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오염토양의 효과적 현장조사에 대한 주요 방법론의 검토 (Key Methodologies to Effective Site-specific Accessment in Contaminated Soils : A Review)

  • 정덕영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.383-397
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    • 1999
  • 오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

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남전 불경계 계모형 서사의 북전 불경계 <심청전> 근원설화로의 틈입과 완판본 <심청전>의 계모형 서사 형성과정 (Stepmother Narrative from Southern Buddhist Texts to Root Folklore Affiliated with Northern Buddhist Texts and Formation Course of )

  • 권도경
    • 비교문화연구
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    • 제44권
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    • pp.147-189
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    • 2016
  • 본 연구는 뺑덕어멈이 공유하는 계모형 서사가 어떻게 <심청전> 속에 편입되게 되었는가의 문제를 규명하고자 했다. 이 아젠다를 규명하기 위해 본 연구가 선택한 접근 방법은 뺑덕어멈이 공유하는 계모형 서사가 근원설화에서부터 배태된 <심청전>이 완결된 형태를 구성한 이후에 확장되는 과정에서 삽화적으로 편입되었다고 보는 관점이다. 지금까지 <심청전>의 근원설화로 알려져 온 <전동자설화(專童子說話)> <법묘동자설화(法妙童子說話)> <소야희설화(小夜姬說話)> <목련구모설화(目連救母說話)> <선우태자설화(善友太子說話)> <원홍장설화(元洪莊說話) <황천의무가설화(黃泉巫歌說話)> <효녀지은설화(孝女知恩說話)>의 8편을 검토해 본 결과, <전동자설화> <법묘동자설화> <소야희설화> <선우태자설화> <목련구모설화> <원홍장설화>의 6편이 북전(北傳) 남전(南傳) 불경계 설화임이 확인되었기 때문에, 본 연구는 우선적으로 <심청전>의 불전계 근원설화의 제 계열에 따른 계모형 서사와의 관련성 검토에서 출발했다. 이들 <심청전> 근원설화 6편의 상호관련양상과 전개사를 검토해본 결과 계모형 서사가 특히 모친과 관련된 개안화소(開眼話素)와 일정한 상호관계 속에서 나타나고 있다는 사실을 확인하게 되었다. <심청전> 근원설화의 모친개안화소(母親開眼話素)가 남전(南傳) 불경계 설화와 밀접한 관련성을 갖고 있으며, <심청전> 근원설화 관련 계모형 서사는 이러한 남전 불경계 모친개안화소를 매개로 남전에 대한 북전의 상대적으로 우월한 감화력을 전파하고자 한 북전(北傳) 불경계 설화의 향유배경 속에서 탄생했다는 사실을 입증할 수 있었다. 다음으로 해당 계모형 맹인개안화소(盲人開眼話素)가 경판계 <심청전>에 틈입하여 완판계 <심청전>의 뺑덕어미 서사를 형성해 내게 된 배경을 완판계 <심청전>의 향유공간인 전라도 일대를 중심으로 한 문학지리와의 관련성 속에서 규명해 보았다. 인도 남전계 진경설화(眞經說話)가 중국에서 한역된 이후 최종적으로 국내 유입되는 과정에서, 계모의 모해에 직면한 부친의 자식에 대한 자애양육서사(慈愛養育敍事)가 북전 불경계 설화적 특수성과 결합된 결과 부친의 유사맹목(類似盲目)을 개안시키기 위한 자식의 희생효행서사로 재구성된 것이 바로 전라도 일대의 <우목낭상설화(寓目囊箱說話)>라는 사실을 확인할 수 있었다. 이러한 북전 불경계 설화와 남전 불경계 설화의 결합은 18세기 후반기 불교 세계관 체계에서 새롭게 대유행한 신조류였는데, 18세기 후반기부터 전라도 일대에서 판각인쇄 되어 <심청전> 향유사의 새로운 흐름을 형성한 완판본은 이처럼 북전 불경설화와 남전 불경설화가 습합되는 배경 속에서 남전 불경설화의 계모서사가 북전 불경계 설화에 기반한 초기 <심청전>에 틈입하여 형성된 것으로 보인다.

남원 몽심재(夢心齋)의 정원구성과 조형언어 해석 (A Study on the Space Organization and Garden Language of Mongsimjae in Namwon)

  • 노재현;최영현;신상섭
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제47권1호
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    • pp.32-45
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    • 2014
  • 본 연구는 문헌 및 현장조사를 통해 전북 남원 몽심재의 공간구성과 정원 조형언어의 특성을 고찰한 것으로 특히 정원내 존치된 거석과 연당내 바위글씨를 중심으로 한 분석과 해석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 당호(堂號) "몽심재(夢心齋)"에는 죽산(竹山) 박씨(朴氏) 중시조인 송암(松菴) 박문수(朴門壽)의 귀거래(歸去來)와 불사이군(不事二君)의 선비정신이 오롯이 새겨져 있다. 사랑마당에 조성된 연당(蓮塘)은 몽심재의 조영자 '연당(蓮堂) 박동식(朴東式)'을 상징하는 정원시설이며, 후원과 연결된 대나무동산은 몽심재 주인의 본관(本貫) '죽산'과 무관해 보이지 않는데 이러한 의도는 화계(花階)를 통해 외원(外園)을 정원 내 자연스럽게 끌어들이고 있음에서도 엿보인다. 사랑채의 좌향은 축좌미향(丑坐未向)인데 비해 안채와 대문채는 서쪽으로 편향 배치시킨 것은 연당으로의 시선을 자연스럽게 하는 동시에 사랑마당에 존치된 거석으로 인한 폐쇄감을 완화시킨 것으로 해석된다. 한편 정원요소로 적극 활용된 3기의 거석에 음각된 바위글씨 '존심대(存心臺)'는 이곳이 남원 입향조 행촌(杏村) 박자량(朴子良) 이래 남원 홈실에 정착한 죽산 박씨가 '수심 양성의 터'임을 일러주며, '정와(靖窩)'는 몽심재의 3대 가주(家主) '정와 박해창(1876~1933)이 거처하는 편안한 집'임을 알리는 낙관(落款)으로 이해된다. 연당내 중도(中島)는 절삭(切削)된 정사각형 형태로, 수위에 따라 '섬' 또는 '디딤돌'의 2가지 용도로 활용되도록 고안되어 있으며 중도 측면에 새겨진 바위글씨를 통해 연당의 명칭이 '천운담(天雲潭)'임을 알 수 있다. 또한 호안 마감석에 새겨진 바위글씨 '임리(臨履)'는 "시경(詩經)"의 구절을 인용한 것으로 '항상 자신의 처신에 신중을 기하는 올곧은 선비가 되라'는 뜻을 함축하며, '정축(渟?)'은 죽산 박씨의 재화가 영원히 머물기를 희구하는 메시지로 해석된다. 덧붙여 '천창애(千蒼崖)'는 후원 화계와 연계된 대나무숲을 '하늘로 치솟은 푸른 대나무 숲 언덕'에 비유하는 것으로 '곧은 성정으로 욕심을 비우자'는 가주의 가치관이 담긴 것으로 판단된다. 궁극적으로 거석과 연당에 바위글씨는 몽심재와 주인 죽산 박씨가 올곧은 성정과 하늘의 도움으로 충만한 부귀를 지속하라는 염원을 담는 상징적 조형언어로 해석된다.

시료의 회전 속도가 함철 비정질 규산염의 고상 NMR 신호에 미치는 영향 (Effect of Spinning Speed on 29Si and 27Al Solid-state MAS NMR Spectra for Iron-bearing Silicate Glasses)

  • 김효임;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.295-306
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    • 2018
  • 고상 핵자기공명 분광분석은 비정질의 원자 구조를 제공하는 효과적인 방법론으로 다양한 비정질 규산염의 원자구조를 규명해왔다. 하지만, 함철 비정질 규산염의 경우, 철 함량 증가에 따른 신호의 변화가 상자성 효과와 구조 변동을 모두 반영하고 있기 때문에 분석에 많은 어려움이 있다. 이에 철 함량 증가에 따른 신호 변화가 실제 구조의 변동으로부터 기인한 것인지 확인하기 위해서는 온도변화에 따른 신호의 이동 여부를 관찰하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 철 함량에 따른 함철 비정질 규산염의 신호 변화를 해석하기 위하여 철이 포함된 휘석과 아노르다이트 조성의 비정질의 가변회전 속도 $^{29}Si$$^{27}Al$ NMR 실험을 수행하였다. 이는 온도 상승에 따른 신호의 변화 여부를 확인할 수 있게 하며, 쌍극자 효과에 관한 정보를 제공한다. 함철 휘석 비정질의 $^{29}Si$ NMR과 함철 아노르다이트 비정질의 $^{27}Al$ NMR 결과, 회전 속도 증가에도 불구하고 신호의 형태 및 위치가 달라지지 않았다. 회전 속도의 증가가 신호에 변화를 야기하지 않음을 확인한 본 결과는 철 함량 증가로 인한 신호의 변화가 상자성 이동 기원이 아니라, 철로부터 컷오프 반경 너머의 생존 신호임을 지시한다. 이에 철 함량 증가에 따라 아노르다이트 비정질의 Al 신호가 음의 화학적 차폐 방향으로 이동하는 현상은, 철의 진입에 따른 ${Q^4}_{Al}$(1 또는 2Si) 비율의 상대적 증가와 철과 ${Q^4}_{Al}$(3 또는 4Si) 구조간의 높은 공간적 근접도를 지시한다. 본 결과는 철 함량에 따른 규산염 비정질의 고상 NMR 신호 변화가 실제 구조적 변화를 지시하고 있음을 보여주며, 고상 NMR이 자연계에 존재하는 각종 유리질의 구조 분석에 효과적으로 적용될 수 있음을 제시한다.

서울지역 공동체신앙 전승과정 고찰 조선시대 각사(各司) 신당(神堂)의 존재양상과 변화를 중심으로 (A Study of the Transmission of Community Religion in Seoul Focussing on the Shrine of the Authorities and the Change)

  • 오문선
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제41권2호
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    • pp.5-25
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    • 2008
  • 서울 공동체 신앙은 조선시대 각 관서에 속한 신당의 제사에서 비롯되었다. 조선시대 각 관서(官署)의 부속공간으로 존재하던 신당의 제사 주체는 하급관리들이었다. 이러한 신당은 대개 부군당(府君堂)으로 불리웠다. 기록에 등장하는 부군당은 대개 1~3칸 정도의 규모이며, 내부에는 신앙의 대상인 부군을 그림으로 그려 봉안하였다. 역사기록에는 부군당의 제사대상이 최영장군이나 송씨부인으로 등장하는데, 실제 부군당의 제사대상은 각각 달랐다. 부군당의 제사 대상 가운데는 왕건, 단군, 남이장군, 제갈공명, 김유신, 임경업, 공민왕, 태조 이성계, 조선의 개국공신인 조반, 남한산성 일대의 지역에 전승되는 설화의 주인공인 홍씨대감과 처첩, 임진왜란 이후 신으로 모셔지기 시작했던 관우와 제갈공명 등 다양한 역사적 인물들이 있다. 조선시대 각 관서 신당의 의례를 오늘날 서울지역 마을굿의 양상과 정확하게 비교해 보기는 어렵다. 그러나 기록을 통해 볼 때 굿과 고사의 형태가 공존하였음을 알 수 있다. 관서 신당 의례는 점차 민(民)의 공동체신앙으로 자리잡아, 서울의 문화적 변동 맥락 속에서 전승되어 오고 있다. 본고는 조선시대 관서에 속한 신당의 존재양상을 살펴 보고, 관서 신당의 의례가 민간화되는 전승의 맥락을 장충동 관성묘, 방산동 성제묘, 서빙고 부군당의 사례를 통해 살펴 보았다. 방산동 성제묘가 민간화 되어가는 과정은, 군인들의 신으로 인식되던 신령 관우가 역사적 변화과정 속에 놓이게 되면서 군인들의 신에서 상인들의 신이 되었고, 이후 특정지역 상인들의 공동체적 신앙 대상이 된 과정을 잘 보여주고 있다. 장충동 관성묘는 남영 군인들의 부군당으로서, 관성묘 주변지역에 거주하는 이들을 중심으로 조직된 영신사(永信社)라 불리는 제사집단에 의해 제사가 전승되었기 때문에, 이들이 구성원이 된 이 일대 마을의 공동체신앙으로의 전승이 자연스럽게 계승되었다. 서빙고 부군당의 민간화 과정은 조선 후기 장빙역(藏氷役)의 변화와 맞물린 역사적 배경을 가지고 있었음을 볼 수 있었다.

농장맞춤형 농업기상정보 생산을 위한 소기후 모형 구축 (Establishment of Geospatial Schemes Based on Topo-Climatology for Farm-Specific Agrometeorological Information)

  • 김대준;김수옥;김진희;윤은정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.146-157
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    • 2019
  • 우리나라 농산촌 환경의 가장 큰 특징 중 하나는 지형이 복잡하여 좁은 지역 내에서도 기상/기후 분포변이가 크다는 점이다. 이를 효과적으로 모의하기 위하여 '소기후 모형'이 개발되었고 현재까지 지속적으로 개선 연구가 진행되고 있다. 소기후 모형은 우리나라 전역에 대해 농장필지 단위까지 공간적으로 정밀한 농업기상/기후 정보를 표현할 수 있는 모형으로 기후요소별로 독자적으로 개발되었다. 소기후모형을 이용하여 2000년대에는 국지규모의 현재평년 및 미래 시나리오 기반 기후정보를 산출하였다. 평년 전자기후도는 과거 30년 기간의 월별 최저기온, 최고기온, 강수량, 일사량을 30 m 격자해상도로 상세화 한 분포도이며, 이 전자기후도를 기반으로 미래 기후변화 시나리오를 고해상도로 상세화하여 제작하였다. 이 들 전자기후도는 농업분야 기후변화 영향평가에 다양한 형태로 재가공 되어 이용되었다. 2010년대에는 농장맞춤형 기상 실황 및 예보자료를 국지규모로 생성하고 있다. 소기후 모형은 지속적인 개선 과정을 통해 일별 관측기상자료를 기반으로 실황정보를 상세화하는 기술로 발전하고 있으며, 기상청 동네예보 및 중기예보를 30 m 격자해상도로 상세 모의하여 농업분야 종사자에게 예측 정보를 실시간 제공할 수 있는 '농업기상 재해 조기경보 서비스' 기반의 핵심기술로 인정 받고 있다. 현재 상세 기상 실황 및 예보정보로는 일 최저 및 최고기온과 강수량, 일사량, 일조시간 등이 산출되고 있으며, 과거-현재-미래의 농장규모 기상정보를 토대로 각종 농작물의 생육정보와 기상재해 예측정보를 생산하고 있다.

마을공동체 아카이브 활성화 방안 (A Plan to Activate the Archive of Maeul Communities)

  • 손동유;이경준
    • 기록학연구
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    • 제35호
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    • pp.161-206
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    • 2013
  • '마을'은 공동체를 내포하고 있는 개념이다. 마을은 평범한 사람들의 삶이 기획되고 실현되는 곳으로서 일하고 쉬고 즐기는 장인 일상생활의 토대이다. 그러나 우리나라의 경우 식민지와 개발독재로 대변되는 근현대시기를 거치면서 마을공동체는 대부분 해체되었다. 성장위주의 산업화와 도시화는 개인주의, 상실감, 소외감 등으로 드러나게 되었다. 최근 들어 아래로부터의 변혁을 통하여 마을을 복원하고 이렇게 형성된 마을공동체를 통하여 건강한 시민사회를 형성해 나가자는 움직임이 각 마을과 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 이러한 배경에서 출발하였다. 마을공동체의 건강한 복원과 지속가능한 운영을 위해서는 마을 구성원들의 일상적 삶의 흔적과 구성원 사이의 관계를 담는 아카이브가 필요하다. 마을공동체 아카이브는 사람과 사람관계는 물론이고 마을의 지역적 특성을 함께 담는 곳이기도 하다. 아카이브는 스스로의 역사를 기록하고, 서로 소통하며, 미래를 만들어가는 공간이 될 수 있기 때문이다. 마을공동체 아카이브는 주체, 대상기록의 특성, 목적, 지향 등 공동체의 정체성을 반영하여 다양한 모델로 만들어지고 운영될 수 있다. 개별 마을공동체 보다는 이들이 네트워크를 형성했을 때 더 중요한 기능과 큰 효과를 낼 수 있다. 그렇기 때문에 국가주도의 기록관리와는 다른 다양하고도 창의적인 방법론이 필요하다. 이는 아카이브의 형태에서만 그런 것이 아니라, 아카이브의 기능면에서도 수집, 정리, 분류, 평가, 관리, 활용 등의 전 단계에 걸쳐 철저하게 마을과 마을주민들의 규범과 지향 그리고 현실적 조건이 반영되어야 한다. 마을공동체 아카이브는 개인의 삶을 돌아보는 것을 시작으로, 우리사회의 건강한 공동체 복원과 형성을 위하여, 그리고 사회적 모순에 대하여 아래로부터 극복하는 장이 될 것이다. 또한 기록관리 영역에서는 기존 공공영역 중심의 기록관리를 민간영역으로 기계적으로 전이하는 것이 아니라 새로운 패러다임을 가지고 창조적으로 지평을 넓혀나간다는 의미를 갖고 있다.

잠긴수제가 설치된 만곡수로에서의 이차류 거동 수치모의 (Numerical modeling of secondary flow behavior in a meandering channel with submerged vanes)

  • 이정섭;박상덕;최철희;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권10호
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    • pp.743-752
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    • 2019
  • 만곡수로에서의 흐름은 나선형 운동 형태의 이차류가 지배적이며, 이로 인해 일반적으로 만곡 외측을 따라 침식 현상이 발생하게 된다. 이러한 이차류를 약화시키기 위해서 보통 만곡수로 외측을 따라서 수제와 같은 수공구조물을 설치한다. 이 연구에서는 OpenFOAM 오프소스 소프트웨어를 토대로 난류 해석을 위한 하이브리드 RANS/LES 기법과 자유수면 해석을 위한 VoF기법을 이용한 3차원 수치모의를 통해서 $90^{\circ}$ 만곡수로에 설치된 잠긴수제가 후루드수가 0.43인 조건에서 이차류의 발달에 미치는 영향을 분석하였다. 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 수치모의를 수행하였으며, 수치해석 결과는 실험결과와 비교하여 수치모의의 정확도를 평가하였다. 잠긴수제가 설치된 경우의 수치모의 결과를 흐름방향 유속 분포와 횡방향 순환 유속벡터장을 중심으로 수리실험 관측값들과 비교할 때 수치모의 결과는 수리실험에서 관측된 주요 이차류 흐름 거동과 현상들을 대부분 양호한 정확도로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의 결과를 비교해보면, 잠긴수제 설치로 인해서 만곡이 끝나는 단면 외측 하상부근에서의 유속은 약 평균유속의 1/3 정도 감소하는 반면에 수제 상단부에서의 전단층 발달에 따른 흐름 가속으로 자유수면 부근까지 유속이 증가하고 만곡 수충부에서는 수면 부근 유속이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 잠긴수제는 만곡부에서 발생하는 이차류의 강도를 약화시켜 만곡부 외측 하상의 안정에 도움이 될 것으로 판단된다. 한편, 각 잠긴수제 전면부에서 말발굽와가 그리고 후면부에서는 후류가 형성되면서 수제 구조물 주변에서 강한 국부세굴이 발생하는 것으로 나타남으로, 국부세굴을 최소화할 수 있는 수제의 형상 및 배열에 대한 추가 연구가 요구된다.

묵논습지 환경요인 및 생태영향권 내 토지피복유형 변화 분석 (An Analysis of Environmental Factors of Abandoned Paddy Wetlands as References and Changes in Land Cover Types in the Influence Area)

  • 박미옥;권순효;백승준;서주영;구본학
    • 한국습지학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.331-344
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    • 2022
  • 본 연구는 묵논습지 토양 및 수문환경 특성을 분석하고 생태영향권 내 토지피복 유형의 변화를 고찰하여 묵논습지에 영향을 끼치는 다양한 환경요인 중에서 묵논 토양 및 수질 환경요인을 분석하고 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 살펴보았다. 습지화가 진행되고 있는 묵논습지를 대상으로 문헌연구와 환경공간정보서비스 및 예비답사를 통해 묵논습지를 선정 후 추가 정밀답사를 실시하여 묵논습지 생태환경 특성을 규명하였으며, 1980년대 이후 40년간의 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 고찰하여 표준 묵논습지의 내부적 외부적 환경요인을 분석함으로써 묵논습지 보전 복원 창출을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 본 연구를 통해 급증하는 유휴농경지를 습지로 천이되도록 하여 자연습지와 동등 또는 그 이상의 기능을 발휘할 수 있도록 관리할 수 있을 것이다. 특히 토지피복변화를 통해 묵논습지가 주변생태적 영향권으로 확산될 수 있는 단서를 확인한 바 본 연구대상지는 묵논습지의 표준습지로서의 가능성이 높은 것으로 판단되며, 추후 정밀조사를 통해 지형과 토양, 물순환 체계와 탄소감축 성능 등을 정밀 분석한다면 묵논습지의 발달 과정을 표준화할 수 있을 것이다. 묵논습지 생태영향권의 토지피복유형은 주로 산림과 농경지가 분포하였지만 대체로 최근 10-20년 사이에 급속도로 감소하였고, 산림은 침엽수림에서 활엽수림이나 혼효림 또는 초지 등으로 바뀌고 있었다. 아직은 습지로 온전히 전화되지 못하고 나지 또는 초지 형태를 유지하고 있는 것으로 나타났는데, 휴경된 지 30년 이상 경과되어 자연습지화 된 사례에서 볼 수 있는 것처럼 점차 자연습지와 구조적으로나 기능적으로 유사한 습지로 천이가 진행될 것으로 예측된다.

차세대 리튬 금속 전지 연구 및 개발을 위한 코인형 전지의 효율적 설계 (A Rational Design of Coin-type Lithium-metal Full Cell for Academic Research)

  • 이민규;이동현;한재웅;정진오;최현빈;이현태;임민홍;이홍경
    • 전기화학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.65-75
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    • 2021
  • 코인형 전지는 리튬 이차 전지 연구의 주요 평가 플랫폼으로써 새로운 소재 및 개념을 발굴하고 차세대 전지의 기초 연구에도 큰 기여를 하고 있다. 리튬 금속 전지는 500 Wh kg-1 이상의 에너지 밀도를 구현할 수 있어 유망한 차세대 리튬 이차 전지 후보군으로 고려되고 있으나, 덴드라이트 형태의 리튬 전착과 함께 극심한 부피 변화 및 표면적 증가라는 성능 열화에 매우 취약하다. 특히, 리튬 금속 전지의 수명은 전해질 양, 리튬 두께, 내부 압력 등과 같은 전지 설계 및 구조에 매우 의존하기 때문에 코인셀 수준에서의 성능 평가 및 신뢰성에 치명적이다. 따라서, 기존 코인셀 구조를 개선한 리튬 금속 음극 특화 전지 설계 및 규격화가 요구된다. 본 연구에서는 상용수준에서의 주요 전지 설계 인자인 극소량의 전해질과 높은 양극 로딩 레벨, 박막 리튬 사용 등의 환경에서 성능 및 재현성을 확보한 코인셀 구조를 제안한다. 양극과 음극의 면적비를 1에 근접하게 제어하여 비활성 공간을 최소화하고 용량 저하현상을 완화시켰다. 또한, 코인셀 내 압력을 정량화하여 압력의 균일성이 중요한 인자임을 규명하고 유연성 고분자 (PDMS) 필름 도입과 내부 부품의 변화를 통해 기존보다 높고 (0.6 MPa → 2.13 MPa) 균일한 압력(표준편차: 0.43 → 0.16)이 가하도록 개조하였다. 이를 통해 최적의 설계를 정립을 통해 기존보다 향상된 재현성을 확인하였다.