• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.148-159
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• 2021

해수의 유동 및 염분 변화에 대한 재현성이 검증된 3차원 수치모델을 활용하여 한강 유량에 따른 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위를 모의하였다. 염하수로 상류의 입구를 기준으로, 표층에서 28 psu의 염분이 나타나는 지점까지의 거리를 담수가 확산되는 거리로 정의하였으며, 한강으로부터 유출되는 담수 유량을 총 10가지(200~10,000 m³/s)로 구분하여 실험을 구성하였다. 수치모델 결과를 바탕으로, 비선형 회귀분석을 수행하여 유량과 담수 확산 거리에 대한 관계식을 산정하였다. 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위는 한강 유량이 증가함에 따라 최소 강화도 남부 해역부터 최대 영흥도 북부 해역까지 확장된다. 유량과 담수 확산 거리는 비례하는 관계로 산정되었으며, 유량이 증가함에 따라 담수 확산 거리의 증가율은 점차적으로 감소하였다. 본 연구에서 산정한 관계식을 바탕으로 특정시기의 월 평균 한강 유량을 이용하여 염하수로에서의 담수 확산 거리를 추정할 수 있다. 이를 통해, 급격한 담수유출에 의한 수질 및 생태학적인 피해와 관련된 문제에 대응 및 예측할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.349-358
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• 2007

투수성이 큰 낙동강 하구 사질 갯벌 퇴적물에서 유기탄소의 생지화학적 순환을 이해하기 위해 현장과 실험실에서 유기탄소 생산 및 소비에 대한 정보를 추정했다. 퇴적물 상부층의 Chl-a 농도와 공극수의 영양염 농도는 니질 퇴적물에 비해 낮았다. 반면, 사질 퇴적물의 산소소모율은 유기물 함량이 높은 연안 니질 퇴적물 보다 높아 이류에 의한 유기탄소의 분해와 물질의 이동이 큰 것을 의미했다. 간단한 유기탄소의 물질수지는 퇴적물에서 유기탄소의 주 공급원이 퇴적물 표층에 서식하는 저서미세조류와 수생식물의 쇄설성 유기물로 나타났다. 해수 여과율에 낙동강 전체 면적을 외삽한 일당 자연 생촉매 여과양은 부산시 7개 주요 하수종말처리장의 최대 처리량 보다 한 자리수 이상 크게 나타나 연안환경에서 사질퇴적물이 생지화학적 정화와 물질의 재분배에 매우 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제32권2호
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• pp.15-25
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• 2024

본 연구에서는 하수슬러지 필터프레스 공정에서 발생하는 오염 여과포에 대하여 가압수 및 초음파 세척에 대한 재생효율을 평가하였다. 이를 위하여 3톤 규모 하수슬러지 수열탄화물 처리 필터프레스로부터 오염된 여과포를 채취하였다. 먼저, 필터프레스 여과포의 오염 특성을 평가하였다. 오염 여과포의 위치에 따른 공기투과도와 단위질량을 측정하였으며, 새 여과포 측정값과 비교하였다. 다음으로 오염 여과포 전체 면적에 대하여 공기투과도 및 단위질량 분포를 지도화하여 오염 특성을 평가하였다. 마지막으로 오염 여과포를 대상으로 3 bar의 압력 세정 및 34, 76, 120, 168 kHz 주파수의 초음파 세척을 수행하였다. 이때, 여과포의 기공 오염 정도를 3단계로 나누어 세척효율을 평가하였다. 여과포 오염 비교 결과, 기공 오염은 여과물질이 지속적으로 투입, 압착되는 여과포 하부와 양측면 위주로 발생하였으며, 표면 오염은 전체면적에 걸쳐 고르게 나타났다. 가압 세척 결과, 공기투과도는 1.3-3.1%p 증가하였으며, 오염물질은 2.7-4.4% 제거되었다. 초음파 세척결과, 공기투과도는 12.5-61.5%p 증가하였으며 오염물질은 2.7-29.2% 제거되었다. 초음파 세척에서 주파수가 낮을수록 공기투과도 재생율과 오염물질 제거율이 우수하였다. 여과포의 기공 오염 정도가 클수록 초음파 세척 후 공기투과도 향상 및 오염물질 제거 효과가 우수하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.673-681
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• 2024

본 연구는 위성영상을 이용하여 2024년 발생한 압록강 하류 지역의 홍수량 및 홍수범위를 추정하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 대상지역은 북한에서 가장 긴 강인 압록강 유역을 대상으로 하였다. 홍수 전·후의 침수범위 분석을 위해 위성영상 Sentinel-1A(SAR-C) 자료를 이용하였다. 위성영상을 이용한 침수범위 분석결과 홍수 전·후의 수체면의 변화가 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 홍수 후의 영상은 홍수의 첨두유출이 발생한 시점보다 6일이 경과한 후의 영상으로 정확한 침수범위를 추출하는데는 한계가 있다. 위성강수와 지상계측 강우를 이용하여 분석한 결과 강우량은 500년 빈도를 상회하는 것으로 분석되었으며, 발생한 첨두홍수량은 85,102 m³/s로 분석되었다. AW3D30의 등고선을 이용하여 침수범위를 분석한 결과 등고선 15 m 내외에서 침수범람 범위가 발생한 것으로 판단하였다. 향후 침수해석 모형의 활용을 통해 보다 과학적인 침수범람 범위를 추출할 수 있는 연구가 필요하다.

• 한국산림과학회지
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• 제90권2호
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• pp.197-209
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• 2001

준분포형 수문모형인 TOPMODEL은 산림유역의 유출량, 주 유출경로 및 수질을 공간적으로 예측하는데 많이 적용된다. TOPMODEL은 물리모형이 아니라 일종의 개념모형이며 주요 구성요소는 지형지수와 토양의 수평전달계수로 각각 지표면과 지표하 유출의 기여면적을 계산하는데 이용된다. 본 연구는 우리나라의 소규모 산림유역에서 TOPMODEL의 적용성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시험지는 1979년부터 임업연구원에서 운용하고 있으며 서울 근교 경기도 광릉시험림에 위치해 있다. 활엽수림 유역은 임령이 약 80년, 유역면적이 22.0ha이고, 침엽수림 유역은 임령이 약 22년, 유역면적이 13.6ha이다. 관측자료는 활엽수 유역의 경우 1995년 7월과 2000년 6월에 발생한 2개 강우-유출사상이고 침엽수 유역의 경우 1995년과 1999년 7월 그리고 2000년 8월의 3개 강우-유출사상을 이용하였다. 지형지수는 $10m{\times}10m$의 수치지형도를 만들어 계산하였다. 지형지수 분포는 활엽수림 유역의 경우 2.6에서 11.1, 침엽수림 유역은 2.7에서 16.0으로 나타났다. 모형의 예측 효율성을 목적함수로 최적화한 결과 모형매개변수(m)와 유역의 평균 포화수평전달계수($lnT_0$)가 높은 민감도를 나타내었다. 매개변수의 최적값은 활엽수림 유역의 경우 m값은 0.034와 0.038 그리고 $lnT_0$값은 8.672와 9.475였으며, 침엽수 유역의 경우 m값은 0.031, 0.032, 0.033 그리고 $lnT_0$값은 5.969, 7.129, 7.575였다 이들 값을 이용하여 모의한 결과 모형의 예측 효율성은 활엽수림 0.958과 0.909 그리고 침엽수림 0.825, 0.922와 0.961로서 비교적 높게 나타났다. 강우-유출량 관측치와 모의치를 이용하여 강우-수문곡선을 작성한 결과 두 유역 모두 유출지연시간은 잘 일치하였다. 일부 강우-유출사상의 경우 총유출량과 첨두유량의 관측치와 모의치 간에 다소 차이를 보였지만 TOPMODEL은 전반적으로 10% 이하의 오차범위에서 총유출량과 첨두유량을 예측할 수 있었다. 결론적으로 TOPMODEL은 우리나라의 미계측 산림유역에서 유출량을 산정하는데 유용한 수문모형이다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.492-500
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• 2017

남해안 통영-사량도 동북부의 굴 양식장 주변 해역에서 2016년 6월부터 2017년 5월까지 식물플랑크톤군집의 계절변동 및 환경특성을 조사하였다. 본 연구는 굴의 먹이생물인 식물플랑크톤의 현존량이 계절적으로 어떻게 분포하고, 그들의 현존량을 조절하는 환경인자 특성을 규명하고자 하였다. 조사 기간 동안 수온은 2월 $7.54^{\circ}C$에서 8월 $29.5^{\circ}C$로 변화하였고, 하계에 고수온현상이 지속되었다. 염분은 하계 집중강우와 태풍의 영향으로 31 psu 전후로 낮게 관찰되었고, 최저치는 9월에 30.68 psu로, 최고치는 5월 34.24 psu로 관찰되었다. pH는 표층에서 7.95~8.50로, 저층의 7.91~8.3보다 조금 높게 관찰되었으며, 용존산소는 pH와 유사하게 표층에서 $6.0{\sim}9.45mg\;L^{-1}$로 높게 나타났고, 저층에서는 하계에 $5.25mg\;L^{-1}$의 전후로 낮게 관찰되었다. 질산염+아질산염은 $0.14{\mu}M$에서 $7.66{\mu}M$로, 인산염은 $0.01{\mu}M$에서 $4.16{\mu}M$로, 규산염은 $0.27{\mu}M$에서 $20.33{\mu}M$로 각각 변화하였다. 표층 Chl. a 농도는 $0.37{\mu}g\;L^{-1}$에서 $2.44{\mu}g\;L^{-1}$로 변화하였고, 연평균 $1.26{\mu}g\;L^{-1}$로 관찰되었다. 식물플랑크톤 군집은 연평균 규조류가 69%로 가장 높았고, 다음으로 와편모조류가 17%, 은편모조류 10% 순으로 나타났다. 6월에는 와편모조류 P. donghaiense가 90%로 극우점하였고, 7월은 규조류 Chaetoceros decipiens가 우점하였다. 하계에는 Rhizosolenia setigera와 Pseudo-nitzchia delicatissima가 높게 나타났고, 추계에는 Chaetoceros spp.와 함께 은편모그룹이 점차적으로 증가하였다. 동계에는 Skeletonema spp.와 Eucampia zodiacus가 높은 밀도로 출현하였다. 결과적으로 굴 양식장 주변 해역에서 계절에 관계없이 Chl. a 농도가 $2.5{\mu}g\;L^{-1}$ 이하로 나타났고, 연평균이 $1.26{\mu}g\;L^{-1}$로 일정하게 낮게 나타난 것은 지속적으로 여과섭식하는 굴의 성장특성 때문에 일정의 식물플랑크톤 현존량이 제어되고 있다는 것을 시사할 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권1호
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• pp.15-23
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• 2020

고랭지 농업(해발고도 400 m이상)은 주로 해발고도가 높은 산지의 경사지에서 이루어지고 있고, 대부분 작물 재배기간이 5월부터 9월까지(5개월)로 짧아, 나머지 7개월은 토양 피복이 이루어지지 않은 상태로 있어 토양유실 가능성이 높다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서 고랭지 경사도 55% 라이시미터(Lysimeter)에서 경관성이 높은 구절초를 식재하여 토양유실 저감 효과를 규명하였다. 관행구로 나지(Control, TC) 대비 식재 밀도에 따라 구절초 적은 그룹(T1, 40주), 구절초 많은 그룹(T2, 70주)로 하여 총 3처리를 두었다. 구절초의 재배기간(6-10월) 피복율을 조사한 결과 대조구인 나지상태인 TC는 0%의 피복율인데 반해 구절초 식재한 T1 처리구는 43-59%의 피복율을 보였으며, T2 처리구는 63-81%로 경사지 토양을 피복시키는 효과가 가장 좋았다. 재배기간 평균기온의 5개월 평균은 평균기온범위는 16.1℃로 나타났으며 강우량은 1207.9 mm로 나타났다. 재배기간 동안 평균적인 지표유출량 경감 효과는 TC 처리 대비 구절초 피복처리구인 T1 처리구는 71%, T2처리구는 76%로 우수하였다. 또한, 토양유실량의 경우 TC보다 T1처리구의 경우 84%, 재색밀도가 높은 T2 처리구의 경우 98%의 토양유실 감소효과를 보였다. 따라서, 고랭지 경사지에 영년생 자원식물 중 경관성이 뛰어난 구절초를 식재함으로서 경사지 토양유실을 경감시킬 수 있고, 부가가치가 높은 고소득작물로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.98-109
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• 2007

지난 20 년 동안, 서부 오스트레일리아 농부들은 염분이 농토에 마치는 영향을 최소화하기 위해 토지경영방법들에 변화를 주기 시작했다. 농지 계획은 자주 농기구 변화의 지침서로 활용되어 왔으나, 이제까지의 대부분의 계획들은 지표수의 흐름과 최소한의 자료에 기초하여 세워져 왔다 따라서 농지 계획은 토지의 염기화를 야기하는 과정을 효과적으로 설명해 주지 못하였다. 서부 오스트레일리아 남서쪽에 위치하는 Broomhill에서 수행된 연구과제에서는 표토층의 지표와 지표하부의 특성을 측정하여 얻은 일련의 대규모 지질학적 자료를 이용하는 접근방법을 시도 하였다. 또한 기후나 농업의 역사 등과 같은 다른 자료들도 연구 되었다. 이 접근법의 근간은 전 연구지역에 대한 항공지구물리 자료의 획득에 있다. 이 방법은 토양의 특성을 반영하는 방사선탐사자료, 기반암의 지질을 반영하는 자력탐사자료, 그리고 표토의 두께와 전기전도도를 반영하는 SALTMAP 전자기탐사자료를 포함한다. 해석 단계에 있어서, 이러한 자료들에는 지질학과 수리지질학적인 목장규모 (paddock-scale) 의 정보가 추가되게 되는데 이는 염기화 과정을 유도하는 메커니즘과 직접적인 연관이 있는 농장이나 목장에서의 결정을 내리기 위함이다. 항공지구물리 탐사자료로부터 얻어진 정보들은 농수로나 누수차단댐 등과 같은 지표수 관리를 위한 구조물들의 설계 및 위치 선정에 중요한 영향을 주었다. 이러한 계획의 효과를 평가하기 위하여 1996 년부터 농업농민부는 한 농장 전체에서 수행된 계획을 모니터링 해왔다. 실행된 계획은 긍정적인 비용-이익비를 보여 주었으며, 이 농장은 현재 지역생산 벤치마킹 단체 중 상위 5% 내에 드는 성과를 보였다. 항공지구물리 자료는 토목공사의 위치 선정이나 다시 식물은 재배하기 위한 제안서 작성에 중요한 영향을 미친다. 현장특성에 맞는 수리학적 또는 수리지질학적 검토는 사회간접자본 건설을 위한 어떠한 계획안을 세우더라도 필수 불가결한 요소이다. 이 연구에서 제안한 접근법은 현장 특성에 기초한 수리지질학적 정보에 기인하지 않은 농지 계획법들에 비해 제안된 작업들의 공간적인 밀도를 줄일 수 있는 방법이라 하겠다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.388-395
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• 2016

본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.306-310
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• 2015

본 연구에서는 광 전기화학적 물 분해 전극 재료로 이용되는 산화철($Fe_2O_3$, hematite)을 표면적을 크게 하기 위하여 DC 열플라즈마 장치를 이용하여 나노입자로 합성한 후 전극을 제조 시 binder의 종류 및 조성을 다르게 하여 염기성 전해질에서 각각의 물 분해 효율을 측정하는 실험을 진행하였으며 질소 도핑을 통해 질소가 산화철의 광전기화학 반응에 끼치는 영향을 확인하였다. 산화철 전극을 제조하여 solar simulator를 이용한 LSV 실험을 통해 각 전극의 onset potential 및 설정한 전압 범위에서의 최대 전류밀도를 측정하였으며, 전극의 내구성 평가를 위하여 LSV 실험을 반복하여 진행하였다. CMC (carboxymethyl cellulose)를 50 : 1의 비율로 섞어 binder로 이용한 산화철 전극이 가장 높은 전류밀도인 $12mA/cm^2$의 전류밀도를 나타내었고, CMC를 20 : 1 비율로 섞은 binder를 이용할 시 $3mA/cm^2$의 초기 전류밀도를 가지고 약 20회의 반복 실험을 견뎌내는 내구성을 나타내었다. 질소의 도핑이 산화철 나노입자의 광 전기 화학적 반응에 끼치는 영향은 미미한 것으로 확인되었다.