• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제21권9호
• /
• pp.5-14
• /
• 2020

본 연구에서는 시멘트와 유사한 경화반응을 나타내어 붕괴된 비탈면의 복구공사에 사용되고 있는 표층안정재를 노후된 저수지의 보강재료로 활용하기 위해 실내시험과 모형시험, 프로그램 해석을 실시하여 보강효과를 분석하였다. 실내시험을 통해 혼합비에 따른 점착력과 내부마찰각의 변화를 분석한 결과, 표층안정재의 혼합비는 9%가 적절한 것으로 나타났다. 실내시험 결과를 토대로 혼합비 9%를 적용하여 모형시험과 프로그램 해석을 실시한 결과, 표층안정재를 사용한 경우에는 제내지 비탈면의 일부와 제체 아래에서만 물의 흐름이 발생하여 제체 내부에서 물의 흐름을 감소시킬 수 있으며, 침투유량은 약 42%, 제체 내부에서의 포화면적은 약 73% 감소시킬 수 있어 노후된 저수지의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.20-20
• /
• 2021

하천에서 유해화학물질 유출사고로 인하여 오염물질이 유입되었을 경우, 이에 대응하기 위하여 오염운의 도달시간과 농도를 예측하는 것은 매우 중요하다. 종방향의 혼합거동이 중요한 넓은 범위의 하천을 대상으로 오염물질의 이송을 예측하기 위하여 일반적으로 1차원 Fickian 모형을 사용한다. 그러나 실제 하천에서 오염물질의 농도를 측정하였을 경우, 대부분의 농도분포는 오염물질의 저장대효과로 인하여 긴 tail 부분을 갖는 왜곡된 분포를 갖게 된다. 이러한 저장대 효과는 여러 하천내의 다양한 불규칙성으로부터 발생하나, 국내 하천에 많은 보가 설치되어 있음에도 불구하고 하천 내부에 설치된 수리구조물에 의하여 발생하는 인공적인 저장대 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실내 수리실험과 수치 모의를 통하여 노치가 존재하는 보주변에서의 흐름 특성과 오염 물질의 이송 특성을 규명하고, 이를 통해 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 수리 실험을 통한 넓은 범위에서의 수평방향 흐름장과 농도장을 측정하기 위하여 본 연구에서는 광역 계측방법인 Large Scale Particle-Image-Velocimetry (LSPIV) 기법과 Planar-Concentration-Analysis (PCA) 기법을 각각 유속과 농도 측정을 위해 적용하였다. 더 많은 보의 지형 및 수리적 조건에 따른 저장대 메커니즘을 분석하기 위하여 3차원 Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 모형을 통해 모의조건을 확장 적용하였다. 측정 및 모의 결과를 바탕으로 노치가 존재하는 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 저장대 영역 면적의 크기는 노치사이의 간격이 증가할수록 증가하였으며 노치의 높이의 경우에는 크게 민감하지 않은 경향을 나타냈다. 추적물질의 체류 시간은 노치사이의 간격과 보의 높이가 증가할수록, 유량이 감소할수록 증가하여 질량교환계수 값이 감소하는 경향을 나타냈다. 프루드 수와 레이놀드 수 모두 질량교환계수와 양의 상관 관계를 나타냈으나 저장대 영역의 면적의 크기와는 낮은 관계성을 나타냈다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권12호
• /
• pp.65-70
• /
• 2021

우리나라 제방 중 내부침식에 의한 붕괴는 약 10% 이상을 차지하고 있다. 내부침식 뿐만 아니라 월류, 제체 불안정 등으로 인한 제방의 붕괴를 사전에 방지하고 최소한의 피해를 위하여 다양한 연구들이 시도되고 있고, 그 중 하나가 바이오폴리머 적용에 관한 연구이다. 바이오폴리머의 적용 분야에는 강도, 식생, 내침식성으로 나뉘며 본 연구에서는 내침식성에 대한 내용을 다룰 것이다. 본 연구의 목적은 모형제방의 다짐도 및 내부침식 유도로에 따른 붕괴양상을 검토하고 적합한 조건을 선정하여 바이오폴리머 혼합토 제방의 효과를 검증하기 위한 실규모 실험 기초자료를 확보하는 것이다. 모형제방의 다짐도를 상, 중, 하로 나누어 각각의 유도로 조건에 따른 침식양상을 검토하여 가장 적합한 실험 조건을 선정하였으며, 바이오폴리머 혼합토 처리 유무에 따른 효과를 확인하였다. 실험결과, 바이오폴리머 혼합토를 적용한 제방에서의 내부침식률이 크게 감소하였으며, 실제 제방에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 스케일을 축소시킨 모형제방에 바이오폴리머 혼합토를 적용하여 실제 적용 가능한지 여부를 연구하였다. 따라서, 실제 현장적용성 평가를 위해서는 실규모 제방실험이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.264-264
• /
• 2022

하천의 합류부는 두 개 이상의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 서로 다른 특성으로 인해 급격한 흐름의 변화와 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 하천의 합류부에서는 유체의 물리화학적인 특성과 흐름 구조의 변화가 발생할 수 있다. 흐름 구조의 변화로 인한 유사 이송으로 세굴과 같은 지형적인 변화가 발생할 수 있다. 합류부의 혼합을 이해하기 위해서는 본류와 지류의 다양한 유입조건에 따른 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측에 기반한 공간적인 패턴 분석의 어려움으로 인해 실내실험 또는 수치모형에 의존하여 연구가 수행되어, 실측자료에 기반한 공간적인 수체혼합의 분석은 매우 제한적이었다. 따라서, 본 연구에서는 하천 합류부의 혼합 현상을 규명하는 인자로 흐름 방향 유속, 2차류와 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 연직, 수평 방향으로 측정한 수질 자료와 드론 영상을 활용하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 수질 자료 중 하천의 혼합을 가장 잘 확인할 수 있는 인자로써 전기전도도와 온도를 활용하였다. SonTek ADCP를 이동식으로 횡단하여 측정해 흐름 방향 유속과 2차류, 수심을 확인하였다. ADCP를 운용함과 동시에 YSI의 수질센서를 활용하여 연직, 수평 방향으로의 전기전도도와 온도의 분포를 확인하였다. 또한, 합류부의 2차원 공간적인 분포를 확인하기 위해 드론 영상을 촬영하였다. ADCP, YSI, 드론의 계측자료는 한국의 낙동강과 남강 합류부에서 측정되었고, 분석 결과 계측장비 간의 경향성이 일치하였다. 또한, 이전에 진행된 해외의 합류부 연구 결과와 유사한 결과가 관측되었으나, 일부 부분에서는 다른 결과를 보였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
• /
• 제12권3호
• /
• pp.515-529
• /
• 2003

본 연구는 자본과 노동의 요소투입물의 증가가 환경오염의 증가를 유발한다는 Byrne (1997)모형과 기술축적도 환경오염을 유발하는 Bovenberg and Smulders (1995)모형을 혼합한 이론적 모형을 구축하고 경제성장률 제약조건식을 도출하여 경제성장과 환경오염관련 변수 간의 관계를 실증분석하였다. 도출된 경제성장률 조건식에서 경제성장률은 상대적인 소비와 오염의 비효용이 감소할수록, 할인율이 감소할수록, 오염저감기술수준이 증가할수록, 기술생산성 파라메타가 증가할수록 증가함을 보였다. OECD 20개국 패널자료를 이용한 실증분석에서 노동생산성이나 총고정자본, 기술이전과 같은 성장관련 주요 변수들은 모두 유의한 것으로 나타나 경제성장 관련 기존의 연구결과와 다르지 않았다. 그러나 경제성장에 대한 환경오염변수의 추정계수가 유의한 값으로 나타나지 않아 이론적으로 도출한 경제성장률조건식의 설명에 한계가 있으나 오히려 환경쿠즈네츠곡선가설의 존재여부를 판단할 수 있는 실증분석 연구과제를 남기는 데 의미가 있다고 본다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권3호
• /
• pp.167-179
• /
• 2021

하천 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측을 통한 현장데이터를 획득하기 어렵기 때문에 수리 및 수질 수치모형을 통한 연구가 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 최근 하천 유사측정을 위해 부유사농도의 지표로 연구되고 있는 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 합류부에서 상이한 유사특성을 가진 두 수체가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 초음파산란도는 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 초음파산란도(SNR)자료를 빔퍼짐에 대한 보정, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 측정기간 중 드론(UAV), LISST를 이용하여 합류부의 혼합양상을 모니터링하여 초음파산란도를 이용한 분석결과와 비교하였다. 분석결과, ADCP로부터 제공되는 초음파산란도를 보정한 결과 합류부의 3차원적인 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 데 적합한 인자라고 할 수 있었고, 상이한 본류와 지류의 유입을 고려하였을 때 다양한 혼합 거동을 분석하는데 지표로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 남강과 낙동강의 합류부에 대해 초음파산란도를 활용하여 합류부의 혼합 특성을 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.779-793
• /
• 1998

본 연구에서는 용수공급을 위한 이수관점에서 수력발전의 경제적 운영과 더불어 용수수요에 효과적으로 대처할 수 있는 댐군의 경제적 연계운영 최적화 모형을 제안한다. 제안된 모형은 댐군의 연계운영을 통한 발전방류의 최대화, 용수 수요량에 대한 물부족량(shortfall)의 최소화, 불필요한 여수로 방류량의 최소화, 홍수기를 대비한 저수지의 여유공간 확보, 그리고 발전효율을 높일 수 있는 저수위의 확보 등을 고려하였다. 제안된 최적화 모형은 구조적으로는 최적화 모형이지만, 실질적으로는 댐군의 연계운영의 행태를 표현한 시뮬레이션 모형이라 할 수 있으며, 용수공급계획 수립시 최대 용수공급 가용량 산정에 활용하기 위해서 개발된 모형이다. 최적화모형은 약 3,920개의 혼합정수변수와 약 7만$\times$13만 Node-Arc Incidence Matrix로 표현되는 네트워크 모형을 포함하는 여러 기간에 걸친 혼합정수계획 문제 (multi-period mixed integer programming)로 설계되었으며, 대형문제로부터 야기되는 수많은 자료를 효과적으로 처리하기 위하여 DBMS를 활용하였다. 본 모형의 효과를 검토하기 위하여 한강수계에 위치한 댐들 중에서 2개의 다목적 댐과 3개의 발전용 댐들의 연계운영에 실험하여 보았다. 실험결과, 본 연구에서 수립된 모형의 현실적인 이용을 위한 수정 보완과, 효과적인 댐 유역별 중장기 유입량 예측시스템이 개발되어 실시간으로 운영될 수 있도록 수정, 보완된다면 현재의 운영방법보다 더 좋은 운영방안을 제시하므로써, 환경보존에 따른 이득은 물론 용수공급 능력을 증대시킬 수 있는 대안이 될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권8호
• /
• pp.509-520
• /
• 2023

가뭄은 강수량, 토양수분 그리고 유출량 등 여러 가지 요인으로부터 영향을 받으며, 가뭄의 상황 판단을 위하여 다양한 가뭄지수가 널리 활용되고 있다. 가뭄지수의 산정에 활용되는 수문기상학적 자료와 가뭄지수 산정공식에 따라서 지수값은 달라지며, 가뭄 상황에 대한 판단에도 차이가 발생 할 수 있다. 본 연구에서는 국내외에서 널리 활용되는 표준강수지수(SPI)의 산정과정에서 결정해야 하는 강수량의 자료길이, 누적기간, 확률분포 모형, 매개변수 추정기법 등을 불확실성 영향 요인으로 가정하고, 각각의 조합에 대한 불확실성을 평균제곱근오차와 선형혼합모형(LMM)을 활용하여 평가하였다. 평균제곱오차는 SPI 산정과정에 발생되는 전반적인 오차를 추정하며, LMM은 영향 요인들의 상대적인 불확설성을 평가하는데 활용되었다. 그 결과, SPI 산정에 활용된 자료의 기간과 누적기간이 길어질수록 평균제곱오차가 감소하였다. LMM을 통하여 불확실성 영향요인들의 기여도를 비교한 결과, SPI의 불확실성에는 자료기간의 영향이 가장 크게 나타났다. 또한, 자료기간이 증가하면, 자료기간에 의한 불확실성은 감소하고 누적기간과 매개변수 추정기법에 의한 불확실성이 상대적으로 증가하였다. 본 연구 결과, SPI 산정과정에서 발생되는 불확실성을 줄이기 위해서는 장기간의 자료 확보가 우선이며, 자료의 특성을 적절히 반영하는 확률분포모형과 매개변수 추정기법이 적용되어야 한다.

• 자원ㆍ환경경제연구
• /
• 제15권1호
• /
• pp.27-50
• /
• 2006

우리나라 산업의 1990년과 2000년의 $CO_2$ 배출량을 각각 추정하고, 이 기간중 배출량 변화에 영향을 준 요인별 기여도를 조사하였다. 산업별 배출량에는 생산과정에서 직접 사용하는 에너지는 물론 원재료 생산에 사용된 에너지로 인해 간접적으로 배출되는 $CO_2$까지 포함하였다. 배출량 추정에는 통상적인 산업연관모형을 환경부문으로 확장한 $CO_2$ 혼합 산업연관모형을 이용하였다. 배출량 변화의 요인 분해에는 산업연관분석을 이용한 구조분해기법 (IO-SDA)을 사용하였다. 이 때 각 요인별 영향 계산에 적용하는 가중치는 기준연도와 비교연도의 평균값을 사용하여 가중치 선택의 자의성을 줄이고 완전분해가 되게 하였다. 추정 결과 국내 산업의 직 간접 $CO_2$ 배출량은 1990년에 6,444만 탄소톤에서 2000년에는 1억 1,552만 탄소톤으로 5,163만 탄소톤이 증가한 것으로 나타났다. 직접 $CO_2$ 유발계수 변화, 간접 $CO_2$ 유발계수 변화, 국내 최종수요 성장, 수출 증가, 수입 증가, 국내 최종수요 구조 변화, 수입 구조 변화, 수출 구조 변화 등 여덟 가지 요인별로 배출량 변화에 미친 영향을 분석한 결과 직접 $CO_2$ 유발계수 변화, 간접 $CO_2$ 유발계수 변화, 수입수요의 증가 및 구조 변화는 배출량 감소 효과를 낳았으나, 국내 최종수요 성장 및 구조 변화와 수출수요 증가와 구조 변화는 배출량을 증가시키는 요인으로 작용하였다. 산업이 직접 사용하는 에너지로 인한 $CO_2$ 배출량은 물론 제품 생산 과정에서 투입된 원재료의 생산에 소요된 에너지로 인한 배출량까지 모두 파악하는 것은 $CO_2$ 배출 저감 정책의 효율성을 높일 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.75-83
• /
• 1999

본 연구의 목적은 불량 매립된 쓰레기로부터 발생되는 침출수의 화학적 특성을 조사하는데 있다. 불법 투기된 쓰레기를 각각의 모형 매립조 속에 벤토나이트를 중량비로 0. 5. 10. 15%씩 혼합한 뒤 침출수의 CODcr, ${NO_3}^-$, ${SO_4}^{2-}$, $Cl^-$, 중금속을 모니터링 하였다. 그 결과, 모든 Lysimer에서 CODcr 농도 감소가 보여졌으며, 중금속은 거의 검출되지 않았다. 벤토나이트 혼합율의 증가에 따라 ${NO_3}^-$, ${SO_4}^{2-}$, $Cl^-$, 의 제거율이 증가하였다.