN, TP, ${PO_4}^{3-}$-P을 분석한 결과, pH, 투명도, 염분, SS의 경우, 90 mm이상의 집중 강우가 있었던 8월에는 공사장의 배출구와 하천수의 유입구 인근의 해역의 표층수에서 강우에 의한 담수의 유입과 공사장의 배출수의 유입에 의한 영향이 뚜렷하게 나타났다. 하지만 그 외 지점에서는 정점 간, 수층 간 농도 차이가 나타나지 않았다. 예상과 달리 추계 건기에는 강한 바람에 의해 저층으로부터의 침전물질이 부유되어 SS의 농도가 하계의 강우시보다 더 높은 농도를 보였다. 그 외 COD, ${NH_4}^+$-N, TN, TP, ${PO_4}^{3-}$-P의 농도도 유사한 경향을 보였다. 따라서 공사로 인한 연안해역의 수질변화를 평가하기 위해서는 단순히 표층수의 수평적인 조사만으로 그 영향을 평가하기보다는 집중 강우에 의한 영향과 기상이나 해황특성, 침강특성이나 용출특성의 조사를 포함한 SS의 확산시뮬레이션 등으로부터 평가되어야 하겠다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.57-66
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• 2019

국내 중소하천에 설치된 콘트리트 보에서 발생하는 많은 문제 중에서 상류로부터 유입되는 유사가 보 직상류에 퇴적되는 문제가 심각하다. 이로 인해 하류에 유사공급이 원활치 못하게 되며, 퇴적된 유사가 오염물과 흡착될 경우, 하상 오염뿐만 아니라 하천 생태계에 치명적인 피해를 유발할 수 있다. 보 직상류의 유사 퇴적문제를 해결하는 방안 중 하상에 배사관을 매설하여 퇴적되는 유사를 하류로 배출하고 있다. 그러나 배사관에 적정크기 이상의 사석 등이 유입될 경우, 배사효율은 현격하게 낮아지므로, 이에 대한 가이드라인 내지는 한계조건 제시가 필요하다. 본 연구에서는 상하류 수위차, 사석의 직경 등을 주요변수로 선정한 후, 3차원 수치모의 결과를 활용하여 사석 배제 능력에 대한 한계 조건을 도출하였다. 상류흐름은 정류된 상태로 가정하였고, 배사관을 포함하여 상 하류간 검사체적에서 에너지 개념을 적용하여 분석을 수행하였다. 그 결과 수위차와 사석지름의 비로 나타낸 무차원 변수가 약 1.2인 경우, 배사관 내 사석의 배출유뮤를 명확히 결정할 수 있었다. 본 연구결과는 향후 점성이 높은 유사나 흡착성 유사 등의 특성을 고려한다면 배사관이 있는 고정보의 운영관리방안에 활용될 수 있을 것이라 기대한다.