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석조문화재 복원을 위한 금속보강재 매입방법 표준화 연구 (A Study on the Guidelines on the Insertion of Metal Stiffeners in the Restoration of Stone Cultural Heritages)

  • 이동식;김현용;김사덕;홍성걸
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제46권3호
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    • pp.212-228
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    • 2013
  • 파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

농가규모 양돈분뇨 퇴비화시 공기공급량 변화에 따른 퇴비 특성 평가 (Evaluation of Composting Characteristics According to the Air Supply Change in Farm-Sized Swine Manure)

  • 이성현;정광화;이동준;이동현;장유나;곽정훈
    • 유기물자원화
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    • 제27권3호
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    • pp.49-61
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    • 2019
  • 양돈분뇨는 퇴비화하여 이용할 경우 좋은 유기물 자원이 될 수 있으며, 양돈 분뇨를 효율적으로 이용하기 위한 많은 실험적 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 양돈분뇨를 톱밥과 혼합하여 여러 가지 퇴비화 조건에서 퇴비화 촉진정도를 실제 농가 현장에서 활용할 수 있도록 시험규모를 확대하여 수행하였다. 퇴비화 시험처리는 퇴비화기간 동안 공기를 송풍하지 않은 대조구와 퇴비화기간 동안 퇴비단 아래에서 공기를 송풍한 시험구로 구분하였다. 시험을 위한 퇴비단의 크기는 각각 $5m^3$로 조성하였다. 시험구 1 (EXP1)에는 돈분 $1m^3$당 100 L의 공기를 송풍하였으며, 시험구 2 (EXP2)에는 돈분 $1m^3$당 150 L의 공기를 송풍하였다. 공기공급량을 $1m^3$당 100 L, 150 L로 한 것은 현재 활용하고 있는 퇴비화시설 설계 규정에 가축분 $1m^3$당 150 L의 규모의 송풍 시설을 설치할 것을 권장하고 있으나 현장에서는 과다 송풍 우려가 발생하고 있기 때문에 이에 대한 검토가 필요하기 때문이었다. 퇴비화 발효기간은 4주로 하였으며, 퇴비화 시작 직후부터 매주 퇴비단의 샘플을 채취하여 물리 화학적 성분을 조사 분석 하였다. 퇴비단의 온도는 퇴비단 표면으로부터 약 40cm 지점에 온도센서를 설치하여 매 30분 간격으로 기록하였다. 발효온도를 분석한 결과 시험구에서는 공기를 송풍한 1~2일차에 최고온도 $67{\sim}75^{\circ}C$에 도달하였다. 이는 호열성 세균이 급격하게 증가 활동하였기 때문으로 판단되었다. 퇴비화기간 동안 수분함량, 총질소, EC의 값이 송풍발효가 완료된 4주차에 대조구에 비해 낮은 것으로 나타났다. 하지만 pH와 유기물 함량은 시험구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 송풍발효가 끝난 4주차의 부숙정도를 평가하기 위하여 종자발아지수를 분석한 결과 대조구에서 23.49, 시험구 1이 68.50, 시험구 2가 51.81로 나타났다. 종자 발아지수로 평가한 퇴비의 부숙은 대조구에 비해 시험구에서 매우 높은 것으로 나타났다. 따라서 양돈분뇨의 퇴비화시 외부로부터 가축분뇨 $1m^3$당 100~150 L/min의 공기를 공급하는 것이 퇴비의 부숙을 매우 빠르게 할 수 있는 것으로 나타났다.

독일 통일과정에서 문화유산 조사와 보존관리 - 고고학 조사와 유적 보존을 중심으로 - (Research on Cultural Heritage and Its Conservation in the Process of Unification in Germany - Focusing on Archaeological Investigations and Site Conservation -)

  • 김종일
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제52권2호
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    • pp.38-61
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    • 2019
  • 20세기 초반까지 독일 고고학에서는 유물 유적에 대한 객관적이고 섬세한 관찰을 중시하는 연구 경향과 어느 정도의 민족주의 혹은 자민족 우월주의의 입장에서 물질문화의 연구를 통해 과거의 민족 혹은 종족의 자취를 찾아 그들의 시공간적 범위를 확정하려는 시도가 공존하고 있었다. 2차 세계대전이 끝나고 독일이 동서로 분열된 이후 구 서독에서는 전통적인 독일 고고학의 전통을 계승하여 유물 유적의 관찰과 목록화, 그리고 편년과 분포의 확인에 집중하였다. 구 동독에서는 맑스주의의 사적 유물론에 입각한 역사의 합법칙적 발전 과정을 물질 자료를 통해 입증하려는 시도와 함께 과거의 문화유산이 갖고 있는 역사적 가치를 사회주의의 이념에 충실하거나 혹은 그 발전에 기여한 정도에 따라 평가하고자 하였다. 그럼에도 불구하고 구 서독과 구 동독의 고고학은 분열 이전의 독일 고고학의 전통을 상당히 공유하고 있었다. 분열 이후에도 고고학자들의 교류가 어느 정도 지속되고 있었고 구 동독의 고고학이 구 서독의 고고학, 그리고 유럽 고고학 전체에서도 인정받을 수 있는 의미 있는 나름의 연구 성과를 내고 있었다. 이러한 사실을 바탕으로 동 서독 고고학의 통합이 제도적인 측면에서는 어느 한쪽에 의한 일방적인 통합이었다는 한계에도 불구하고 양자가 비교적 단시일 내에 통합을 완성할 수 있는 계기를 마련하게 되었다. 한국의 경우에도 고고학 연구와 문화유산 보존의 측면에서는 공통의 연구사적 전통을 공유하고 상호 교류(공동 조사와 학술 교류 등)에 더욱 노력할 필요가 있다. 비록 맑시즘과 주체사상에 의거한 형식화된 해석이라 하더라도 이를 비판적으로 검토하여 필요한 경우 받아들이려는 열린 마음을 통해 남북한 고고학 및 문화유산 보존의 간극을 점차적으로 줄여나가는 작업은 더 이상 미룰 수 없는 과제라고 할 수 있다. 독일의 사례는 이러한 작업을 보다 효율적으로 진행하는 데 나름의 시사점을 던져줄 수 있으리라 생각한다.

온라인 신문 아카이브 연구 국내외 구축 사례를 중심으로 (A Study on the Online Newspaper Archive : Focusing on Domestic and International Case Studies)

  • 송주형
    • 기록학연구
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    • 제48호
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    • pp.93-139
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    • 2016
  • 신문의 역할은 정부의 비판과 감시다. 공공의 문제에 해설과 논평을 하는가 하면 다양한 여론을 형성하고 전달한다. 메타데이터가 확실한 사진 기록물을 담고 있으며, 지역신문의 경우 로컬리티 확보의 중요한 도구다. 신문에 실린 광고와 신문의 편집 역시도 시대의 단면을 보여준다. 이런 신문의 기록학적 가치 때문에 도큐멘테이션 전략을 수립할 때도 신문은 늘 우선적으로 수집이 고려되는 기록물이다. 신문을 보존하고 관리하기 위한 신문 아카이브는 여러모로 중요한 의미를 지닌다. 기자들이 기사를 작성하기 위해 이용하기도 하고, 다양한 학문 분야의 연구를 위한 자료로도 활용이 된다. 신문의 교육적 활용인 NIE에도 이용되지만 신문 아카이브는 디지털 시대에 들어와 더욱 중요한 위치를 차지한다. 미디어 자산을 통합 관리하는 MAM의 핵심에 아카이브가 위치하기 때문이다. 신문 제작뿐만 아니라 신문사 경영 등 전 영역에 걸쳐 새로운 역할을 온라인 아카이브가 하게 될 거라는 전망들이 나오고 있다. 한국에서도 이미 1991년 기사통합 DB인 KINDS가 서비스를 시작했고, 네이버에서는 뉴스 라이브러리라는 온라인 신문 아카이브를 구축해 운영하고 있다. KINDS의 경우 초기에는 뜨거운 반응이 있었으나, 현재는 이용률이 저조한 상태이다. "조선일보", "중앙일보" 등 주요 신문사가 빠져 있고, 이용자 인터페이스도 불편한 점이 많기 때문이다. 하지만 공공예산이 투입되어 무료로 이용할 수 있다는 점이나, 지방지에 대한 접근성 등은 큰 장점이다. 고신문의 경우 국립중앙도서관에서 지속적으로 디지타이징을 하고 있다. 개별 신문사들의 경우도 아카이브라고 하기 민망한 수준이자만 서비스를 제공하고 있다. 미국의 경우 의회도서관에서 국립인문기금과 함께 역사적 신문을 디지타이징 하는 'CHRONICLING AMERICA' 프로젝트를 진행 중이다. 각 주의 대학과 역사협회, 공공 도서관에 기금을 줘 매년 10만 페이지의 지역신문을 디지타이징하고 있다. 영국 역시도 국립도서관이 중심이 되어 'The British NEWSPAPER Archive'라는 온라인 신문 아카이브를 구축하고 있는데, 미국과 달리 유료로 운영된다. 이곳 역시도 합동정보시스템위원회의 공공예산이 투입되었으며, 지금도 구축을 계속 이어가고 있다. 개별 신문사들은 아카이브 솔루션을 구매해 온라인 아카이브를 구축하는 경우가 많다. ProQuest Archiver, Gale Cengage-NewsVault가 대표적인 아카이브 플랫폼으로 신문 자체가 표준화되고 규격화되어 있는 만큼 이를 통한 아카이브 구축도 효율적인 방법으로 보인다. 국내의 온라인 신문 아카이브를 개선하기 위해서는 아카이브에 대한 인식의 전환과 함께 과감한 투자 등이 요구된다.

복층터널 화재대응을 위한 원격 자동소화 시스템 개발 연구 (Development of remote control automatic fire extinguishing system for fire suppression in double-deck tunnel)

  • 박진욱;유용호;김양균;박병직;김휘성;박상헌
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.167-175
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    • 2019
  • 차량화재가 대부분인 터널 화재 사고에 효과적으로 대응하기 위해서는 초기에 화재를 진압하는 것이 가장 효율적이다. 그러나 도심지 터널의 경우 화재 사고시 차량 정체로 인해 소방대 투입이 어려워 신속한 소화 활동에 제약을 받으며, 이러한 문제는 최근 장대화 및 대심도화 되고 있는 지하도로(복층터널)의 경우 더욱더 심하게 나타날 것으로 판단된다. 국내의 경우 터널에서 발생되는 재난 재해에 대비하여 터널연장과 터널 조건별로 정해지는 위험도 지수를 토대로 연장등급과 방재등급을 산정하여 방재시설 설치 범위를 규정하고 있으며, 특히 터널 화재에 직접적으로 대응하기 위한 설비로 소화기구, 옥내소화전설비, 물분무설비 등을 등급에 따라 기본시설로 지정하고 있다. 그러나 이런 소화설비는 현실적으로 기능적이고 기술적인 측면에서 많은 약점이 발생되어 개선방안이 필요한 실정이다. 특히, 하나의 단면을 중간 슬래브로 나눠 상하행선으로 사용하는 형태인 복층터널의 경우 일반 소화설비보다 더 신속하고 효과적으로 화재 진압이 가능한 설비가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 기존 터널 방재시설(소화설비)이 가지는 문제점을 보완하고, 복층터널의 구조적 특수성에 최적화된 원격 자동소화 시스템을 개발하였다. 그 결과로 낮은 층고를 고려한 장거리용 설비와 보급성을 확대한 옥내소화전용 설비 등 두 가지 형태의 시스템 개발을 완료하여 성능을 검증하였으며, 실제 터널에 보급되어 널리 활용될 수 있도록 현재 실용화를 추진 중에 있다.

발굴유적 외부공간의 유형별 경관계획 및 조경시공 원칙 연구 (A Study on the Landscape Planning and Landscape Architecture Construction Principles by the Type Outside Relics)

  • 신현실
    • 한국전통조경학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.58-69
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    • 2018
  • 본 연구는 다양한 유적지 공간에서의 경관계획 및 시공기준에 대해 조경 분야에 적용 가능한 구체적 경관계획과 시공기준을 살펴보았으며, 이에 도출된 결과는 다음과 같다. 첫째, 유적지의 유형은 보존상태 및 처리기법에 따라 분류되는데 보존 상태에 따른 분류는 건조물이나 구조물 등 지상에 노출된 유적과 매장문화재와 같이 지하에 매장된 유적, 유적에 대한 기록이나 명성이 전해져 오고 있으나 장소만 남은 유적 등으로 구분된다. 전시 처리기법에 따른 분류는 유적 주변을 격리하는 폐쇄와 유적 지상에서 관람할 수 있는 관통, 별도의 보호시설을 유적 위에 설치하는 중첩 등의 기법들로 분류되었다. 둘째, 유적지 관람 전시를 위한 조경계획의 원칙을 수립해보면, 유적을 구성하는 항목으로 영역의 구분, 유적의 표면처리, 수목식재, 시설물 설치 등으로 구분된다. 유적은 원형의 공간이 아닐 경우 구성요소간의 소재를 달리하여 공간을 구분하는 영역의 구분이 필요하다. 유구의 보존이 필요할 경우 복토가 바람직하며, 이를 위해서는 잔디나 관목류 등을 사용하는 것이 효율적으로 판단된다. 수목의 식재는 공간의 성격에 따라 도입을 검토해야 한다. 시설물은 유적의 영역과 성격에 따라 경관에 미치는 영향과 유적의 추가 발굴 등을 검토하여 신중한 접근이 요구된다. 셋째, 유적지 공간에서의 조경시공 원칙을 살펴본 결과 도출된 정비방법은 현상보존, 보호시설 설치, 복토, 수복, 복원, 이전, 재현 등으로 분류되었다. 현상보존은 제한적인 조경계획이 필수적이며, 기존 유적의 원형에 영향을 미치지 않아야 한다. 보호시설은 유적의 보호를 위해 불가피할 경우 설치되어야 하며, 복토가 이루어질 경우 유적을 훼손할 수 있는 수목을 제거하고 성토 후 토사유실방지를 위해 표면처리가 요구된다. 수복은 원형에 대한 단서를 근거로 원형보존에 준하는 조경계획의 수립이 이루어져야 한다. 이전은 기존 유적의 외부공간과 유사한 환경을 조성하기 위한 조경계획이 필요하며, 본래 유적의 가치나 장소성을 부각할 수 있어야 한다. 재현은 현재 사라진 유적에 대해 과거의 경관과 분위기를 살릴 수 있는 조경계획이 수립되어야 한다. 넷째, 조경 분야는 발굴유적의 보존 및 전시효과 상승을 동시에 만족시킬 수 있는 분야로서 과거의 흔적을 보호하고 오늘날 폐허의 장소에 생기를 부여하기 위해 구체적 방안의 모색이 요구되며, 유적의 기능과 가치를 살린 유적지 공원 조성, 연계콘텐츠의 형상화 등이 대안으로 제시될 수 있다.

부산물 활용 발효 유기질비료 처리에 따른 유기 상추 토양 특성 및 수량에 미치는 영향 (Effects of Fermented Mixed Organic Fertilizer Utilizing By-Products on Soil Properties and the Yield of Organic Lettuce)

  • 안난희;이상민;황현영;박상구;이초롱
    • 유기물자원화
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    • 제29권3호
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    • pp.41-48
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    • 2021
  • 본 연구는 연구는 아주까리유박을 주원료로 제조되는 유기질비료의 대체자재의 개발 목적으로 혼합유기질 발효비료의 양분공급 효과 검증을 위해, 시용 후 상추의 생육 및 토양 특성을 혼합유기질과 비교 분석하였다. 혼합유기질 발효비료는 미강, 주정박, 참깨박, 어분의 혼합비율을 달리하여 비료성분이 질소 5.0, 인산 2.6, 칼리 1.4%인 혼합유기질 발효비료 2종 (FA, FB)를 제조하였다. 본 시험은 무처리, 혼합유기질, 혼합유기질 발효비료처리구로 설정하였으며, 시비량은 시설재배 상추의 표준시비량의 질소기준으로 (70kg ha-1) 혼합유기질 발효비료 FA와 FB는 100, 150% 수준, 혼합유기질은 100%로 설정하였다. 상추 생육은 혼합유기질 빌효비료 처리량이 증가할수록 FA 처리구의 엽수를 제외하고는 유의차는 없었다. 수량은 FA100, FB100 처리구가 각각 38.2, 40.8 Mg ha-1으로 혼합유기질 처리구 (38.3 Mg ha-1)와 유의한 차이는 없었다. 상추의 질소 흡수량과 이용 효율은 혼합유기질과 혼합유기질 발효비료처리구와 유의적인 차이는 없었다. 시험 후 토양 pH는 무비구를 제외하고 시험 전에 비해 다소 낮아지는 경향을 보이며 처리구 중 혼합유기질 처리구의 변화가 크게 나타났다. 전기전도도, 토양유기물, 유효인산 및 치환성 양이온 함량은 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 또한 토양의 세균과 방선균 밀도는 무비구에 비해 비료 처리구가 높게 나타났다. 상기 결과를 종합할 때, 제조한 혼합유기질 발효비료 2종은 혼합유기질과 대등한 양분공급 효과와 토양 특성을 확인하였으며 상추 재배를 위한 아주까리유박 대체 자재로 유기재배 농가에서 활용 가능한 것으로 판단된다.

고온 스트레스에 따른 참당귀의 생육 및 유용성분 특성 (Growth and Useful Component of Angelica gigas Nakai under High Temperature Stress)

  • 정대희;김기윤;박성혁;정충렬;전권석;박홍우
    • 한국자원식물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.287-296
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    • 2021
  • 최근 전 세계적으로 지구온난화가 가속되면서 작물의 생산에 극심한 피해가 야기되는바 극한의 고온 스트레스에 따른 참당귀의 생육특성 및 지표성분을 확인하고 효율적인 참당귀의 재배를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 2018년, 2019년의 기상관측데이터를 활용하여 실험온도(Control, 28℃, 34℃, 40℃)를 설정하였다. 그리고 식물생장상을 통해 실험온도를 처리하여 실험포지에서 이식 및 생장을 거쳐 생육특성 및 유용성분함량을 분석하였다. 실험이 수행되어진 실험포지는 평균 대기온도 19.38℃, 평균 토양온도 21.34℃, 평균대기습도 81.31 %, 평균 토양습도 0.18 m3/m3, 평균 일사량 162.05 W/m2로 관측되었으며, 토양의 이화학적 특성은 사질식양토에 유기물함량 2.66 %, 유효인산 868.52 mg/kg, 전질소 0.14%, pH 6.65, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨은 각각 0.95, 7.38, 1.46, 0.15 cmol+/kg로 분석되었다. 그리고 활착율(85 %)과 전체 높이(38.66 cm), 생중량(41.3 g), 건중량(14.24 g) 등과 같은 대부분의 생육특성은 대조구 대비 28℃ 실험구에서 가장 높은 생육을 보였다. 하지만 유용성분함량의 유의성은 확인되지 않았으나 대조구 대비 34℃ 실험구에서 가장 높은 값을 나타냈다. 이러한 결과는 고온의 스트레스로 식물체 조직의 노화 및 광합성량 감소, 생장지연 등과 같은 생육장애 요인에 의해 실험구별 생육의 차이가 발생했으며, 유용성분의 함량 또한 실험구별 생육장애에 의해 동화산물의 축적이 저조해져 발생된 현상이라 판단된다.

문수산(김포) 산림유전자원보호구역 관속식물상 변화 및 관리방안 (A Study on the Vascular Flora and its Management Plan at The Forest Genetic Resource Reserve of Mt. Munsu (Gimpo))

  • 윤호근;이아영;안종빈;황태영;이종원
    • 한국자원식물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.311-338
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    • 2021
  • 본 연구는 경기도 김포의 최서북단 DMZ 접경지역 및 민북지역에 위치한 문수산의 산림유전자원보호구역 일대의 관속식물상과 침입외래식물 등을 파악하고 확인된 식물들의 효율적인 관리와 생물다양성 보전을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 실시하였다. 조사는 2019년 4월부터 2020년 10월까지 총 17회에 걸쳐 실시되었다. 문수산 산림유전자원보호구역 일대의 관속식물상은 총 95과 276속 395종 13아종 33변종 3품종 444분류군이 분포하는 것으로 확인되었다. 이는 우리나라 관속식물 총 4,881분류군의 약 9.09%로 나타났다. 문수산 산림유전자원보호구역에서 출현한 한반도 특산식물은 은사시나무, 오동나무, 산이스라지, 백운산운추리 등 6종이 관찰되었다. IUCN 지정 희귀식물은 총 3분류군이 관찰되었다. 위기종(EN)은 복사앵도나무, 약관심종은 쥐방울덩굴과 창포가 출현하였다. 식물구계학적 특정식물은 초 39분류군으로 파악되었다. IV등급은 바위말발도리 등 2분류군, III등급은 고광나무, 병아리꽃나무 등 8분류군이 확인되었다. II등급은 잣나무 및 오리나무 등 총 10분류군이 관찰되었다. 조사지역에서 출현한 침입외래식물은 개망초, 달맞이꽃 및 개쑥갓 등 58분류군으로 확인되었다. 귀화율은 13.1%로 나타났으며, 도시화지수는 18.0%로 계산되었다. 본 연구에서 파악된 문수산 산림유전자원보호구역의 관속식물상과 선행연구와 비교한 결과, 최근 조사 구간이 더 넓고 다양한 경로를 조사했음에도 불구하고 선행연구에 비해 분류군 수가 감소한 것으로 파악되었다. 특히 희귀·특산식물의 수는 크게 감소하고 외래침입식물의 수는 임도 및 등산로 등으로 크게 확산한 것으로 확인되었다. 따라서 산림유전자원보호구역 내 자생식물의 보전 및 관리를 위해 산림휴식년제 등을 도입해야 할 것으로 생각된다.

유사물질 실험을 위한 자동화 현미경 실험 기기의 적용과 노캠퍼를 이용한 입자 성장 및 단순 전단 변형 실험의 예 (Application of Automated Microscopy Equipment for Rock Analog Material Experiments: Static Grain Growth and Simple Shear Deformation Experiments Using Norcamphor)

  • 하창수;김성실
    • 자원환경지질
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    • 제54권2호
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    • pp.233-245
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    • 2021
  • 암석의 미세구조에 대한 많은 연구는 실제 암석 관찰 뿐만 아니라 다양한 실험 장비를 이용하여 미구조의 발달 과정과 그 메커니즘을 이해하기 위해 수행되어 왔다. 변성이나 변형 작용 중에 입자 성장이나 입도의 변화를 일으킬 수 있는 광물 군집 내 입자 경계 이동 작용은 주요한 재결정작용 메커니즘 중 하나이다. 특히, 변형 과정 중 나타날 수 있는 입자 경계 이동의 연속적 관찰은 암석 유사 실험을 이용하여 수행될 수 있었다. 이번 연구에서는 다양한 실험 방법 중 유사 물질을 이용한 입자 성장 및 변형 실험 방법에 대해 기존 방법을 개량할 수 있는 실험 장비의 개발과 이를 통한 효과적인 미구조 분석 방법을 제시하였다. 개발된 실험 장비는 유사 물질 실험이 가능한 변형 장치와 실체 현미경에 회전 조작이 가능한 편광판들을 장착하여 광학적 조작이 가능하도록 구성되었다. 이들 장치들은 마이크로 컨트롤러를 통해 온도 및 변형 속도 제어 및 실험 동안 관찰되는 미구조 변화를 연속적으로 촬영할 수 있도록 자동화하여 구성되었다. 또한 편광판 회전 조작을 통해 취득되고 합성된 디지털 이미지들은 보다 정확한 입자 경계를 구분하고 분석할 수 있게 해주었다. 실험 결과의 입도 및 형태와 같은 미구조 분석을 위해 선분 교점 측정 방법과 입자 경계 트레이싱 방식을 비교하여 적용하였다. 유사물질로써는 석영과 유사한 광학적 성질을 가지는 노캠퍼(Norcamphor, C7H10O)라는 물질을 사용하였다. 개발된 장비의 실효성을 검증하고자 노캠퍼를 이용한 정적 입자 성장 실험과 단순 전단 변형 실험 및 이에 대한 미구조 분석을 수행하였다. 정적 입자 성장 실험은 시간이 지남에 따라 입자 수의 감소와 입도가 증가하는 전형적인 입자 성장 작용의 특징과 온도에 따른 성장 곡선들의 명확한 차이를 보여주었다. 중온-저변형율 조건의 단순 전단 변형 실험 결과는 평균 입도의 큰 변화는 없었으나, 입자 형태에 대해 전단 변형이 증가함에 따라 전단력 방향에 수직한 방향에 대해 약 53°의 방향으로 신장률이 증가하는 변화를 보여주었다. 이러한 미구조의 발달과정은 주어진 실험 조건에서 변형에 의해 입자 내부의 소성 변형과 내부 회복 작용이 균형을 이루면서 진행된 것으로 해석된다. 개량화 및 자동화된 실험장치를 이용한 이들 입자 성장 작용 실험 및 변형 실험의 예는 유사물질 실험에서 목적하는 바와 같이 실험 과정 동안의 입자의 미구조 변화과정을 순차적으로 관찰할 수 있고, 전체 수행 과정동안 수동적 조작없이 효율적으로 실험을 진행할 수 있다는 장점을 보여주었다.