• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권1호
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• pp.41-56
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• 2012

This study is focused on evaluation of the tensile properties of concrete exposed to acid rain environment. Acid rain environment was simulated by the mixture of sulfate and nitric acid in the laboratory. The dumbell-shaped concrete specimens were submerged in pure water and acid solution for accelerated conditioning. Weighing, tensile test, CT, SEM/EDS test and microanalysis were performed on the specimens. Tensile characteristics of the damaged concrete are obtained quantitatively. Evolution characteristics of the voids, micro cracks, chemical compounds, elemental distribution and contents in the concrete are examined. The deterioration mechanisms of concrete exposed to acid rain are well elucidated.

• 한국광물학회지
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• 제22권1호
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• pp.35-47
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• 2009

경주남산화강암과 보수물질인 시멘트몰탈에 다양한 산성도를 지닌 인공강우을 적용한 후 변화되는 양상을 통해 경주지역 석조문화재의 산성비에 의한 손상을 예측하였다. 2005년 경주지역 강우의 산성도가 pH $4.93{\sim}6.39$로 측정되어, 이를 토대로 pH 4.0, pH 5.6, pH 8.0의 인공강우를 제작하여 시편에 적용하였으며, 인공풍화시험을 병행하여 시험을 가속화하였다. 경주남산화강암과 반응한 pH 5.6와 pH 8.0 강우는 중성으로 변화하였으며, 강우적용 시험 후 시편의 무게는 감소하였다. 경주남산화강암의 수용성 이온성분이 인공강우 적용 후 시험전에 비해 높게 검출되었으며, 이는 구성광물의 용해에서 주로 기인된 것으로 보인다. 강우에 의해 이탈된 광물성분은 주로 석영, 정장석과 사장석으로 산성비에 의해 바탕의 석기부위가 용해되고, 이로 인해 광물입자들이 이탈하는 것으로 보인다. 석조문화재 보수물질인 시멘트몰탈은 산성비뿐만 아니라 알칼리성 강우에 의해서도 수용성 이온성분으로 용해되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.227-235
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• 2018

본 연구에서는 차량용 레인센서를 이용하여 고해상도의 강우관측을 위한 관계식을 개발하였다. 차량용 레인센서는 8개의 채널로 이루어져 있으며, 각 채널은 강우발생시 차량의 전면유리창에 내리는 우적량을 감지하여 센서시그널을 생성하는데, 강우량이 높을수록 센서시그널은 낮은 값으로 형성된다. 레인센서에서 생성되는 센서시그널의 이러한 특징을 이용하여 관계식을 개발하였다. 특정강우를 발생시키기 위하여 인공강우 발생장치를 제작하였으며, 인공강우발생장치에서 분사되는 강우량의 변화에 따른 센서시그널의 변화 값을 분석하였다. 이 중 민감도 분석을 통해 다양한 강우량을 잘 반영하는 최적의 센서 채널을 선정하였다. 선정된 채널을 이용하여 5분 단위 센서시그널를 생성하였고 생성된 5분 단위 센서시그널의 대표 값을 평균, 25분위, 50분위, 75분위로 설정하여 관계식을 구축하였다. 구축된 관계식을 이용하여 실강우 데이터에 적용하여 강우량 값을 환산하였고, 환산된 강우량은 지상강우관측소에서 관측된 강우량 값과의 비교를 통해 관계식의 신뢰도를 검증하였다. 검증결과 데이터의 이상치가 발견되어 관계식의 신뢰도는 다소 떨어졌지만, 해당 잔차 범위의 실험 데이터가 부족한 것으로 판단되었다. 개발된 관계식을 실강우에 적용시켜 강우량 값을 환산한 하였고, 신뢰도 검증을 위해 동시간에 관측된 지상강우 관측 장비에서 생성된 강우량 값과 비교를 하였고 관측 결과 레인센서는 0.5mm 이하의 미세한 강우량까지 측정하였고 평균 관측 오차는 0.36mm로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제26권3호
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• pp.149-154
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• 2017

Detection of rain is one of the essential weather factors that are monitored by automatic weather stations in Korea. In this work, we studied the operation standards required for impedance-based rain detectors in terms of surface temperature and sensitivity, in an effort to establish a qualification procedure for rain detectors. The surface temperature of rain detectors was measured at varying air temperatures from $-30^{\circ}C$ to $20^{\circ}C$, considering the hypothetical presence and absence of rain/snow. In addition, the sensitivity of rain detectors was studied generating artificial raindrops of regular size. The sensitivity was evaluated in terms of the critical number of droplets that triggers the activation of the rain detector. We found that the sensitivity is affected by stationary, horizontal, and vertical droplet deposition methods. The critical number of droplets for the stationary deposition is higher than that for both horizontal and vertical depositions, which provides the maximum limit of droplets required to activate the detector. Based on our experiments considering surface temperature measurements and sensitivity tests, we suggest a revised version of surface temperature and sensitivity requirements for the qualification of impedance-based rain detectors.

• 한국산림과학회지
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• 제83권3호
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• pp.280-285
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• 1994

인공산성우(人工酸性雨)(pH2.0, 3.0, 4.0, 5.6)의 투수(透水)($100ml{\times}12$회(回))매험(賣驗)에 의(依)한 우리나라 주요(主要) 삼림토양(森林土壤)(갈색삼림토양(褐色森林土壤)(B), 암적색삼림토양(暗赤色森林土壤)(D R), 회갈색삼림토양(灰褐色森林土壤)(GrB), 적황색삼림토양(赤黃色森林土壤)(R Y), 화산회삼림토양(火山灰森林土壤)(Va))별(別) 치환성(置換性) 염기(鹽基)의 용탈변화(溶脫變化)와 그에 따른 영향(影響)을 분석검토(分析檢討)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 토양(土壤) 침출액중(侵出液中)의 용출(溶出) Ca 농도(農度)는 각(各) 공시토양(供試土壤) 공(共)히 pH2.0 처리(處理)에서 가장 높았으며 처리(處理) pH 값이 낮아질수록 용탈농도(溶脫農度)는 급격(急激)히 증가(增加)하였다. 또 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)에서는 pH2.0 처리(處理)를 제외(除外)하고는 큰 변화(變化)가 없었다. 2. Mg의 용탈(溶脫) 양상(樣相)은 pH 처리간(處理間)에 완만(緩慢)한 감소(減少) 경향(傾向)을 보였다. K 용탈변화(溶脫變化)는 처리(處理) 초기(初期)부터 처리(處理) 회수(回數)가 증가(增加)할수록 점차(漸次) 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였으며 인공산성우(人工酸性雨)의 pH가 낮을수록 K의 용탈(溶脫)은 점차(漸次) 증가(增加)하였고, 공시토양간(供試土壤間)의 차이(差異)는 적게 나타났다. Na의 용탈(溶脫)은 Mg과 비슷한 경향(傾向)을 보였는데, pH 처리간(處理間)에는 큰 차이(差異)가 없었으며, 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)에서 가장 큰 용탈량(溶脫量)을 나타냈다. 그리고, 적황색(赤黃色) 산림토양(山林土壤)에서는 치환성(置換性) 염기중(鹽基中) Na의 용탈(溶脫)이 가장 많았다. 3. 토양(土壤) 침출액(侵出液)의 각종(各種) 치환성(置換性) 염기(鹽基) 농도(農度)는 공시토양간(供試土壤間)에 다소(多少)의 차이(差異)를 나타냈으나 이들 공(共)히 pH2 처리(處理)에서 가장 높았고 pH가 높아짐에 따라 점차(漸次) 감소(減少)하여 pH5.6의 경우(境遇)에 있어서 가장 낮게 나타났다. 그리고 각(各) 공시토양(供試土壤) 중 치환성(置換性) 염기(鹽基)에 의(依)한 수소이온 소비능력(消費能力)이 가장 큰 삼림토양(森林土壤)은 암적색(暗赤色) 삼림토양(森林土壤)이었고, 그 다음이 화산회(火山灰) 삼림토양(森林土壤), 적황색(赤黃色) 삼림토양(森林土壤), 회갈색(灰褐色) 삼림토양(森林土壤), 갈색(褐色) 삼림토양(森林土壤)의 순(順)이었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제7권3호
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• pp.161-168
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• 2013

In this study, an investigation was conducted to assess the washout mechanism of Asian dust particles through both laboratory-scale experiment and model calculation. To artificially simulate Asian dust particle, $CaCO_3$ particles were generated inside an experimental chamber. They were then scavenged by the artificial rain drops. The abundant $CaCO_3$ particles scavenged on a rain drop were successively identified by SEM observation. The concentrations of Ca in residual $CaCO_3$ particles on individual droplet were quantified by PIXE analysis. There was a tendency toward a high accumulation of Ca on a relatively small drop (e.g., <1.0 mm diameter). It is thus suggested that smaller rain drops can effectively scavenge a significant amount of Asian dust particles in ambient atmosphere. The numerical estimation can account for 92.1% and 83.2% of Ca that were measured in small (<1.0 mm diameter) and large (>2.0 mm diameter) size drops, respectively.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제19권1호
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• pp.71-80
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• 1996

The effects of simulated acid rain on the growth and interspecific competition of Echinochloa crus-galli and Digitaria sanguinalis were studied. Changes of growth in height and dry weight were examined and competition between the two species was investigated using the experimental model proposed by de Wit (1960). The experiments were carried out in the greenhouse, and test plants were germinated and grown for 4 weeks and then sprayed with simulated acid rain of pH 5.6, 4.2 and 2.8 for another 8 weeks. In de Wit replacement experiments, the variation of density and the treatment of simulated acid rain showed little effect on the interspecific competition between E. Crus-galli and D.sanguinalis. The ratio diagram, another method to reveal the interrelations between two competing species, always showed the predominance of E. crus-galli in competition, regardless of density and pH. The interspecific competition of the two species, represented by relative yield total (RYT), revealed that intraspecific competition was stronger than interspecific competition in both species.The treatment of simulated acid rain showed little effect on the growth of E. Crus-galli and D. sanguinalis. Height growth of both species did not differ from that of control (pH 5.6), but root/shoot ratio increased with the decrease in pH of simulated acid rain. Growth of tatal dry weight of E. crus-galli and D. sanguinalis was not influenced by the change of pH, except that D.sanguinalis showed a decrease in the total dry weight at pH 2.8 along with a visible sign of white spots on leaves. Physical environmental conditions can exert an effect on the interrelationships between the two species, but this experiment did not show the reversion of competition, and showed that E.crus-gilli was competitively dominant under any environmental conditions given in this study.

• 한국산림과학회지
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• 제76권1호
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• pp.33-40
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• 1987

잣나무(Pinus koraiensis) 파종상(播種床)에 인공산성우(人工酸性雨)로 처리(處理)하고 생장(生長), 엽내함유성분(葉內含有成分) 그리고 배지(培地) 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)을 산도수준(酸度水準)에 따라 평가(評價)하였다. 잣나무 종자(種子)를 1985년(年) 봄에 묘포토양(苗圃土壤)을 채운 pot에 파종(播種)하고, 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우양식(降雨樣式)에 모의(模擬)(simulation)해서, 황산(黃酸)과 질산(窒酸)의 비율(比率)을 3:2로 혼합(混合)하여 지하수(地下水)로 희석(稀釋)한 pH 4.0 및 pH 2.0의 산성우(酸性雨)와 지하수(地下水)(pH 6.5)를 5월(月)부터 8월(月)까지 4개월간(個月間)에 걸쳐 살포(撒布)하고, 동년(同年) 10월(月) 30일(日) 시료(試料)를 채취(採取)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다; 1) 잣나무 파종묘(播種苗)의 엽내함유성분(葉內含有成分)의 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下)됨에 따라 S와 $K_2O$는 증가(增加)를, MgO 와 $P_2O_5$는 감소(減少)되었다. 2) 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 토양산도(土壤酸度)는 저하(低下)되었고, 치환성(置換性) Al 함량(含量)은 크게 증가(增加)하는 상반(相反)된 반응(反應)을 보였다. 3) 토양(土壤)의 치환성(置換性) Ca, Mg 및 K의 함량(含量)과 염기총량(鹽基總量), 염기포화도(鹽基飽和度)는 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 현저(顯著)하게 감소(減少)되었다. 4) 토양내(土壤內) sulfate 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下) 될수록 크게 증가(增加)하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권5호
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• pp.82-89
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• 2011

Understanding snowmelt movement to the watershed is crucial for both climate change and hydrological studies because the snowmelt is a significant component of groundwater and surface runoff in temperature area. In this work, a new energy balance budget algorithm has been developed for melting snow from a snowpack at the Central Sierra Snow Laboratory (CSSL) in California, US. Using two sets of experiments, artificial rain-on-snow experiments and observations of diel variations, carried out in the winter of 2002 and 2003, we investigate how to calculate the amount of snowmelt from the snowpack using radiation energy and air temperature. To address the effect of air temperature, we calculate the integrated daily solar radiation energy input, and the integrated discharge of snowmelt under the snowpack and the energy required to generate such an amount of meltwater. The difference between the two is the excess (or deficit) energy input and we compare this energy to the average daily temperature. The resulting empirical relationship is used to calculate the instantaneous snowmelt rate in the model used by Lee et al. (2008a; 2010), in addition to the net-short radiation. If for a given 10 minute interval, the energy obtained by the melt calculation is negative, then no melt is generated. The input energy from the sun is considered to be used to increase the temperature of the snowpack. Positive energy is used for melting snow for the 10-minute interval. Using this energy budget algorithm, we optimize the intrinsic permeability of the snowpack for the two sets of experiments using one-dimensional water percolation model, which are $52.5{\times}10^{-10}m^2$ and $75{\times}10^{-10}m^2$ for the artificial rain-on-snow experiments and observations of diel variation, respectively.

• 한국광물학회지
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• 제23권1호
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• pp.63-71
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• 2010

경주지역 석조문화재 구성암석으로 사용된 경주남산화강암과 석영안산암질 응회암의 산성비에 따른 손상을 예측하기 위하여 인공강우와 인공풍화시험을 적용하였다. pH 4.0 강우는 반응초기에 화강암시편의 표변에 노출된 신선한 광물 입자와 가수분해반응에 의하여 중화되나, 곧 초기산성도로 돌아갔다. 반면 pH 5.6 강우는 경주남산화강암과 반응 시 오랜 시간 동안 중성을 유지하였는데, 약한 산성도로 인하여 암석의 구성 광물이 천천히 지속적으로 가수분해되어 나타나는 결과로 보인다. 풍화된 경주남산화강암과 반응한 산성비의 산성도는 pH 5.6 강우의 경우 선선한 암석에 비해 더 오랫동안 중성을 유지하였다. 응회암과 반응한 산성비는 전체적으로는 화강암과 유사한 경향을 보이나, pH 4.0 강우의 산성도가 낮아지는 시점이 화강암에 비해 늦다. 이는 응회암과 화강암의 조직과 구성광물성분이 다르기 때문이며, 미립 내지 유리질 석기가 많은 응회암이 화강암에 비해 강우와 반응하는 성분이 더 많아서 이러한 차이를 나타낸다. 무게감소율과 강도감소율을 예측한 결과, 신선한 경주남산화강암 보다 응회암이 같은 조건의 환경에서 2배 가까이 감소하였다.