• 대한환경공학회지
• /
• 제36권7호
• /
• pp.461-468
• /
• 2014

바이오차(biochar)는 산소가 제한된 환경에서 바이오매스를 열분해를 시켜 얻을 수 있는 고체물질을 말한다. 원료가 되는 바이오매스는 에너지작물, 임업부산물, 농업부산물 등의 폐기물을 사용할 수 있으며, 토양으로 적용 시 기후변화 완화, 화석연료 소비저감, 폐기물 처리비용저감 등의 장점이 있다. 본 연구에서는 폐목재를 원료로 바이오차를 생산하는 시스템을 대상으로 전과정평가 기법에 의해 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 폐목재 1톤을 기능단위로 하였을 때 생산되는 바이오차를 토양에 적용하는 시나리오를 구성하고 지구온난화에 미치는 영향을 중심으로 환경영향을 분석한 결과, 파쇄 및 건조의 전처리 공정에서 4.048E-01 kg, 가스화 열분해공정에서 4.579E-01 kg, 토양살포 공정에서 9.070E-02 kg의 온실가스를 발생하여 총 9.534E-01 kg의 온실가스가 발생하는 것을 확인하였다. 바이오차의 토양적용 시 탄소저장효과는 252 kg으로 분석되어 251 kg의 탄소 네거티브 효과를 보였다.

• 한국조경학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.28-35
• /
• 2012

최근 지속 가능한 도시시스템 구축을 위해 신, 재생에너지 시스템에 대한 사회적 관심이 집중되고 있으며, 이에 따른 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 전체 에너지 소비의 40% 이상을 차지하고 있는 건설부문 또한 이러한 경향이 두드러지고 있다. 조경부문도 재생에너지설비가 적용된 다양한 조경시설물이 제작, 설치되고 있으나, 계획, 설계단계에서 활용 가능한 체계적인 연구가 아직 국내에 보고되고 있지 않다. 본 연구는 조경시설물에 재생에너지 시스템을 적용하면서 발생되는 에너지, 경제적 효과를 정량적으로 도출하여 조경계획 및 설계에 활용하고자 한다. 이를 위해 서울, 인천, 대구의 도시공원 내 가로등 전력을 계통연계형 태양광시스템으로 대체하는 스마트 가로등 적용 시나리오를 적용하여 에너지, 경제적 해석을 수행하였다. 전산모의는 NASA Satellite Meteorological Data를 이용한 청정에너지 전산모의 프로그램인 RETScreen$^{(R)}$을 적용하였다. 결과적으로 해당 도시의 기후적 특성에 따라 발전량 및 경제성의 차이를 보였으며, 본 연구결과는 향후 조경계획 및 설계에 건전한 재생에너지 시스템 적용을 위한 의사결정에 활용될 것으로 사료된다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
• /
• 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
• /
• pp.504-509
• /
• 2004

건설사업의 안전관리는 건설공사의 종류, 공법, 공정, 기후의 특성, 환경적 영향 등 여러 가지 복잡한 제반 요소에 영향을 받는 특성을 지니고 있으나, 현재 계획 및 설계단계에서 설계 실무를 담당하는 설계전문가들 조차도 안전에 관하여 고려하지 않고 설계업무를 수행하고 있으며, 설계로 인하여 대상 시설물이 어느 정도의 안전도를 지니게 되는지에 대한 인식이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 건설사업의 안전사고 예방차원에서 유해위험을 설계단계에서 사전 안전도 차원의 설계를 수행하도록 유도하기 위하여 건설안전영향평가의 개념을 도입하고자 하며, 이에 따라 안전영향평가 관련 기술동향을 분석하여 위험도 방식에 근거한 합리적인 안전영향평가모형을 제안하였다. 제안된 안전영향평가모형은 건설사업의 안전영향 요소 수집 및 사고시나리오 작성방안, 설계와의 연관성 여부에 근거하여 설계에 의한 안전영향요소와 시공에 의한 안전영향요소로의 분류방안, 그리고 이에 대한 사건중요도 산정기법이 제안되어 있으며, 설계에 의한 안전영향요소로 분류된 각각의 안전영향요소와 설계항목과의 상관성을 규명한 안전영향평가 Checklist 개발방안과 이에 따른 위험도 접근방법에 의한 안전영향평가방안을 제시하고자 한다.

• 대기
• /
• 제22권2호
• /
• pp.149-161
• /
• 2012

Going by the research results of the past, of all the uncertainties resulting from the research on climate change, the uncertainty caused by the climate change scenario has the highest degree of uncertainty. Therefore, depending upon what kind of climate change scenario one adopts, the projection of the water resources in the future will differ significantly. As a matter of principle, it is highly recommended to utilize all the GCM scenarios offered by the IPCC. However, this could be considered to be an impractical alternative if a decision has to be made at an action officer's level. Hence, as an alternative, it is deemed necessary to select several scenarios so as to express the possible number of cases to the maximum extent possible. The objective standards in selecting the climate change scenarios have not been properly established and the scenarios have been selected, either at random or subject to the researcher's discretion. In this research, a new scenario selection process, in which it is possible to have the effect of having utilized all the possible scenarios, with using only a few principal scenarios and maintaining some of the uncertainties, has been suggested. In this research, the use of cluster analysis and the selection of a representative scenario in each cluster have efficiently reduced the number of climate change scenarios. In the cluster analysis method, the K-means clustering method, which takes advantage of the statistical features of scenarios has been employed; in the selection of a representative scenario in each cluster, the selection method was analyzed and reviewed and the PDF method was used to select the best scenarios with the closest simulation accuracy and the principal scenarios that is suggested by this research. In the selection of the best scenarios, it has been shown that the GCM scenario which demonstrated high level of simulation accuracy in the past need not necessarily demonstrate the similarly high level of simulation accuracy in the future and various GCM scenarios were selected for the principal scenarios. Secondly, the "Maximum entropy" which can quantify the uncertainties of the climate change scenario has been used to both quantify and compare the uncertainties associated with all the scenarios, best scenarios and the principal scenarios. Comparison has shown that the principal scenarios do maintain and are able to better explain the uncertainties of all the scenarios than the best scenarios. Therefore, through the scenario selection process, it has been proven that the principal scenarios have the effect of having utilized all the scenarios and retaining the uncertainties associated with the climate change to the maximum extent possible, while reducing the number of scenarios at the same time. Lastly, the climate change scenario most suitable for the climate on the Korean peninsula has been suggested. Through the scenario selection process, of all the scenarios found in the 4th IPCC report, principal climate change scenarios, which are suitable for the Korean peninsula and maintain most of the uncertainties, have been suggested. Therefore, it is assessed that the use of the scenario most suitable for the future projection of water resources on the Korean peninsula will be able to provide the projection of the water resources management that maintains more than 70~80% level of uncertainties of all the scenarios.

• 대기
• /
• 제23권4호
• /
• pp.425-441
• /
• 2013

This study investigates the projections of water cycle, budget and river discharge over land in the world at the end of twenty-first century simulated by atmosphere-ocean climate model of Hadley Centre (HadGEM2-AO) and total runoff integrating pathways (TRIP) based on the RCP scenario. Firstly, to validate the HadGEM2-AO hydrology, the surface water states were evaluated for the present period using precipitation, evaporation, runoff and river discharge. Although this model underestimates the annual precipitation about 0.4 mm $mon^{-1}$, evaporation 3.7 mm $mon^{-1}$, total runoff 1.6 mm $mon^{-1}$ and river discharge 8.6% than observation and reanalysis data, it has good water balance in terms of inflow and outflow at surface. In other words, it indicates the -0.3 mm $mon^{-1}$ of water storage (P-E-R) compared with ERA40 showing -2.4 mm $mon^{-1}$ for the present hydrological climate. At the end of the twenty-first century, annual mean precipitation may decrease in heavy rainfall region, such as northern part of South America, central Africa and eastern of North America, but for increase over the Tropical Western Pacific and East Asian region. Also it can generally increase in high latitudes inland of the Northern Hemisphere. Spatial patterns of annual evaporation and runoff are similar to that of precipitation. And river discharge tends to increase over all continents except for South America including Amazon Basin, due to increased runoff. Overall, HadGEM2-AO prospects that water budget for the future will globally have negative signal (-8.0~-0.3% of change rate) in all RCP scenarios indicating drier phase than the present climate over land.

• 대기
• /
• 제23권4호
• /
• pp.527-538
• /
• 2013

In this study, climate over Korea based on the Historical scenario induced by HadGEM2-AO is simulated by WRF. For this purpose, a system that can be used be for numerical integration over the Far East Asian area of the center of the Korean Peninsula with 12.5 km-horizontal resolution was set-up at "Haebit", the early portion of KMA Supercomputer Unit-3. Using the system, the downscaling experiments were conducted for the period 1979-2010. The simulated results of HadGEM2-AO and WRF are presented in terms of 2 m-temperature and precipitation during boreal summer and winter of Historical for the period 1981~2005, compared with observation. As for the mean 2 m-temperature, the general patterns of HadGEM2-AO and WRF are similar with observation although WRF showed lower values than observation due to the systematic bias. WRF reproduced a feature of the terrain-following characteristics reasonably well owing to the increased horizontal resolution. Both of the models simulated the observed precipitation pattern for DJF than JJA reasonably, while the rainfall over the Korean Peninsula in JJA is less than observation. HadGEM2-AO in DJF 2 m-temperature and JJA precipitation has warm and dry biases over the Korean Peninsula, respectively. WRF showed cold bias over JJA 2 m-temperature and wet bias over DJF precipitation. The larger bias in WRF was attributed to the addition of HadGEM2-AO's bias to WRF's systematic bias. Spatial correlation analysis revealed that HadGEM2-AO and WRF had above 0.8 correlation coefficients except for JJA precipitation. In the EOF analysis, both models results explained basically same phase changes and variation as observation. Despite the difference in mean and bias fields for both models, the variabilities of the two models were almost similar with observation in many respects, implying that the downscaled results can be effectively used for the study of regional climate around the Korean Peninsula.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.79-88
• /
• 2015

Preparations need to be made for Korean pine(Pinus koraiensis) in anticipation of climate change because Korean pine is an endemic species of South Korea and the source of timber and pine nut. Therefore, climate change adaptation policy has been established to conduct an impact assessment on the distribution of Korean pine. Our objective was to predict the distribution of Korean pine while taking into account uncertainty and afforestation conditions. We used the 5th forest types map, a forest site map and BIOCLIM variables. The climate scenarios are RCP 4.5 and RCP 8.5 for uncertainty and the climate models are 5 regional climate models (HadGEM3RA, RegCM4, SNURCM, GRIMs, WRF). The base period for this study is 1971 to 2000. The target periods are the mid-21st century (2021-2050) and the end of the 21st century (2071-2100). This study used the MaxEnt model, and 50% of the presences were randomly set as training data. The remaining 50% were used as test data, and 10 cross-validated replicates were run. The selected variables were the annual mean temperature (Bio1), the precipitation of the wettest month (Bio13) and the precipitation of the driest month (Bio14). The test data's ROC curve of Korean pine was 0.689. The distribution of Korean pine in the mid-21st century decreased from 11.9% to 37.8% on RCP 4.5 and RCP 8.5. The area of Korean pine at an artificial plantation occupied from 32.1% to 45.4% on both RCPs. The areas at the end of the 21st century declined by 53.9% on RCP 4.5 and by 86.0% on RCP 8.5. The area of Korean pine at an artificial plantation occupied 23.8% on RCP 4.5 and 7.2% on RCP 8.5. Private forests showed more of a decrease than national forests for all subsequent periods. Our results may contribute to the establishment of climate change adaptation policies for considering various adaptation options.

• 대기
• /
• 제24권4호
• /
• pp.541-554
• /
• 2014

Historical, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios from HadGEM2-AO are dynamically downscaled over the northeast East Asia with WRFV3.4. The horizontal resolution of the produced data is 12.5 km and the periods of integration are 1979~2010 for historical and 2019~2100 for both RCP4.5 and RCP8.5. We analyze the time series, climatology, EOF and extreme climate in terms of 2 m-temperature and precipitation during 30-year for the Historical (1981~2010) and RCP4.5 and RCP8.5 (2071~2100) scenarios. According to the result, the temperature of the northeast Asia centered at the Korean Peninsula increase 2.9 and $4.6^{\circ}C$ in the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively, by the end of the 21st century. The temperature increases with latitude and the increase is larger in winter rather than in summer. The annual mean precipitation is expected to increase by about $0.3mm\;day^{-1}$ in RCP4.5 scenario and $0.5mm\;day^{-1}$ in RCP8.5 scenario. The EOF analysis is also performed for both temperature and precipitation. For temperature, the EOF $1^{st}$ modes of all scenarios in summer and winter show that temperature increase with latitude. The $2^{nd}$ mode of EOF of each scenario shows the natural variability, exclusive of the global warming. The summer precipitation over the Korean Peninsula projected increases in EOF $1^{st}$ modes of all scenarios. For extreme climate, the increment of the number of days with daily maximum temperature above $30^{\circ}C$ per year ($DAY_{TX30}$) is 25.3 and 49.7 days in RCP4.5 and RCP8.5 respectively over the Korean Peninsula. The number of days with daily precipitation above $20mm\;day^{-1}$ per year ($DAY_{PR20}$) also increases 3.1 and 3.5 days in RCP4.5 and RCP8.5 respectively.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.760-767
• /
• 2020

발전용 수력플랜트 분야는 기후변화 및 에너지 확보를 고려해 향후 지속적인 성장이 전망된다. 수력발전설비는 항상 수충격에 의한 위험에 노출되어 있고, 이에 대한 안정성 확보는 매우 중요하다. 수충격 현상은 밸브의 개도 조정이나 펌프와 터빈의 기동 및 정지 시 관로설비 전반에 걸쳐 발생하며, 예기치 못한 긴급 상황 시에는 더욱 현저하게 나타난다. 이와 같은 수충격에 대한 발전설비의 안정성 검토를 위해 본 연구에서는 수충격 발생 메커니즘을 반영된 특성선법을 적용한 수치해석기법(MOC-FDM: Method of Characteristic-Finite Dimensional Method, 이하 MOC-FDM)을 이용하여 전산수치 모형을 개발하였다. 개발모형은 발전설비의 주요시설인 저수지, 관로, 밸브, 펌프 등 경계조건을 반영하였고 가상시나리오 case를 적용하여 개발모형을 이용한 수치모의를 수행하였다. 개발모형 해석결과의 검증을 위해 발전설비의 주요 지점에서의 해석결과를 각각 제시하였다. 각 case 별 수충격 현상이 양호하게 재현되었으며, 상용모델의 수치해석결과와 비교분석 결과가 거의 유사하게 나타나 개발모형의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 전산수치 모델은 수력발전설비의 운영 중 발생할 수 있는 비정상상태의 유체 거동을 정교하게 예측함으로써 설비의 안정성 검토를 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.768-777
• /
• 2017

세계 각국은 기후 및 홍수사상의 변화와 이에 따른 각종 수재해 시나리오에 대응하기 위하여 하천제방 유지관리기술을 고도화하고 있는 추세이다. 이러한 세계적 동향에 따라 본 연구에서는 하천제방을 효율적으로 유지관리할 수 있도록 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하고자 한다. 하천제방 안전도맵의 개념은 현행 하천제방의 활동, 파이핑, 육안점검 등의 안전도 지표를 GIS맵 상에 지도형태로 표출함으로써 하천관리자의 유지관리효율을 극대화하는 것이다. 이러한 평가체계를 구축하기 위해서 관련 문헌 및 자료 조사를 통해 활동, 파이핑, 육안점검 등 주요 안전도 지표를 선정하였으며, 각각의 안전도 지표를 A, B, C 등 3등급으로 평가할 수 있는 합리적인 기준을 제시하였다. 제시된 기준을 바탕으로 수치해석을 활용하여 시범구간(남강)에 대한 홍수위지속시간 변화에 따른 활동 및 파이핑 안전도 특성을 평가하였다. 시범평가 결과, 활동의 경우 제내외지 구분 없이 모두 A등급을 만족하였으며, 파이핑의 경우 R2에서 홍수위지속시간이 증가함에 따라 파이핑 등급 C등급으로 감소하는 경향을 확인하였다. 본 연구는 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하는 기획연구로서 하천제방 안전도맵 평가체계를 구축하기 위해서는 추후 개선된 추가 연구, 하천제방 자료의 표준화, 제도 및 관련 법 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.