• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.38-51
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• 2019

Barcelona Basic Model(BBM)은 응력의 변화에 따른 부피변화뿐만 아니라 흡입력의 변화에 따른 팽윤거동을 설명할 수 있으며, 흡입력 변화에 따른 점착력과 선행압밀응력의 변화와 온도변화에 따른 선행압밀응력의 변화를 고려할 수 있다. 따라서, 고준위방사성폐기물 처분시스템에서 공학적방벽재로 고려되고 있는 벤토나이트 완충재의 열-수리-역학적 복합거동을 예측 및 분석하는 것에 많이 활용되고 있다. 그러나 우리나라의 암반 및 지반 공학자들에게 잘 알려져 있지 않기 때문에 BBM을 소개하고자 한다. BBM은 불포화 토질의 역학적 거동을 모사하기 위해 Modified Cam Clay(MCC) 모델을 확장하여 만들어 졌기 때문에 본 고에서는 먼저 MCC 모델을 간략하게 소개하고, 열-탄소성 모델인 BBM을 상세히 소개하였다.

• Advances in Energy Research
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• 제6권1호
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• pp.75-90
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• 2019

Anthropogenic greenhouse gas emissions are rising rapidly despite efforts to curb release of such gases. One long term potential solution to offset these destructive emissions is the capture and storage of carbon dioxide. Partially depleted hydrocarbon reservoirs are attractive targets for permanent carbon dioxide disposal due to proven storage capacity and seal integrity, existing infrastructure. Optimum well completion design in depleted reservoirs requires understanding of prominent geomechanics issues with regard to rock-fluid interaction effects. Geomechanics plays a crucial role in the selection, design and operation of a storage facility and can improve the engineering performance, maintain safety and minimize environmental impact. In this paper, an integrated geomechanics workflow to evaluate reservoir caprock integrity is presented. This method integrates a reservoir simulation that typically computes variation in the reservoir pressure and temperature with geomechanical simulation which calculates variation in stresses. Coupling between these simulation modules is performed iteratively which in each simulation cycle, time dependent reservoir pressure and temperature obtained from three dimensional compositional reservoir models in ECLIPSE were transferred into finite element reservoir geomechanical models in ABAQUS and new porosity and permeability are obtained using volumetric strains for the next analysis step. Finally, efficiency of this approach is demonstrated through a case study of oil production and subsequent carbon storage in an oil reservoir. The methodology and overall workflow presented in this paper are expected to assist engineers with geomechanical assessments for reservoir optimum production and gas injection design for both natural gas and carbon dioxide storage in depleted reservoirs.

• 한국물환경학회지
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• 제38권2호
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• pp.63-71
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• 2022

This study aimed to maximize the potential of fluorescence 3D excitation-emission matrix (EEM) for predicting the trihalomethane formation potential (THMFP) of DOM with various sources. Fluorescence spectroscopy is a useful tool for characterizing dissolved organic matter (DOM). In this study, differential spectroscopy was applied to EEM for the prediction of THMFP, in which the difference between the EEM before and after chlorination was taken into account to obtain the differential EEM (DEEM). For characterization of the original EEM or the DEEM, the maximum intensities of several different fluorescence regions in EEM, fluorescence EEM regional integration (FRI), and humification index (HIX) were calculated and used for the surrogates for THMFP prediction. After chlorination, the fluorescence intensity decreased by 77% to 93%. In leaf-derived and effluent DOM, there was a significant decrease in the protein-like peak, while a more pronounced decrease was observed in the humic-like peak of river DOM. In general, leaf-derived and effluent DOM exhibited a relatively lower THMFP than the river DOM. Our results were consistent with the high correlations between humic-like fluorescence and THMFP previously reported. In this study, HIX (r= 0.815, p<0.001), FRI region V (r=0.727, p<0.001), humic-like peak (r= 0.827, p<0.001) from DEEM presented very high correlations with THMF P. When the humic-like peak intensity was converted to a logarithmic scale, a higher correlation was obtained (r= 0.928, p<0.001). This finding suggests that the humic-like peak in DEEM can serve as a universal predictor for THM formation of DOM with various origins.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.411-434
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• 2022

사용후핵연료의 심층처분 개념에서 근계영역 암반은 열-수리-역학적 복합거동을 하게 되는 것으로 잘 알려져있다. 이러한 복합거동 과정에서 암석의 여러 물성들은 변화하는데, 이러한 물성변화를 합리적으로 반영하는 경우 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안정성의 평가를 위해 활용되는 해석 및 현장시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해 본 기술보고에서는 암석의 열-수리-역학적 간접복합거동에 관한 국내외 연구사례를 조사하고 분석하였다. 특히, 간접복합거동의 대표적인 사례 중 지하수에 의한 포화 및 온도 증가에 따른 암석의 여러 물성 변화, 응력 변화에 의한 투수계수 변화를 중점적으로 조사·요약하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.523-530
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• 2010

14종의 합성유기질소 화합물들에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, 단위 DOC당 THM 생성능은 $Br^-$첨가 유무에 관계없이 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline, anthranilic acid 및 4-nitroaniline에서 높게 나타났다. 단위 DOC당 HAA 생성능 조사결과, $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 단위 DOC당 THM 생성능과 유사한 생성특성을 보였으나 특이하게 p-nitrophenol에서 가장 높은 생성능을 나타내었으며, 생성된 HAAFP의 대부분이 TCAAFP로 나타났다. 단위 DOC당 HAN 생성능은 3-aminobenzoic acid, 2-aminophenol, aniline 및 anthranilic acid에서 $Br^-$ 첨가 유무에 관계없이 높은 생성능을 나타내었고 다른 합성유기질소 화합물들에 비해 aniline에서 높은 생성능을 보였으며, 반응성이 높은 4종의 합성유기질소 화합물들에서 생성되는 HAN 구성종의 대부분은 DCAN으로 나타났다. 단위 DOC당 chloral hydrate와 chloropicrin의 생성능을 조사결과에서 3-aminobenzoic acid와 2-aminophenol에서 생성능이 높은 것으로 나타났고, 전체적으로 10 $mg/{\mu}g$ 이하의 비교적 낮은 생성능을 보였다. 염소 소독부산물 생성능이 높은 6종의 합성유기질소 화합물들과 시판 humic acid에서의 $Br^-$ 첨가 유무에 따른 단위 DOC 당 총 DBP 생성능을 조사한 결과에서 $Br^-$를 첨가한 경우는 anilin e> anthranilic acid> 3-aminobenzoic acid> 4-nitroaniline> humic acid> p-nitrophenol> 2-aminophenol 순으로 나타났고, $Br^-$를 첨가하지 않은 경우는 anthranilic acid> aniline> p-nitrophenol> humic acid> 4-nitroaniline> 3-aminobenzoic acid> 2-aminophenol 순으로 조사되었다. 또한, aniline, anthranilic acid, 4-nitroaniline 및 p-nitrophenol의 경우는 염소와의 반응성이 아주 높은 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.286-292
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• 2008

7종의 뇨 성분에서의 염소 소독부산물 생성 특성을 조사한 결과, kynurenine, indole 및 uracil에서 단위 DOC당 염소 소독 부산물 생성능이 비교적 높게 나타났다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs/DOC를 조사한 결과, Kynurenine은 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우, THMs/DOC가 86.9 $\mu$g/mg으로 나타났으며, Br$^-$를 첨가하였을 경우는 THMs/DOC는 100.8 $\mu$g/mg으로 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우보다 높게 나타나고 있다. Indole의 경우도 Br$^-$를 첨가하지 않은 경우 보다 Br$^-$을 첨가한 경우에 THMs/DOC가 6.58 $\mu$g/mg에서 31.4 $\mu$g/mg 정도로 높아지는 것으로 조사되었다. 또한, HAAs/DOC를 조사한 결과에서도 kynurenine에서 가장 높은 생성능을 보이고 있으며, 다음으로 uracil과 indole 순으로 조사되었다. 특히, THMs의 경우와는 반대로 kynurenine과 indole에서 Br$^-$이 첨가된 경우 HAAs/DOC가 현저히 감소되는 것으로 나타나고 있다. Br$^-$를 첨가하지 않은 경우에 kynurenine과 indole에서는 생성된 HAAs의 대부분을 TCAA가 차지하고 있는 것으로 나타났으나, uracil의 경우는 DCAA의 생성능이 높은 것으로 나타났다. Br$^-$ 첨가 유무에 따른 HANs/DOC를 조사한 결과에서는 kynurenine에서의 생성능이 가장 높았고, 대부분이 DCAN으로 나타났으며, Uracil의 경우에는 염소처리에 의해 HAN은 생성되지 않았다. 또한, CH/DOC 조사결과에서는 kynurenine과 indole에서는 낮은 생성능을 보인 반면, uracil의 경우 CH/DOC가 Br$^-$를 첨가하지 않은 시료에서는 1,270 $\mu$g/mg, Br$^-$를 첨가한 시료에서는 1,027 $\mu$g/mg으로 나타나 매우 높은 반응성을 나타내고 있다. Kynurenine, indole 및 uracil에 대해 Br$^-$ 첨가 유무에 따른 THMs과 HAAs 생성능 변화를 살펴본 결과, kynurenine과 indole의 경우는 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 높아지는 것으로 나타나고 있다. Kynurenine은 Br$^-$가 첨가되었을 경우 THMs/DOC가 큰 폭으로 증가한 것이라기보다는 HAAs/DOC가 감소되어 Br$^-$ 첨가에 따라 THMs/DOC가 큰 것으로 나타났으며, indole의 경우는 kynurenine과는 반대로 THMs/DOC가 증가하여 나타난 결과이다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.359-381
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• 2020

벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권2호
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• pp.63-70
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• 2016

수돗물 공급과정에서의 소독부산물 발생현황과 이와 관련된 수질 인자와의 상관성을 조사하여 소독부산물 발생특성을 규명하고자 K-water에서 관리하는 정수장의 수돗물 공급과정 5개 계통에 대하여 조사를 실시하였다. 수돗물 공급과정에서의 공급계통별 Water age 및 노후관 공급계통을 구분하여 조사대상을 선정하였으며, 소독부산물인 트리할로메탄 (THMs) 및 할로아세틱에시드 (HAAs), 유기물 항목으로서 BDOC 및 DOC를 포함하여 7개 항목에 대해 월 1회 조사하였다. 조사결과 노후관계통 및 Water age가 길수록 공급과정 내 유기물 농도가 높아지는 경향성을 확인할 수 있었다. 소독부산물과 관련 영향인자들의 상관관계를 분석한 결과 계통별 잔류염소 감소와 Water age간 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다. 또한 Water age와 THMs 생성간의 결정계수값이 매우 높아 THMs 생성에 Water age가 중요한 인자임을 알 수 있었다. 잔류염소 감소율이 THMs 증가에 미치는 영향 또한 매우 높게 나타났으며, Water age가 길어질수록 수온과 THMs 생성에 미치는 영향은 증가하는 것으로 나타났다. 이와 반면 HAAs는 THMs와는 달리 Water age, 잔류염소, 수온과의 상관관계 조사결과 결정계수 값이 낮게 나타났다.

• 환경위생공학
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• 제16권4호
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• pp.55-61
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• 2001

There are many reservoirs used as the source of water supply and they show various specific characteristics in water quality depend seasonal. Especially, there were not a little variations of water quality in summer, as a natural consequence it follows that stratification occured phenomenon and changed anaerobic condition in the bottom of reservoir, and then accumulated Fe and Mn substance in soil and sediment were resolved into water, it attributes to coloration. G purification plant located in Y gun is very small plant in which coloration occurs by Fe and Mn in every summer. Using this plant as a model, the removal methods of Fe and Mn were studied. After prechlorination plus LAS coagulation, Fe, Mn, $NH_3-N$ were decreased from 7.290 mg/l to 0.080 mg/l, from 0.480 mg/l to 0.075 mg/l, from 0.55 mg/l to 0.04 mg/l. But $THM_{s}$ was increased from 0.050 mg/l to 0.044 mg/l. It shows that the prechlorination plus LAS coagulation treatment process in purification plant is effective to remove Fe and Mn ion.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.453-458
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• 2008

본 연구는 생활하수 최종처리수의 색도, 잔류 유기물질 제거 및 소독에 관한 연구를 Nb/Pt Anode 전극으로 구성된 전기분해장치를 이용하여 수행하였다. RNO는 OH$\cdot$에 의하여 빠르게 탈색시키며, 전류세기 5 A, 10 A, 15 A에서 RNO의 2차 분해속도는 각각 $\frac{0.223l}{mg{\cdot}min}$, $\frac{1.679l}{mg{\cdot}min}$, $\frac{2.322l}{mg{\cdot}min}$로 96% 이상의 r$^2$ 조사되었다. 회분식 전기분해장치에서 전류세기 15 A와 초기 pH 5, 7.5, 9일 때 15분 후 COD$_{Mn}$ 농도는 4 mg/L 미만, 색도는 5도 미만, 일반세균은 불검출로 먹는물 수질 기준값으로 조사되었다. 전기분해 연속 시스템의 HRT 3.7$\sim$49.2분에서 유리염소는 0.2$\sim$0.7 mg/L, 일반세균은 불검출, 색도는 5도 미만과 THMs는 0.017 mg/L이다. 그러므로 Nb/Pt anode 전기분해 공정은 소독뿐만 아니라 생물학적 처리수의 재이용 기술로 적용될 수 있다.