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하상 미지형에 따른 N2O 발생량 변화 효과에 대한 탄소 가용성의 영향 (Effects of streambed geomorphology on nitrous oxide flux are influenced by carbon availability)

  • 고종민;김영선;지운;강호정
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권11호
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    • pp.917-929
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    • 2019
  • 하천의 탈질은 수질 개선과 정확한 아산화질소($N_2O$) 발생량 추정에 관련해서 매우 중요한 역할을 한다. 탈질과정은 질소 산화물($NO_3{^-}$)을 다수의 단계를 걸쳐 기체 질소($N_2$ 또는 $N_2O$)로 변화시키는 호흡과정으로, 강력한 온난화기체인 $N_2O$의 주요한 생물학적 배출 또는 흡수 과정이다. 수생태계에서는, 물의 범람, 기질 공급과 유체역학적, 생지화학적 특성의 복잡한 상호작용이 탈질 과정과 다단계 반응의 정도에 따라 중간산물인 $N_2O$ 발생량(flux)을 조절한다. 이처럼 기질의 농도뿐만 아니라 하상의 물 흐름과 체류시간이 반응 산물에 영향을 미치지만, 하천에서 탈질 정도를 조절하는 유체역학적 특성과 지형학적, 생지 화학적 인자의 상호작용에 대한 연구 결과는 아직 제한적이다. 본 실험은 미세지형 변화의 영향을 모의하기 위해서 2차원 실험 수로에 사구를 형성하여 하상지형에 따라, 정지상태의 폐쇄형 챔버를 이용해 $N_2O$ 발생량을 측정하였다. 또한 기질과의 미세지형의 상호작용을 확인하기 위해서 두 독립된 실험은 같은 수로와 지형 구조를 가지지만 다른 용존 유기탄소(DOC) 농도로 설계하였다. 또한 얻어진 자료를 토대로 Random Forest 모델을 활용하여 $N_2O$ 발생량과 조절인자를 추정하였다. 높은 DOC 농도 실험에선, $N_2O$ 발생량이 흐름 방향을 따라 증가하다 사구 뒤쪽 경사에서 가장 높은 발생량($14.6{\pm}8.40{\mu}g\;N_2O-N/m^2\;hr$)이 측정되며, 그 이후로 감소하는 경향을 보인다. 또한 사구 뒤쪽 경사에서 암모늄 농도가 $31.0{\pm}6.24{\mu}g-N/g\;dry\;soil$로 가장 높으며 $N_2O$ 발생량과 유사한 경향을 나타낸다. 반면에, 낮은 DOC 토양은 지형학적 변화에 따른 $N_2O$ 발생량과 암모늄의 변화를 나타내지 않았으며 발생량과 농도 또한 낮게 나타났다. 따라서 본 실험을 통해 비록 지형적 변화는 $N_2O$ 발생량과 화학적 특성에 영향을 미쳤지만, 그 효과는 탄소 가용성에 의해 제한된다는 것을 확인하였다.

고로슬래그미분말 및 하수슬러지를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성 (Fundamental Properties of Low Strength Concrete Mixture with Blast Furnace Slag and Sewage Sludge)

  • 권칠우;임남기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.136-144
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    • 2013
  • 본 연구에서는 각종 산업부산물 및 도시형 리싸이클링 재료 등의 재생자원을 안전하게 유효 이용할 수 있는 방안으로 BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성을 파악하기 위하여 플로우 및 블리딩, 일축압축강도, 환경오염평가를 중심으로 실험을 실시하였다. BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 경우 최소단위수량의 확보를 통한 유동성 개선 및 블리딩율 억제 또한, 현장 적용성을 고려한 일축압축강도의 확보에 있어 사용 잔골재의 차이에 상관없이 BFS 6000 이상을 30% 범위에서 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 나타났다. 특히, SS의 유효 활용 측면에서 BFS 8000을 30% 범위에서 혼합하여 사용하면 유동성 개선 및 블리딩율 억제, 일축압축강도의 확보는 물론 현장 적용에 있어 가장 최적의 배합조건으로 나타났다. 한편, SS를 활용한 시멘트 개량토를 대상으로 유해물질 함유량 및 용출시험을 실시한 결과 모두 환경 기준치 이하를 만족하는 것으로 나타나 주변 환경에 미치는 영향은 없는 것으로 확인되었다.

조립토 다짐말뚝의 지지력 특성 분석 - 모형토조실험 결과를 중심으로 (Analysis of Bearing Capacity Characteristics on Granular Compaction Pile - focusing on the Model Test Results)

  • 강윤;김홍택
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.51-62
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    • 2004
  • 조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과뿐 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.

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자낭균 곰보(Morchella esculenta)버섯의 인공재배에 관한 연구 (Studies on the Artificial Cultivation of Morchella esculenta in Ascomycetes)

  • 김한경;이강효;정종천;전창성;석순자;장갑열
    • 한국버섯학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.9-21
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    • 2009
  • 곰보버섯의 자실체 색은 갈색 또는 회갈색이고 갓의 형태는 원뿔모양이며, 대의 색은 흰 크림색 또는 흰색이다. 자실체를 반으로 잘라보면 갓과 대는 속은 비어있다. 자실체의 현미경 관찰에서 자낭의 크기는 $113.5{\sim}114.2{\times}9.3{\sim}10.3{\mu}m$, 자낭포자의 크기는 $17.6{\sim}20.9{\times}9.4{\sim}10.7{\mu}m$, 측사는 $40.0{\sim}45.2{\times}5.8{\sim}6.4{\mu}m$, 대의 안쪽세포는 $7.5{\sim}15.1{\mu}m$이었다. 곰보버섯 자실체 발생지 환경조건은 온도 $13.8^{\circ}C$, 습도 75.8%, 광 538룩스이며, 토성은 sand 72.7%, silt 21.0%, clay 6.3%로 silt loamy 이며, 유기물 함량은 10.0%로 밭 토양보다 많고 인산함량은 낮았다. 균주별 균사배양 최적배지는 PDB 배지이며, 배양최적 온도는 $25^{\circ}C$, pH는 5.0이었으며, 합성배지인 Czapek에 배지에 조정된 무기태 성분의 최적농도는 potassium phosphate 1%, sodium nitrate 2%, potassium chloride은 대조구에서 좋았다. 영양원 선발에서 최적 탄소원은 mannose이었으며, 최적농도는 5%이었다. 질소원은 대조구에 비하여 균사생육이 극히 저조하였다. 곰보버섯 균핵 형성 촉진배지 선발시험에서 균사생장과 균핵형성이 좋은 배지는 폐면 이었으며, 톱밥에서는 참나무톱밥에서 균사생장이 빨랐다. 폐면과 참나무톱밥의 혼합비율은 참나무톱밥 20%+폐면 80% 혼합수준에서 균핵 형성이 좋았고 첨가제인 밀기울의 혼합비율은 15-20%, 황산칼슘은 2% 수준에서 균핵 형성이 좋았다. 토양종류별 균핵 형성은 피트모스 처리구에서 균사생장 및 균핵 형성이 가장 좋았으며, 피트모스의 혼합비율은 60-80%이나, 참나무를 혼합하면 50:50으로 혼합 처리한 구에 밀기울을 30% 첨가하면 균핵 형성이 가장 좋았다.

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지지부재로 이형철근을 설치하는 띠형 강보강재의 인발성능 평가 (The Evaluation for Pullout Performance of Steel Strip Reinforcements with Deformed-Bars as Transverse Members)

  • 정성규;김주형;조삼덕;이광우
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.77-86
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    • 2013
  • 본 연구에서는 지지부재가 설치된 띠형 강보강재에 대한 실내인발시험을 수행하였다. 주문진 표준사를 사용하여 상대밀도 80%인 모형지반을 조성하였고, 지지부재의 개수를 0~2개로 구분하여 실내인발시험을 수행하였다. 상재압은 $50kN/m^2{\sim}200kN/m^2$까지 4단계로 구분하여 적용하였고, 1mm/min 속도로 강보강재를 인발하였다. 표면이 매끄러운 띠형 강보강재의 인발저항력은 보강재 표면과 지반 사이에서 마찰저항만 발현되기 때문에 인발 초기에 급격히 증가하다가 지속적으로 감소하는 경향을 나타낸다. 반면, 지지부재를 설치한 강보강재의 인발저항력은 마찰저항뿐만 아니라 수동저항도 함께 발현되므로 계속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 보강재의 형태에 관계없이 최대인발저항은 상재압이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 지지부재를 1개 설치한 경우에 비해 지지부재를 2개 설치했을 때의 최대수동저항은 작게 나타났다. 이는 지지부재의 설치 간격 및 위치에 따라 지지부재에서 발현되는 수동저항의 크기가 다르기 때문에 나타나는 현상으로 판단되며, 지지부재 설치 위치 및 간격에 따른 추가 인발시험을 통해 확인할 필요가 있다.

초광대역 임펄스 지반탐사레이더에서 지면의 영향에 따른 임펄스 전파 특성 연구 (Influence of lossy ground on impulse propagation in time domain for impulse ground penetrating radar)

  • 김관호;박영진;윤영중
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권11호
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    • pp.42-47
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    • 2007
  • 본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 레이더에 있어서 지면 및 지면과 안테나 사이의 간격에 따른 임펄스 전파에 미치는 영향을 기술한다. 영향 연구를 위해 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 개발하였다. 우선, 수치해석 방법을 이용하여 지면의 유전율 변화 및 안테나와 지면 사이의 간격에 대한 영향을 시뮬레이션하였다. 결과를 비교하기 위하여 실제 모래 및 수분이 포함된 토양으로 구성된 시험장을 제작하여, 개발된 다이폴 안테나를 사용하여 주파수 영역에서의 지면의 변화 및 안테나와 지면의 간격 차이에 의한 주파수 영역에서의 투과 특성을 조사하였다. 역 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 시뮬레이션 및 측정된 투과 특성을 시간 영역에서의 임펄스 응답 특성을 구하였다. 시뮬레이션과 측정 결과로부터 지면의 유전율이 높을수록 안테나와 지면과의 간격 변화가 클수록 최대 투과값이 생기는 주파수가 높아졌고, 투과 계수도 증가하였다. 시간영역에서는 유전율이 높을수록 지표면의 직접 반사에 의해 수신되는 신호가 크게 증가하였고, 수신 신호의 모양은 완전히 변형되었다. 또한, 지면과 안테나 사이의 간격 변화로 시간영역 반사 신호의 첨두치의 시간 위치가 변경됨을 알 수 있었다.

액체질소를 이용한 강관압입공법의 역학적 수리학적 안정화공법 (Mechanical and Hydraulic Stabilizing Method of Steel Pipe Propulsion Tunneling Using Liquid Nitrogen)

  • 지수빈;이기철;이주형;김동욱
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.57-66
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    • 2016
  • 본 연구에서는 강관압입 공법 적용 시 굴착 선단부에서 수리학적 또는 역학적 불안정으로 인해 발생 가능한 붕괴를 방지하는 목적으로 액체질소를 주입하여 굴착선단부를 안정화하는 공법에 관하여 연구하였다. 강관압입 공법 적용 시 오거 내 중공(中空)에 액체질소 주입관(호스)를 넣어 오거 선단부에 액체질소를 분사하는 방식을 고안하였다. 실내 실험을 위해 직경이 1,000 mm인 강관압입관을 기준으로 1/5축소 모형오거 및 토조를 제작하였다. 화강풍화토로 지반을 조성하여 함수비를 변화시켜가며 액체질소를 주입한 결과 오거 선단부에 동결 구근이 형성되어 강관압입공법 시공 시 발생 가능한 붕괴를 막을 수 있는 것으로 확인되었다. 액체질소를 이용한 동결공법은 지반이 모래일 때 보다는 소성이 있는 화강풍화토일 경우 더 효과적이었으며, 화강풍화토 지반의 경우 함수비가 최적함수비 이상일 경우 동결효율이 증가하는 것을 확인하였다. 액체질소 분사시간이 길어질수록 동결범위가 더 커졌으며 인위적으로 함수비를 급격히 증가시켜 수리학적 불안정을 유발해 보았더니 강관과 오거 전면의 지반이 약 120~300초 이내에 동결 되어 관으로 흙이 유입되지 않았으며, 차수효과가 있는 것으로 분석되었다. 이번 연구에서는 강관압입공법 안정화에 미치는 주요 인자에 대하여 액체질소를 이용하여 강관압입공법 시공 시 역학적 수리학적인 불안정이 발생할 경우, 화강풍화토 지반의 경우 붕괴를 막을 수 있는 효율적인 방법이 될 수 있다는 것을 확인하는데 큰 의의를 둔다.

서낙동강 수질의 이화학적 특성과 수생관속식물의 분포 (Physico-Chemical Characteristics of Water and Distribution of Vascular Hydrophytes in the West Nakdong River, South Korea)

  • 윤해순;김구연;김승환;이원화;이기철
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제25권5호
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    • pp.305-313
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    • 2002
  • 서낙동강의 물과 저토의 이화학적인 환경을 측정하고, 수생관속식물의 식생을 조사하였다. 수질은 수소이온농도, 용존산소, 엽록소a, 총질소 그리고 총인에 의하면 부영양화 상태이었으나 여름에는 지소에 따라 과영양 상태이었다. 수중 저토는 약산성 이었으며, 모래의 함량이 높았으나 SI는 점토, SU는 미사의 비율이 컸다. 수생식물 분포는 총 16과 26종 1변종으로 총 27분류군이었다. 지소별 우점종은 DU, GA 그리고 SU에서는 마름(Trapa japonica)이 우점하였고, DA에서는 노랑어리연꽃(Nymphoides peltata), SI는 자라풀(Hydrocharis dubia)이 우점하였다. SI와 SU에서 종다양도, 균등성이 높았으며, 우점도는 DA에서 높았다. 6월에 유입된 외래종 물상추(Pistia stratiotes)와 부레옥잠(Eichhornia crassipes)이 수역 전체에 확산되어 서낙동강 전체의 우점종이 되었다. 낙동강 하구둑 축조 당시와 비교하여 서낙동강에서 소멸된 종은 민나자스말(Najas marina), 톱니나자스말(Najas minor), 이삭물수세미(Myriophyllum spicatum), 어리연꽃(Nymphoides indica)이었다. 수생식물의 최대 현존량은 10월에 DU에서 가장 높았다(445g·Dw/㎡). 하구둑 축조당시인 1985년에 비하여 DU와 CA지소의 총현존량은 33.5%로 감소하였으며, 우점종 마름의 감소율이 56.7% 이었다. 종 수와 유사도 지수를 근거로 집괴분석한 결과에 따르면 GA-SU-DU, DA와 SI의 3집단으로 구분되어졌다. 외래종의 유입으로 인한 수생식물군락의 교란은 SI와 SU에 분포하는 가시연꽃(Euryale ferox)과 감소추세 종 자라풀을 포함하여 수역전체의 자생종들 특히 수금류의 먹이식물로 이용되는 마름, 나사말, 말즘 등의 감소를 초래하였다.

예취주기가 White Clover의 질소고정과 질소 및 탄수화물 분배에 미치는 영향 ($N_2$Fixation and Partitioning of Nitrogen and Carbohydrate in White Clover as Affected by Defoliation Interval)

  • 강진호
    • 한국작물학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.26-32
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    • 1995
  • White clover는 많은 장점에도 불구하고 계속방목에 대한 적응력이 낮아 존속연한이 짧은 것이 결점이다. 따라서 본 시험은 white clover 혼파초지관이에 필요한 정보를 제공하기 위하여 예취주기의 장단(7일, 14일, 28일)이 28일의 재생기간 동안 잎의 크기가 다른 white clover 품종(Osceola, Huia, S184)의 질소고정, 각부위(잎과 엽병, 포복경 및 뿌리)별 total nonstructural carbohyd-rate(TNC) 및 질소의 분배에 미치는 영향을 조사하기 위하여 온실에서 pot 시험으로 실시한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. TNC 함량은 포복경과 뿌리에서 예취주기를 7일에서 28일로 늘임으로써 증가하였고 대엽종인 Osceola에서 가장 높은 함량을 보인 반면, 중엽종인 Huia와 소엽종인 5184은 각부위간분배가 다른 것으로 나타났다. 2. 질소함양은 전부위에서 이상의 포복경과 뿌리의 TNC 함량과 유사한 반응을 보였다. 3. TNC 함량은 뿌리보다는 잎과 엽병 또는 포복경에서 많은 반면, 질소함량은 엽병, 뿌리, 포복경의 순으로 감소하였다. 4. 예취로 인하여 전부위의 TNC 및 질소 함량은 감소하였으나, 재생기간이 길어짐으로써 증가하는 경향이었다. 또한 예취주기에 따라 재생기간 중 각부위간 TNC 및 질소 분배에는 차이가 있는 것으로 조사되었다. 5. 질소고정은 예취주기가 7일에서 28일로 증가함으로써 증가하고 대엽종일수록 큰 것으로 나타났으며, 예취 3일후까지는 감소하다가 그 이후에는 증가하였다.

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예취빈도의 전환이 White Clover의 수량 및 형태적 특성에 미치는 영향 (Yield and Morphology of White Clover in Response to Infrequent, Frequent Defoliation and Their Alternations)

  • 강진호;박진서
    • 한국작물학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.221-227
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    • 1995
  • 초지에서 white clover의 존속과 우점 모두가 문제시 되고 있다. 본시험은 white clover의 방목방법에 대한 정보를 제공하기 위하여 예취적기의 장?단(1주, 4주)과 이들의 교호가 white clover의 예취수량 및 형태적 특성에 미치는 영향과 이들간의 관계를 구명하고자 pot 시험으로 실시하였던바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 예취적기 4적에 비하여 1적에서는 예취수량 및 주당엽면적과 엽수, 엽병장, 주당포복경장이 감소되나 g당포복경장과 Specific Leaf Area는 증가되었다. 2. 예취적기 1적와 4적를 교호할 경우 예취수량은 1적 또는 4적로 계속예취한 것의 중간정도이었으나 초기에 4적로 예취한 것에서 높은 수량을 보였다. 3. 예취적기를 교호할 경우 잎과 관련한 형질은 예취적기의 장단에 따라 변하였으나 포복경과 관련된 형질은 교호전 예취적기의 영향이 비교적 장기간 지속되었다. 4. 예취적기를 교호할 경우 예취수량은 주당 엽면적, 엽수 및 포복경장과 정의 상관을. SLA와 g당포복경장과는 부의 상관을 보였다.

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