• 한국지반공학회논문집
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• 제31권12호
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• pp.17-27
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• 2015

본 연구에서는 식물추출액을 이용하여 요소를 분해한 다음 이로부터 분해된 탄산이온과 수용액 상태의 칼슘이온이 음전하를 띄는 점토를 매개체로 하여 탄산칼슘을 석출시켜 친환경적으로 흙을 고결시키면서 내구성도 향상시키는 연구를 수행하였다. 식물추출액과 요소가 혼합된 제1용액과 칼슘원(염화칼슘)이 용해된 용액에 소량의 점토가 혼합된 제2용액을 깨끗한 낙동강모래에 섞어서 비빈 다음 다짐방법으로 소형 공시체를 제작하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도를 세 종류(1, 5, 7몰)로 달리하였으며, 각 공시체에 점토를 전체중량의 0%, 1%, 3%의 세가지 비율로 혼합하여 공시체를 제작한 다음 실내에서 7일 동안 양생하였다. 양생이 완료된 공시체에 대해 일축압축시험, 내구성시험, SEM, EDX 및 XRD 분석, 그리고 열중량 분석을 실시하여 사질토의 고결 정도와 구조를 분석하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도가 높을수록 점토 함유량이 증가할수록 일축압축강도와 내구성이 증가하는 경향을 보였다. SEM, EDX 및 XRD 분석을 통하여 점토광물 주변에 탄산칼슘(calcite)이 석출되는 것을 확인하였으며, 열중량 분석으로부터 시료 내에 중량대비 탄산칼슘이 1-2% 정도 석출되었다.

• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.419-428
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• 2003

지반을 대상으로 지하수의 이동 및 오염물질 침투에 대한 평가를 위해, 지반을 구성하고 있는 매질의 공극률과 유효공극률을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이들은 물질 이동을 결정하는 중요한 물리적 파라메터이다. 본 연구에서는 새로운 유전율 시스템인 FOR-V (Frequency domain reflectometry with vector network analyzer)를 적용하여 표준사 (Standard sand)와 강모래 (River sand)에 대한 공극률 및 유효공극률을 측정하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 또한, 이들을 측정하기 위해, 다공질 매질에 대한 유전율상수의 특성을 고려한 유전율 믹싱모델 (dielectric FDR-V 시스템을 적용한 주입실험 (Injection test)과 주입물질의 농도를 측정하는 치환실험 (Replacement test)을 수행하였다. 두 종류의 실험 결과치를 비교한 결과, 측정된 유효공극률을 공극률과 비교해 보면, 약 85 - 92 %의 범위 내에 존재하는 것으로 측정되었다. 일반적인 흙의 유효공극률은 공극률에 대해 약 90 % 범위 내에 분포하고 있는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 다소 낮은 결과치를 보이고 있다. 이러한 현상은 시스템의 측정 프로브의 측정 범위가 직경 0.36 cm의 동축측정프로브 끝부분에서 이루어져 비교적 작기 때문에 제작된 흙 시료전 체적에 대한 유효공극률의 결과치이기 보다는 프로브가 위치한 지점에 대한 측정치로 판단된다. 이러한 측정 프로브의 특성을 고려해 볼 때, FDR-V 시스템은 연구자가 의도한 연구에 따라 특정 지점에 대한 지반의 정밀한 물리적 특성을 파악할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.442-450
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• 2014

본 연구에서는 상수원에서 문제시 되고 있는 미량오염물질의 처리에 대한 연구를 하기 위해선 많은 시간과 비용이 소요되는데, 이를 절감하기 위한 대안으로 양자화학적 기반의 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 활용하여 물질간의 상호 반응성 및 분해과정을 해석하였다. 본 연구에서 다루고 있는 물질은, 최근 낙동강 수계에서 빈번히 검출되고 있는 Sulfonamide 물질 3종(sulfamethazine, sulfathiazole, sulfamethoxazol)을 선정하였으며, 이론적인 연구로는 DFT모델링, 실험적 연구로는 UV-VIS 및 FT-IR 등의 분광분석을 하여 비교 및 검증을 하였다. DFT모델링을 실시한 결과 Sulfonamide물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 오존의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 사이에서 반응이 가장 유리하며, Sulfonamide 물질의 HOMO를 가시화 한 결과 Sulfanilamide기에서 전자밀도가 높게 나타나므로 Sulfanilamide기에서 반응이 활발할 것이라 예측되었다. UV-VIS 실험결과 260 nm에서 Sulfanilamide기가 검출되었으며, 오존산화시 검출된 Sulfanilamide기가 빠르게 사라짐을 알 수 있었다. FT-IR분석결과로써 Sulfanilamide기에서도 그 한 부분인 아민기(N-H)에서 가장 활발한 제거반응이 일어남을 알 수 있었으며 이러한 결과로부터 DFT모델링 방법을 통해서 정수처리 공정에 대해서 반응을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.390-397
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• 2017

외래어종의 유입은 토종어류의 감소 및 수중생태계의 교란을 가져올 수 있기 때문에 어류의 차단 및 관리 방안은 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 외래어종의 유입을 차단하기 위해 버블을 이용한 어류 차단 시스템을 개발하였으며 실험수로를 제작하여 차단 가능성을 평가하였다. 버블 발생장치는 공기압축기로 공기를 발생시켜 버블커튼을 만든 후 어류를 차단하는 시스템이며 실험어류는 국내 외래어종인 파랑볼우럭을 대상으로 하였다. 파랑볼우럭의 크기는 0.10 m ~ 0.15 m이며 수심은 0.70 m를 유지하였다. 실험수로의 유속은 어류의 유영능력을 고려하여 3단계로(0.20 m/s, 0.10 m/s, 0.05 m/s) 나누어 실시하였다. 실험 결과 파랑볼우럭은 버블 적용 전 70.07%가 상류로 거슬러 올라가려는 움직임을 보였으며 하류를 서식처로 생각해 움직임이 거의 없는 개체를 고려하면 어류 소상률은 더 높을 것으로 판단된다. 그러나 차단시설을 설치할 경우 대부분의 어류가 버블커튼에 의해 다시 하류로 회귀하는 움직임을 보여 차단효과가 매우 높게 나타났다. 특히 버블을 종료할 경우 빠른 시간 내 다시 상류로 거슬러 올라간 것으로 보아 버블을 이용한 어류 차단효과는 뛰어난 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.28-35
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• 2012

강우는 산사태를 야기하는 주된 요인으로 최근 우리나라에서 대부분의 산사태는 단기간의 집중호우로 인해 발생하고 있으나, 강우특성과 산사태 발생간의 관계는 아직 명확히 규명되지 못하고 있는 실정이다. 이 논문에서는 2011년 6월 7월에 남부지방과 중부지방에서 집중호우로 야기된 18개의 산사태를 대상으로 연속강우 개시 이후의 누적강우량(mm)과 강우강도(mm/hr) 및 선행강우량(mm)을 해석하여 산사태 발생과의 관계를 분석하였다. 그 결과, 산사태는 모두 연속강우 개시 이후 1~3일간의 집중호우에 의해 강우강도가 30 mm/hr이상, 혹은 누적강우량이 200 mm이상인 경우에 발생한 것으로 나타났다. 이는 산림청의 산사태 경보발령 기준을 상회하는 범위에서 발생한 것으로 나타났으며, 경상남도에서 보고된 산사태 발생영역과도 일치하였다. 또한, 강우개시 이후 산사태 발생까지의 소요시간(T)은 평균 강우강도(ARI)가 증가할수록 점차 단축되는 것으로 나타났으며, 이들 사이의 관계는 지수함수식 "T = $94.569{\cdot}exp$($-0.068{\cdot}ARI$)($R^2$=0.64, p<0.001)"로 도출되었다. 이러한 결과는 산림청의 산사태 주의보 경보발령 기준에 있어 중요한 근거가 될 수 있으며, 토사재해에 대한 경계피난체계 등의 비구조물 대책의 수립에도 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.11-18
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• 2008

국내산 담수 섬모충 플랑크톤의 종조성과 계절적 변화를 조사하기 위하여 2000년 12월 15일부터 2001년 12월 6일까지 팔당호에서 표층수를 채집하였다. 출현한 분류군 중 소모류(Oligotrichs)가 53%로 출현 양이 가장 많았다. 상대적으로 높은 개체수를 보인 봄인 3월 30일($1.9\times10^4$ cells $L^{-1}$)과 4월 6일($1.85\times10^4$ cells $L^{-1}$),여름인 6월 8일($1.7\times10^4$ cells $L^{-1}$)과 7월 20일($1.9\times10^4$ cells $L^{-1}$)에 급증하였다. 우점적으로 출현한 종들은 뚜렷한 계절성을 나타내어 겨울과 봄인 저수온기에는 세포크기가 비교적 큰$(>50{\mu}m)$ Stylonychia sp1, Phascolodon vorticella, Codonella cratera가 출현하였으며 여름과 가을인 고수온기에는 세포크기가 작은$(<30{\mu}m)$ Vorticella spp., Rimostrombidium hyalinum, Halteria grandinella가 출현하였다. 세포크기가 큰 종들은 Chl-${\alpha}$와 상관성을(r=0.33, p<0.05, n=39) 나타낸 반면, 소형종인 Halteria grandinella는 bacteria와 상관성을(r=0.35, p<0.05, n=39) 나타내었다.

• 생태와환경
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• 제47권spc호
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• pp.100-115
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• 2014

본 연구는 2007년 11월부터 2010년 9월까지 2차 하천부터 6차하천까지 하천 차수에 따라 총 51개의 지점을 7회에 걸쳐 조사하였다. 채집된 어류는 총 12과 55종이었으며, 전체 지점에서 참갈겨니 (Zacco koreanus)가 우점하고, 피라미 (Zacco platypus)가 아우점 하였다. 또한 천연기념물 1종 (1.8%), 환경부지정 멸종위기야생동물 2급 6종(10.9%), 한국고유종 22종(40.0%)이 확인되었다. 하천차수가 2차하천에서 6차하천으로 증가할수록 종수, 다양도지수, 균등도지수, 종풍부도지수, 내성종, 잡식종이 증가하며, 개체수, 우점도지수, 민감종, 충식종, IBI종합 지수는 감소하는 경향이 나타났다. 주성분 분석결과 각 지점들의 분포양상은 종수, 개체수, 군집지수, 내성종, 민감종, 잡식종, 충식종에 따라 상류와 하류로 구분이 되었다. 다변량 상관관계 분석결과 하천차수와 다변수(종수, 다양도지수, 잡식종, 하폭, 수심, 수온)는 유의미한 양의 상관관계가 나타났다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.245-257
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• 2016

하천이 차지하는 면적은 전체 육지 면적의 약 0.5%에 불과하지만, 하천수의 조성은 유역 환경의 생지화학적 변화를 집약적으로 반영하는 지표가 될 수 있다. 하천 탄소의 농도는 수질과 직접적인 관련이 있고, 또한, 하천을 통해 바다로 유출되는 탄소량을 순 생태계 생산량 (NEP)에서 빼주지 않으면 생태계 내 저장될 수 있는 탄소량이 과다 산정될 수 있기 때문에 하천의 탄소 유출량을 정확히 추정하려는 연구가 꾸준히 이뤄지고 있다. 전 세계적으로 하천을 통해 바다로 유출되는 총 탄소량은 약 $0.8{\sim}1.5Pg\;yr^{-1}$, 수체로부터 대기로 빠져나가는 양이 약 $0.62{\sim}2.1Pg\;yr^{-1}$로 추정된다. 우리나라의 하천 탄소에 대한 연구는 주로 수질과 관련된 유기탄소에 집중된 편이며, 농도, ${\delta}^{13}C$, 형광스펙트럼 분석 결과 강수량과 강수 세기 등 시간에 따른 차이와 토지 이용 등 공간적인 차이에 따라 다양한 성상의 탄소가 하천으로 유입되는 것으로 여겨진다. 인간의 토지이용과 기후변화의 영향으로 인한 탄소순환 동태의 변화는 하천의 총 탄소 함량뿐만 아니라 DIC, DOC, POC의 비율에도 변화를 불러오고, 이들과 함께 수체 내에서 이동하는 다양한 유기/무기 오염물질의 양과 분해도에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기존의 분석 방법에 더해 탄소연대 측정과 초고분해능 질량 분석 등의 방법을 활용하여 하천 탄소의 기원, 변화, 분해 과정을 면밀히 유추하는 연구가 필요하다. 장기적으로, 넓은 유역을 대상으로 얻어진 하천 탄소의 성상별 농도와 일유량 자료는 유역 생태계의 변화를 추적하고, 자연적인 또는 인간에 의한 교란 때문에 일어나는 환경 변화를 예측하는 데 유용하게 쓰일 수 있다. 현재 정부가 운영 중인 수질측정망을 대상으로, 알칼리도를 포함한, 하천 탄소의 성상별 농도가 분석 항목에 추가되고, 일유량 자료와 개별 연구진이 얻은 연구결과를 포함하는 데이터베이스가 구축되어, 이러한 자료가 보다 효율적으로 활용될 수 있기를 바란다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.5-13
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• 2017

샌드심(Sand seam)은 점성토 지층속에 모래층이 층상으로 존재하는 것으로 점토가 침강 퇴적하는 과정중에 하천의 범람이나 사면활동 등에 의하여 모래 성분이 유입되어 생성된 것으로 알려져 있다. 연약지반내에 샌드심이 존재할 경우 일방향 배수에서 양방향 배수가 되기 때문에 압밀시간이 단축이 가능하다 판단되어지나, 샌드심에 대해 연구가 국내외적으로 미진하여 연약지반개량 설계 시 이를 설계에 제대로 반영 못하는 실정이다. 본 연구는 샌드심에 대한 기초연구로 얇은 모래층(샌드심)이 존재하는 점토 시료에 대해 표준압밀시험과 Rowe cell을 이용한 일정변형률시험을 수행하였다. 시험을 위해 냉동법을 이용한 특별히 고안된 샌드심 제작방법을 제시하였다. 시험 결과 샌드심이 점토지반에 존재 시 압밀계수에 영향을 줌을 알 수 있었다. 샌드심의 높이가 시료높이의 0.05배 이상이면 샌드심이 충분한 배수층 역할을 하여 간극수의 배수방향이 수평방향뿐만 아니라 수직배수가 함께 진행되어 압밀이 빠르게 진행되는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권4호
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• pp.243-253
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• 2006

해안지역의 해저 해빈모래가 다량 유실되면서 해안지역의 장기관리를 위해 침식구간에 대한 지속적인 모니터링 작업이 필요하다. 그러나 각 구청은 지형변화 분석작업 없이, 양빈작업에 급급하고 있어 장기효과가 나타나지 않고 있다. 그러므로 본 연구는 수심측량 및 GPS 측량을 통해 해저 해빈지대의 정확한 공간자료를 구축하고, RS GIS기법을 도입하여 지형변화를 정량 정성적으로 탐지 분석하였다. 연구 결과, 해운대 해저지형은 과도한 도시개발과 하천복개공사로 지난 25년간, 평균수심 0.40 m, 수표면적 11,028 $m^2$, 수중체적 2,207,884 $m^3$ 가량 침식되었다. 해빈지형은 지난 5년간, 평균고도 0.27 m, 총면적 6,501 $m^2$, 총체적 25,667 $m^3$ 가량 퇴적되었다. 이의 원인은 지오그리드의 설치로 해빈모래가 서측까지 도달하지 못하고, 계절영향으로 사료된다. 본 연구는 해저 해빈지형의 정확한 측량작업으로 해안 및 지형변화에 관한 모니터링 작업을 실시하여 연안침식 현황을 분석하고, 양빈작업 및 안전한 해양레저 활동, 해수욕장 관리에 필요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.