• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.11-18
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• 2018

본 연구에서는 다중 기후모델에 의한 미래 기후자료를 기반으로 SWAT-K 유역모형을 적용하여, 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수자원 영향을 평가하였다. 기후모델에 따른 미래 전망자료의 불확실성을 고려하여 9개의 GCM 모델의 기후자료를 미래기간(2010~2099년)에 대한 SWAT-K 모형의 기상자료로 적용하였다. 과거(1992~2013년) 및 미래기간에 대한 연도별 수문변화를 분석한 결과 강수량, 유출량, 증발산량, 함양량 모두 증가하는 추세로 나타났다. 과거기간에 비해 유출량의 변화가 가장 크게 나타났으며(최대 50% 증가), 증발산량은 상대적으로 작게 나타났다(최대 11% 증가). 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가에 따라 유출량과 함양량도 크게 증가하는 반면, 동일기간에 대한 증발산량은 감소하는 것으로 분석되었다. 1월과 12월은 반대의 경향이 나타났다. 미래의 물수지 변화를 분석한 결과 강수량 대비 유출량, 증발산량, 함양량의 비율은 변화가 크지 않으나, 과거와 비교했을 때 RCP 8.5 시나리오에서 유출량 비율은 최대 4.3% 증가하는 반면, 증발산량 비율은 최대 3.5% 감소하는 것으로 나타났다. 기존의 타 연구와 본 연구에서 도출한 결과를 종합해 볼 때, 현재 제시되고 있는 기후변화 시나리오 가정 하에서는 미래로 갈수록 점차 강수량과 유출량이 증가할 것이고 특히 여름철 강수량 및 유출량의 증가가 예상된다. 이로 인해 제주도 지역의 함양량도 함께 증가할 것으로 판단할 수 있다. 다만, 본 연구는 장기적인 측면에서 자연적인 기후변화로 인한 영향을 분석한 것이며, 추가적으로 단기적인 수재해 대응을 위한 홍수와 가뭄관리, 인위적인 용수 수급 관리 등에 대한 종합적인 분석을 통해 제주도 수자원의 지속가능한 이용을 위한 대응방안이 필요하다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.259-268
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• 2005

폐금속광산 주변 잔류광미 및 논토양중의 중금속 분획과 잠재적인 이동도를 평가하기 위하여 10개 광산지역을 대상으로 중금속 분포비율, 화학적 존재형태 및 화학성분과의 관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 잔류광미중의 중금속 오염지수는 청양>도곡>붓든>백월광산 순으로 그 값이 20보다 높았으며, 오염지수 값으로 볼 때 하부 생태계에 환경문제를 야기시킬 수준으로 생각되었다. 논토양중 왕수분해 전함량에 대한 0.1 M HCl 침출성 중금속 비율은 Cd 49.1, Cu 50.7, Pb 26.8, Zn 18.4 및 Ni 2.9%였으며, 그 비율은 잔류 광미와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다. 잔류광미중의 주된 중금속 존재형태는 잔류태 (63-91%) 였으며, 논토양에서 식물 흡수이행과 관련성이 높은 치환성 Cd 함량비율이 21%로 나타나 다른 중금속과 비교하여 상대적으로 높은 비율을 보였다. 잔류광미 및 논토양의 중금속 이동계수는 Cd>Zn>Cu>Pb 순으로 높았으며, 논토양보다 잔류 광미에서 광산지역간 편차가 심하게 나타났다. 광미중의 잠재적인 중금속 이동도와 유효도는 수용성 $Al^{3+}$ 및 $Fe^{3+}$ 함량과 정의 상관, 그리고 논토양에서는 토양 pH값과 부의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 폐광산 주변에서 중금속의 잠재적인 이동성은 광상 및 생상 광종의 차이에서 기인하는 pH 변화와 황화물 및 Mn-Fe 수산화물 조성에 영향을 받는 것으로 생각되며, 이와 관련하여 광산하부 수계 및 토양환경계에서 산성배수에 따른 중금속 확산오염에 대한 앞으로의 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제52권5호
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• pp.499-508
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• 2019

미얀마 북서부 물웨룻 크롬-니켈광화대(약 $800km^2$)의 산출지를 대상으로 예비조사를 통해, 자료원, 지질잠재성, 광상구 소재여부, 대상광물의 자원개발 필요성, 기탐사실적, 품위, 광상형, 인근 가행광산 여부, 인프라환경 및 탐사예상 효과를 면밀히 검토한후 보피붐 지역을 정밀탐사지역으로 선정하였다. 이후 2013년부터 2016년까지, 한국지질자원연구원과 미얀마지질조사광물탐사국은 1:1,000 축척 지질 및 토양지구화학탐사, 자력탐사($1.672km^2$ 면적), 트렌치조사(총연장 392 m 19개), 피트탐사(총 심도 42.6m 18개), 탐사시추(2015년, 6개공 600m 시추 및 2016년, 13개공 617.4m)를 수행했다. 이중 11개공에서 77개 시추코어시료를 채취하고 각각 비중과 Cr 및 Ni 함량을 양곤 DGSE 분석센터에서 분석했다. 기수행 지표지질조사, 지구화학탐사, 자력탐사, 트렌치조사, 시추자료를 고려하여 보피붐 지역을 8개 블록으로 구분했으며 자원량평가는 정측자원량 및 개측자원량으로 평가했다. 정측자원량은 약 9,790톤이며, 개측자원량은 약 12,080톤이고, 평균품위는 Cr 11.8% 및 Ni 0.34%이다. 보피붐 지역의 경우, 남쪽의 웨불라(Webula) 크롬광화대와 연계해서 개발한다면 중규모급 광산의 개발여지가 있으며, 미얀마는 지질학적으로 오피올라이트 벨트가 서측과 동측에 광대하게 분포하고 있어 보피붐 지역에서 기초탐사를 수행하면서 습득한 탐사기법은 향후 미얀마 오피올라이트벨트에서 잠두 크롬광체를 발견하는데 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.383-397
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• 1999

오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권3호
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• pp.154-162
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• 2003

시설재배지에서의 암거 배수 효과를 보기 위하여 2W 연동하우스 강서 미사질 양토를 대상으로 3년간 실시하였다. 암거 무설치구와 암거 설치구를 두고 암거설치구는 간격 1 m, 2 m 및 3 m로 하여 3개의 구를 두고 암거설치는 유공 PVC관(${\Phi}100mm$)을 비닐 망사로 감아 깊이 50-60 cm에 묻고 관 주위 10 cm 정도를 왕겨로 충진한 후 토양으로 덮었다. 작부체계는 1 년차에는 호박-호박, 2년차에 오이-시금치-쑥갓-시금치-열무, 3년차에 풋고추-토마토-시금치였으며 시비는 관행시비, 관개는 지하수 양수에 의한 점적관개나 고랑관개를 이용했다. 암거 설치구는 무처리구에 비해 용적밀도, 토양경도가 낮았고 최종직물인 시금치의 근권이 2 cm 이상 더 컸다. 암거 설치에 의해 토양수분함량의 감소가 조사되었고 암거간격이 좁아질수록 현저하게 낮아지는 경향을 보였으며 암거 직상부가 대체로 가장 낮은 토양수분함량을 나타내었다. 따라서 암거 설치는 통기성, 투수성 등의 토양 물리성 개선시켰으며 암거직상부에서 그 효과가 가장 크다고 파악된다. 암거 설치에 의해 토양표면 (0-10 cm)의 $NO_{3^-}-N$함량의 감소폭이 가장 컸고 염농도 및 유효인산, 교환성양이온함량 또한 감소했다. 특히 계절별로 집적량이 높은 봄에 염농도 및 $NO_{3^-}-N$ 함량 감소율 또한 높았고 여름, 가을은 상대적으로 낮았다. 암거 설치에 의해 토양표면의 EC(1:5)는 $1.22dS\;m^{-1}$에서 $0.82dS\;m^{-1}$로 감소했고 $NO_{3^-}-N$ 함량은 $200mg\;kg^{-1}$에서 $39mg\;kg^{-1}$로 감소했다. 암거 설치 3년간의 작물수량은 작목에 따라 다르게 나타났는데, 무처리구에 비해 2 m 간격이 18.2% 증수, 3 m 간격이 14.2% 증수 및 1 m 간격은 0.2% 감수되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권3호
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• pp.119-126
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• 2003

질소 안정동위체 자연존재비(${\delta}^{15}N$)측정을 통해 노지 채소 재배토양에서 침출되어 지하로 이동하는 $NO_3-N$의 동태를 조사한 결과는 다음과 같다. 1) 3 m 관정수와 6 m 관정수의 $NO_3-N$ 농도 평균값은 각각 25.7 및 $2.8mg\;L^{-1}$이었으며, ${\delta}^{15}N$는 +3.6 및 +4.7‰이었다. 2) 암거배수의 $NO_3-N$ 농도와 ${\delta}^{15}N$의 평균은 각각 $35.5mg\;L^{-1}$와 +6.6‰로 토양 침투수는 즐인 선상지 전체로부터 모아지며 비교적 민감하게 화학비료, 가축분 퇴비 유래 질소농도의 변화를 반영하였다. 3) 단지 말단부의 용출수의 $NO_3-N$ 농도와 ${\delta}^{15}N$의 평균은 각각 $19.4mg\;L^{-1}$ 및 +7.9‰로서 채소 재배지대의 복류수 중에는 축산폐기물 유래가 침투되어 있는 것을 나타냈다. 4) 본 지구의 채소재배 토양의 ${\delta}^{15}N$은 2 N KCl 추출 가용태 질소로서 +6.1‰, 질산태 질소로서 +5.1‰이며, 주로 사용되는 화학비료의 전질소의 ${\delta}^{15}N$은 질산 억제비료가 -6.1‰, 그리고 완효성비료가 2.2‰이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.717-721
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• 2011

시설재배지는 주로 논토양에 설치되는데 밭작물을 재배하기 때문에 재배적지를 잘 선정하는 것이 무엇보다 중요하다. 시설재배지를 연작할 경우 염농도 (EC)의 상승, 양분불균형, 병충해 증가로 농산물의 품질이나 수량이 떨어지기 때문에 종합적인 토양관리를 해야 할 필요성이 있다. 이러한 재배지에서 오이의 수량 확보와 고품질 농산물을 생산하기 위해서는 종합적인 토양개량이 필요하다. 고품질 오이생산기술을 개발하기 위하여 적지선정, 토양비옥도, 환경관리, 병충해경감, 비료흡수의 경시적 변화 등을 검토하였고, 오이의 뿌리조사 및 수량과 경제성 분석을 수행하여 얻은 결과는 다음과 같다. 시설오이재배적지는 하성평탄지 및 곡간지이고, 배수는 약간양호 내지 약간불량이며, 토성은 사양질, 유효토심은 100 cm내외, 침수로 부터는 안전한 지대이어야 하고, 햇빛이 잘 들고 지하수가 풍부한 지역이 좋다. 시설 내 환경관리 중 온도는 3단계로 조절하는데 주간은 $22{\sim}28^{\circ}C$, 밤 12시까지는 $14{\sim}15^{\circ}C$, 밤 12시부터 해뜨기 직전 $10{\sim}12^{\circ}C$로 유지하며, 수분관리는 영양생장기에는 0~15%로 낮게 유지하고, 생식생장기에는 15~20%로 조절하여야 다수확과 고품질의 오이를 생산할 수 있다. 시설 연작장해지의 염농도 저감은 옥수수와 같은 청예작물을 재배하고, 뿌리혹선충방제는 토양열소독으로 방제하면 고품질의 오이를 재배할 수 있다. 시설오이수량 및 경제적분석결과 종합개량처리구는 158.0 Mg이고 연작장해지는 $140.3kg\;Mg^{-1}$ 이었다. 소득은 종합개량구가 215,676 천원, 연작장해지는 131,649 천원 $ha^{-1}$으로 소득율이 각각 51.8, 38.4% 이었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.31-48
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• 2019

인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.

• 지질학회지
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• 제54권5호
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• pp.529-544
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• 2018

잔류마그마형 온천에 속하는 동래온천은 신라시대부터 목욕용으로 이용되어온 긴 역사를 가지는 온천이다. 긴 시간 동안 온천수 개발로 인하여 동래온천의 온천수 부존량 변화가 예상되고 있다. 본 연구에서는 동래온천의 수위 변동 자료를 분석하여 온천수위의 장기적 변화 특성을 규명하였다. 1992년 1월부터 2018년 7월까지 동래온천의 두 개의 관정에서 온천수위 변동을 분석한 결과, No. 27관정에서 연 평균 지표 하 수위는 최소 71.60 m, 최대 137.70 m, 평균은 103.39 m, No. 29관정에서 최소 71.70 m, 최대 137.80 m, 평균 103.49 m로서 동절기에 온천수위가 하강하고 하절기에 상승하는 변동 특성을 보이며, 최근으로 올수록 온천수위 하강율이 커지는 경향성을 보인다. 각 관정들의 자기 상관분석 결과, 상관계수는 0.919 ~ 0.991로서 계절적인 지하수위 변동이 지속되는 것으로 나타났다. 또한, 온천수위와 강수량 및 동래온천 이용량의 교차상관 분석 결과, 강수량과의 상관계수는 -0.280 ~ 0.256, 이용량과의 상관계수는 0.428 ~ 0.553으로서 온천수 이용량에 의해서 온천수위의 변동이 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서, 1992년부터 2018년까지 동래온천 수위 자료를 이용하여 Mann-Kendall 검정과 Sen의 검정으로 경향성을 분석한 결과, 온천수위의 지속적인 하강은 여러 원인 중 온천수 이용량이 가장 주요한 원인으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제54권1호
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• pp.49-60
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• 2021

이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출(139.3일)이 직접유출(78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성(p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.