• 제목/요약/키워드: 수리화학

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DECOVALEX-2023 Task C 내 Step 0 벤치마크 수치해석 연구: OGS-FLAC을 활용한 열-수리-역학 복합거동 수치해석 (A Numerical Study on the Step 0 Benchmark Test in Task C of DECOVALEX-2023: Simulation for Thermo-Hydro-Mechanical Coupled Behavior by Using OGS-FLAC)

  • 김태현;박찬희;이창수;김진섭
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.610-622
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    • 2021
  • DECOVALEX 프로젝트는 고준위방사성폐기물 처분 시스템에서 발생하는 복잡한 열-수리-역학-화학적(THMC) 복합거동에 대해 수치해석을 통해 보다 더 깊이 이해하기 위해 수행되고 있는 대표적 국제공동 연구이다. 현재 DECOVALEX-2023이 7개 task를 기반으로 진행 중이며, 이 중 Task C는 Mont-Terri 지하연구시설에서 수행된 실규모 정치(FE) 시험을 대상으로 처분시스템 내 THM 복합거동을 모사하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 자체개발 해석 코드인 OGS-FLAC을 활용하여 수치해석 연구를 수행하였다. 수치모델에서는 FE 시험과 같이 일정 출력의 히터를 수평으로 위치시켰으며, 주어진 계측지점에서 압력 분포, 온도 변화, 역학적 변형을 계측하였다. 완충재 내부로 유입되는 유체 흐름은 완충재의 흡입력으로 인해 발생하였으며, 주변 영역에서는 열 팽창 및 열 압력이 지배적으로 작용함을 확인하였다. 해석 결과는 향후 타 참여 그룹 및 실험 결과와 비교 검증을 수행할 계획이다.

고준위방사성폐기물 심층처분을 위한 심부 시추공을 활용한 암반의 지구과학적 조사 (Geoscientific Research of Bedrock for HLW Geological Disposal using Deep Borehole)

  • 천대성;송원경;김유홍;최승범;이성곤;현성필;석희준
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.435-450
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    • 2022
  • 고준위방사성폐기물 심층처분을 위한 단계별 부지선정에 있어 기본조사부터 심부 시추조사를 통해 부지선정에 필요한 요소들을 획득할 예정이다. 터널이나 유류지하저장소 등과 같은 암반구조물의 지반조사와 달리 고준위방사성폐기물 처분과 관련된 지반조사는 매우 깊은 심도까지 수행될 뿐 아니라 높은 수준의 품질관리가 요구된다. 본 보고에서는 심부 지질특성화에 필요한 요소를 획득하기 위해 수행하였던 750 m급 심부 시추경험을 토대로 심부 시추에 대한 방법론과 심부 시추 전, 시추 중, 시추 후 획득하는 지질학, 지구물리학, 수리화학, 수리지질학, 암반공학 등 다학제적 지구과학적 조사에 대한 절차 등에 대해 간략하게 서술하였다. 암반공학분야의 핵심 평가인자 중 현지응력에 대해서는 고준위방사성폐기물 심층처분관련 국외 사례와 국내 사례를 통하여 심도에 따른 응력변화를 고찰하였다.

하구의 통합적 관리를 위한 시스템적 접근: 금강하구해역 사례 (A Systematic Approach for Integrated Management of the Geum River Estuary in Korea)

  • 이창희;김태인;조홍래;류종성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.18-18
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    • 2020
  • 금강하구와 같이 막힌 대형 하구는 근본적으로 복잡한 물리화학적 프로세스와 다양한 이해당사자간의 갈등 때문에 단편적인 접근으로는 관리의 한계가 있을 수밖에 없는 환경이다. 더욱이 하굿둑의 갑문을 열어 하구순환을 복원하는 해수유통 사업은 그 자체가 가지는 환경적 효용성의 확인과 기존 용수이용 체계의 전면적 변화와 관련된 상당한 비용이 요구된다는 면에서 특별한 논란이 되어왔다. 본 연구는 해수유통으로 인한 금강 하구해역의 수리, 수질, 퇴적 및 생태 등 다양한 환경적 변화를 집중적인 현장 조사 및 통합 모델링을 통해 정량적으로 예측하고 이를 지역 이해당사자 논의 체계인 금강하구해역정책협의회에 제공함으로써 해수유통과 연관된 이해당사자 간 갈등을 완화하고 과학적 자료에 근거한 정책결정을 지원하기 위해 수행되었다(과학-정책의 통합). 조사연구는 하굿둑 갑문 개방에 따른 다양한 시나리오별로 해수유통으로 인한 영향을 하구해역(하굿둑의 바다 쪽 해역)과 하구호(하굿둑의 하천 쪽 담수역)에 미치는 영향을 검토하였다(하천-하구호-연안해역의 공간적 통합). 시나리오는 하구해역정책협의회의 요구사항을 반영하여 개발되었고, 시나리오별 영향파악은 수리(조석 및 파랑 포함), 퇴적물 이동 및 수질은 Delft3D모델을, 유역으로부터의 유량 및 오염물질 부하량은 분포형 비점모델인 STREAM을, 김양식과 이매패류 생산량을 추정하는 생태모델은 통계기반의 포인트 모델을 통해 이루어졌다(수리-퇴적-수질-생태계 모델의 통합). 시나리오 분석결과, 상시 해수유통을 제외한 대부분의 하굿둑 부분 개방 시나리오에서는 하구해역에 미치는 영향이 제한적으로 나타나는 것으로 예측되었다. 이는 하굿둑 부분 개방에 따른 담수방류량 및 이에 대응하는 해수의 유동패턴이 현재와 크게 달라지지 않음을 반영한다. 반면 하구호에 대한 영향은 하구해역에 비해 하굿둑 갑문 운영시나리오에 따라 상대적으로 민감하게 변화되는 것으로 예측되었다. 갑문의 부분 개방을 통해 하구호의 수위를 현재 대비 5cm~50cm 변화시켰을 때 1psu 염분의 저층에서의 침투거리는 하굿둑 상류 6km~18km 정도로 예측되었고 갑문 개방에 의해 염분 침투 거리의 조절이 가능할 것으로 나타났다. 단, 사용된 통합모델은 수년간의 검보정 과정을 반복적으로 수행하여 예측의 정확도를 지속적으로 개선하였지만, 모델운영 자체의 불확실성을 고려할 때 실제 해수유통을 위해서는 시범개방을 통해 모델 예측의 결과를 확인할 필요가 있다.

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한국 서식 흰개미의 유인물질로서 이산화탄소(CO2)의 적용 가능성 (Applicability of Carbon Dioxide as an Attractant for Termites in Republic of Korea)

  • 김태헌;이만희;이현주;정용재
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제62권3호
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    • pp.171-182
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    • 2023
  • 한국의 목조건축문화유산은 상당수가 산림에 인접하여 흰개미에 의한 피해에 취약하다. 국내 흰개미 방제법은 살충제 접촉을 통한 화학적 방제법이 주로 이용되며, 방제 기간을 단축하기 위해서는 흰개미를 빠르게 약제까지 유인시킬 방법이 필요하다. 본 연구에서는 한국 서식 흰개미에 대한 유인물질로 이산화탄소를 선정하여 유인여부 및 적절한 유인농도를 탐색하였으며, 지중 환경에서의 유인효력 기초평가를 진행하였다. 평가를 통해 흰개미에 대한 이산화탄소의 유인 효과를 확인하였으며, 이산화탄소 농도 10% 이하의 유효한 범위를 선정하였다. 또한 지중에서의 유인 효과를 확인함으로써 지중 환경에서의 적용 가능성을 파악하였다. 향후 현장에서 이산화탄소의 적용방안을 연구함으로써, 목조건축문화유산의 흰개미 방제 시 개선된 방제 효과를 가질 수 있을 것으로 사료된다.

워터캐비테이션피닝된 동합금의 전기화학적 특성평가 (Electrochmical Characteristics by Water Cavitation Peening of Cu Alloy)

  • 김성종;한민수;김민성
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권8호
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    • pp.1083-1090
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    • 2012
  • 동합금은 내식성이 우수하기 때문에 선박 프로펠러, 펌프 임펠러등 많은 주물재료로 사용되고 있다. 또한 해양구조물 및 대체에너지 산업의 급성장으로 수요가 증가하는 추세이다. 그러나 해수환경에 장시간 노출되어 고속 회전함에 따라 발생되는 침식 및 캐비테이션 손상 때문에 잦은 수리가 요구된다. 이러한 동합금의 내구성을 향상시키기 위해서 표면개질방법의 하나로 워터캐비테이션피닝 기술이 주목받고 있다. 이 기술은 열영향이 없고 환경친화적이며 주물재료에 특히 유용한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 주물재료인 동합금을 증류수 중에서 워터캐비테이션피닝을 다양한 시간 변수로 실시하였고, 이후 이 재료를 해수중에서 전기화학적 방법을 통해 개질된 표면의 내식성을 평가하였다. 그 결과 재료의 내구성도 향상되며, 내식성도 우수하게 나타난 조건은 2분동안 워터캐비테이션피닝을 실시한 경우였다.

경기도 일죽지역 천부지하수의 질산성 질소 오염특성

  • 김연태;신우식;우남칠;이상모
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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    • pp.215-218
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    • 2002
  • 전형적인 농촌지역 지하수의 질산성 질소 오염현상에 대하여 오염원 규명, 지하수 오염범위와 오염도 파악을 위하여 이 연구를 수행하였다. 연구지역은 대규모 축사가 곳곳에 위치한 축산단지 인근지역이며, 벼농사와 포도재배가 이루어지고 있다. 이 지역의 수리화학적 특성을 밝히기 위하여 지하수파 지표수 시료를 채취하여 화학분석을 수행한 결과, 1차 17지점, 2차 22지점에서 채취한 지하수 시료 중 32~42%에서 질산성 질소 성분이 음용수질 기준(10 mg/L)을 ,초과하였으며, 77%에 해당하는 지점이 인위적 오염물질의 유입가능성이 있는 것(3 mg/L 초과)으로 나타났다. 질소 동위원소($\delta$$^{15}$ N-NO$_3$) 분석 결과에 의하면, 질산성 질소 성분은 대부분 축산폐수 기원임이 밝혀졌다. 현재 축사가 운영되고 있는 지역 뿐 만이 아니라 폐축사가 위치한 지역에서도 질산성 질소 오염이 나타나 축사가 천부지하수질에 오랜 기간동안 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다.

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팔당호 수질의 미생물학 및 화학적 분석 (Microbiological and Chemical Analyses of Paldang Lake Water)

  • 김상진
    • 미생물학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.85-92
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    • 1993
  • 팔당호의 부영양화 진행과 오염특징을 관찰하기 위해 1986년 7월 부터 1987년 6월까지 팔당호수질의 미생물학적 화학적 분석을 실시하였다. 팔당호 수질의 투명도와 엽록소-a 의 양은 각각 0.5~3 m, 3~17 ${\mu}gI^{-1}$ 의 분포를 보였고 용존산소 및 생화학적 산소요구량은 각각 7~12 ppm, 약 0.5~2.3 ppm 사이에서 변화를 나타냈다. 팔당호 종속영양세균의 계절적 분포는 수층의 경우 $3.0{\times}10^{3}-5.0{\times}10^{5}/ml$, 최적토의 경우 $2{\times}10^{6}-1{\times}10^{8}/g$ dry sediment 의 범위를 나타냈다. 수리학적 체류시간이 약 5일 정도로 매우 짧은 팔당호의 경우 물의 유동과 상류수 수질이 호소내수질은 결정짓는 중요한 요인 중 하나로 사료된다. 호소수질 영양상태 기준에 의하면 팔당호의 수질은 중영양 상태에서 부영양 상태입을 나타내었다. 또한 대장균 분포 결과는 이와 같은 팔당호의 오염이 주변 지역의 인간 활동에 기인되로 있다는 것을 시사하고 있으며 이에 대한 향후 대책이 요구된다.

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수리계획법을 활용한 방재자원 배치 최적화: AED 배치 사례 (Mathematical Programming and Optimization of the Resource Allocation and Deployment for Disaster Response : AED case study)

  • 황성은;이나경;장동국;신동일
    • 한국가스학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.53-58
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    • 2021
  • 노년층뿐만 아니라 청년층에 속하는 성인들 사이에서도 병원 외 심장정지(OHCA)를 겪는 심장질환자의 수가 증가하고 있다. 자동심장충격기(AED)는 병원 외 심장정지 환자의 생존율을 개선하는 데 있어 긴요하다. 심장정지 생존율은 제세동 시간에 대하여 지수적으로 감소(decline exponentially)하는 것으로 밝혀졌으나, 자동심장충격기의 최적 배치에 있어 심장정지 생존율의 이러한 특성을 반영한 국내 연구가 미미한 상황이다. 본 연구에서는 자동심장충격기의 최적 입지를 결정하기 위하여 exponential decay coverage 함수를 갖는 최대 gradual coverage 입지 모델에 대하여 고찰하였다. exponential decay coverage 함수는 심장정지 환자의 생존율에 대한 과다추정을 완화한다. 향후 시뮬레이션을 통하여 랜덤한 행인 위치 및 이동을 반영함으로써 행인의 심정지 대응에 있어 창발적인(emergent) 특징을 식별할 수 있는 시설 입지 모델이 개발될 것으로 예측된다.

국내 문화재 생물피해 방제의 현황과 과제 (Current status and issues on prevention from the biological damage of cultural property)

  • 최유리;강대일
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제48권3호
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    • pp.138-153
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    • 2015
  • 국내 문화재 생물피해 방제는 일반적으로 농약에서 유래한 화학적 약제를 사용한 충해 방제법이 적용되어 왔다. 그러나 인체와 환경에 대한 유해성 문제로 인해 Methyl oxide의 사용이 금지되는 등 화학적 약제의 사용이 점차 지양되고 있다. 이에 새로운 대체 약제의 탐색과 온도(고온 저온)처리, 저산소 처리, 이산화탄소 처리, 방사선 처리 등의 물리적 처리법에 대한 관심과 연구가 지속되었으나 현재까지 현실적인 평가 기준과 적용 방안이 정립되지 않은 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 1980년대 이후 국내 문화재 생물피해 방제법의 연혁과 현황을 정리하고 그간의 연구를 통한 대체약제 및 기술의 특징과 한계를 검토하여, 국내 문화재 생물피해 방제의 현황과 나아갈 방향을 고찰하였다.

토양 특성을 이용한 토양유기탄소저장량 산정 (Estimation of Soil Organic Carbon Storage Using Soil Characteristics)

  • 이태화;김상우;천범석;정영훈;신용철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.196-196
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    • 2020
  • 토양은 육상생태계에 있어 가장 많은 탄소를 저장하고 있으며, 대기 중 CO2를 토양탄소로 전환하여 쉽게 방출되지 않고 토양 내에 저장하는 역할을 한다. 이렇듯 토양 유기탄소 배출관리는 기후변화에 있어 중요한 문제로 대두되고 있다. 하지만 토지이용의 변화와 무분별한 관리로 인하여 토양내에 저장되어 있는 토양 탄소배출이 지속적으로 증가 하고 있다. 따라서 토양탄소 배출로 인한 경제적 피해를 수치적으로 표현하는 가치평가가 필요하다. 현재 토양에 저장된 토양유기탄소 함량을 토양통별로 토양정보시스템에서 제공하고 있지만 국내 토양 토양탄소 저장량의 산정에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 토양 특성을 이용하여 토양 유기탄소 저장량을 산정하고, 산정된 토양 유기탄소 저장량과 정밀토양도를 이용하여 남한의 토양 유기탄소 가치평가를 실시하였다. 토양의 특성은 물리적 특성인 모래(Sand), 이토(Silt), 점토(Clay), 자갈(Gravel)함량과 화학적 특성인 유기물함량(Organic Matter)를 사용하였다. 토양 유기탄소저장량 산정의 검증을 위하여 전라남도 진도군의 토양유기탄소 저장량을 산정한 결과 486,696t으로, 선행연구와 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 검증 결과를 바탕으로 남한의 토양 유기탄소 저장량을 산정한 결과 305.54Mt의 유기탄소가 저장된 것으로 나타났으며, 단위 면적당 유기탄소 저장량의 경우 3.11kg/㎡으로 나타났다. 또한 2019년 상반기 기준 평균 탄소거래권 가격(27,500원/톤)을 이용하여 우리나라 국토의 토양탄소 저장량 가치평가를 실시한 결과, 약 8조 4천억원의 경제적 가치가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 토양의 물리적·화학적 특성을 이용하여 토양의 유기탄소 저장량을 산정하였으며, 토양에 저장되어 있는 유기탄소의 가치평가를 수행하였다. 본 연구결과는 농업, 수문, 기후변화 등 다양한 분야에서 필요로 하는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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