잣나무 유묘(幼苗)와 쥐똥나무 삽목묘(揷木苗)를 인공산성우(人工酸性雨)로 처리(處理)하고 엽내(葉內) 엽록소(葉綠素) a와 b의 함량(含量)을 분석(分析)하여 양(量)의 증감(增減)에 따른 산도(酸度) 수준(水準)의 영향(影響)을 논의(論議)하였다. 처리(處理)된 시험수종(試驗樹種)은 1985년(年) 봄에 pot에 재배(栽培)되고 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우(降雨) 양식(樣式)을 모의(模擬)해서 산성우(酸性雨)(pH 수준(水準) 6.5, 4.0 및 2.0)를 5월(月)부터 8월(月)까지 4개월간(個月間)에 걸쳐 살포(撒布)하고, 동년(同年) 9월(月) 18일(日) 성숙(成熟)된 엽(葉)을 채취(採取)하여 엽중(葉中)의 엽록소(葉綠素)를 분석(分析)하였다. 분석(分析) 결과(結果)에 의(依)하면, 양(兩) 수종(樹種) 공통적(共通的)으로 산성우(酸性雨)의 산도(酸度)가 강(强)해짐에 따라 엽록소(葉綠素) a와 b의 함량(含量)은 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였고. 엽록소(葉綠素) a에 있어서는 감소(減少) 경향(傾向)이 통계적(統計的)으로 유의(有意)했고, 엽록소(葉綠素) b의 경우(境遇)는 유의(有意)하지 않았으나 감소(減少) 경향(傾向)이 있는 것으로 받아들일 수 있었다. 산성우(酸性雨)의 pH 수준(水準)에 따른 엽록소(葉綠素) a와 b에 대한 감소(減少) 효과(効果) 차이(差異)에 있어서는 양(兩) 수종(樹種) 모두 pH 수준별(水準別)로 감소(減少) 지수(指數)가 유사(類似)하였으며, 따라서 엽록소(葉綠素) a 대(對) b의 함량비(含量比)는 산성우(酸性雨)의 pH 수준(水準) 여하(如何)에 불구(不拘)하고 일정(一定)한 값을 유지(維持)하고 있었다.
본 연구에서는 괴산댐 하류 달천에서 성어기 피라미에 대한 물리 서식처 모의를 수행하였다. 이를 위하여 퍼지논리에 의한 서식처 적합도 지수를 산정하는 CASiMiR 모형을 이용하였다. 또한 모의결과를 서식처 선호도 곡선을 이용하여 서식처 적합도 지수를 산정할 수 있는 수리모형인 River2D 모형의 결과와 비교, 분석하였다. CASiMiR 모형의 수위 자료는River2D 모형을 통한 수위계산결과를 활용하였으며 현장측정자료와 비교한 결과 잘 반영하는 것을 확인하였다. 대상구간의 만곡부 상류 직선구간에 있는 여울에서 성어기 피라미의 서식처가 가장 적합한 것으로 나타났다. CASiMiR 모형의 경우$7.23m^3/s$의유량조건에서가중가용면적이최대값을보였고, River2D 모형은$9m^3/s$의 유량에서 최대 가중가용면적을 예측하였다. 또한 갈수량(Q355), 저수량(Q275), 평수량(Q185), 풍수량(Q95) 유량조건에서CASiMiR 모형은River2D 모형에 비해 가중가용면적을 0.3~25.3% 정도 과대 추정하는 결과를 보였다.
하천에 설치되는 강변저류지의 효율적 설계를 위해서는 정확한 부정류 흐름 해석이 반드시 필요하다. 일반적으로 하천의 부정류 수치모의는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름에 대한 수리실험과 현장 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 부정류 수치모의 결과의 신뢰도를 확신하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 부정류 수리실험을 수행하여 강변저류지가 있는 하도에서의 HECRAS를 이용한 부정류 수치모의 적용성을 검토하였다. HEC-RAS 적용성 검토는 직선수로에 강변저류지가 설치되어 있거나 그렇지 않은 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하여 측정된 결과와 비교하여 평가하였다. 특히, 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 강변저류지의 저류용량이 충분하여 하도에서 강변저류지로 통하는 위어에 완전 횡월류 흐름만 발생하는 경우에 대해 실험을 수행하였다. 강변저류지가 설치되지 않은 직선수로에 대한 HEC-RAS의 수위 계산 결과는 최대 3% 오차를 유량은 최대 1% 오차를 보였으며, 강변저류지가 설치된 경우의 HEC-RAS 수위 계산 결과는 최대 4% 오차를 유량은 최대 2% 오차를 나타냈다.
본 연구에서는 시험도로 계측 자료와 유한요소해석 기법을 사용한 구조해석 결과를 비교하여 포장 전반에 걸친 거동을 분석할 수 있는 기반을 마련하는데 목적이 있다. 시험도로와 같이 다양한 하중 재하시험을 통하여 얻은 계측 결과와 유한요소 해석 결과를 비교하여 타당성을 입증할 경우, 향후 포장의 구조해석 및 설계 과정에서 유한요소해석 기법의 다양한 응용이 가능하다. 본 연구에서는 슬래브, 린, 보조기층, 길어깨, 다웰 및 타이바가 모두 포함된 3차원 콘크리트 해석 모형을 개발하여 동일 조건의 시험도로 계측값과 비교분석을 실시하였다. 또한, 다양한 온도 조건에서 구조해석을 수행하여 컬링에 의한 슬래브 거동을 파악하였다. 콘크리트포장에서 얻어진 변형률계의 계측 결과들과 유한요소해석에서 얻어진 예측 변형률사이의 오차를 줄이기 위하여 분석 방식은 실제 상황과 유사하게 모사하도록 구현하였으며, 가능하면 변수들을 실제 상황과 일치하도록 변화시켰다. 온도 변화 등 여러 가지 상황을 현장과 동일하게 만든 결과, 유한요소해석에서 예측한 값들이 현장에서 얻은 계측값에 유사하게 접근하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 린층에서는 해석값이 다소 과다하게 발생하여 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 실제 컬링을 모사한 구조해석 결과 계측값과 거의 동일하게 나타났으며 영구컬링의 존재도 확인할 수 있었다.
본 연구는 안성천의 평택수위관측소 상류유역을 대상으로 점진적인 도시화로 인한 토지피복변화가 수문변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 1986년과 1999년 Landsat TM 영상을 사용하여 최우도법에 의해 토지피복도를 작성하였으며, 토지이용의 변화에 따른 하천유출량의 정량적 변화를 모의하기 위해서는 격자기반의 분포형 강우유출모형인 KIMSTORM모형(김성준 등, 1998)을 사용하였다. 1998년에서 2003년까지 총 7개의 강우사상을 선정하여 평택과 공도 두 지점에 대하여 모형을 보정 및 검정하였다. 1986년을 기준으로 1999년에 대한 하천유출량 변화는 유역내 $4.8\%$의 산림면적과 $4.0\%$의 논면적이 감소한 상태에서, 160.5mm의 강우조건에서 평택수위관측소 지점의 첨듀유출량이 $30.3\%$, 총유출량은 $9.3\%$ 증가한 것으로 나타났다.
본 연구는 빗물 저장조 시스템의 유출량 변화모의를 통해 지붕면 유출제어의 가능성을 확인하고, 설계조건에 적절한 저장조(retention tank)-펌프 용량 조합의 결정방안을 제시하였다. 저장조의 운전조건을 고려한 물수지 방정식을 이용해 서울지역의 강우특성에 따른 저류량 및 첨두유출유량 변화를 모의하고, 그 결과를 강우재현기간별 저장조 용량-첨두 유출량-펌프 배수량 관계곡선 (TPP 곡선) 으로 작성하였다. 100년 빈도 첨두 유출을 지선 하수관로의 설계기준인 5년 빈도 첨두유출까지 제어할 경우, 지붕면적 $100m^2$ 당 펌프배수 용량은 $0{\sim}25{\ell}$/분, 저장조 용량은 $8.5{\sim}10m^3$으로 결정되었다. 즉, 서울지역의 지붕면적 $100m^2$ 당 적절한 저장조+펌프 용량조합은 $10m^3+0{\ell}$/분${\sim}8.5m^3+25{\ell}$/분이라고 할 수 있다. TPP 곡선을 이용하여 설계조건에 적절한 빗물 저장조-펌프의 용량조합 방안을 알 수 있었으며, 이를 이용해 현장여건에 고려한 구체적인 용량을 결정할 수 있을 것이다.
벼 자포니카 품종과 통일형 품종에 있어서 출수기가 달라질 경우 포장 조건에서 광합성 능력과 등숙량과의 관계 및 적당한 등숙온도 범위를 알기 위해 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 동화산물 수용기관의 크기를 결정하는 요인 중의 하나인 임실율은 출수기의 이동에 따른 차이를 보이지 않아 수량에 영향를 미치지 않았다. 2. 4가지 벼품종의 등숙양상은 8월 16일, 26일 출수할 경우 대체로 sigmoid 곡선을 보였으나 출수기가 9월 5일로 늦어질 경우 초기의 등숙속도가 빨라져 log곡선에 가까운 형태로 변하였다. 3. 자포니카에서는 생리적 성숙기가 9월 5일 출수한 경우 8월 16일, 또는 26일 출수한 것에 비해 40일로 길어졌는데 출수 30일 이후의 낮 평균온도가 17$^{\circ}C$ 정도이고 밤 평균온도가 12$^{\circ}C$ 정도이며 최저온도가 3~8$^{\circ}C$라도 10일 정도는 계속해서 등숙을 하였다. 4. 통일형의 경우 낮평균 온도가 2$0^{\circ}C$이고 밤평균 온도가 17$^{\circ}C$이며 최저기온이 1$0^{\circ}C$ 이상일 경우 소량이나마 등숙이 가능하나 최저온도가 1$0^{\circ}C$ 미만인 경우 등숙이 거의 불가능하였다. 5. 벼 잎의 광합성 능력과 포장의 온도, 상부 3엽의 면적, 일장의 적으로 나타낸 광합성양 계산치는 출수기가 달라짐에 따라 많은 차이를 보였고, 통일형의 경우 최저온도가 4$^{\circ}C$ 미만으로 떨어질 경우 광합성 능력이 0에 가까웠으며 온도가 올라가도 광합성능력이 회복되지 않았다. 6. 자포니카와 통일형 모두에 있어서 다른 조건이 좋은 경우 등숙에 적당한 온도범위는 21~26$^{\circ}C$로 나타났다.
본 연구에서는 수직가속도를 일으키는 진동실험을 통하여 정규진동 및 무작위 진동시의 건조 사질토에 대한 동적거동을 분석하였다. 실험결과로부터 진동가속도와 상대밀도의 관계곡선을 제안하였으며, 여러가지 상재하중하에서의 거동특성을 규명하였다. 실험에는 완전건조된 사질토를 사용하였으며, 입경별로 4개의 시료로 나누고, 현장입경상태를 재현한 시료를 더하여 총 5개의 시료를 사용하였다. 정규진동실험의 경우, 진동진폭은 0.4mm~0.6mm로 유지하고 진동주파수를 3~40Hz 범위에서 변화시키면서 가속도에 따른 시료의 상대밀도 변화를 측정하였다. 무작위진동실험의 경우, 무작위파 발생기를 이용하여 무작위진동파와 10~50Hz 범위의 정규진동파가 조합된 합성파를 발생시키고, 가속도센서로 가속도를 측정하면서 상대밀도의 변화를 측정하였다. 본 연구결과, 수직가속도만으로 사질토를 94%~99%의 상대밀도까지 다질 수 있었으며, 최대 상대 밀도를 발생시키는 수직가속도는 시료가 최소 건조 단위 중량일 때의 간극비와 최대 건조 단위 중량일 때의 간극비 차이에 비례하는 것을 알 수 있었다. 또한, 상재하중을 가하지 않은 경우가 상재하중을 가한 경우보다 시료의 상대밀도변화가 크게 나타탔으며, 상재하중이 클수록 상 대밀도의 변화가 일어나는 가속도가 커짐을 알 수 있었다.
Echinochloa glabrescens 발아(發芽)에 대한 담수심(湛水深)과 경운빈도(耕耘頻度)의 영향(影響)을 논조건하(條件下)에서 파종방법(播種方法)을 달리하여 4개월(個月)동안 조사(調査)하였다. 총발아수(總發芽數)는 종자(種子)의 토양혼화(土壤混和)에서 포화상태(飽和狀態)가 가장 높았고, 다음으로 4, 2, 8 cm 순(順)이었던 반면에 토양표면(土壤表面)에 파종(播種)한 조건(條件)에서는 2cm 담수심(湛水深)에서 가장 높았고 다음으로 4cm, 포화토양(飽和土壤), 8cm 담수심(湛水深)의 순(順)이었다. 파종후(播種後) 2주(週) 이내(以內)의 발아(發芽)는 종자토양혼화(種子土壤混和) 조건(條件)에서는 4cm 담수심(湛水深)에서 가장 높았고, 2cm 담수심(湛水深)에서 가장 낮았던 반면(反面)에, 토양표면(土壤表面)에 파종(播種)한 조건(條件)에서는 2cm 담수심(湛水深)에서 가장 높았다. 4개월(個月) 동안의 총발아(總發芽)에 대한 2 주(週) 이내(以內)에 발아(發芽)된 비율(比率)은 종자(種子) 토양혼화(土壤混和) 조건(條件)에 서는 2 cm 담수심(湛水深)에서 가장 낮았는데 이것은 2cm 담수심(湛水深)이 E. glabrescens 의 한계담수심(限界湛水深)임을 나타내었다. 대부분의 종자(種子)가 경운전(耕耘前) 2 주(週) 이내(以內)에 발아(發芽)되기 때문에 발아양상(發芽樣狀)은 모든 담수심(湛水深)에서 경운(耕耘)의 영향(影響)을 받지 않았다.
본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 댐 발전방류로 인한 어류 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 이를 위해 River2D 모형을 이용하였으며, 대상 어종은 피라미를 선정하였다. 먼저 구축된 모형의 검증을 위하여 계산된 수위를 기존의 현장 측정 데이터와 비교하였으며 잘 일치함을 보였다. 한편, 피라미의 성장 단계별 가중가용면적 및 유량 별 복합서식처적합도 분포도를 계산하여 비교하였다. 그 결과, 댐 하류 만곡부 부근에서 피라미 서식처가 가장 좋은 것으로 나타났으며, 약 9 $m^3/s$의 유량일 때 성어기 피라미의 가중가용면적이 최대의 값을 이루는 것으로 예측되었다. 또한 일주일 간의 발전 방류량 및 갈수량 조건에 대한 계산 결과, 일주일 평균 발전 방류량이 갈수량에 비해 약 39% 더 큰 것으로 나타났지만 계산된 가중가용면적은 약 60-100% 작은 것으로 예측되었다. 즉, 발전 방류로 인해 하류단 서식처의 면적이 크게 감소되는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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