• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권5호
• /
• pp.5-9
• /
• 2009

본 연구에서는 준설용 커터헤드의 운영특성에 따라 준설효율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수리실험을 수행하였다. 실험을 위해 현재 현대건설에서 보유중인 아산 3호의 설계도를 바탕으로 커터헤드를 설계하였으며, 수리실험을 위해 $4.2m{\times}2.2m{\times}1.5m$ 대형수조를 제작하였고, 준설 운영에 필요한 여러 실험용 장치를 제작하였다. 준설효율 실험에서는 다양한 커터헤드 속도, 준설 깊이, 흡입 속도, 등에 관해 실험을 수행하였는데 커터헤드의 회전 속도가 준설효율 결과에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 또한 커터헤드의 준설깊이에 따른 준설효율특성을 분석하였다. 최대 준설효율은 흡입속도가 2.0m/s 일 경우에 발생하였다. 잠재준설부피에 대한 커터헤드의 거동부피에 대한 무차원 분석을 수행한 결과 준설깊이에 따른 적절한 커터헤드의 회전력과 좌우 이동 속도가 결정되어야 최적의 효율을 보임을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권11호
• /
• pp.879-889
• /
• 2015

본 연구는 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비, 준설 깊이비의 변화에 따른 지류에서의 두부침식 양상과 합류부 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 구간으로 정의하였다. 준설 깊이에 따른 두부침식이 발생치 않은 범위를 제시하였다. 합류각, 유량비, 준설 깊이비 증가에 따른 두부침식 깊이비 및 천급점의 이동거리비는 전반적으로 증가하였으며, 천급점의 이동거리비의 관계식을 제시하였다. 이동상 하도에서의 유량비와 합류각 증가에 따른 분리구역의 길이비 및 폭비는 고정상 하도에서와 같은 양상으로 증가하였다. 준설 깊이비 증가에 따른 분리구역의 길이비는 감소하고 폭비은 증가하여 형상지수는 크게 증가하여 통수단면의 감소로 배수위 현상이 기대된다. 고정상 하도와 이동상하도에서의 합류각, 유량비, 준설 깊이비에 따른 형상지수 관계식을 제안하였다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.51-58
• /
• 2013

본 연구에서는 준설용 커터헤드의 형태에 따른 준설효율 특성을 분석하기 위하여 개방형 및 폐쇄형으로 나누어 수리실험을 수행하였다. 준설효율에 관한 실험을 수행하기 위하여 $4.9m(L){\times}2.2m(W){\times}1.5m(H)$ 크기의 대형수조를 제작한 후 준설 운영에 필요한 여러 장치를 제작하였다. 준설효율 실험에서는 커터헤드의 준설깊이, 회전속도, 흡입속도 등에 관한 운영조건을 달리하여 실험을 수행하였다. 준설효율에 관한 실험 결과를 살펴보면 개방형의 경우보다 폐쇄형의 경우에 상당히 높은 준설효율을 유지하였다. 동일한 커터헤드의 형태에서는 커터헤드의 회전속도가 준설효율 결과에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 보다 높은 준설효율을 위해서는 적정수준의 흡입속도가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.619-623
• /
• 2008

본 연구에서는 1차원 수치모형을 개발하여 하천준설 인한 교란하천의 적응과정을 파악하였다. 본 1차원 수치모형의 특성은 하천의 혼합사와 부유사의 거동을 모의할 수 있다. 하천준설 규모의 변화에 따른 하상변동과 하천의 적응과정을 파악하기 위하여, 하천준설의 채취장 길이는 일정하고, 채취 깊이가 변하는 경우와 채취 깊이가 일정하고 채취장의 길이가 변하는 경우에 대하여 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 채취장을 중심으로 상류에는 하상이 저하되어 상류로 전파되는 것을 보여주고 있다. 채굴장 직하류에서는 하상이 저하되고 있고, 하류에는 다시 하상이 상승하는 특성을 보여주고 있다. 채취장에서 하상의 상승은 초기에는 급격하게 진행되고 있으나, 시간이 지나면서 그 증가율은 감소하고 있다. 채치장 상류에서는 하상저하가 초기에 급격하게 진행되고 있다. 그러나 시간이 지나면서 느리게 진행되고 있고, 그 영향은 상류로 먼 거리까지 영향을 미치는 것을 보여주고 있다. 하류에서 하상저하는 상류로 그 영향이 적다. 채취장을 중심으로 수심의 변화는 시간의 증가에 따라 하류에는 수심이 증가하고 있으며, 상류에서는 수심이 감소하고 있다. 시간에 따라 수심의 변화율이 감소되고 있는 것은 교란된 하천이 적응해 가면서 평형상태에 도달해 가는 과정에서 하상변화가 감소되기 때문으로 판단된다. 채취장의 채취 깊이가 깊을수록 세굴심의 하류도 이동속도는 작아지며, 이것은 채취장은 채취규모가 커지면 하천의 교란이 있은 후에 적응하는 기간이 길어지는 것을 의미한다. 무차원 하상고는 채취장의 채굴심도가 작을수록 커지며, 시간이 증가함에 따라 증가하는 것을 보여주고 있다. 채취장의 채취장 길이가 길수록 하류로 이동하는 속도는 작아지며, 이것은 채취장의 채취규모가 커지면 하천의 교란이 있은 후에 적응하는 기간이 길어지는 것을 보여주었다. 무차원 하상고는 채취장의 채굴장의 길이가 짧을수록 커지며, 시간이 증가함에 따라 증가하는 것을 보여주고 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.53-60
• /
• 2010

본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물을 이용하여 적조생물인 Cochlodinium polykrikoides을 제거하는 실험을 수행하였다. 최적의 적조제거 조건을 도출하기 위해 준설퇴적물의 투입량 및 입자크기, 열처리, 첨가제 종류 및 함량, 적조 분포 깊이 등의 인자를 조절하였다. 준설퇴적물의 적정 투입량은 6~10 g/L 정도였으며, 이를 살포했을 때 제거율은 60분 후 73~93%이었다. 실제 바다에 투입시 단위면적당(1 $m^2$) 건조한 준설퇴적물 기준으로 6~10 $kg/m^3$를 살포하는 것이 필요하다. 준설퇴적물의 입자크기가 작을수록 적조제거율이 증가했다. 입자크기가 <100 ${\mu}m$일 때 제거율이 93%로 100 ${\mu}m$ ${\mu}m$ 입자의 경우(51%)보다 훨씬 높았다. 준설퇴적물의 90% 이상이 100 ${\mu}m$ 이하의 크기를 차지하므로 준설퇴적물을 별다른 처리없이 살포했을 때 상당한 효과를 거두리라고 본다. 준설퇴적물에 첨가제(CaO)를 넣어서 적조제거에 높은 효율(99%)을 얻었다. 첨가제의 적정량은 5~10%이지만 pH 상승을 고려해서 가능한 소량 투입하는 것이 적합하다. 적조 분포 깊이가 깊을수록 제거효율은 증가했다. 깊이가 5 cm 일 때 제거효율이 83%이었고 50 cm 깊이에서는 93%이었다. 바다에서 적조가 발생하는 깊이는 3 m 이내이고, Cochlodinium polykrikoides 대부분이 1 m 이내의 깊이에 존재한다. 이 실험결과를 통해 실제 바다에 준설퇴적물을 적용하면 더 높은 적조 제거효율을 얻을 수 있으리라고 기대한다. 연안어장 준설퇴적물(<100 ${\mu}m$) 10 g/L을 투입하여 적조를 최대 93%까지 제거할 수 있었으며, 이 결과는 황토를 이용한 결과(90~97%)와 비슷했다. 본 연구결과는 연안어장 준설퇴적물 살포법이 기존의 황토살포법을 대체할 수 있을 정도로 처리효율이 뛰어남을 보여주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.41-48
• /
• 2014

준설토에 대한 연구는 주로 준설토의 1차원 침강 및 자중압밀 특성을 파악하는 실험적 연구가 진행되었다. 하지만 양질의 준설지반 확보를 위한 효과적인 투기장의 설계와 배출수에 의한 환경오염을 최소화하기 위해서는 준설토의 투기에 의한 유동특성의 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 준설토 투기장의 펌핑에 의한 토사의 유동 형상을 모사하기 위하여 준설토사를 단일상으로 가정하고 연속 방정식을 유도하여 좌표축에 따른 힘 평형 방정식을 유도하였다. 준설토장의 3차원 거동 해석을 위한 컴퓨터 연산 부하와 모델링 소요시간을 최적화하기 위하여, 토체의 깊이 방향으로 적분을 수행하는 깊이 적분 방법을 지배 방정식에 적용하여, 3차원적 지형조건을 고려할 수 있도록 하였다. 지배 방정식의 보간함수를 이용한 공간분할에서 Petrov-Galerkin 수식화 기법을 적용하였다. 일반화된 사다리꼴 법칙으로 시간적분을 수행하고 Newton의 반복과정을 이용할 수 있도록 근사화시켰다. 가중행렬은 DG과 CDG 기법을 적용하였으며, 준설토 유동해석에서 가중행렬에 따른 수치적인 안정성을 평가하기 위하여 사각형 기둥 슬럼프 시뮬레이션을 수행하였다. 수치기법에 대한 비교 분석 결과는 DG 기법을 적용한 SU/PG 수식화가 유사진동을 최소화시키는 가장 안정적인 수치해석결과를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권10호
• /
• pp.41-48
• /
• 2010

본 연구에서는 기존에 적용된 준설투기장 설계에서 준설투기장에서 배출되는 상등수의 부유물 농도 예측에 대한 적합성 평가를 위하여 실제 현장 준설 시 준설투기장 내에서 준설토의 입도분포 및 상등수의 부유물 농도 분포를 측정하여 설계 예측 값과 비교하였으며, 상등수의 유속과 부유물 농도와의 관계를 분석하였다. 평가 결과, 현장 측정값과 설계 예측값이 비교적 유사한 경향을 보였으나, 준설 초기 및 상등수 유속이 증가한 시점에서는 설계 예측값과 상이한 측정값을 보였다. 이는 기존에 적용된 준설투기장 설계법이 준설 기간에 따라 민감하게 변화하는 준설토의 침강 깊이 및 상등수의 유속 등을 반영하지 못하기 때문으로 판단된다. 또한 준설투기장에서 동시에 측정된 유속과 부유물 농도의 분포가 유사한 경향을 보이므로 상등수의 유속과 부유물 침전이 상당히 밀접한 관계가 있는 것으로 관측되었다. 따라서, 현장 준설투기장 상황 변화를 보다 정확히 예측하기 위하여 준설토 계면고, 침강깊이, 상등수 유속에 따라 변화하는 부유물 침전을 고려한 준설투기장 설계법이 필요하다고 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권1호
• /
• pp.9-21
• /
• 2015

본 연구는 소옥천 호소화 수역의 퇴적물 깊이별 오염도를 조사하고, 표층 퇴적토양을 대상으로 인 용출특성을 실험한 것이다. 퇴적물의 총인 농도는 전 구간에서 대청호 준설 환경기준 1.5mg/g을 초과하였고, T-N은 팔당호 준설기준 1.1 mg/g은 초과하였으나 대청호 준설기준 3.0mg/g보다는 낮게 나타났다. 준설구역은 소옥천 추소수역(WS-6~WS-12)이 적절하다고 판단하였다. 퇴적물 깊이별 오염도 조사 결과 강열감량은 깊이에 따라 낮아지는 경향을 보였고, 총질소는 깊이에 따른 농도 분포 패턴은 나타나지 않았다. 총인 역시 지점과 깊이별로 농도 변이가 적고 특별한 경향성을 보이지 않았다. 소옥천 호저 퇴적물에서 총인의 용출률은 혐기성 조건에서 $7.2{\sim}15.4mg/m^2/d$, 호기성 조건에서는 $0.5{\sim}2.0mg/m^2/d$, 통기성 조건에서는 $2.0{\sim}4.1mg/m^2/d$의 범위로 산정되었다. 혐기성 조건에서 퇴적 표토층의 총인 농도와 용출률의 관계는 결정계수($R^2$)가 0.7871로 나타나 정상관성을 보이고 있다. 또 반응조의 용존산소 농도와 총인 용출률의 관계는 결정계수($R^2$)가 0.8824인 높은 역상관성을 보였다. 퇴적물의 오염도와 반응조건에 따라 용출률이 크게 다르다는 것을 알 수 있었으며, 추소수역에 대한 수중 용존산소 농도 및 퇴적 표토층의 총인 함량과 총인 용출률과의 관계를 해석하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권8호
• /
• pp.625-634
• /
• 2015

합류부에서의 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비에 추가하여, 본류 준설에 의한 하상고 불일치에 따른 다양한 양상의 분리구역의 특성을 CCHE2D 모형을 사용하여 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 경계로 정의하였다. 합류각 $30^{\circ}$ 이하에서는 분리구역이 형성되지 않았다. 유량비와 합류각 증가에 따른 분리구역의 크기는 일반적으로 증가하는 양상으로 나타났다. 준설 깊이비 증가에 따른 분리구역의 크기는 합류부 수용체의 증가에 기인한 지류에서의 상대적인 운동량의 감소로 인하여 감소되었다. 유량비와 합류각의 변화에 따른 분리구역의 수축지수를 규명하였고, 통수기능의 저하에 따른 배수영향을 확인하였다. 합류각, 유량비, 준설 깊이비에 따른 분리구역의 형상지수의 관계식을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권8호
• /
• pp.57-63
• /
• 2010

본 연구에서는 준설투기장의 설계를 위하여 실내시험으로 컬럼을 이용한 준설토 침강 자중압밀시험 및 상등수에 대한 부유물 농도시험을 수행하였으며, 현장조건과 배출수의 부유물 농도를 고려한 준설투기장을 설계 검토하였다. 준설투기장 폭과 목표 부유물 농도와의 관계 검토결과, 소요면적에서는 투기장 폭이 좁고 길이가 길수록 부유물 농도가 감소함을 알 수 있었다. 또한 준설투기가 진행됨에 따라 배출되는 상등수의 부유물 농도의 변화를 예측하기 위하여 침강허용깊이의 변화에 대한 영향도 고려되어야 하며, 이는 배출수의 목표 부유물 농도가 낮을수록 더욱 중요하다.