• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.69-78
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• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권4호
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• pp.1-12
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• 2020

The extreme 2017 spring drought affected a large portion of South Korea in the Southern Gyeonggi-do and Chungcheongnam-do districts. This drought event was one of the climatologically driest spring seasons over the 1961-2016 period of record. It was characterized by exceptionally low reservoir water levels, with the average water level being 36% lower over most of western South Korea. In this study, we consider drought response methods to alleviate the shortage of agricultural water in times of drought. It could be to store water from a stream into a reservoir. There is a cyclical method for reusing water supplied from a reservoir into streams through drainage. We intended to present a decision-making plan for water supply based on the calculation of the quantity of water supply and leakage. We compared the rainfall-runoff equation with the TANK model, which is a long-term run-off model. Estimations of reservoir inflow during non-irrigation seasons applied to the Madun, Daesa, and Pungjeon reservoirs. We applied the run-off flow to the last 30 years of rainfall data to estimate reservoir storage. We calculated the available water in the river during the non-irrigation season. The daily average inflow from 2003 to 2018 was calculated from October to April. Simulation results show that an average of 67,000 tons of water is obtained during the non-irrigation season. The report shows that about 53,000 tons of water are available except during the winter season from December to February. The Madun Reservoir began in early October with a 10 percent storage rate. In the starting ratio, a simulated rate of 4 K, 6 K, and 8 K tons is predicted to be 44%, 50%, and 60%. We can estimate the amount of water needed and the timing of water pump operations during the non-irrigation season that focuses on fresh water reservoirs and improve decision making for efficient water supplies.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권3호
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• pp.141-154
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• 2004

자연에너지인 태양열을 동력원으로 하여 구동되는 물펌프는 물이 많이 필요한 여름철에 과 열원인 태양에너지가 강하므로 매우 이상적인 장치라 할 수 있다. 본 연구에서는 태양열 물펌프의 자동화운전을 실현하고자 작동물질의 압력변화를 감지하여 자동 운전되도록 하였으며, 이에 필요한 제어논리를 개발하고 회로론 구성하였다. 실험에서는 장치를 제작. 실험, 분석하였고 분석항목은 양수량과 효율, 압력, 온도를 분석하였다. 또한 자동화에 필수적인 응축기 진공을 위한 응축기의 최소 전열면적을 설계하였으며, 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 복사에너지를 동력으로 변환하여 물을 양수할 수 있었고, 자동화 제어회로에 의해 사이클을 반복할 수 있었다. 2 양수는 60분 동안에 13사이클을 수행하였으며, 사이클 당 소요시간은 약 4.9분이었다. 총 양수량은 69,200cc, 사이클 당 평균 5,320cc를 양수하였다. 이 과정동안 장치의 열효율은 $0.030\%$로 나타났다. 3. 실험과정에서 기액 분리탱크 내의 작동물질 증기의 온도는 물탱크로 증기를 배출하기 전후에 따라 약 $41\~49^{\circ}C$ 범위에 있었으며, 상당히 균일하게 변동하고 있었다. 물탱크와 공기탱크내의 온도는 약 $30^{\circ}C$ 정도 부근에서 유지되고 있었으며, 응축기 냉각수공급온도는 실험기간 중 $10\~13^{\circ}C$ 범위를 나타내었다. 응축기 출구온도는 $14\~17^{\circ}C$ 정도로서 응축기 냉각수의 입출구 온도차는 실험초기를 제외하면 약 $4^{\circ}C$ 전후로 나타났다 4. 기액 분리탱크 내의 압력은 자동화 프로그램 된 범위인 150$\~$450hPa(gauge)를 매우 정확하게 유지하였으며, 공기탱크내의 압력은 약 1200hPa로 나타났다. 응축기내의 압력은 약 600hPa로서 진공을 잘 유지함으로서 사이클을 반복하는데 문제가 없었다. 5. 한국의 전국 하루 평균 3.488kWh/($m^2{\cdot}day$)의 태양에너지를 기준으로 장치의 열효율이 $0.1\%$를 적용하고 전 양정을 10m로 보면 태양열복사 단위면적 $m^2$ 당 약 128kg의 물을 양수할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국환경농학회지
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• 제1권1호
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• pp.22-30
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• 1982

본 조사(本 調査)는 김해평야(金海平野)외 농업용수(農業用水)로 사용(使用)하고 있는 낙동강지류(洛東江支流)의 수질(水質)을 주요(主要) 양수장부근(揚水場附近) 6척지점(個地點)(대저, 식만, 봉림, 녹산, 마찰, 장유)에서 1981년(年) 5월(月), 7월(月) 및 10월(月)의 3회(回)에 걸쳐 채수분석(採水分析)함으로서 수질보전대책(水質保全對策)과 이 지역(地域)의 농업(農業)에 참고자료(參考資料)를 제공(提供)코자 하였다. 시기별(時期別) 각(各) 지점(地點)의 수온(水溫), 탁도(濁度), 증발잔류물(蒸發殘留物), pH, BOD, COD, DO, 경도(硬度), $Cl-,\;SO_4--,\;PO_4---,\;NH_4+,\;NO_3-,\;K+,\;Na+$, 일반세균(一般細菌), 대장균(大腸菌), 중금속(重金屬)(Cd, Pb, Cr, Fe, Zn)을 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 시기별(時期別) 모든 지점(地點)의 평균치(平均値)는 pH 7.8, BOD 6.3 ppm, COD 6.5 ppm, DO 6.4 ppm, 경도(硬度) 231 ppm, Cl- 582 ppm, $SO_4--\;412\;ppm,\;PO_4---\;2.32\;ppm,\;NH_4+$ 3.8 ppm, Na+ 478 ppm, 대장세균(大腸細菌) 2964개(個)/100ml, Cd 0.0040 ppm, Pb 0.006 ppm이었다. 2) 지점별(地點別) 오염도(汚染度)가 가장 높은 곳은 식만 양수장부근(揚水場附近)이었고 그 다음이 대저, 봉림, 녹산이었으며 비교적 오염도(汚染度)가 덜한 곳은 마찰, 장유양수장(揚水場) 부근(附近)이었다. 3) 오염도(汚染度)가 가장 높은 식만양수장(揚水場) 부근(附近)의 수질(水質)은 약간의 취기(臭氣)가 있을 뿐만 아니라 외관상(外觀上) 약간의 흑색(黑色)을 띄고 있었고, 분석평균치(分析平均値)는 pH가 8.0, BOD 8.1 ppm, COD 8.2ppm, DO 5.3ppm으로 농업용수기준(農業用水基準)의 한계(限界)에 도달(到達)하고 있었다. 이곳이 오염도(汚染度)가 높은 것은 김해시(金海市)의 주요(主要) 공장폐수(工場廢水)가 이곳으로 집중(集中) 배출(排出)되기 때문인 것으로 본다. 4) 시기별(時期別) 각(各) 성분(成分)의 차리(差異)는 뚜렷한 경향(傾向)이 없었으며 다만 DO가 10월(月)이 5월(月) 및 7월(月)보다 높게 나타났고 $NH_4+$는 10월(月)이 5월(月) 및 7월(月)에 비(比)해서 낮게 나타났을 뿐이다. 5) 각(各) 지점(地點)이 $NH_4+$함양(含量)이 높아 실소질비료(室素質肥料)의 시비(施肥)에 이를 고려(考慮)해야 할 것이며, Cl- 및 Na+함양(含量)은 평수시(平水時)에는 별문제(別問題)가 없을 것이나 갈수기(渴水期)에는 관개(灌漑)에 주의(注意)를 해야 할 것으로 본다.

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.285-294
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• 2002

본 연구는 농업용저수지의 수질개선을 위한 인공습지 시스템에서 수리학적 부하조건과 수질정화 특성간의 상관관계를 평가하고, 습지의 조성과 관리에 관한 기본적이며 주요 인자들을 규명하고자하였다. 인공습지시스템은 저수지 중층수를 유입시키기 위한 양수장과 미나리, 창포, 줄, 부들, 갈대등의 정수식물을 식재한 6개의 개별습지로 구성되어 있다. 시스템은 자유수면흐름방식으로 유입처리유량 $0.012-0.122\;m^3/s$,수리학적 체류시간 0.5-2.0 hr의 수리학적 고부하조건으로 운영하였으며, 수심은 0.1-0.2m, 유입수질은 저수지를 대상으로 하여 비교적 낮은 영양염류 농도(TN 2.224-2.462 mg/L, TP 0.145-0.164 mg/L)를 가지고 있다. 본 연구기간 중 각 개별습지의 평균 수질정화효율은 TN 12.1-14.3%로 갈대조에서 높게 나타났으며, TP는 6.3-9.5%로 식물 종에 따른 른 차이가없었다. SS는 17.4-38.5%, Cht-a는 12.6-20.2%로 미나리조에서 높게 나타났는데, 이는 유입수 농도가 다소 높은 때문으로 판단된다. 시간당 정화량은 TN $1.299-2.343\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ TP $0.85-1821\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, SS는 $17.9-111.6\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$. Chl-3는 $0.011-0.094\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$로 정화효율에서와 달리 TN은 줄에서 가장 높았고, TP는 창포에서 높았다. 침강성 물질인 SS와 Chl-a는 미나리에서 높게 나타났으며, 미나리는 BOD, COD, TN, TP등 다른 수질항목에서도 높은 값을 보여주고 있어 정화효율에서와 같이 유입수농도가 습지내 물질제거에 영향이 있음을 보여준다. 정화효율 및 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계는 수심, 체류시간, 일유입량, 수리학적 부하량, 유입수 농도, 온도 등 다양한 변수에 의한 영향으로 비교적 낮게 나타났다. 정화효율과 수리학적조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과 0.016-0.731,일처리유량과는 0.015-0.868을 나타내었으며, 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과는 0.173-0.763,일처리유량과는 0.209-0.770의 범위를 나타내었다. 정화효율과 수리학적 부하조건간의 상관계수($R^2$)Tt 0.5 이상을 나타내는 각 수생식물 습지별 수질항목은 체류시간과 일처리유량에 대해각각 20%,정화속도와 수리학적 조건간의 상관계수는 체류시간에 대해 53%, 일처리유량에 대해73%가 0.5이상을 보이고 있어 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.