• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.457-457
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• 2021

인공습지는 자연이 가진 정화기작을 인위적으로 증가시키기 위하여 조성한 자연기반해법에 해당한다. 인공습지는 습지 내 식물, 미생물, 토양 등의 상호기작에 의하여 오염물질이 제거된다. 인공습지의 오염물질저감효율은 시설의 규모와 유량, 유입물질의 부하량 수리학적 부하량, 체류시간 등의 영향을 받게 된다. 일반적으로 인공습지 적정 규모는 유역 및 기상인자의 특성과 조성목적에 고려하여 산정된다. 본 연구는 전국 35개 지역에 설치된 54개 인공습지를 선정하여 모니터링을 수행하였으며, 2011년부터 2018년에 설치된 시설이다. 54개 시설 중 도심지역에 13개, 농업지역 25개, 공업지역 3개, 상업지역 3개, 축산 10개가 설치되어있다. 습지형태는 Cell형 자유수면형 인공습지(Free Water Surface, Cell-FWS), 유로형(Flow) 자유수면형 인공습지(Cell-FWS), Cell과 Flow형이 결합된 Hybrid-FWS, 수직흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)와 수평지하흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)가 결합된 HYBIRD 형 습지로 구분된다. 연구결과, 일반적으로 SA/CA 비율이 클수록 오염물질의 저감효율은 증가하는 것으로 나타났다. 오염 물질별 인공습지 규모를 비교할 경우 저감효율 60%에서 인공습지의 규모는 유기물>영양염류>입자상물질 순으로 나타났다. 목표 제거효율 60%에서 SA/CA 비는 BOD에서 약 3.2%, COD에서 2.5%, SS에서 1.9%, TN 2.5%, TP 2.3%로 나타났다. 입자상물질인 SS는 유기물 및 영양염류에 비하여 유역면적 대비 시설면적이 가장 적게 나타났으며, 유기물질 제거에 큰 시설규모가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 인공습지 설계시 유역 토지이용 및 강우특성을 고려하여 적정한 수질과 유량모니터링이 필요하며, 이를 토대로 목표 오염물질 선정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 농업지역의 최적화된 인공습지 위치는 임야가 20~30%, 밭이 20% 이하, 논이 10~50%를 포함하는 곳이 적정한 것으로 평가되었다. 도시지역 인공습지는 도시면적이 증가할수록 효율이 크게 변하지 않기에 가용위치가 적정한 위치로 평가된다. 인공습지의 효율은 유역의 세부 토지이용에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 따라서 인공습지 설계시 농업지역에서는 임야, 밭 및 논의 적정면적을 고려하여 인공습지 위치가 결정되어야 하는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제31권6호
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• pp.463-472
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• 1998

이 연구는 과테말라 에스탄시아 데 라 비르겐 (Estancia de la Virgen) 지역에 분포하는 광화대의 산상과 광물특성을 밝혀내기 위해 수행되었다. 이 연구를 위해 1:2,000 축척의 정밀광상 지질조사가 이루어졌다. 금-은 광화작용은 산 아구스틴 (San Agustin) 단층과 카바나스 (Cabanas) 단층사이의 단층 블럭내에 발달하며 단층구조에 의한 규제를 받았다. 금은 미량에서 부터 최고 72 g/t, 은은 미량에서 초고 180 g/t까지의 품위를 보인다. 정밀광상 지질조사에 의하면 석영맥은 북동방향으로 연장 500 m 이상 추적되며 연속성은 불량하지만 1,000 m 이상 연장되는 양상을 보인다. 석영맥에서의 광물생성순서는 3개 단계를 나눌 수 있다. 1단계에는 황철석, 방연석, 섬아연석, 황동석이 일차 금-은 광물과 수반되며 2단계에는 휘동석, 코벨라이트, 리나라이트와 같은 Cu-Bi-Au-Ag 황화광물이 형성되었으며 이들은 대체로 방연석이나 황동석의 미세구조에 침착-부화되었다. 3단계에는 방연석, 섬아연석의 탄산염화작용, 방연석의 표성부화작용이 지표환경에서 일어났다. 이 과정에서 용탈된 일부 은이 지하수면 근처에서 산화작용이 일어나는 동안 동광석이나 방연석에 침착되었다. 섬아연석과 황동석에서 각기 Fe와 Zn의 함량이 적은 것은 이들 광물이 비교적 저온에서 형성되었음을 의미하며 이는 이전에 연구된 유체포유물의 균일화온도와도 일치한다.

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.267-278
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• 2013

동아프리카 열곡계는 천열수 금-은 광상을 배태하고 있는 것으로 알려져 있으며, 그 대표적인 예로서 에티오피아에 발달된 열곡대는 제 4기 복마그마 화산활동과 관련하여 광화작용이 수반된다. 주 에티오피아 열곡대의 형성과정 동안 발달된 대규모의 지루-지구 구조는 마그마의 관입과 열수유체의 순환을 위한 열린 공간을 제공하였다. 최근 들어, 에티오피아 열곡대 및 다나낄 함몰지 내 천열수형 광화작용이 보고되고 있어, 주 에티오피아 열곡대 내 대규모 열수변질대의 발달(샬라, 랑가노, 알라로베다)과 온천수에 대한 관심이 높아지고 있다. 온천수의 지표산출은 주로 비등천(샬라) 또는 간헐천(알라로베다)의 형태로 이루어지고 있으나, 일부 지역은 지하수면의 하강으로 폭발적인 비등과 분출이 관찰되지 않는다. 온천수의 지표 분출과 관련하여 주변 암석들은 주로 석영, 카올리나이트, 일라이트, 스멕타이트, 녹니석의 광물조합을 갖는 암석으로 변질되어 있다. 온천수는 중성 내지 약한 알카리(pH 7.88~8.83)의 특성을 보이고, 대체적으로 중탄산염 유체로 분류된다. 온천수 내 금과 은 및 기타 수반원소들의 함량은 상당히 낮으나, Se의 함량이 최대 26.7 ppm으로 나타났다. 반면에 온천수 주변 규질 퇴적물들은 Pb(최대 33 ppm, 샬라), Zn(최대 313 ppm, 샬라), Cu(53.1 ppm, 데마에고나), Mn(최대 0.18 wt%, 샬라) 등으로 다소 부화되어 있다. 결론적으로 온천수내 높은 Se 함량과 규질 암석내 Pb, Zn, Cu, Mn 이상 및 최근 천열수형 광화작용의 발견은 주 에티오피아 열곡대내 천열수형 광상의 부존 가능성에 관한 기대를 높인다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권6호
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• pp.675-682
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• 2000

금강하구 부근의 연약지반에서 획득한 탄성파 자료(25개 shot gather)를 역산하여 2차원 S파 속도구조를 구하였다. 탐사측선위에 위치한 2개 시추홀에서 지질조사를 실시하고 표준관입시험을 실시하였다. 2차원 S파 속도구조는 대상지역의 지층이 두께 1${\sim}$3m의 상부층(S파 속도 200${\sim}$700m/sec), 두께 5${\sim}$8m의 중간 저속도층(S파 속도 100m/sec${\sim}$400m/sec)과 그 아래 S파 속도 1000m/sec 이상의 하부층으로 이루어져 있음을 보인다. 저속도층은 탐사측선의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 가면서 그 두께가 얇아지고, 기반암의 깊이도 얕아진다. S파 속도구조와 지층의 지질, 표준관입시험 값을 검토한 결과, 저속도층은 clay층과 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다. 이에 비해 Standard Penetrarion Test 값은 지층의 성분과는 연관성을 보이지 않고, 깊이에 따라 증가하는 것으로 나타난다. 이 연구는 표면파 역산이 연약지반의 S파 속도구조를 밝히는 데 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다. 또한 표면파 역산 방법은 연약지반에 흔히 존재하는 지표에 가까운 지하수면, 또는 저속도 층으로 인한 굴절파 탐사방법의 한계를 극복할 수 있는 방법을 제공한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.71-82
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• 2015

최근 시민편의를 위한 도심지 사회기반시설의 확충으로 인하여 민원최소화와 시공안정성을 고려한 쉴드터널 시공이 증가하고 있다. 대부분의 쉴드터널은 지하수가 유입되지 않는 비배수조건으로 가정하여 설계되지만 현장에서는 배수시설을 설치하여 지하수를 배출하는 배수터널처럼 운영되므로 설계 시 배수조건이 고려될 필요가 있다. 또한 우리나라 전역에 넓게 분포하고 가장 많이 이용되는 화강풍화토 지반에 대한 고려도 필요하다. 본 논문은 배수 및 응력조건을 조절할 수 있고 지하수면 아래 화강풍화토 지반에 위치한 터널을 모사할 수 있는 실험장비를 이용하여 실험하였으며, 전응력, 간극수압 및 배수내관의 유입유량을 측정하였다. 실험결과 배수조건 시 간극수압 감소로 인하여 전응력이 비배수조건보다 작게 나타났고, 유입유량은 재하응력에 비례하였다. 결과적으로 쉴드터널 설계 시 배수조건이 고려된다면 라이닝 작용 응력이 감소되기 때문에 경제성 높은 설계가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권2호
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• pp.160-164
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• 1999

현재 지구상에서 농업에 기인하여 배출되는 $N_2$O의 80% 정도가 지구의 온난화 뿐만 아니라 오존층 파괴에까지 영향을 미친다. 토양에서 수분함량 등과 관련한 유기태 탄소는 지하수면의 계절적 변화에 따라 탈질화를 결정하는 주요 요인이 되기도 하며 심층토의 탈질화 활동은 토양내 유기물을 분해하여 유기태 질소를 일시적으로 토양에 축적시키기도 한다. 그리고 토양의 관리방법, 폐기물의 토양처리, 질소질 비료의 시용 등이 $N_2$O 증가에 결정적 요인이 되기도 한다. 그러나 이러한 효과의 정도는 거의 알려져 있지 않을 뿐만 아니라 질산화나 탈질화와 같은 상반되는 과정과 제한 요소와 관련하여 범용적으로 적용할 수 있는 $N_2$O 방출을 예측하는 측정 계수와 같은 연구는 매우 미미한 상태이다. 그러므로 농업토양에서 비료와 유기물 시용 둥에 의해 발생하는 토양의 $N_2$O배출을 효율적으로 관리하기 위하여 심층토에서의 동적 역학적 $N_2$O 배출 측정과 관리 방법을 개발하여야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.430-437
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• 2012

홍수터여과에서 집수관의 설계에 대한 자료를 얻기 위해 실험실 규모의 모래통 실험을 수행하였으며, 집수관의 직경, 모래의 투수계수, 집수정의 수위 그리고 지표에서의 원수공급률 등의 변화에 따른 집수관에서의 수두분포와 지하수면 분포를 측정하였다. 측정결과를 수치해석코드에 적용하여 집수관 각 부위에서의 여과수 유입률도 파악하였다. 이들 자료로부터 홍수터여과에서 집수정의 운영수위를 낮춤으로 인한 부작용은 없을 것으로 예상되었으며, 적절한 회수능력에 비해 원수공급률이 큰 경우 대수층에서의 수평방향의 흐름이 발달하여 수평집수관의 통수능 부족을 보완함을 알 수 있었다. 이 경우 여과수의 토양중 이동거리가 늘어나므로 여과수의 수질개선에도 도움이 될 것으로 판단되었고, 따라서 홍수터여과에서는 강변/하상여과에서보다 더 작은 직경의 수평집수관을 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 전체 수두손실중 수평집수관에서의 수두손실이 차지하는 비율이 수평집수관 출구유속과 비례함을 알 수 있었으며, 이를 이용하면 홍수터여과에서 수평집수관의 설계와 평가가 가능할 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.185-190
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• 2008

이천온천원보호지구에는 9개의 온천공이 개발되어 있다. MRD-2 온천공이 996 m 심도까지 추가 굴착되기 이전의 온천공들의 굴착 심도는 166-294 m 범위였으며, 지하수면은 지표로부터 약 50m 정도 하부에 위치하였다. 이들 온천공에서 지표 온도와 공저온도를 이용한 연구지역의 지온경사는 최고 $64^{\circ}C/km$ (SB-2 온천공), 최저 $45^{\circ}C/km$ (SB-1 온천공), 평균 $54.28^{\circ}C/km$로 산정되었다. 그러나 심부까지 추가 굴착된 MRD-2 온천공을 관찰한 결과, 연구지역은 지표로부터 720 m 심도 이내 범위의 암반 균열계에 의해 매우 심한 열적 교란상태를 겪고 있는 것으로 나타났다. 이에 반하여, 심도 720 m 이하의 심부지역에서는 지하수의 유동이 존재하지 않는 것으로 관찰되었다. 따라서 연구지역의 지온경사는 열적으로 안정된 720 m 이하의 심도 구간 자료를 이용하여 $33^{\circ}C/km$로 재산정 되었으며, 이 값이 연구지역인 이천온천원지구에서의 합리적인 지온경사로 해석된다. 양수시험시 측정된 용출온도 $36^{\circ}C$는 지표하 720 m 심도에서의 온도 검층 결과와 일치되어 이 지점이 지하수 유동 및 열적 교란의 하부 경계가 되고 있음을 뒷받침하고 있다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.137-151
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• 2019

굴착공사 중 발생할 수 있는 지반함몰 사고를 방지하기 위해 굴착공사 주변 지층변화를 분석하고 모니터링하는 탐사기법과 기술이 필요함에 따라 다양한 탐사기술들을 적용, 보완함으로써 해석 기법을 향상시키는 것이 요구된다. 이 연구에서는 굴착공사 중 발생할 수 있는 지반침하 위험요소와 굴착, 지하수 등에 의한 이완영역을 탐지하기 위한 실규모 현장 실험을 실시하였다. 현장 실험을 수행하기 위해 실규모 굴착현장 테스트베드를 구축하고, 도심지 현장을 고려한 탐사법 중 전기비저항 탐사, 다중채널분석표면파탐사를 활용, 각 개별탐사의 적용 유효성 검토 및 모델링을 이용한 최적 탐사변수 도출과 설계, 탐사결과의 상호연관성을 비교 해석하였다. 이 연구 결과, 각 탐사별로 이완영역에 대한 영향을 확인할 수 있었으며, 특히 전기비저항탐사를 이용해 지하수면 위치를 확인하고 굴착에 대한 영향 파악할 수 있었다. 추후 지하수의 영향을 고려한, 즉 굴착면을 고려한 모델링에 대해 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.583-592
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• 2020

본 연구는 오염부지의 불포화대 내 오염물질의 농도가 지하수면에 유입되는 경로에서 토양유출수 농도의 변화를 연구하였다. 침투율의 범위를 통계적으로 분석하는 방식의 연구방법으로 위해성평가 대상 오염물질 13종을 대상으로 지하수 유입농도 감소의 경향성을 살펴보았다. 벤젠, 에틸벤젠, 톨루엔, 크실렌의 경우에는 낮은 토양분배계수값과 생분해로 인해서 시간이 지날수록 낮은 지하수 유입농도를 보이는 것으로 파악하였다. 생분해지수 및 침투율의 불확실성을 통계적으로 표현한 결과, 상대농도에서는 불확실성이 그다지 크게 나타나지 않았기 때문에 그 경향을 계산된 토양유출수 평균값으로 나타낼 수 있었다. 중금속의 경우는 지연계수가 상대적으로 크기 때문에 오염원에서의 토양유출수 농도가 수십년 동안에도 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 청주 지역 현장 부지의 연간 침투율을 계산하여 현장특이적 침투율값으로 활용할 경우, 계산된 오염물질의 토양 유출수 농도를 시계열로 표현하여 국내 평균 침투율에 의한 상대농도 대표값과 비교하였다. 마지막으로 파이썬(Python) 프로그래밍 언어로 구성한 코드를 부록에 수록하여 타 연구자들이 오염원 고갈에 의한 용존 농도 감소를 계산하는데 활용할 수 있도록 하였다.