• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.978-988
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• 2005

본 연구에서는 한강수계의 팔당호에 3차원 시변화 모델을 적용하였으며, 상이한 강우 및 유량 조건에서의 실측자료를 이용하여 적용 모델의 재현성을 검토하였다. 모델의 보정 및 검증 결과 모델 예측값은 실측간과 적절한 일치를 보였으며, 재현성이 검토된 모델 결과를 바탕으로 팔당호의 수온, 유속, 체류시간의 시 공간적 분포와 유입지류의 흐름 특성을 분석하였다. 팔당호 수표면에서는 일반적으로 소내섬 남쪽 수역에서 다른 수역에 비해 다소 높은 수온과 낮은 유속이 유지되는 것으로 나타났다. 또한 소내섬 남쪽 수역과 남한강 수역 하류 부분에서는 연중 대부분의 기간 동안 국지적으로 긴 체류시간이 유지되고 있으며, 이는 이들 수역에서 블로킹으로 인한 상류 방향으로의 역류가 발생하기 때문인 것으로 분석되었다. 한편 팔당호에서는 초여름과 겨울에 약한 수온성층이 형성되며, 초봄과 가을에는 성층이 파괴되어 전 수층에서 유사한 수온을 보이나 댐 방류의 영향으로 인해 수체의 수직 혼합은 발생하지 않았다. 집중 강우가 발생하는 여름철에는 유입 및 유출량의 급격한 증가로 인해 수온 성층이 파괴되며, 전 수역에서 체류시간이 크게 감소하는 것으로 예측되었다. 이러한 수체 흐름 하에서 남, 북한강 그리고 경안천은 각각 다른 방향으로부터 팔당호로 유입된 후 구별된 흐름 경로를 통해 댐까지 이동하게 되며, 특히 경안천은 소내섬 남쪽 수역에서 유입된 후 댐에 이르기까지 일반적으로 소내섬 서쪽 호반을 따라 표층을 중심으로 이동하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과 팔당호는 수온, 유속 그리고 체류시간의 시 공간적 변화가 매우 심하며, 수온 성층의 발달이 미약하나 유입지류의 수온 차이로 인해 밀도류가 형성되는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.185-195
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• 2012

나노 크기 매킨나와이트(FeS)는 높은 환원력, 흡착성, 그리고 비표면적을 지니고 있어, 염소유기물의 분해와 중금속 및 비금속의 제거에 유용하다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 콜로이드 안정성(colloid stability)의 변화로 지하수 흐름에 따라 쉽게 확산되거나, 입자집적(particle aggregation)에 의해 대수층의 공극을 막을 수 있다. 따라서 투과반응벽(permeable reactive barrier)에 적용하기 위해서 적절한 공학적 변형이 필요하다. 본 연구에서는 코팅법을 적용해 나노크기 매킨나와이트를 변형시킴으로써 본래의 반응성을 유지하고 또한 경제적인 투과반응벽의 설치에 활용하고자 한다. 이를 위해 화학적 처리를 하지 않은 규사(non-treated silica sand, NTS)와 화학적 처리에 의해 불순물이 제거된 규사(chemically treated silica sand, CTS)를 사용해 매킨나와이트를 코팅시켰다. 두 규사 모두 약 pH 5.4에서 매킨나와이트가 최대로 코팅되었으며, 이 pH는 (1) 매킨나와이트의 용해도, (2) 규사 및 매킨나와이트의 표면전하(surface charge)에 의해 영향받았다. 최적 pH에서 NTS와 CTS에 의한 코팅량은 각각 0.101 mmol FeS/g, 0.043 mmol FeS/g으로, NTS 표면에 존재하는 산화철 등의 불순물에 의해 매킨나와이트의 코팅이 현저히 증가했다. 한편 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 규사 2종과 최적 pH에서 코팅된 규사 2종을 이용해 아비산염(arsenite)의 흡착실험을 실시했다. pH 7에서 코팅되지 않은 NTS와 코팅된 NTS에 의한 아비산염의 상대적 제거율은 아비산염의 초기 농도에 따라 달라졌다. 낮은 농도에서 코팅되지 않은 NTS가 높은 아비산염의 제거율을 보였으나, 높은 농도에서는 코팅된 NTS가 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 이런 차이는 아비산염은 낮은 농도에서 규사 표면에 존재하는 산화물과의 표면배위결합(surface complexation)에 의해 제거되었고, 높은 농도에서 코팅된 매킨나와이트와 반응해 황화비소(arsenic sulfides)로 침전되었기 때문이다. pH 7에서 코팅된 NTS에 비교해 코팅된 CTS는 현저히 낮은 아비산염 제거율을 보였는데, 이는 CTS의 상대적으로 낮은 매킨나와이트 코팅량에 기인했다. 따라서 코팅된 NTS는 코팅된 CTS보다 아비산염의 제거를 위한 투과반응벽의 설치에 더 적합한 물질이며, 특히 아비산염의 오염도가 심한 지하수의 복원에 유용하게 적용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_3호
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• pp.855-866
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• 2017

본 논문에서는 지하수 수자원의 부존 및 대수층의 역학적 변화를 원격 탐사 방법으로 해석한 연구사례를 고찰하였다. 지질 분포, 지표수 및 지형 고도차, 식생 분포, 강수량과 증발산량의 변화를 측정하는 기법에는 항공 자력 탐사 분석에 의한 지질 선구조 해석, DEM, 엽면적지수, 정규 식생 지수 및 지표면 에너지 밸런스 계산 등이 있으며, 모두 원격 탐사로 수득된 자료에 기반하며, 광역적 차원에서의 지하수 수자원 부존 여부를 정성적으로 분석할 수 있다. 위성 센서 자료의 직접 이용을 통한 지하수 부존 및 동력학의 정량적 해석은 현재까지 GRACE와 InSAR가 가장 각광받는 탐사 방법임을 알 수 있었다. GRACE는 미소 중력장 변화를 지구 표면 및 내부 수체의 질량 변화로 전환할 수 있는 센서 보유 위성으로서, 센서 자료의 보정이 필요 없고, 지하수 부존 정량 분석을 위한 보조 자료를 모두 다른 위성 센서 자료에서 수득할 수 있으며, 자료처리 알고리즘의 지속적인 개선이 진행되고 있어서, 전세계적으로 수많은 연구가 수행되었다. 그러나, 위성센서의 검출 한계로 인해 협소한 지역에서의 지하수 질량 변화 정량이 부정확할 수 있고, 현장 조사 자료와 연동할 경우 과대 추정된 결과가 도출될 수 있다. InSAR는 특정 대수층에서 지표의 수직 변위가 지하수위와 비례한다는 원리를 이용, mm 단위의 지표 수직 변위를 측정하여 대수층 및 대수층 내 지하수의 물리적 특징을 정량화할 수 있다. 그러나, 지표의 토지 피복이 단순한 건조-반건조 기후 지역에 한정되어 적용되고 있으며, 지표면과의 긴밀도 값 손실이 우려되는 지역에서는 적용이 힘들다. 상기 두 위성을 이용하여 우리나라 지하수 수자원의 질량 변화 및 흐름 특징을 광역적으로 정량화하기 위해서는 우리나라의 지형 및 지질, 자연 조건에 알맞은 자료 전처리 알고리즘 개발 및 적용이 선행되어야 할 것이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권2호
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• pp.151-161
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• 2007

치아 우식증은 구강 영역에서 가장 흔한 질환이나 여러 가지 복잡한 요소가 작용하기 때문에 이에 대한 발생기전과 치료법에 대해서는 완전히 이해되지 않은 상태이다. 특히 초기우식의 재광화에 있어서 pH의 영향에 대하여 논란의 여지가 있다. 본 연구에서는 유산 완충용액을 이용하여 상아질에 인공 우식을 형성하고 이때의 무기질 소실을 측정하고, 탈회된 시편을 pH가 다른 세 가지 재광화 용액 (pH 4.3, 5.0, 5.5 군)으로 재광화시켰을 때 나타나는 무기질의 침착되는 양과 침착이 일어나는 부위를 Microradiograph를 이용하여 정량적으로 비교 분석하였다. 또한 주사전자현미경을 이용하여 수산화인회석 결정의 정상 상태 탈회된 상태, 그리고 재광화가 일어났을 때의 상태를 정성적으로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Microradiograph분석시 pH가 증가할수록 탈회된 상아질에서 재광화양이 유의차 있게 증가되는 경향을 보였고, pH가 낮아질수록 재광화가 일어나면서 더 깊게 탈회되는 양상을 보였으나, pH 5.5 군은 전반적으로 재광화가 일어나는 경 향을 보였다 (p<0.05). 2. 주사전자현미경 소견에서 상아질 우식의 재광화는, 유기기질 망을 둘러싸고 있는 수산화인회석 결정의 표면으로부터 진행되며 결국에는 탈회 시 파괴된 공간을 채워가는 양상으로 관찰되었다. 3. 재광화 5일 후 pH 4.3. 5.0군에서 무기질이 침착되어 수산화인회석결정이 정상보다 커졌으며, pH 5.5군에서 재광화된 부위의 결정은 정상으로 회복되는 양상을 보였다. 재광화 10일 후 pH 4.3, 5.0 군에서 재광화 5일 후에 정상보다 커졌던 결정들이 정상상아질의 결정 크기로 줄어들었으며 pH 5.5군에서는 결정의 크기가 2배정도 커진 경우도 관찰되었다. 본 실험의 결과에 의하면 상아질의 우식과 재광화 과정은 단순한 탈회와 재광화의 독립적인 과정이 아니고 동력학적으로 탈회와 재광화가 동시에 일어나는 과정이며, 이때 재광화는 기존의 수산화인회석 결정의 표면으로부터 진행되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제2권4호
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• pp.156-166
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• 2000

포장의 토양 역학적 거동 및 내구성에 영향을 주는 노상토의 함수량을 측정함으로써 국내 고속도로 포장의 계절별 함수량의 변동상황에 관한 자료를 제공하고, 노상토의 계절별 함수량 변화와 토양인자 및 기상인자들과의 상관 관계를 밝히려고 연구를 수행하였다 포장의 함수량에 영향을 줄 수 있는 인자 중 지형, 지질과 토양, 성토 혹은 절토 여부 등의 인자와, 기상자료를 얻을 수 있는 기상 관측소와의 거리를 고려하여 경부, 영동 및 호남고속도로의 8개 측정지점을 선정하여 중성자 수분 측정기로 1992년 8월부터 1993년 9월까지 2주마다 함수량을 측정하였다. 50 cm 이상 깊이의 토양단면 상층부의 함수량($\theta$$_{w}$)은 호남고속도로의 이서 지역을 제외하고는 7~12% 범위로 측정지점간에 차이가 크지 않았다. 그러나 60또는 70 cm 이하 깊이의 하층부의 함수량은 측정지점에 따른 차이가 매우 컸다. 원지형(신갈) 또는 절토지(추풍령)에서의 함수량 연중 변화폭은 약 4%정도로서 성토지(신갈, 추풍령 이외의 6개 지역) 에서의 연중 변화폭인 약 2%보다 약간 큰 경향이었다. 함수량 측정지점의 계절별 함수량 변화폭은 토양 전층을 통하여 1~4%로 매우 작았다. 고속도로 포장의 깊이별 함수량은 점토, 미사 및 모래함량 등과 같은 토양특성과 통계적으로 유의성이 높은 정의 상관관계가 있었으나, 강수량, 상대습도, 평균기온 및 풍속 등과 같은 기상인자와는 상관관계가 거의 없었다. 이와 같은 결과는 지역에 따른 함수량 차이가 지형이나 기상조건과 같은 요인에 의한 차이보다 큰 경향을 보이고 있었는데, 이는 주로 노상토로 사용한 토양의 특성에 기인한 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.993-1003
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• 2023

대기온실가스 증가로 전지구 평균기온은 산업화 이전 대비 1.1℃ 상승했고 수자원시스템의 공급능력에 상당한 변화가 예상된다. 본 연구에서는 금강수계 내 여러 중권역의 이수안전도와 기후조건의 관계(기후반응함수)를 단변량 함수로 나타내 기후민감도를 동시에 평가할 수 있는 방법을 제안하였다. 사례연구를 위해 GR6J 모형으로 중권역별 자연유출을 모의했고 이를 Water Evaluation And Planning (WEAP) 최적모형에 입력해 2030년 수요전망에 대한 공급신뢰도를 평가하였다. 여러 중권역의 이수안전도를 동시에 비교하기 위해 평균 강수량과 잠재증발산량의 비율을 독립변수 사용하여 단변량 기후민감도 함수를 개발하였다. 사례연구 결과, 1991-2020 자연유출을 이용해 수계전체 물부족을 최소화시키는 운영을 가정했을 때 공급신뢰도는 19개 중권역 중 보청천유역에서 가장 낮았다. 하천유지유량의 우선순위를 농업용수와 생공용수과 동일하게 조정한 시나리오에서는 보청천유역, 초강유역, 논산천유역의 이수안전도가 크게 감소하는 것으로 나타났다. 보청천유역, 초강유역, 논산천유역의 이수안전도는 모든 기후스트레스 테스테에서 크게 감소한 반면, 미호강유역, 금강공주유역, 금강하구유역은 아주 건조한 기후조건에서만 이수안전도가 감소했다. 대규모 인프라에서의 공급이 원활한 중권역의 기후민감도는 크게 변하지 않았다. 2021-2050 기후전망을 민감도함수에 적용했을 때 금강수계의 공급신뢰도는 대체로 좋아질 가능성이 높지만 하천유지유량 우선순위를 높이게 되면 지형적, 인위적으로 고립된 중권역에서 물부족은 심해질 것으로 분석되었다. 2021-2050기간 금강수계의 이수안전도는 기후스트레스 보다 하천관리정책의 변화에 더 큰 영향을 받을 것으로 판단된다.