• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.283-293
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• 2006

본 연구의 목적은 금강 하구역 표층에 분포하는 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 산정하고, 그 침식특성의 계절적 변화와 타 지역 침식특성 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화를 해석하는데 있다. 또한 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물 자체의 물리 화학적 기본특성에 의해 크게 영향을 받으므로, 본 연구에서는 이러한 퇴적물의 기본특성이 침식특성에 미치는 영향에 대해서도 해석하였다. 침식실험은 균일저면 조건에서 1개 지점에 대해 계절별로(가을과 겨울) 4회씩 총 8회의 실험이 환형수조를 사용하여 수행되었으며 그 결과 저면밀도 $1.15{\sim}1.34g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력(${\tau}_{ce.s}$)은 $0.12{\sim}0.36N/m^2$, 침식률 계수(${\varepsilon}_{M.S}$)는 $120.91{\sim}6.72mg/cm^2{\cdot}hr$ 범위의 값을 갖는 것으로 확인되었으며, 산정된 침식특성 매개변수들은 다른 점착성 퇴적물(Okeechobee호, Kaolinite)과 비교해 정량적으로 상당한 차이를 보였으나 금강 하구역 내에서의 계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.434-442
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• 2015

본 연구에서는 자연시료에 대한 퇴적 매개변수를 정량적으로 산정하기 위하여, 환형수조를 이용한 퇴적실험이 수행되었다. 퇴적실험을 위해 마산항이 대표 해역으로 선정되어 시료가 채취되었으며, 퇴적실험은 초기농도가 동일한 조건에서 바닥전단응력의 크기만을 변화시키면서 총 18회의 실험이 수행되었다. 퇴적실험 결과, 마산항 갯벌 점착성 퇴적물의 최소전단응력 ${\tau}_{bmin}$과 퇴적률 매개변수 ${\sigma}1$ 및 $({\tau}_b^*-1)_{50}$은 각각 $0.10N/m^2$, 0.54, 0.87로 산정되었으며, 과거 타 연구결과와의 비교 검토를 통하여 본 실험에서 도출된 결과의 타당성이 입증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.176-176
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-188
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• 2006

본 연구의 목적은 시화호 점착성 퇴적물의 침강 및 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침강특성은 특수 제작된 1.8 m의 침강수주를 이용하여 multi-depth 부유사 농도 채취방법으로 수행하였고, 침식특성은 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행하였다. 침강실험의 결과로서, 시화호 점착성 퇴적물은 부유사 농도값이 0.1$0.002의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 침식실험의 결과로서 저면밀도를 $1.14{\sim}1.32g/cm^{3}$로 변화 시켰을때, 침식한계전단응력은 $0.19{\sim}0.55N/m^{2}$으로 증가하였으며, 침식률계수는 $18.4{\sim}3.9mg/cm^{2}{\cdot}hr$의 범위로 감소하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권2호통권28호
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• pp.111-120
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• 1998

Laboratory settling experiments (column, recirculating flume) were conducted for further understanding of the physical processes of cohesive sediment transport. \In still water experiments, the growth rate of flocculation is dependent upon the initial suspended concentration. Consequently, the settling velocity increases with concentration of flees. In flocculation settling regime, the exponent n in the settling velocity, $w_s=kC^n$, for Nakdong estuary mud was obtained empirically. The exponents were found to be 1.33, and 1.06 for the initial suspended concentrations of 1 g/i and 3 g/t, respectively. In flowing water, experiments for the median settling velocity with Nakdong mud in a recirculating flume were conducted. Settling velocity was found to depend much more strongly on the current velocity than initial concentrations. The temporal variation of suspended concentration increases as current velocity decreases.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권3호
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• pp.122-130
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• 2013

점착성 퇴적물이 다른 광물입자 혹은 유기물과 결합하여 형성되는 플럭(floc)을 현장에서 관측하기 위한 플럭카메라 시스템을 제작하였다. 본 연구의 목적은 실험실에서 플럭카메라 시스템을 검증하고 영산강 점착성 해저 퇴적물의 플럭 특성을 규명하는 데 있다. 플럭카메라 시스템의 검증은 $88-125{\mu}m$와 $63-88{\mu}m$의 체에 걸러진 모래를 사용하였다. 플럭카메라 영상을 통해 분석한 평균입경은 각각 102와 $65.2{\mu}m$고, 침강속도는 각각 6.7과 5.9 mm/s이다. 카메라 심도에서 벗어난 입자는 실제 크기보다 크거나 작게 측정이 되는 현상으로 인해 체의 범위를 벗어난 입자가 관측되지만, 입경과 침강속도의 평균값에 대한 95% 신뢰수준 오차가 체의 범위에 속하므로 플럭카메라를 이용한 분석을 신뢰할 수 있었다. 영산강 하구의 해저 표층 퇴적물을 0 psu의 증류수에 0.1 g/L 퇴적물 농도로 관측한 평균 입경은 약 $40.6{\pm}0.66{\mu}m$, 침강속도는 1.4 mm/s 프랙탈 차원은 2.86이었다. 추가적으로 10과 34 psu의 염분과 0.1 및 0.3 g/L의 퇴적물 농도에서 관측한 평균입경과 침강속도는 서로 유사했고, 그 값들은 오차범위 내에 존재한다. 플럭카메라 관측을 통해서 얻은 플럭의 빠른 침강속도와 프랙탈 차원은 유기물 함량이 상대적으로 적은 표층퇴적물의 특성을 반영한다. 또한, 염분과 퇴적물 농도를 변화시켰음에도 플럭의 입경 변화가 거의 없는 것은 플럭을 형성에 충분한 난류 강도가 주어지지 못했기 때문이라고 판단된다. 향후에는 염분, 퇴적물 농도 및 외력의 변화에 따른 플럭의 특성을 밝히는 연구가 필요하다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.251-261
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• 2006

본 연구의 목적은 금강 하구역 미세-점착성 퇴적물의 침강속도를 정량적으로 산정하고, 그 침강특성의 금강 하구 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화와 타 지역 침강속도 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화를 해석하는데 있다. 또한 실험분석을 통하여 점착성 퇴적물의 물리 화학적 특성 즉, 입경분포, 유기물함량, 광물질구성 등의 공간적 변화를 정량적으로 조사한 후, 이러한 특성들과 침강속도간의 상관관계 및 침강속도의 정량적 변화에 미치는 영향에 대해서도 해석하였다. 침강실험의 결과로서, 금강 하구역 미세점착성 퇴적물은 부유사 농도 값이 0.1 < C < 80 g/L에서 $0.01\;<\;W_{s}\;<\;1mm/sec$의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었으며, 산정된 침강 속도는 다른 지역(새만금, Tampa만, Severn하구, Okeechobee호)과 비교해 정량적으로 상당한 차이를 보였으나 금강 하구역 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2020

하천, 강어귀 및 해안 지역의 점착성 유사는 흐름 내에 입자의 충돌에 의한 흡탈착으로 인해 다양한 크기의 플록을 형성한다. 이 플록은 오염물과도 군집을 형성하여 하상이 퇴적되는 경우가 많으며 홍수 등과 같은 외부 충격으로 인해 재부 되어 하천 환경 및 생태계에 악영향을 미친다. 군집의 형성은 화학적인 결합과 물리적인 응집으로 분류할 수 있는데, 미세 점착성 유사의 군집형성에 대한 연구는 주로 화학적인 결합에 대한 연구가 활발하다. 반대로 물리적인 결합 혹은 외부 충격에 대한 플록형성 매커니즘에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교반기를 활용한 실험을 통하여 점착성 유사에 대한 물리적인 흡탈착 과정을 분석하였다. 유입된 점착성 유사를 교반기로 외부충격을 주어 흡착과 탈착하는 정도를 탁도와 농도를 통해 정량화하였다. 실험은 원통 수조에서 수행되었으며, 교반기의 RPM을 조절하면서 외부충격의 강도를 조절하였다. 초기 실험을 통해 탁도-농도의 관계를 제시하였고 이를 활용하여 교반강도와 점착성 유사의 농도를 분석하였다. 실험 결과 교반강도가 증가할수록 플록 형성이 활발하게 진행되었으나, 일정 교반강도 이상에서는 다른 흡착 과정을 보였다. 이를 토대로 점착성 유사의 흡탈착의 임계값을 제시하였다. 향후 본 연구결과와 유속 혹은 난류강도 등의 하천특성과 연관성을 분석한다면 하천 내 오염물 관리에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(II)
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• pp.1075-1080
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• 2002

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(II)
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• pp.1111-1116
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• 2002