습지생태계는 유수에 의한 침식과 퇴적활동, 수력에 의해 형성된 수문지형 단위, 계절적 변화 등 다양한 요소의 상호작용의 산물이다. 습지생태계는 복합적이고 다양한 생태적 기능을 발휘하면서, 더욱이 습지생태계 유형 자체의 다양성이 있을뿐 아니라, 유역과 같은 다른 생태계와의 경계선이 불명확한 것이 특징이다. 습지생태계에 영향을 미치는 요소의 분류와 통합적 이해가 필요함에도 불구하고 적절하고 체계적인 관리가 미흡하다. 과거 미국 야생동물 관리청(1979)에서 개발된 체계는 계와 아계, 강과 아강, 수영역 및 화학, 수문지형 단위, 우점 유형 등의 계층적 위계로 습지생태계를 분류하였다. 본 연구는 우리나라 습지생태계의 체계적이고 현명한 관리 체계 수립의 일환으로 미국 야생동물 관리청의 분류체계를 심층 검토, 분석하여 기 조사된 국내의 습지생태계에 적용함으로써 국내 습지생태계에 적합한 분류체계 개발의 가능성을 검증하고자 수행되었다. 분류 대상지로 선정된 우리나라 7개 습지생태계는 상위계급의 습지생태계 유형을 포함하였으며, 표본지점 중심의 제한적인 적용에도 불구하고 다양한 습지생태계 유형으로 분류되었다. 또한 3개의 소호소 습지생태계의 적용 결과에서는 무제치늪과 왕등재늪의 두 습지생태계가 수문지형 단위 체계까지는 동일한 유형으로 분류되었으나 우점/특정 유형이 다른 습지생태계로 분류되었다. 이에 비해 대암산 용늪의 경우 강(綱)수준에서 다른 유형으로 분류되어, 앞서의 두 습지생태계와는 다른 유형으로 분류되었다. 이러한 결과는 관리 및 보전 체계 정립에 있어서, 무제치늪과 왕등재늪은 동일한 수준에서 관리되어야 함을 의미한다. 지금까지 훼손되어 사라져버린 습지생태계의 정확한 양은 알 수 없으나, 남아있는 습지생태계를 보전할 수 있는 기회는 아직도 우리에게 있다. 무엇보다 시급한 일은 모든 습지생태계 유형의 정확한 분류와 목록 작성, 생태적 기능에 체계적인 조사 및 연구가 필요하다.
물 이용 효율(water use efficiency, WUE)은 생태계의 에너지-물질-정보의 흐름과 연관된 프로세스-구조 사이의 관계에 대한 정보를 제공하는 중요한 생태학적 지표로 간주된다. 생태계 단위의 WUE 는 총일차생산량(gross primary productivity, GPP)과 증발산(evapotranspiration, ET)의 비로 정의될 수 있다. 이 연구에서는 국립수목원에 위치한 전나무(Abies holophylla) 조림지의 WUE 를 조사하기 위해 KoFlux 에서 장기간(2007-2015) 에디공분산 방법으로 관측된 이산화탄소와 수증기 플럭스를 사용하였다. 연구의 목적은 전나무 조림지의 WUE의 계절 및 경년 변동을 규명하여 탄력(resilience) 평가를 위한 총체적인 생태학적 지표의 개발에 활용하는 것이다. 분석 결과에 따르면, 전나무 조림지의 WUE는 8월에 최소값($1.8-3.3g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$), 2월에 최대값($5.1-11.4g\;C\;(kg\;H_2O)^{-1}$)을 갖는 오목한 형태의 계절 변동을 보였다. 성장기(4 월-10 월)의 WUE 는 평균 $3.5{\pm}0.3g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$ 이었고, 휴면기(11 월-3 월)의 WUE는 평균 $7.4{\pm}1.0g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$로서 경년 변동의 폭이 컸다. 이 전나무 조림지의 WUE 는 문헌에 보고된 다른 온대 지역 침엽수림의 WUE 와 비교했을 때, 상대적으로 높은 범위에 속한다. 성장기는 4 월부터 10 월까지의 기간으로 정의하였으나, 실제 성장기의 길이(growing season length, GSL)는 매년 변화하였고, 이러한 GSL의 변화가 성장기 WUE의 경년 변동의 62%를 설명하였다. 이 연구는 생태계 단위 WUE의 장기 변동을 정량화 한 국내 첫 결과로서, 산림생태계 모형, 위성 알고리즘 및 탄력을 시험하는 데 활용할 수 있다.
최근 나노기술을 이용한 석유증진회수기술은 미국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 지금까지의 연구에서는 주로 다공성 매체 내 나노입자의 유동특성이나 나노 에멀젼 자체의 안정성 평가에만 중점을 두었으며, 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동시 중요한 역할을 하는 나노 에멀젼과 공극의 크기 효과는 분석하지 않았다. 이 연구에서는 석유증진회수기술에 적용 가능한 나노기반의 에멀젼을 제조하였으며, 그 특성을 분석하였다. 또한 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동특성을 파악하기 위해 필터링 시험을 통해 나노 에멀젼의 크기효과를 분석하였다. 연구결과 나노 에멀젼의 제조시 SCA(Silane Coupling Agent)나 PVA(poly Vinyl Aclohol)를 첨가하여 에멀젼을 제조할 때 안정성이 개선되며, 물에 비해 데칸의 비율이 높을수록 점성도가 높아지고, 액적크기가 증가하는 것을 확인하였다. 대기압조건하에서 수행한 필터링 시험에서는 분리된 물이 주로 통과하고 액적은 통과하지 못하는 것이 확인되었다. 이는 액적의 유동력이 필터에 작용하는 모세관압을 극복하지 못하였기 때문에 나타난 현상이다. 흡입압력을 작용한 필터링시험에서는 $60{\mu}m$ 크기 이상의 필터에서는 대부분 액적이 통과 하였으나, $45{\mu}m$ 이하의 필터에서는 통과비율이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 필터 공극 통과시 강한 전단응력에 의해 액적이 변형되거나 파괴되어 공극을 막기 때문에 나타나는 현상으로 보인다. 이 연구에서 밝혀진 기본적인 나노 에멀젼의 특성 및 필터링 시험 결과는 향후 안정적인 나노 에멀젼 제조나, 다공성 매체 내 잔류오일 회수연구에 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.
경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.
지하수의 열(15℃)을 농업시설의 난방과 냉방에 사용하기 위하여, 관에 종방향으로 부착되는 plat fin tube 형 알루미늄(Al 6063) 열교환기를 개발하여 알루히트(의장등록 : 0247164)로 명명하였다. 열교환 핀을 관에 종방향으로 배치하여 송풍과 대류에 유체 흐름저항을 최소화 하였으며, 핀표면에 돌기를 만들어 결로와 fouling factor를 감소시켰다. 1. 알루히트의 제원은 관 내경 0.03m, 외경 0.036m, 두께 0.003m이며, 냉각핀의 두께 0.0012m, 핀 길이 0.032m로 하였다. 2. 단위 길이당 관 외부의 전열면적은 1.3946m2이며, 관내부 전열면적은 0.0942m2였고, 내외면적비 Ra = 14.805였다. 3. 핀의 길이 0.032m로 하였을 때, 핀의 효율이 93%정도인 것으로 나타났으며, 핀두께 0.0012m는 h𝛿/k<0.2를 만족하여 적합한 것으로 판단된다. 4. 알루히트의 온수 방열 성능실험에서 열매체의 온도가 높고 유량이 많을수록 방열 열량이 많은 것으로 나타났고, 열매체의 온도 60℃, 유량 10 𝑙/min일 때 방열열량은 504kJ/h·m 였으며, 80℃, 40 𝑙/min일 때는 방열열량이 6,048kJ/h·m로 나타났다. 5. 방열성능에서 각각의 열매체 온도간 상관계수 $R^2_1=0.9898$, 유량간 상관계수 $R^2_2=0.9721$로 실험 데이터를 신뢰할 수 있었다.
수지비괘(水地比 ䷇ 8)는 하나의 양효와 다섯 음효의 구성으로 이루어진 일양오음괘 중의 하나이다. 그리고 일양오음괘는 하나의 양을 의미하는 의식과 다섯 음으로 나타나는 무의식의 관계와 역동을 상징한다. 일양오음괘는 초효에서 시작하여 상효에 이르기까지 그 양효의 위치에 따라 여섯 개의 다른 괘의 모습을 갖는다. 심리적인 측면에서 이것은 의식의 자리에 따라 정신의 내용이 정해진다는 것을 의미한다. 더불어 양효의 움직이는 그 진행 과정을 통해 정신적 에너지의 흐름도 살펴볼 수 있다. 즉, 일양오음괘의 시작인 첫 번째 지뢰복괘(地雷復 ䷗ 24)의 정신적 내용이 순차적으로 진행하다가 그 최적의 자리인 다섯 번째 수지비괘(水地比 ䷇ 8)를 거쳐 마지막 여섯 번째인 산지박괘(山地剝 ䷖ 23)의 과정을 거쳐 가게 된다. 다시 말해 양효 하나의 위치에 따라 결정되는 괘와 해당 효사의 내용은 일정한 정신적인 흐름을 보여준다고 할 수 있다. 그 결과 회복하여 처음 시작하는 복괘는 의식의 시작이며, 이후 이효, 삼효, 사효 등으로 진행되는 과정은 의식의 흐름을 나타낸다고 여겨진다. 그리고 다섯 번째 자리인 비괘 오효에서는 그 정점에 이르게 되어 의식의 최적 상태에 놓이게 된다. 자연과 동일하게 정신도 최고의 상태에서 점차 하락의 길로 들어서는데 그것이 마지막 여섯 번째인 박괘 상효에 이른다. 그런데 모든 것이 떨어져나가는 박괘의 상효는 효사에 다시 시작하는 내용을 담고 있다. 이것을 이어받는 것이 복괘의 초효이다. 이것은 심리적으로 힘든 우울의 상태에서 회복의 단계로 바뀌는 정신의 순환(circumambulation)을 의미한다. 이런 순환 과정에서 지나가야하는 단계가 있는데 그것이 중지곤괘(重地坤 ䷁ 2)이다. 절기상 음력 9월인 박괘와 11월인 복괘 사이에 10월의 곤괘가 놓여있다. 이것은 회복과 치유의 흐름에는 반드시 곤괘의 모성적 과정을 거쳐야함을 뜻한다. 정신의 재생에 심리적 자궁으로의 후퇴는 필연적인데 박괘, 곤괘, 복괘로 이어지는 흐름이 그것을 보여주는데 곤괘가 절대적인 역할을 한다. 더불어 비괘를 비롯한 일양오음괘는 그 본체 역시 여섯 음효로 이루어진 곤괘이다. 즉, 여섯 개의 일양오음괘는 모두 곤괘와 일정한 관계를 맺고 있는데, 일양오음괘 양효들과 그에 상응하는 곤괘 음효와의 상관성을 살펴봄이 의미가 있을 것이다. 이것은 여섯 개의 모습으로 나타나는 의식의 상태와 연결되는 모성적 무의식의 역동이라고 할 수 있다. 따라서 일양오음괘는 각각 모성 원형과 의식의 통합에 대한 표현을 상징한다. 이것을 잘 드러내는 것이 일양오음괘의 괘상의 의미이다. 그것의 괘상은 어머니를 상징하는 곤(坤 ☷)과 아들을 의미하는 장남의 뇌(雷 ☳), 중남의 감(坎 ☵), 차남의 간(艮 ☶)의 결합으로 이루어진다. 그 결과 양효의 차례대로 순차적으로 지뢰복(䷗), 지수사(䷆), 지산겸(䷠), 뇌지예(䷏), 수지비(䷇), 산지박(䷖)이 만들어진다. 이것은 상징적으로 의식의 진화 과정이라고 할 수 있다. 이렇게 어머니와 아들의 결합을 의미하는 일양오음괘들은 모성적 무의식과 의식의 진전되는 관계를 표상한다. 또한 아들의 위치에 따른 어머니와의 관계는 의식의 태도에 대한 모성의 역동과 연관이 된다. 이런 일양오음괘 여섯 괘의 흐름에서 심리적인 의미를 연역해낼 수 있을 것이다. 그리고 그 의식의 활성화가 가장 정점인 상태가 비괘 오효에 해당하고 마땅히 이에 상응하는 곤괘 오효의 내용을 비교하면 의식과 모성적 무의식의 통합의 상태와 의미를 찾을 수 있을 뿐만 아니라 이러한 흐름 전체가 개성화 과정에 비유될 수 있음을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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