• 제목/요약/키워드: direct water surface

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環境汚染의 解決을 위한 綜合科學的 接近方法 (I) (An Interdisciplinary Approach for the Solution of Enviromental polution)

  • 신현덕
    • 한국표면공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.207-216
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    • 1979
  • Environmental pollution or contaminations caused by various kinds of pollutants have become one of most serious problems of our time. Environ mental pollution is the unfavoralble alteration of our surroundings, through direct or indirect effects of changes in energy patterns, rediation levels, chemical and physical constitution and abundances of organisms. These changes may affect humans directly or through their supplies of water and of agicultural and other biological products, their physical objects or possessions, or their opportunities for recreation and appreciation of nature. Pollutants that meet the criteria of this definition of environmental pollution are numerous: gases (such as sulfur dioxide and nitrogen oxides) and paniculate matter (such as smoke particles, lead aerosols, and asbestos) in the atmosphere; pesticides and radioactive isotopes in the atmosphee and in waterways; sewage, organic. chemicals, and phosphates in water; solid wastes on land; excessive heating (thermal pollution) of rivers and lakes; and many others. Some of these pollutants are introduced into the environment naturally, others by human actions, and most in both ways. Our major concer is with environmental pollution resulting wholly or largely as a by-product of human activities, because these can be controlled most readily. Environmental pollution cannot be solved by science and technology alone. It should be handled by an interdisciplinary approach with combined methods of science and technology as wen as social science disciplines for the better solution of this critical problem. In this respect, introducing "Environmental Science," a new scientific approach for the solution of environmental problems, which is now widely accepted by most developed countries of the world will be very helpful for systematization of theoretical basis for a new scientific approach to environmental pollution. Environmental science is "the study of all systems of air, land, water, energy, and life that surround Man. It includes all sciences directed to the system-level of understanding of the environment, drawing especially upon such disciplines as meteorology, geophysics, oceanography, and ecology, and utilizing to the fullest knowledge and techniques developed in such fields as physics, chemistry, biology, mathematics and engineering as well as many social science disciplines, such as economics, such as economics, law, political science and public administration." The components of this discipline are not new, for they are drawn from existing areas of science within biology chemistry, physics, and geoscience. What is really new about environmental science, however, is it siewpoint - its orientation to global problems, its conception of the earth as a set of interlocking, interacting systems, and its interest in Man as a part of these systems.

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시화호와 주변 하천 표층수중의 중금속 거동 특성 (Behavior of heavy metals in the surface waters of the Lake Shihwa and its tributaries)

  • 김경태;이수형;김은수;조성록;박청길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.51-67
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    • 2002
  • 경기도 서해안의 발달된 조간대 지역에 건설된 인공 호수인 시화호와 피 주변 하천 표층수 중의 중금속 거동을 이해하기 위하여 1996년부터 1998년까지 연구를 수행하였다. 반월 및 시화 공단, 도시 통의 다양한 인위적 오염원으로부터 극심한 오염물질 유입에 의해서 시화호와 주변 하천들은 중금속으로 오염되어 있었다. 하천과 공단 토구에서 유출수중의 용존성 중금속 농도와 입자성 중금속 농축계수는 매우 높게 나타났으며, 시ㆍ공간적인 변화 역시 크게 나타났다. 담수화 기간중 시화호 표층수의 중금속 공간분포는 산업 폐수 및 도시 하수의 유입 뿐 아니라 다양한 생지화학적 요인에 영향을 많이 밭으며, 유통의 제한으로 물리적인 혼합은 크게 작용하지는 않았다 또한 시화호는 담수화 중에 주변 환경에 의하여 중금속이 다량 축적되는 것으로 판단되며, 지속적인 환경 개선책이 마련되어야 할 것이다.

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화학적 용액성장법에 의한 ZnS 박막의 제조 시 ammonia 및 Na2EDTA의 영향 (Influence of Ammonia and Na2EDTA on Properties of Chemical Bath Deposited ZnS Thin Films)

  • 김관태;이해기;박병옥
    • 한국표면공학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.105-110
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    • 2013
  • ZnS thin films were prepared on glass substrate by using chemical bath deposition method. The influence of ammonia ($NH_4OH$) and $Na_2EDTA$ ($Na_2C_{10}H_{16}N_2O_8$) as complexing agents on structural and optical properties of ZnS thin films were investigated. Zinc acetate dihydrate ($Zn(CH_3COO)_2{\cdot}2H_2O$) and thiourea ($H_2NCSNH_2$) were used as a starting materials and distilled water was used as a solvent. All ZnS thin films, regardless of a kind of complexing agents, had the hexagonal structure (${\alpha}$-ZnS) and had a preferred <101> orientation. ZnS thin films, with 4 M ammonia and with 4 M ammonia and 0.1 M $Na_2EDTA$, had the highest <101> peak intensity. In addition, their average particle size are 280 nm and 220 nm, respectively. The average optical transmittances of all films were higher than 60% in the visible range. The optical direct band gap values of films were about 3.6~3.8 eV.

이어도해양과학기지에서의 에디 공분산 방법을 이용한 플럭스 관측 (Tower-based Flux Measurement Using the Eddy Covariance Method at Ieodo Ocean Research Station)

  • 이희춘;이방용;김준;심재설
    • Ocean and Polar Research
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    • 제26권2호
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    • pp.145-154
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    • 2004
  • Surface energy and $CO_2$ fluxes have been measured over an ocean at Ieodo Ocean Research Station of KORDI since May 2003. Eddy covariance technique, which is a direct flux measurement, is used to quantitatively understand the interaction between the ocean surface and the atmospheric boundary layer. Although fluxes were continuously measured during the period from May 2003 to February 2004, the quality control of these data yielded <20% of data retrieval. The atmospheric stability did not show any distinct dirunal patterns and remained near-neutral to stable from May to June but mostly unstable during fall and winter in 2003. Sensible heat flux showed a good correlation with the difference between the sea water temperature and the air temperature. The maximum fluxes of sensible heat and latent heat were $120Wm^{-2}$ and $350Wm^{-2}$ respectively, with an averaged Bowen ratio of 0.2. The ocean around the tower absorbed $CO_2$ from the atmosphere and the uptake rates showed seasonal variations. Based our preliminary results, the daytime $CO_2$ flux was steady with an average of $-0.1 mgCO_2m^{-2}s^{-1}$ in summer and increased in winter. The nighttime $CO_2$ uptake was greater and fluctuating, reaching up to $-0.1 mgCO_2m^{-2}s^{-1}$ but these data require further examination due to weak turbulent mixing at nighttime. The magnitude of $CO_2$ flux was positively correlated with the half hourly changes in horizontal mean wind speed. Due to the paucity of quality data, further data collection is needed for more detailed analyses and interpretation.

Mechanism of shear strength deterioration of loess during freeze-thaw cycling

  • Xu, Jian;Wang, Zhangquan;Ren, Jianwei;Yuan, Jun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제14권4호
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    • pp.307-314
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    • 2018
  • Strength of loess that experienced cyclic freeze and thaw is of great significance for evaluating stability of slopes and foundations in loess regions. This paper takes the frequently encountered loess in the Northwestern China as the study object and carried out three kinds of laboratory tests including freeze-thaw test, direct shear test and SEM test to investigate the strength behaviors of loess after cyclic freeze and thaw, and the correlation with meso-level changes in soil structure. Results show that for loess specimens at four dry densities, the cohesion decreases with freeze-thaw cycles until a residual value is reached and thus an exponential equation is proposed. Besides, little change in the angle of internal friction was observed as freeze-thaw proceeds. This may depend on the varying of soil structure, based on which a clue can be found from the surface morphology and mesoscopic scanning of loess specimens. Clearly we observed significant changes in surface morphology of loess and it tends to aggravate at higher water contents or more cycles of freeze and thaw. Moreover, freeze-thaw cycling leads to obvious changes in the meso-structure of loess including lowering the particle aggregates and increasing both the proportion of fine particles and porosity area ratio. A damage variable dependent on the ratio of porosity area is introduced based on the continuum damage mechanics and its correlation with cohesion is discussed.

Mechanical properties of pervious concrete with recycled aggregate

  • Zhu, Xiangyi;Chen, Xudong;Shen, Nan;Tian, Huaxuan;Fan, Xiangqian;Lu, Jun
    • Computers and Concrete
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    • 제21권6호
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    • pp.623-635
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    • 2018
  • In order to research the influence of different recycled aggregate contents on the mechanical properties of pervious concrete, the experimental study and numerical simulation analysis of the mechanical properties of pervious concrete with five kinds of recycled aggregates contents (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) are carried out in this paper. The experimental test were first performed on concrete specimens of different sizes in order to determine the influence of recycled aggregate on the compressive strength and splitting tensile strength, direct tension strength and bending strength. Then, the development of the internal cracks of pervious concrete under different working conditions is studied more intuitively by $PFC^{3D}$. The experimental results show that the concrete compressive strength, tensile strength and bending strength decrease with the increase of the recycled aggregate contents. This trend of reduction is not only related to the brittleness of recycled aggregate concrete, but also to the weak viscosity of recycled aggregate and cement paste. It is found that the fracture surface of pervious concrete with recycled aggregate is smoother than that of natural aggregate pervious concrete by $PFC^{3D}$, which means that the bridging effect is weakened in the stress transfer between the left and right sides of the crack. Through the analysis of the development of the internal cracks, the recycled aggregate concrete generated more cracks than the natural aggregate concrete, which means that the recycled aggregate concrete is easier to form a coalescence fracture surface and eventually break.

Lagrangian 전자부자를 이용한 수리모델 검증 방안 연구 (A study on the validation of hydraulic model using lagrangian GPS floater)

  • 이호수;이정민;한은진;김영도
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권12호
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    • pp.1047-1055
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    • 2019
  • 수질오염사고 발생시에 다양한 수환경 조건에서의 오염물질의 거동 예측을 위해서 여러 가지 유형의 모델링 기법을 사용하고 있으며, 그 중 물의 흐름특성을 고려할 수 있는 수리모델은 가장 기초가 되면서 전체 모의결과에 있어서 매우 중요하다. 이러한 수리모델은 대상하천의 수리특성을 정확하게 예측하고 있는가를 판단하는 과정이 매우 중요하며, 이와 같은 모델링 결과의 검증에 있어서 실제 하천에서 직접 실측한 결과를 이용한다. 현재 하천의 유속 측정에 있어 ADCP와 FlowTracker를 많이 운영하는데 ADCP는 수심이 0.6 m 이하인 경우와 수면 부근의 측정불가역의 비율이 40% 이상일 때 정확도가 매우 떨어진다. FlowTracker의 경우 도섭을 이용한 측정방식으로 인해 고수심 및 고유속 조건에서 측정에 한계를 가진다. 이러한 방식의 실측값을 통해 검증된 모델은 수심이 낮은 저유량기 모의와 유속이 빠른 고유량기에서의 모의결과를 신뢰할 수 없다. 본 연구에서는 Eulerian 방식으로 측정되는 기존의 방법과 달리 입자의 움직임에 따라 수체의 물리량을 측정하는 Lagrangian 방식의 GPS 전자부자를 이용하였다. GPS 전자부자를 이용해 측정한 유속과 수리모델의 모의결과를 비교하여, 모델결과의 검증 방안에 대하여 연구하였다. GPS 전자부자의 이동거리와 LPT 모델 입자의 이동거리를 비교하였을 때 평균 13.6%의 오차율을 보이며, 구간별 유속 차이에서도 정체구간을 제외하면 평균 3.2%의 오차율을 보였다. 따라서 GPS 전자부자를 이용하여 수리모델의 결과에 대한 보정 및 검증 방안으로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

빈산소 수괴해역 용존산소 환경개선장치 개발과 현장 적용 (Development of a Field Oxygenation Device and Its Practice in the Oxygen Depleted Water Mass)

  • 이용화;김영숙;심정민;권기영
    • 해양환경안전학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.339-344
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    • 2010
  • 빈산소 수괴는 산소 부족뿐만 아니라, 용존산소의 결핍에 따른 혐기 상태에서 생성된 황화수소와 암모니아 등 유독가스가 어 패류를 직접 폐사시키거나, 저서생물 군집의 출현종과 개체 수에도 심각한 영향을 마친다. 본 연구에서는 빈산소 수괴가 발생한 해역의 저층 해수를 펌핑하여, 액체산소를 용해시켜 용존산소 농도를 20 mg/L 이상으로 상승시킨 해수를 다시 저층으로 주입하는 장치를 개발하여 그 효능을 검토하였다. 이 장치를 이용하여 해수를 $3.6\;m^2$/min 용량으로 저층에 주입하면서 액체산소를 분당 4.8~26.3 L 범위로 공급할 때, 단시간에 해수 중 용존산소 농도는 7~25 mg/L로 상승하였다. 이때 공급한 액체산소는 해수 중에 90% 이상 용해되는 것으로 나타났다 본 장치는 산소를 용해시키기 위한 별도의 탱크가 필요 없고, 해수를 수면위로 퍼 올리는 높이가 낮아도 되므로 적은 동력을 이용하여 높은 효율로 고농도의 산소를 저층에 공급할 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 본 장치는 연안 및 호소의 저층 빈산소 수괴 발생을 저감시킬 수 있어 빈산소 수괴 발생으로 인한 양식피해를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

흙사면의 체적함수비 계측을 통한 사면파괴 예측기법 개발 (Slope Failure Predicting Method Using the Monitoring of Volumetric Water Content in Soil Slope)

  • 김만일
    • 지질공학
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    • 제16권2호
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    • pp.135-143
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    • 2006
  • 강우에 의한 사면파괴의 초기단계 및 과정을 규명하기 위하여 실내 사면모델 시험결과를 분석하였다. 이 파괴 초기단계와 관련된 수리학적 상호관계를 파악하기 위해 인공강우 살포동안 사면모델 내 체적함수비 변화를 측정하는데 목적을 두었다. 사면파괴의 과정은 인공강우동안 사면 하단부의 유출면 발달에 의해 파괴를 발생시키는 요인으로 작용하였다. 따라서 국부적인 사면파괴를 예측하기 위해서는 강우에 의해 발생된 침투수의 침투특성에 대한 장기적인 계측이 매우 중요하다. 사면 내에서 강우에 의한 침윤선의 침투 및 지하수위 상승과 밀접한 연관성을 갖는 체적함수비 변화를 3가지의 침투변화(phase I, phase II, phase III로 나누어 사면파괴를 계측할 수 있는 수리학적 측면으로 접근하였다. 따라서 체적함수비가 급격히 증가하는 phase III 단계부터는 사면파괴 발생 가능성이 매우 증가함을 파악하였다. 그러므로 사면 내 체적함수비 변화를 연속적으로 계측함으로써 강우에 의한 사면파괴의 발생을 효율적이고 실질적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

영산강 하구의 하계 담수 방류와 연관된 크기별 Chlorophyll a와 수환경의 일간 변동 (Daily Variation of Size-Fractionated Chlorophyll a Concentrations and Water Conditions Associated with Freshwater Discharge during Summer in the Yeongsan River Estuary)

  • 김세희;신용식
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.72-80
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    • 2020
  • 영산강 하구는 1981년에 농지 및 농업용수 개발을 위해 하굿둑이 건설되면서 인위적인 변형이 이루어진 시스템으로 하굿둑을 중심으로 담수역과 해수역으로 분리되었다. 하지만 여름철에는 잦은 강우로 인해 수문이 자주 개방되고, 개방 시에 담수가 해수역으로 방류되면서 기수역의 특성을 보이기도 한다. 본 연구에서는 담수 방류의 직접적인 영향을 파악하기 위해 2013년부터 2015년까지 여름철 동안 담수 방류 전후로 일간 모니터링을 실시하여 하계 식물플랑크톤 크기구조와 환경여건 변화를 파악하고자 하였다. 그 결과, 담수 방류는 급격한 염분감소와 탁도를 증가시켜 표층의 용존산소도 감소시키는 것으로 나타났다. 다만 조사 전까지 방류가 지속적으로 이루어진 2014년에는 이미 염분이 감소한 상황이어서 추가적인 방류로 인한 염분의 감소는 나타나지 않았다. 영양염 중에서는 특히 질소성 영양염의 유입이 크게 나타났고, 이로 인해 질소의 상대적 제한 보다는 인이나 규소의 제한 가능성이 크게 나타났다. 식물플랑크톤 생체량 및 크기구조는 연도별로 상이한 결과를 보였으나 결과적으로 담수 방류에 따라 변화를 초래하였고, 방류 후에도 어느 정도 그 경향이 유지되었다. 결론적으로 불규칙적이고 예측이 어려운 담수 방류는 염분, 탁도, 영양염 농도 등의 환경요인뿐만 아니라 식물플랑크톤의 생체량 및 크기구조를 단기적으로 크게 변화시키는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 적조와 같은 유해조류발생(HABs) 뿐만 아니라, 먹이량 및 미세먹이망 변화를 통해 상위소비자 그리고 먹이망 구조에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.