본 연구는 실제하천에서의 불규칙한 수위변화에 따라 교각주위에서 발생하는 세굴현상에 대하여 규명하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 IHP 대표유역인 금강수계내 보청천 최하류 지점에 설치되어 있는 산계교를 중심으로 최근 15년 동안에 발생된 6개 홍수사상에 대한 수위수문곡선을 선택하여 모형실험을 실시하였다. 모형수로는 실제하천과 모형수로에서의 조도계수 실측, 모형수로 경사변화에 따른 최대세굴심도의 변화, 실제하천과 모형내 하상재료의 침강속도와 마찰속도의 비를 검토하여 하상경사를 결정하고 실제하천에서의 세굴심도를 직접 측정하여 모형수로 실험결과와 비교함으로써 모형수로를 검증하였다. 실험 결과, 정류상태에서 모형실험을 실시하여 실제하천에 대한 최대세굴심을 예측할 경우에는 최고수위를 택하여 실시해야 하는 것으로 판단되며, 수위수문곡선 하강시 평형세굴심도는 최대세굴심보다 작으므로 실제하천에서 세굴심을 실측할 경우에는 되메우기에 의해 감소된 만큼의 세굴심을 고려해야 할 것으로 판단된다.
In this paper, the difference of the property of absorption and desorption for five species in semi-steady state are studied. The species used are listed in Table 1 and the dimension of specimen was $8\times8{\times}T$(Tangential direction)cm and tested in various conditions. A change of average moisture content with time were measured in each cycles. The results obtained are summarized as follows. When the relative humidity in air was maximum or minimum, the distribution of moisture In wood of all specimens were illustrated by exponential curves of decrease or increased from lace 10 center of wood. From the consideration of coefficient of decrease(C), the amount of moisture change of spruce was larger than the others. The pheonomenon was considered no relation to the specific gravity in air dry, but the wood structures. The velocity of the absorption and desorption for species decreased in the order spruce(Picea sitchensis) neodobam(Fagus crenata), solsong(Tsuga heterophylla), meranti(Shorea sp.) and kaesoo(Cercidiphyllum japoicum). In case of constant temperature and water vapor pressure is changed. the amount of absorbed moisture was larger than that of constant water vapor pressure and temperature vaned. In this fact, it is considered that the property of sorption of wood is strongly influenced by vapor pressure gradient than temperature gradient.
Freezing and thawing of pore water within backfill can affect the stability of retaining wall as the phase change of pore water causes changes in the mechanical characteristics of backfill material. In this study, the effects of freezing and thawing on the mechanical performance of retaining wall with granular backfill were investigated for various temperature and groundwater level (GWL) conditions. The thermal and mechanical finite element analyses were performed by assigning the coefficient of lateral earth pressure according to phase change of soil for at-rest, active and passive stress states. For the at-rest condition, the mobilized lateral stress and overturning moment changed markedly during freezing and thawing. Active-state displacements for the thawed condition were larger than for the unfrozen condition whereas the effect of freezing and thawing was small for the passive condition. GWL affected significantly the lateral force and overturning moment (Mo) acting on the wall during freezing and thawing, indicating that the reduction of safety margin and wall collapse due to freezing and thawing can occur in sudden, unexpected patterns. The beneficial effect of an insulation layer between the retaining wall and the backfill in reducing the heat conduction from the wall face was also investigated and presented.
The In-Containment Refueling Water Storage Tank (IRWST), one of the design improvements applied to the APR -1400, has a function to condense the high enthalpy fluid discharged from the Reactor Coolant System (RCS). The condensation of discharged fluid by the tank water drives the tank temperature high and causes oscillatory condensation. Also if the tank cooling water temperature approaches the saturated state, the steam bubble may escape from the water uncondensed. These oscillatory condensation and bubble escape would burden the undue load to the tank structure, pressurize the tank, and degrade its intended function. For these reasons simple analytical modeling and experimental works were performed in order to predict exact tank temperature distribution and to find the effective cooling method to keep the tank temperature below the bubble escape limit (93.3$^{\circ}C$), which was experimentally proven by other researchers. Both the analytical model and experimental results show that the temperature distributions are horizontally stratified. Particularly, the hot liquid produced by the condensation around the sparger holes goes up straight like a thermal plume. Also, the momentum of the discharged fluid is not so strong to interrupt this horizontal thermal stratification significantly. Therefore the layout and shape of sparger is not so important as long as the location of the sparger hole is sufficiently close to the bottom of the tank. Finally, for the effective tank cooling it is recommended that the locations of the discharge and intake lines of the cooling system be cautiously selected considering the temperature distribution, the water level change, and the cooling effectiveness.
본 연구에서는 기존의 기후변화를 고려한 물수급 분석 방법론의 문제점을 개선하기 위해 GCM 미래 유량 시나리오를 물수급 모형에 직접 입력하는 대신 과거 유량 시나리오의 가중값(재현확률)을 부여하는 새로운 물수급 전망기법을 제안하고자 한다. GCM 미래 기후자료를 TANK 모형에 입력하여 중권역별 미래 유량을 모의하였으며 모의결과에 대한 편이보정을 위해 Quantile Mapping 기법을 적용하였다. 이러한 미래 유량 전망결과를 반영하여 각각의 입력자료에 대한 가중값(재현확률)을 새롭게 산정함으로써 미래 목표 전망구간에 대한 물부족량을 산정하였다. 물수급 모형의 입력자료에 대한 가중값 산정을 위해K-nn 알고리즘을 적용하였으며 비홍수기(10~6월) 유량을 가중값 산정을 위한 기준유량으로 결정하였다. 기후 변화의 불확실성을 고려하고자 4개의 GCM과 3개의 AR4 SRES 온실가스 배출 시나리오를 앙상블 조합하여 생성한 기후변화 시나리오를 활용하였다. 본 연구에서제시한 방법론을 한반도 4대강 유역에 적용한 결과, 기후변화를 고려한 한반도 미래 평균 물부족량은 2020s (2010~2039년)에는 과거에 비해 10~32% 정도 증가할 것으로 전망되었다. 또한, 한반도 4대강 유역의 경우 먼 미래로 갈수록 비홍수기 유량이 점차 감소할 것으로 전망됨에 따라 2080s (2070~2099년)에는 과거 대비 평균 물부족량이 최대 97%(약 516.5백만 $m^3$/년) 증가할 것으로 전망되었다. 기존의 기후변화 연구 방법론의 전망결과를 비교분석한 결과, 기존 방법론은 매우 극적인 물부족량 증가를 전망하고 있는 반면 본 연구에서 제안한 기법은 상대적으로 보수적인 변화를 전망하였다. 본 연구는 물수급 분석시기 후 변화를 고려하되 기존 국가계획 방법론의 틀을 최대한 유지하고 있다는 점에서 국가수자원계획 수립에 있어 정책결정권자들의 혼돈을 줄여줄 수 있는 방법론이 될 수 있다고 판단된다.
Golden Odey;Bashir Adelodun;Seulgi Lee;Kyung Sook Choi
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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pp.394-394
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2023
The world's sustainable growth is being severely hampered by the inefficient use of water resources. Despite the widely acknowledged importance of trade in global and regional water and food security, societal reliance on local production as well as international trade remains inadequately assessed. Therefore, using South Korea as a case study, this study fills in this research gap by applying the virtual water concept, the logarithmic mean divisia index (LMDI) method, and the Tapio decoupling model. The virtual water concept was used to estimate South Korea's net virtual water trade for major grain crops from 1992 to 2017. Then, the LMDI method was utilized to assess the driving factors causing changes in net virtual water trade. Lastly, the Tapio decoupling model was used to investigate the decoupling relationships between economic growth and the driving factors of net virtual water trade. Results showed that South Korea remains a net importer of virtual water flows with respect to grain crops, with an average import of 16,559.24 million m3 over the study period. In addition, the change in net virtual water trade could be attributed to water intensity effect, product structure effect, economic effect, and population effect. However, water intensity and economic effects were the major decisive factors for decrease and increase in net virtual water trade respectively, while the population and product structure effects had minor positive influences on the net virtual water trade. Furthermore, water intensity and economic growth showed a strong decoupling in most periods, while the decoupling state between product structure and economic growth was observed as expansive negative decoupling. Likewise, population size and economic growth showed a weak decoupling in most periods. The results reveal South Korea's status as it concerns the virtual water trade of grain crops, thus providing valuable insights into the sustainability of trade activities for the management of local water resources.
우리나라의 물 관리 체계는 전형적으로 다부처가 관여하는 체계로, 효율성이 떨어지고 있다. 본 연구는 우리나라의 물 관리 현황과 개선방안을 제안하기 위하여 중앙과 지방의 물 관리 개선방안을 논의 하였다. 물 관리의 문제점으로는 물 관련 정책조정 기능체계의 부재, 수량 수질 농업용수 중심의 기능분리로 부처간 갈등 야기, 물 관련 업무의 분산으로 인한 중복투자 및 비효율, 중앙부처에 집중된 관리와 지역간 불균형 심화, 물자치권 확보 인식 미흡, 재원부족, 주민참여 미흡 등이다. 문제를 해결하기 위한 방안은 부처간 물 관리 기능조정 강화, 중앙부처의 물 관리 기능 이양 및 지방역량 강화 지원, 중앙과 지방의 바람직한 역할 분담, 물 관련 인식 변화 및 물자치권 확보 노력, 지방의 역랑강화, 재원 확보, 갈등 해소, 시민참여의 제도화와 물 관리 거버넌스 확대, 물자치권 확립 노력 등이다.
익산지역의 지하수 유동계를 평가하기 위한 수리지질학적 모델링이 수행되었다. 연구지역의 범위는 $790km^2$이다. 본 지역의 지질은 쥬라기의 대보화강암과 편마상화강암 그리고 선캠브리아기의 변성암으로 구성되어 있다. 채수량은 편마상화강암지역에서 가장 높으며 이는 10km내지 25m두께의 비교적 두껍게 발달된 풍화대 때문이다. 본 모델 시뮬레이션에는 콜로라도 주립대학의 유한차분법모델이 사용되었다. 본 모델은 불균일한 격자간격을 가지며, 28행과 31열로 이루어져 있다. 본 모델은 정류상태와 부정류상태에서 보정되었다.. 정류상태 시뮬레이션의 결과를1985년 9월의 수위등고선과 비교하여 투수율과 우기의 순충전률을 결정하였다. 부정류상태 시뮬레이션은 지하수 채수에 따른 대수층의 반응을 알기 위한 것이다. 부정류상태를 보정에서는 1986년5월의 수위등고선과 맞춤으로서 비산출율의 크기와 분포 그리고 건기의 채수량과 충전량을 결정하였다. 보정된 모델을 이용하여 1985년 10월부터 1995년 9월까지의 지하수채수 및 자연적인 충전에 의한 지하수위변동을 예측하여 보았다. 보정된 모델은 광역적인 지하수개발계획에 이용될 수 있다. 그러나 국부적인 지하수위변동을 예측하는데는 이용될 수 없다.
연약지반의 압밀거동은 온도변화에 의하여 영향을 받는다. 연약 점토지반 내에 온도가 증가하면 간극수압이 증가하고 간극수압의 소산은 부피와 간극비를 감소시킨다. 또한 높은 온도는 간극유체의 점성을 감소시키므로 압밀속도가 빨라진다. 본 연구에서는 온도가 압밀침하량, 압밀시간, 간극수압과 같은 압밀거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 위하여 수리역학적(HM) 및 열수리역학적(THM) 거동에 대한 수치해석을 수행하였다. 열주입과 샌드드레인을 동시에 고려하였으며, 온도 변화 및 샌드드레인 직경 변화를 고려하여 해석을 수행하였다. 해석결과, 시료내부의 온도는 열원의 온도와 샌드드레인의 직경 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 열주입은 과잉간극수압을 증가시키고 그에 따라 과압밀 영역에서는 추가적인 침하량을 유발하고 정규압밀 영역에서는 압밀시간을 감소시키는 것으로 나타났다.
기후변화에 대처하기 위한 온실가스 저감 노력은 상하수도 분야에서도 활발하게 진행되어 왔으며, 특히, 상수도 생산 및 공급과정에서 많은 에너지를 소비하는 상수관망의 에너지를 절감하기 위한 많은 기술개발이 이루어져왔다. 상수관망의 에너지 절감은 지형의 기복으로 발생되는 구조적 손실의 저감과 누수 및 마찰손실로 인한 운영 상 손실의 효율화를 통해 성취될 수 있음에도 실제 상수관망의 에너지 수지를 분석하는 단계에서 이들 인자들 상호간의 복합적 작용으로 인해 해석적인 접근뿐 아니라 수치모형을 이용한 모의에서도 한계를 노출하여 왔다. 본 연구에서는 지형의 기복, 누수 및 마찰손실의 유무에 따라 변화하는 유량, 압력수두 및 에너지를 5가지의 상수관망 상태(가설적 상태, 이상적 상태, 누수가 포함된 이상적 상태, 누수가 배제된 실제 상태, 실제 상태)에 대하여 수리 물리적 방정식을 도출하고, 이를 단순한 형태의 상수관망에 적용함으로서 에너지의 정량적 분석 및 분류, 각종 에너지 수지 구성요소별 분석과 이를 이용한 상수도 시스템의 에너지 진단이 가능하도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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