• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.825-830
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• 2007

사면에서 발생되는 강우유출과정에 기여하는 대공극의 영향은 그 중요성에도 불구하고 잘 알려져 있지 않다. 특히 대공극의 공간적분포특상에 대한 현장측정은 이뤄지지 않았다. 본 연구의 실험지역은 경기도 포천시 광릉수목원에 있는 작은 소유역이다. 이 지역의 정밀한 측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 얻었다. 이 수치고도모형을 바탕으로 수치지형분석을 통해 흐름선을 파악하여 총 20지점을 선정하였다. 각 지점에서의 대공극을 통한 수직적인 유동들은 장력침투계를 사용하여 지표면아래 깊이 10cm에서 측정하였다. 공간적 토양의 특성분포를 파악하기 위해 각 지점에서의 체적밀도와 점토함량을 조사하였다. 토양수분의 공간적 분포 특성은 TDR(Time Domain Reflectometry)방식인 TRASE를 이용하여 토양수분 값을 얻었다. 이러한 다양한 공간적 특성들은 대공극발달의 공간적 분포특성을 파악하는 중요자료가 된다. 소유역을 크게 기여사면 면적을 기준으로 상부, 중부, 하부로 나누어 대공극의 유효 공극율과 대공극흐름율을 계산하였다. 상부에서의 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 각각 4.3%, 42.1%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 각각 45.0%, 26.6%이다. 중부에서는 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 6.8%, 37.3%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 56.2%, 14.4% 이다. 그리고 하부에서의 유효공극율의 평균값과 변동계수는 12.5%, 58.3% 이고 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 64.5%, 24%이다. 이는 유효 대공극율과 대공극흐름율의 비율은 기여사면 면적이 증가할수록 증가하였다. 이는 대공극을 통한 물 이송 능력이 원두부로 갈수록 증가한다는 것을 보여주고 있다.e, taurine, methionine, phenylalanine은 함량(含量)이 적었다. 5. 일건(日乾)중 총유리아미노산의 변화(變化)는 생시료(生試料)의 경우 2,041.2 mg%였으나 1일(日) 건조(乾燥) 후는 1,784.0 mg%로 감소(減少)하다가 그 이후 계속 증가(增加)하여 20일(日) 건조(乾燥) 후는 5,277.0 mg%였다. 6. 일건(日乾)중 leucine, isoleucine, valine은 대체로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내었으나 aspartic acid, proline, taurine은 대체로 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내었다. 436.59mg%로 가장 많았고 군유산(軍有山) 차엽(茶葉)이 146.94mg%로 가장 적었으며 일반차엽(一般茶葉)의 평균치(平均値)는 264.59mg%, 용장(龍欌) 차엽(茶葉)이 223.10mg%, Yabukita 차엽(茶葉)이 256.49mg%였다. 7) 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)할 때 용장(龍欌) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質) 뿐만 아니라, 성분(成分)도 다르므로 품종(品種)이 다른 수종(樹種)으로 추정(推定)되며 와운(臥雲) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質)은 다르나 성분상(成分上)의 비슷한 점으로 보아 동일계통(同一系統)의 변이(變異)된 대엽종(大葉種)으로 추정(推定)된다.5(${\pm}0.77$0.77) % 의 오차로 크게 감소하였다. 결론: 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량으로부터 종양선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다.X>로 평균$43.26{\m

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.17-22
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• 2009

계절에 따른 토양공극의 수리학적 변화를 파악하기 위해서 설마천 유역의 범륜사 독립사면과 광릉 원두부 소유역의 독립사면을 대상으로 장력침투실험을 실시하였다. 토양수분 확보에 신뢰를 받기위해서 TDR(Time Domain Reflectometry)및 현장에서 토양의 불포화 투수계수 측정이 가능한 장력침투계(Tension infiltrometer)를 이용하였다. 계절에 따른 자료수집을 위해서 2008년 3월 20일 부터 약 6주간격으로 10월 29일까지 5회에서 6회 토양수분 자료 및 토양장력침투 자료를 획득하였다. 획득한 자료를 이용하여 포화 및 불포화 수리전도도, 대공극 유효흐름분율(macropore flow), 대공극 유효부피분율을(effective macroporosity) 나타내었다. 분기별로 자료분석 결과 계절별 특성이 나타남을 알 수 있다. 수리전도도는 3월, 5월, 10월은 유사한 반면 6월과 7월 그리고 9월은 상대적으로 높았다. 이는 여름철에 공극 발달이 활발하다는 것을 의미한다. 선행토양수분은 수리전도도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 대공극의 발달은 삼림과 같은 복잡 경관에서는 강우사상에 따른 토양수분의 공간 분포 및 이송, 유출과정이 물순환에 영향을 미친다. 지형분석을 통한 공극의 흐름특성과 토양수분 유의성에 대하여 논의하였고, 대공극 변화에 밀접한 관계가 있는 식생과 그밖에 계절적으로 발달을 일으키는 요인을 모색 하였다. 본 연구는 계절에 따라 변하는 수리전도도를 기초로 하여 불포화대에서 토양공극의 수리학적 변화와 시공간적으로 침투흐름에 얼마나 영향을 주는가를 보여준다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권4호
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• pp.234-246
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• 2007

대공극은 불포화대에서 토양으로의 침투와 유출에 상당한 기여를 한다. 본 연구에서는 광릉 슈퍼사이트 내 산림 소유역을 대상으로 사면에서의 대공극의 공간적 발달에 대해 알아보았다. 장력 침투계를 이용하여 침투과정 중 대공극의 상대적인 중요성을 대공극흐름율과 유효 대공극부피분율을 기준으로 평가하였다. 체계적인 공간적 분석을 하기위해 대상사면의 수치지형도를 구하여 등지형지수지도를 기준으로 실험 지점을 선정하였다. 토양의 물리적 특성은 공간적으로 고르게 분포되어 있었지만 흐름선이 원두부로 접근하고, 기여사면 면적이 증가할수록 대공극흐름율과 유효대공극부피분율이 증가하는 경향을 보였다. 이는 대공극형성요인 중에 지중침식, 생물학적 활동, 수리적 환경, 토양층의 발달 및 기반암의 구조의 영향으로 생각된다. 본 연구의 결과는 광릉 산림과 같은 복잡 경관에서 강우사상에 따른 토양수분의 공간분포 및 이송, 유출과정이 물순환에 미치는 영향을 이해하고 정량화할 수 있는 자료 기반을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.777-785
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• 1997

이 연구는 강우시 산지사면의토양체와 대공극에서 발생하는 지표하 호우류를 구분하여 측정한 후 이들의 수문학적 특성을 밝히고자 수행하였다. 측정 시설은 미국 Georgia 주에 위치한 지질국 산하 Panola 시험유역의 상류 산지사면에 약 20m 길이의 조사구를 암반 깊이까지 파고 2m 간격으로 집수구를 설치하였다. 대공극류는 조사구 토양단면에 있는 13개의 대공극 중 유출이 발생한 6개의 대공극에 집수통을 설치하여 측정하였다. 1996년 3월 6일부터 7일까지 95.5mm의 강우가 내렸으며 이 때 발생한 대공극류와 기질류를 측정하여 분석하였다. 대공국류는 기질류보다 약 10시간 앞서 첨두유출이 발생하므로 유역의 첨두유출을 형성하는데 보다 큰 영향을 미쳤다. 강우가 종료된 후 대공극류는 약 12시간 이내에 멈춘 반면 기질류는 약 3일 이상 지속되어 감수부를 형성하는데 보다 큰 영향을 미쳤다. 기질루와 대공극류의유출량은 집수구에 따라 최대 8,655.3$\ell$에서 최초 17.8$\ell$로 공간적 변이가 매우 크게 나타났으며 이 변이는 지표 지형보다 기반암 표면의 지형과 밀접한 관계가 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.71.1-71.1
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• 2010

고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)은 셀 내의 물 관리에 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 다공성 기제(GDBL) 위에 미세기공층(MPL)을 코팅한 2층 구조의 기체확산층이 사용되는데, 이 미세기공층은 카본파우더와 테프론의 혼합물로 이루어져 있으며 촉매층에서 발생한 물을 셀 밖으로 빠르게 배출하는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 다양한 기공분포를 갖는 미세기공층을 제조하여 고분자 전해질 연료전지 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 미세기공층 슬러리내에 암모늄염 계열의 기공형성제를 혼합하여 다공성 기제 위에 코팅한 후 다양한 온도조건에서 건조함에 따라 기공분포가 다른 미세기공층을 제조하였다. 이렇게 제조된 미세기공층의 물성은 수은기공도계, FE-SEM, 자체적으로 제조한 기체투과도 측정 장치를 사용하여 측정하였으며, 단위 전지 성능 측정은 두 개의 가습조건(RH100%, RH50%)에서 실시하였다. 기공분포 측정결과 건조온도가 높은 미세기공층은 건조온도가 낮은 미세기공층에 비해 직경이 1,000 - 20,000 nm 인 대공극(macropore)의 수가 많지만, 직경이 100 nm 이하의 미세공 (micropore)의 수가 적은 것을 확인하였다. 전지성능 측정 결과 고가습 조건 (RH100%)에서는 미세공 (micropore)이 발달한 미세기공층을 포함한 기체확산층을 사용한 경우 가장 우수한 성능을 보여고, 저가습 조건 (RH50%)에서는 대공극 (macropore)이 발달한 미세기공층을 포함한 기체확산층을 사용한 경우 가장 우수한 성능을 나타내었다. 이는 물배출에 유리한 미세공 (micropore)의 성질과 원료 기체의 이동에 유리한 대공극(macropore)의 성질에 의한 것으로 판단된다. 따라서 셀 운전 가습조건에 따라 최적화된 기공구조를 갖는 미세기공층을 사용함으로써 셀 운전 성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.295-306
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• 2002

지표하부에 이중 저류체계를 고려해주는 수정 TOPMODEL을 일반화된 지표하 투수량계수 감소함수와 연결시켰으며, 대공극으로의 수직배수 효과, 지표저류 효과, 토양층 내에서의 상대 저류 부족량에 대한 영향을 검토하기 위해 세가지 형태의 지하수 충전함수를 도입하였다. 이러한 접근은 사면 수문학에 대한 30가지 형태의 모형구조를 제공한다. 개발된 모형들은 설마천 유역의 여러 강우사상에 적용되었다. Monte-carlo 모의를 통한 수행결과는 지수함수적 투수량계수 감소형태가 설마천 유역의 물리적인 수문모의에 적절함을 제시하였고, 대공극 흐름을 표현해 주는 재충전 함수가 일반화시킨 수정 TOPMODEL의 예측적 향상에 기여하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.74-78
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• 1998

경기도 퇴촌에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 굴참나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임반에서 경사도와 년간 강우량 변화에 따른 투수특성을 조사하였다. 3개의 임반의 O, A, B층은 3개 임반 모두 경사도가 낮은 하부사면에서 관찰되었으나 경사도가 높은 산사면이나 수간우가 많은 일부 지역에서는 바로 암반층 또는 풍화층이 나타나는 경향을 보이고 있다. 그러나 잣나무 임반은 유기물 퇴적층과 A층이 낙엽송이나 굴참나무 임반보다 잘 발달되어 O층은 약 5내지 10cm 정도이고 A층 또한 O층 아래로 약 50cm까지 깊게 발달되었다. 낙엽송 임반의 하부사면의 경우 A층의 발달이 약 35cm부터 약60cm 에 이르고 있으나 토성을 구성하는 요소중 직경 2mm 이상의 자갈에 토양입자들이 전체 토양의 40%정도를 차지하고 있다. 이러한 토층분화 특성을 달리하는 임반에서의 투수특성은 표층토에서는 약 5.2cm/hr였고 A층에서는 평균 8.2cm/hr 정도였다. 이는 A층에서의 토성이 주로 자갈로 구성되어 대공극을 이루고 있고 평균 부피수분함량이 약 25%인 점을 감안하면 상대 투수속도에 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 그리고 산지사면의 상부보다 상대투수속도가 증가되는 경향을 볼 수 있는데 이는 상부에서의 토층발달이 제대로 이루어지지 않아 투수속도에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 본 실험의 결과로 추정할 때 지표층에 존재하는 유기물과 토층 분화 정도가 투수에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.602-609
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• 2010

간척지 토양에서 대공극 중간층위의 형성이 가지는 제염 촉진 효과를 구명하기 위하여 석탄바닥재를 대공극층으로 가지는 다층토주 (multi-layered soil column)를 만들어 실내 실험을 수행하였다. 시험토양의 투수성을 조사한 결과, 표토층은 초기 $K_{sat}$ 0.25 cm $hr^{-1}$에서부터 240시간 후 투수가 정지하여 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었고 심토층은 초기부터 투수가 되지 않아 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었다. 표토에 5 $cmol_c\;kg^{-1}$의 석고를 혼합한 다층토주의 $K_{sat}$ 값은 표토 30cm+CBA 20 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.39{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$를 나타내었고, 표토 30cm+CBA 30 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.31{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$을 나타내었다. 반면 대공극층을 가지지 않은 표토 30cm+ 심토 20 cm 토주는 $K_{sat}$ $0.64{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$로 매우 낮은 값을 나타내었다. 다층토주 용출액의 EC가 1 dS $m^{-1}$ 이하로 감소한 시간은 대공극 중간층을 가진 토주가 대공극층이 없는 토주 (표토 30 cm+심토 20 cm)에 비해 크게 짧았다. 다층토주 용출액의 양이온 농도는 심토층을 가진 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>K^+>Ca^{2+}$ 순으로 높았고, 심토층이 없는 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>Ca^{2+}>K^+$순으로 높았다. 다층토주의 이온용출 후 표토의 화학성은 모든 토주에서 EC가 0.31 dS $m^{-1}$ 이하로 감소하여 시험전의 33.9 dS $m^{-1}$에 비해 99% 이상 저하되었다. 토양의 치환성 Na는 0.1~0.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험전에 비해 95~96% 감소하였고, 반면 치환성 Ca는 2.56~2.96 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험 전 대비 98~129% 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권4호
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• pp.239-248
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• 2009

본 실험은 지하수에 포함된 중금속을 제거하기 위한 투수성반응벽체를 개발하기 위하여 대공극 형성물질로 분쇄한 폐지와 식물섬유를 그리고 구조형성소재로 Na와 Ca-벤토나이트를 사용하여 소성 후 소성된 소재의 표면 구조와 공극발달 특성을 조사하였다. 그러나 소성은 중금속 제거율을 급격히 감소시키는 양이온교환용량에 영향을 미치므로 2:1 점토광물 중에서 양이온교환용량이 큰 점토광물과 일반 산업물질을 소재를 선정하였다. 연구 결과는 살펴보면 소성온도가 증가함에 따라 소성에 사용된 소재의 기존 CEC의 10 % 이하로 급격히 감소되는 경향을 보여주었다. 일축 압축 시험 결과 처리간 용적밀도는 큰 차이가 없었지만 Na와 Ca-벤토나이트를 소성소재 모두 폐지가 5 % 정도 처리하였을 때 압축강도가 가장 높은 것으로 나타났다. 그리고 소성온도와 기간 모두 공극 형성에 영향을 미친 것으로 조사되었다. 이러한 연구 결과로부터 다공체 내에 형성된 공극은 수분 투수 특성과 중금속 제거에 모두 영향을 미칠 것이라 추정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.