• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.161-170
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• 2010

기초구조물의 저항계수 산정 및 하중저항계수설계법의 개발을 위해서는 충분한 양의 데이터베이스 구축을 바탕으로 정확한 신뢰성 분석이 수행되어야 한다. 기존 국내외 말뚝기초의 신뢰성 분석 연구에서는 말뚝의 측정지지력 확인이 가능한 재하시험 자료만을 이용하여 저항편향계수의 분포특성을 산정하였다. 따라서, 파괴에 이르지 않은 말뚝재하시험 자료는 신뢰성 분석에서 제외되었다. 본 연구에서는 베이지안 이론을 이용하여 타입강관말뚝 저항편향계수의 사전 분포특성에 측정지지력을 확인할 수 없는 재하시험 결과를 추가하여 현장 특성을 반영한 저항편향계수의 사후분포특성을 산정하였다. 그리고 저항편향계수의 사후분포특성을 이용하여 말뚝의 신뢰성 평가를 수행하고 신뢰도수준을 갱신하였다. 국내 전역에서 수행된 양질의 정재하시험 자료를 수집, 분석하여 57개의 자료에 대한 측정지지력을 확인하였고, 이들 자료에 대해서 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 Meyerhof 공식을 이용하여 설계지지력을 산정하였다. 이를 통해 저항편향계수의 사전분포 특성을 정량화 하였으며, 베이지안 기법을 적용하여 다양한 현장재하시험 결과에 따라 저항편향계수의 사후분포를 산정하였다. 갱신된 저항편향계수 통계특성을 적용하여 일차신뢰도법을 이용하여 강도 높은 신뢰성 해석을 수행하고 시험결과에 따른 신뢰도 수준을 평가하였다. 본 연구에서 제시된 방법을 통해 양질의 측정지지력 데이터가 부족한 경우 베이지안 기법을 이용하여 신뢰성 분석이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.27-40
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• 2023

말뚝은 상부 구조물의 하중을 지지층으로 전달하는 구조체로 국내외 건설 현장에서 널리 사용되고 있다. 말뚝을 시공하는 방법은 지반조건, 시공위치, 주변현황, 환경적 요소, 공사비 등을 종합적으로 고려하여 결정하며 크게 직항타에 의한 타입방식과 선굴착 후 경타 또는 항타하는 방식으로 나눌 수 있다. 이 중 직항타는 말뚝 두부를 해머로 항타하여 원지반 내 소정의 심도까지 근입시키므로 항타 시 가해지는 에너지가 크고 이에 따른 항타진동 및 소음도 증가한다. 말뚝의 항타진동은 주변 시설물 및 지반에 영향을 미치므로 그 영향을 정량적으로 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타진동을 시간영역에서 산정하고, 직항타 시 말뚝과 인접하여 위치한 굴착면 및 가시설에 대하여 항타진동에 의한 영향을 유한차분해석법에 의한 2차원 동적수치해석을 통하여 분석하였다. 그 결과 파의 반사 및 재료감쇠가 적은 지표면에서 표면파에 의하여 지중보다 변위가 현저히 크게 발생하는 경향을 나타내었고 전체 변위 크기는 이격거리 증가에 따라 감소하나 수평방향 변위는 진동원과 먼 사면 상단부에서 연직방향 대비 더 큰 값을 보이며 법면부에 변위가 집중적으로 발생하는 특징을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.5-14
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• 2024

철근 콘크리트 교량 바닥판은 차량 하중과 우수침투 등으로 가장 먼저 손상이 발생하며 제설염화물 등으로 인한 철근 및 기타 금속 부재가 부식되면서 콘크리트 열화가 주로 발생한다. 교량 바닥판의 시공 상태 및 포장 내부 바닥판의 열화는 지표투과레이더(ground-penetrating radar, GPR) 탐사 자료를 이용하여 평가하고 있다. 교량의 콘크리트 열화 상태를 평가하기 위해서는 철근의 위치 및 열화 지점을 정확하게 파악하기 위한 GPR 자료 해석 기술 개발이 필요하다. GPR 탐사에서는 지반 매질의 레이더파 전파 속도 차이에 의한 반사 및 회절파 신호를 취득한다. 그러므로 이 연구에서는 GPR 탐사 자료를 이용해서 지반 매질의 레이더파 전파 속도를 추정하고 교량 바닥판의 열화를 평가하기 위한 완전파형역산(full-waveform inversion, FWI) 기술을 개발하였다. 개발된 FWI 기술의 적용성은 콘크리트 박리 및 철근 부식과 같은 교량 바닥판 열화현상을 보여주는 GPR 속도 모델을 만들어서 수치 실험을 수행하여 검증하였다. 합성 GPR 자료로 역산한 결과 교량 바닥판의 철근 위치와 열화 지점을 역산으로 계산된 속도 영상으로 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1360-1365
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• 2007

본 연구의 목적은 교량도로를 대상으로 배수받이에 퇴적된 퇴적물질을 대상으로 입경별로 유기물질 및 중금속 함량을 조사, 분석함으로서 강우 시 도로 퇴적물에 의한 비점오염부하의 기초 자료를 제공하고자 한다. 연구를 위한 퇴적물질 채취지점은 지방도로, 고속도로, 고가도로 상의 교량도로를 대표하는 지점 4개 지점을 선정하였다. 퇴적물질은 일정 입경범위로 범위(>2,000 ${\mu}m$, $1,000\sim2,000{\mu}m$, $850\sim1,000{\mu}m$, $425\sim850{\mu}m$, $212\sim425{\mu}m$, $125\sim212{\mu}m$, $90\sim125{\mu}m$, $75\sim90{\mu}m$, <75 ${\mu}m$)로 체분리 하였으며, 입경별로 용출 후 COD, T-N, T-P 등 일반 유기오염물질과 Fe, Cu, Cr, Pb 등의 중금속 농도를 분석하였다. 입경분포별 누적중량을 분석한 결과 $125\sim425{\mu}m$ 입경범위가 가장 많이 분포하는 것으로 조사되었으며, $<75{\mu}m$ 입경은 상대적으로 낮은 것으로 조사되었다. 조사지점 별 평균 오염물질 함량 범위는 COD $177\sim198.8$ g/kg(평균 77.6 g/kg), T-N $23\sim200$ mg/kg(평균 83 mg/kg), T-P $18\sim215$ mg/kg(평균 129 mg/kg)이었다. 중금속의 경우 Fe $1,508\sim5,612$ mg/kg(평균 3835 mg/kg), Cu $9.2\sim69.3$ mg/kg(평균 49 mg/kg), Cr $19.1\sim662.2$ mg/kg(평균 214 mg/kg), Pb $28.4\sim251.4$ mg/kg(평균 114 mg/kg)를 나타내었다. 입경별로는 오염물질 함량이 입경에 반비례하는 경향을 나타내었는데, 대체로 $75{\mu}m$ 이하의 입자가 오염물질 농도 함량이 가장 높았다. 연구 조사와 같이 교량도로 배수받이의 퇴적물질은 상당량의 미세입자 및 중금속이 다량 함유되어 있으므로 건기 시 주기적으로 퇴적물질을 제거를 통해서도 강우 시 비점오염부하를 상당량 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1331-1343
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• 2000

GIS와 USLE를 접목해서 토양유실량을 산정하는 방법론을 개발하여 동해안의 소규모 하천인 강릉 사천천에 적용하였다. GIS를 이용해서 유역의 수계도를 작성하고, 유로추적, 유역면적의 결정 등의 공간분석을 효과적으로 수행할 수 있었다. 토양도와 토지이용도를 이용해서 유역내 토양과 토지이용정보를 일정한 크기의 그리드별로 입력하였고, 공간분석 결과도 그리드별로 저장하였다. 이들 정보에 기초하여 USLE의 각종 인자에 대한 주제도를 생성하였고, 각각의 주제도를 중첩하여 토양유실량을 산출하였다. 이와 같이 GIS를 활용함으로서 지역별로 토지이용 형태별로 토양유실량의 정도를 효과적으로 평가할 수 있었다. 사천천 유역 전체의 평균 토양유실량은 약 1.36ton/ha/yr로 나타났으며, 임야지에서는 0.15ton/ha/yr, 밭에서는 27.04ton/ha/yr, 논에서는 0.78ton/ha/yr로 산출되었다. 밭은 전체유역면적의 약 4.4%인 $2.4km^2$를 차지하는데 밭에서의 총토양유실량은 약 6561ton/yr로 전체 유실량의 84.9%를 차지하고 있어서 면적에 비해 토양유실량이 많다. 산림지역의 토양침식량은 적은 편에 속하나, 밭에서는 경작지에 대한 토양유실 허용치 11.2ton/ha/yr와 비교하면 밭에서의 토양침식에 대한 대비가 필요함을 알 수 있다. 사천천 하류부에서 98년 7월 24일~28일, 98년 9월 29일~10월 1일 2회의 집중호우시에 유출량과 수질을 실측 조사한 결과, 유출량이 증가함에 따라 SS, TN, TP의 오염물질 농도가 높아지고, 유출오염부하량도 증가하는 경향을 보였다. 따라서 토양유실이 많은 홍수기에 인과 질소의 영양물질의 유출량이 큰 것으로 나타났다. 사천천 유역에서 년간 발생되는 오염부하량 중에서 SS는 21%, TN은 39%, TP는 약 19%가 본 연구에서 조사한 2회의 강우동안에 유출되었다. 따라서 우리 나라의 하천에서는 여름의 홍수기에 단기간에 많은 양의 오염물질이 집중적으로 유출되는 것을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7227-7236
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• 2015

수산물 가공폐수의 배출특성 결과, 불규칙한 유입부하로 안정적인 처리에 어려움이 있는 것으로 조사되었다. 수산물 가공폐수와 같은 고농도 유기성 폐수처리에는 가압부상조 운영이 매우 중요하다. 가압부상조의 운전 factor를 조사한 결과, A/S ratio 0.05(설계기준 0.01), 가압공기 압력은 8bar(설계기준 6bar), 가압탱크 압력은 6bar(설계기준 4.5bar), HRT는 60sec(설계기준 10sec)로 운영하였다. 또한 재순환율은 40% 이상(설계기준 30%), 표면 부하율은 $13.7m^3/m^2{\cdot}hr$ 이하(설계기준 $17.7m^3/m^2{\cdot}hr$ 이하)로 변경하여 최초 설계기준에 비하여 운전 factor를 유입특성에 따라 변화시켜 가압부상조의 성능을 향상시켰다. 유입부하 검토결과, BOD는 유입 설계기준 대비 140.7%, $COD_{Mn}$는 120.32%, SS는 106.3%로 조사되었으며, T-N은 135.5%, T-P는 173.3%로 설계기준보다 높게 유입되고 있었다. 처리시설의 연간 운영비를 조사한 결과, 슬러지 처리비(27.7%)와 약품비(26.0%)가 높은 비중을 차지하였으며, 슬러지 처리비는 해양투기 금지로 더욱 상승할 것으로 판단된다. 수산물 가공폐수 처리단가는 1톤당 3,858원으로 하수처리비용(142.6원/ton)에 비해 27배 이상으로 높게 조사되었는데, 이는 고농도의 유기물과 영양염류를 포함하고 있기 때문으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.589-599
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• 2014

본 연구에서는 서해 명사십리 일대의 제 4기 극한재해 퇴적기록 보존지역을 선정하기 위해, 1918년 일제 강점기 지형도, 2000년 수치지형도, 1976년 항공사진 및 2012년 항공사진을 이용하여 작성한 수치표고모델과 지표이용도를 순차 비교 분석하여 연구지역의 퇴적환경 및 지표환경 변화를 고찰하였다. 연구지역의 지형적 특징은 지난 100여 년간 큰 변화가 없었으나 연구지역의 북부와 남부에는 고도의 변화폭이 상대적으로 큰 구릉지가 위치하고 해안에 평행하게 사구가 발달하며 연구지역 남부 사구의 후면으로 내륙에 평탄한 저지대가 위치한다. 연구지역 유수 및 퇴적물의 이동 방향을 분석한 결과 사구에서 내륙으로 이동하는 흐름과 내륙의 높은 지대에서 해안으로 이동하는 흐름이 연구 지역 중부를 가로지르는 하천을 향하여 이동하며 중남부 용정리와 남부 자룡리의 평탄한 저지대에 각각 $0.2km^2$의 넓이를 가지는 저수지역을 형성할 수 있다. 또한 연구지역 해수면 변화기록을 보존하는 지역을 찾기 위하여 해수면을 상승시킨 결과 해수면이 3 m 상승했을 때 침수되는 지역은 1918년 $3.4km^2$, 2000년 $3.64km^2$으로 저수지역이 형성되는 위치와 중첩되며 남부의 평탄한 저지대가 해수범람 퇴적층의 형성이나 퇴적물의 집적에 용이한 환경임을 지시한다. 100여 년간 인간의 활동으로 인한 지표 환경 변화가 제한적이었던 지역은 약 $3.51km^2$의 면적으로 연구지역 중부에서 남부에 분포하며 1918년에는 점토 퇴적지, 논으로 활용되었고 2012년에 이르러서는 모두 논으로 이용되고 있다. 연구지역의 퇴적환경과 지표이용변화를 중첩 분석한 결과, 제4기 퇴적기록을 보존하고 있을 가능성이 가장 높은 지역은 연구지역 중부에 약 $0.15km^2$, 남부에 $0.09km^2$의 면적으로 존재하며 이 지역을 중심으로 과거 이상기후 퇴적기록을 연구하는 것이 효과적일 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.355-358
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• 2013

논에서의 비점오염원 관리는 배출수 관리방안이 현실적인 방안으로 판단되어 본 연구에서는 논 배수 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 2012년 5월부터 9월까지 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($1,715m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 양분물질(질소, 인) 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논 배출수 중 수질농도는 SS와 $COD_{Mn}$은 각각 79.3%와 45.6% 저감되었고 T-N과 T-P는 각각 52.2%와 60.5% 저감되었다. 또한 저류지를 이용한 월별 논 배출수의 유출량 및 양분물질 부하는 유출량의 경우 96~100% 저감되었고 T-N과 T-P의 부하량은 각각 16.3~73.0%와 15.4~70.1% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 용수의 취 배수가 용이한 논에서는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 양분물질의 배출이 저감될 것으로 생각되며 특히 농업보호구역 및 농업진흥지역에는 논 배수 저류시설 등의 자연 정화형 비점오염 저감방안을 마련하도록 정책부서의 제도 개선이 필요하다고 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권11호
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• pp.1079-1094
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• 2008

본 연구는 농촌소유역(1.21 $km^2$)에서 다양한 공간입력자료의 해상도가 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형의 수문-수질 모의결과에 미치는 영향을 분석하고자 Case A(2 m DEM, QucikBird 토지이용도, 1/25,000 토양도), Case B(10 m DEM, 1/25,000 토지이용도, 1/25,000 토양도), Case C(30 m DEM, Landsat 토지이용도, 1/25,000 토양도)에 해당하는 해상도별 공간입력자료를 구축하였다. 모형의 적용성 평가는 경안천유역(255.44 $km^2$) 출구점에서 일별 유출량 및 월별 수질자료를 이용하여 보정($1999{\sim}2000$)하였으며, $2001{\sim}2002$년 자료를 이용하여 검증하였다. 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.59의 결과를 얻었으며, Sediment, T-N, T-P 부하량은 각각 2.08, 4.30, 0.70 tons/yr의 RMSE 오차로 검보정되었다. 농촌소유역을 대상으로 다양한 공간자료(Case A, B, C)를 적용하여 수문, 수질모의를 실시한 결과, 유출량은 토지이용도 해상도에 의한 모의결과의 불확실성이 가장 큰 것으로 분석되었다. QuickBird 토지이용도의 유역평균 CN값이 1/25,000과 Landsat 토지이용에 비해 0.4, 1.8 더 크게 분석됨으로서 총유출량도 증가하였다. 한편, 유사량과 영영물질 오염부하량에 대한 수질모의 결과는 QuickBird(Case A) 토지이용도의 유사량 및 T-N, T-P 부하량이 1/25,000(Case B) 토지이용도에 비해 23.7 %, 43.3 %, 48.4 %, Landsat(Case C) 토지이용도에 비해 50.6 %, 50.8 %, 56.9 % 높게 평가되는 것으로 분석되었다.