• 제목/요약/키워드: Water-based

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Numerical investigation on tortuosity of transport paths in cement-based materials

  • Zuo, Xiao-Bao;Sun, Wei;Liu, Zhi-Yong;Tang, Yu-Juan
    • Computers and Concrete
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    • 제13권3호
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    • pp.309-323
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    • 2014
  • Based on the compositions and structures of cement-based materials, the geometrical models of the tortuosity of transport paths in hardened cement pastes, mortar and concrete, which are associated with the capillary porosity, cement hydration degree, mixture particle shape, aggregate volume fraction and water-cement ratio, are established by using a geometric approach. Numerical simulations are carried out to investigate the effects of material parameters such as water-cement ratio, volume fraction of the mixtures, shape and size of aggregates and cement hydration degree, on the tortuosity of transport paths in hardened cement pastes, mortar and concrete. Results indicate that the transport tortuosity in cement-based materials decreases with the increasing of water-cement ratio, and increases with the cement hydration degree, the volume fraction of cement and aggregate, the shape factor and diameter of aggregates, and the material parameters related to cement pastes, such as the water-cement ratio, cement hydration degree and cement volume fraction, are the primary factors that influence the transport tortuosity of cement-based materials.

환경공간정보를 이용한 수도권의 수자원 공급과 기후완화 기능을 위한 도시림의 생태계서비스 평가 (Ecosystem Service Assessment of Urban Forest for Water Supply and Climate Mitigation of Seoul Metropolitan Area)

  • 이수정;유소민;함보영;임철희;송철호;김문일;김세진;이우균
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권6_2호
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    • pp.1119-1137
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    • 2017
  • 본 연구는 서울과 경기도 지역 도시숲의 수자원 공급 생태계서비스와 기후완화 생태계서비스를 평가하였다. 생태계서비스를 자연기능기반 서비스, 산림의 자연기능과 인구분포를 고려한 생태계서비스, 산림의 자연기능과 수혜자 분포를 고려한 생태계서비스의 세 가지 서비스로 구분하여 평가하고, 이후 기후변화가 생태계서비스에 미치는 영향을 평가하였다. 평가 결과, 토지피복과 토양 등 자연조건을 반영한 도시림의 수자원 공급서비스의 경우, 경기도가 서울보다 높은 서비스를 제공하는 것으로 나타났으며, 지역별 인구분포를 추가적으로 반영한 서비스 평가에서는 인구가 많은 곳에서 서비스가 높게 나타나는 양상을 보였다. 그러나 도시림의 수자원 수혜자 분포를 추가로 반영한 수자원 공급 생태계서비스 평가 결과는 인구분포를 반영한 서비스 평가 결과와 공간적으로 다르게 나타났다. 같은 수원함양 기능을 가진 지역이라도 인구분포나 물 사용 수혜자의 분포가 많은 지역일수록 높은 서비스 결과가 나타났다. 또한 기후변화가 수자원 공급 생태계에 서비스에 미치는 영향을 평가한 결과, 기후변화에 따른 수자원 공급 서비스는 평균적으로 26%정도 줄어들어 전반적인 수자원 공급 생태계서비스가 낮아지는 경향을 보였다. 기후완화부문의 경우, 산림으로부터 가까운 거리에 있을수록 높은 온도저감 효과가 나타나 산림주변지역에서 높은 기후완화서비스가 나타났으며, 기후 완화 서비스의 수혜자 인구를 고려한 생태계서비스 평가에서는 수혜인구의 밀도가 높은 서울 도심지역에서 높은 서비스가 나타났다. 기후변화에 따른 산림 생장량 변화를 반영하여 산림의 기후완화 생태계서비스의 변화를 평가한 결과, 평균적으로 약 33%의 서비스 감소가 나타났다. 본 연구의 결과는 도시림을 관리하기 위해서 산림청에서 제시하고 있는 공급기능기반의 6가지(자연환경보전, 산지재해방지, 목재생산, 산림휴양, 생활환경보전, 수원함양) 기능구분 외에 서비스를 수혜하는 수요자 기반의 기능 및 서비스가 평가의 필요성을 제시한다. 이는 기존의 산림의 공급기능기반의 평가에서 간과할 수 있는, 자연기능은 낮지만 수혜를 받는 시민들이 많아 높은 서비스 가치를 갖는 산림을 재평가하고 올바른 관리 계획을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Monte Carlo 모의 및 수치해석 모형을 활용한 하천 유량 추정기법의 개발 (Development of river discharge estimation scheme using Monte Carlo simulation and 1D numerical analysis model)

  • 강한솔;안현욱;김연수;허영택;노준우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권4호
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    • pp.279-289
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    • 2022
  • 기후변화로 집중호우의 강도가 증가함에 따라 하천에서 기왕의 관측 자료가 없는 고수위가 관측되고 있다. 수위-유량 관계 곡선식은 기왕 관측 자료를 바탕으로 수위를 유량으로 환산하기 때문에 관측 자료가 부족한 경우, 유량 자료 생산에 있어서 불확실성이 커지고 정확성이 떨어지게 된다. 부족한 자료를 보완하고 유량자료의 정확성을 높이기 위하여 본 연구에서는 1차원 수치해석 모형을 기반으로 한 Monte Carlo 모의를 이용하여 대상 지역의 유량을 수리학적으로 추정하는 방법을 제시하였다. 기존에 작성되어있는 수위-유량 관계곡선식을 바탕으로 경사, 조도계수, 하폭 등의 영향을 받는 계수와 흐름의 조건에 따라 영향을 받는 지수를 난수로 발생시켜 다수의 가상 곡선식을 생성하였다. 가상의 곡선식과 주요지점의 관측수위를 활용한 수치모의 결과를 비교하여 홍수위의 재현성이 좋은 최적 샘플의 곡선식을 상류 경계 지점의 곡선식으로 선정하였다. 제안한 방법론을 섬진강 요천 합류부를 대상으로 적용하였으며, 그 결과 수위 재현성이 큰 폭으로 개선된 것을 확인하였다. 또한, 제안한 방법론의 적용 시 해당 샘플의 수리해석 결과를 바탕으로 모의단면의 수위와 유량을 수리학적으로 추정할 수 있다는 장점이 있다.

GAC 공정에서의 Sulfonamide계 항생물질 흡착특성 (Adsorption Characteristics of Sulfonamide Antibiotic Compounds in GAC Process)

  • 손희종;정종문;노재순;유평종
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.401-408
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    • 2008
  • 입상활성탄 재질별 신탄에서의 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 파과특성의 경우 석탄계 활성탄이 가장 늦게 파과에 도달하였으며, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었다. 또한, 물질별 활성탄에서의 파과특성을 살펴보면 sulfachloropyridazine(SCP)의 파과시점이 가장 늦은 것으로 나타났으며, 다음으로 sulfathiazole(STZ), sulfadimethoxine(SDM), sulfamethazine(SMT), sulfamethoxazole(SMX)로 나타났다. 활성탄 g당 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 최대 흡착량(X/M)은 석탄계 활성탄이 가장 높은 것으로 나타났으며, 다음으로 야자계와 목탄계 순으로 나타났다. sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 석탄계 활성탄의 최대 흡착량(X/M)은 야자계와 목탄계 활성탄에 비해 각각 1.3$\sim$1.5배 및 1.8$\sim$2.1배 정도 높은 것으로 조사되었다. 활성탄에서의 흡착용량을 나타내는 k값의 경우 활성탄 재질별로는 석탄계 활성탄이 가장 크게 나타났으며, 다음으로 야자계, 목탄계 활성탄 순으로 조사되어 석탄계 활성탄이 각각의 sulfonamide계 항생물질들에 대해 가장 큰 흡착용량을 가지는 것으로 조사되었다. 또한, 5종의 sulfonamide계 항생물질별로는 SCP가 전반적으로 다른 sulfonamide계 항생물질 4종에 비해 활성탄 재질별로 가장 큰 k값을 나타내었으며, 다음으로 STZ, SDM, SMT, SMX 순의 경향을 나타내었다. 활성탄 사용율(carbon usage rate, CUR)은 SCP의 경우 석탄계 재질의 활성탄이 3.55 g/일, 야자계나 목탄계 활성탄은 각각 4.29 g/day 및 6.47 g/day의 활성탄을 사용하여야만 제어가 가능한 것으로 조사되어 석탄계 활성탄이 다른 재질의 활성탄들에 비해 적은 양으로도 sulfonamide계 항생물질을 제어할 수 있는 것으로 나타났으며, 나머지 sulfonamide계 항생물질 4종에서도 이와 유사한 결과를 나타내었다.

수질변동성 평가를 통한 지류총량제 도입 대상유역 선정에 관한 연구: 충청남도를 중심으로 (A Study on the Selection of the Total Pollution Load Management at Tributaries by Evaluation of Water Quality Volatility: Case Study for Chungcheongnam-do)

  • 최정호;김홍수;조병욱;박상현;이무규;이병구;강우람
    • 한국물환경학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.377-389
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    • 2023
  • Chungcheongnam-do has been measuring the flow rate and water quality of streams in the province once a month since 2011 in order to water environment policies. Based on the results, after evaluating the coefficient of variation and the tendency of the water quality trend by using the Mann-Kendall test and Sen's Slope for each stream, the streams subject to priority introduction of Total Pollution Load Management at Tributaries were selected through the Stream Grouping Method. The water quality trend analysis results for 125 streams using the Mann-Kendall test and Sen's Slope were evaluated as streams showing a tendency of deteriorating water quality Biochemical oxygen demand (BOD): 13 streams, Total Phosphorus (T-P): 16 streams). Streams with deteriorating water quality were classified into A-D groups using the Stream Grouping Method. Group A, which has a high flow rate and high water quality, is a stream that requires priority management, and was selected as a stream for introduction of Total Pollution Load Management at Tributaries. There are 7 streams that need to be introduced into the BOD category, and there are 7 streams that need to be introduced into the T-P category. In this study, based on flow and water quality monitoring data accumulated over a long period of time (2011-2022), statistical techniques are used to select watersheds in which water quality is deteriorating. Accordingly, it is expected that it will be useful in establishing a water quality improvement plan in the future.

운암지 수변공원 설계 (Design of Unam-Ji Waterfront Park)

  • 박찬용
    • 한국조경학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.117-124
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    • 2000
  • This paper presents a design of urban waterfront park using agricultural reservoir in urban fringe area to meet increasing leisure demand for urban resident and to improve resident's quality of life through preventing the reservoir from urban use after reclamation. The site, Unam-Ji, is located on northern part of Taegu metropolitan area, having 17,791 square meters. We had designed this park from 1997 to 1998. After analyzed such factor as accessibility, current land uses, topography, hydrology, vegetation and landscape, climate, and soil, we constructed basic design scheme and principes such as conservation of natural resources, meeting user's recreation demands, providing opportunities for experiencing natural process, integrating naturalness and amenity of the site, and comfortable place with natural dynamism. Based on these principles, we have designed Unam-Ji waterfront park having intrinsic characteristics of the site, maintaining water quality and ecological restoration and improving water-based recreation opportunities. After evaluation of such criteria of design alternative as land use and circulation, spatial organization, convenience for use of and maintenance, conservation of natural environment, and degree of achieving planning and design goals, and maintaining landscape, we have visualized and formalized waterfront park in design process, which is consisted of four squares-- green square for multiple uses, water-based recreation square, pedestrian roads and decks near waterfront, performance square and fords near waterfront. In conclusion, this waterfront park design contributes to improve quality of urban development through preserving agricultural as an important component of urban water system and provide important planning and design implications in urban open space planning.

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격자기반의 운동파 강우유출모형 개발(I) - 이론 및 모형 - (Grid-Based KlneMatic Wave STOrmRunoff Model (KIMSTORM)(I) - Theory and Model -)

  • 김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권3호
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    • pp.303-308
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    • 1998
  • 격자기반의 물수지 기법을 이용하여 강우에 의한 지표흐름과 지표하흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있는 분포형 강우-유출모형을 개발하였다. 본 모형은 제 수문인자들의 격자별 물수지를 계산하여 단방향 흐름경로 알고리듬에 의하여 지표 및 지표하 흐름을 추적한다. 전처리과정으로서 GRASS를 이용하여 모형에 필요한 ASCII 형태의 자료들을 준비하고, 후처리과정으로서 모형의 수행결과인 유역의 유출량, 유출고, 토양수분, 본포 등을 GRASS상에서 도시할 수 있도록 ASCII형태로 출력하도록 구성하였다.

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人工衛星 資料에 근거한 한반도 물수지 분포의 推定 (Estimation of Water Balance based on Satellite Data in the Korean Peninsula)

  • 신사철
    • 물과 미래
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    • 제29권5호
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    • pp.203-214
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    • 1996
  • 물수지향의 정량적 평가는 수문학의 기본이 되는 중요한 개념이다. 물수지는 수자원의 실태 파악과 기후 변화를 포함한 환경 변화를 이해하기 위하여 그 중요성이 인식되고 있다. 본 논문은 인공위성 자료로부터 얻을 수 있는 식생자료를 근거로 하여 물수지향을 평가하기 위한 방법을 제안한다. 본 연구에서는 NOAA/AVHRR 자료로부터 얻어지는 식생지표 NDVI를 이용하여 직접 실제증발산량을 구하는 방법을 개발하여 그 결과로서 한반도 전역에 대한 물수지해석을 수행한다. 증발산량, 유출률, 과잉수분량과 부족수분량의 공간적 분포를 NDVI와 간략한 물수지모형으로 이용하여 얻고 있다. 이 방법을 이용함으로서 충분한 지상자료를 얻을 수 없는 북한지역을 포함한 한반도 전역에 대한 수문학적 문제의 논의가 가능하게 된다.

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삽교호수계의 수질총량관리제 시행방안 연구 (A Study on the Implementation Method of Total Water Quality Load Management in Sapkyo Lake Watershed)

  • 이상진;오혜정;이은형;정종관
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.807-814
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    • 2006
  • Sapkyo Lake Watershed occupies about 19.3% of total area of Chungnam Province, and it is necessary to make a plan of counter-measure for the maintenance of public waterbody sound as well as to ensure water resources due to urbanization and industrialization in this area so densely populated and excessively developed. Conventionally water quality management has been enforced by concentration-based system which is not considered the carrying capacity of receptors, hence there are no proper measures for the prevention of an excessive pollutant load over a waterbody. So even though emission sources abide by the conventional permission regulation, then the quantity of wastewater is increased continuously and encountered water shortage to use finally. Therefore this research focused on the review of introduction of total water quality management system in Sapkyo Lake watershed to maintain public waterbody sound and to ensure water resources. By doing this research in introduction of the system in advance, it can contribute to establish the methodology on systematic water quality management. Also the application of this system in Sapkyo Lake watershed can promote the sustainable development of the area by harmonizing the environment and regional economy ultimately.

낙동강 유역의 수질관리를 위한 유역모델링 적용 연구 (Watershed Modeling Application for Receiving Water Quality Management in Nakdong River Basin)

  • 장재호;안종호
    • 한국물환경학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.409-417
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    • 2012
  • SWAT model was applied for the Nakdong River Basin to characterize water quality variability and assess the feasibility of using the load duration curve to water quality management. The basin was divided into 67 sub-basins considering various watershed environment, and rainfall runoff and pollutant loading were simulated based on 6 year measurements of meteo-hydrological data, discharge data of treatment plants, and water quality data (SS, T-N and T-P). The results demonstrate that non-point source loads during wet season increase by 80 ~ 95% of total loads. Although the rate of water flow governs the amount of SS that is transported to the main streams, nutrient concentrations are highly elevated during dry season by being concentrated. This phenomenon is more pronounced in the lower basin, receiving large amounts of urban point source discharges such as treated sewages. Also, the load duration curves (LDC) demonstrate dominant source problems based on the load exceedances, showing that SS concentrations are associated with the rainy season and nutrients, such as T-P, may be more concentrated at low flow and more diluted at higher flow. Overall, the LDC method could be used conveniently to assess watershed characteristics and pollutant loads in watershed scale.