본 연구에서는 해사를 사용한 초기재령 콘크리트의 자기 및 건조 수축의 구속에 의한 균열발생을 재현하기 위해 유한요소 해석을 실시하였다. 이를 위해 미시역학적 관점에서 열역학적 평형관계를 토대로 해사를 사용한 초기재령 콘크리트의 수화발열 모델, 수분이동 모델 및 건조수축 예측 모델 등의 재료 모델을 정립하여 해석알고리즘을 제안하였고 초기재령에서 해사를 사용 한 콘크리트의 자기 및 건조수축의 구속에 의해서 발생하는 구속응력의 경시변화와 그에 따른 균열발생 및 시기에 관한 균열평가를 목적으로 염분 함유량을 변화시킨 콘크리트의 시편에 대하여 일축 방향 변형구속 실험을 실시하였다. 실험결과 초기재령 콘크리트내 염분 함유량의 증가가 강도발현에 큰 영향을 미치지 못하는 반면 건조수축량을 증가시키므로 일축 방향 변형 구속시 동일 재령에서 높은 구속인장력이 발생하고 그로 인해 균열발생시기를 앞당기는 것을 밝혔다. 또한 구속시험과 동일한 조건으로 해사를 사용한 콘크리트 시편에 대한 응력해석을 실시하여 부재내부에 도입된 건조수축 응력 및 균열 발생의 시간 의존적 변화를 재현하여 그 타당성을 실험결과와 비교를 통해 검증하였다.
해상교량은 바다에 노출되기 때문에 많은 경우 본래의 설계수명을 다하지 못하고 조기에 열화된다. 이러한 콘크리트 열화는 다공성인 콘크리트 내부에 염분이 침투함으로써 철근부식을 야기하고, 부식된 철근은 보통 $6{\sim}10$배까지 부피가 팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키고 결국 탈락(박리)으로 이어진다. 이와 같은 철근부식과 균열발생의 가속화는 구조물의 심각한 손상과 궁극적으로 붕괴까지 이어질 수 있다. 따라서 이러한 피해를 막기 위해서는 콘크리트 내 철근부식의 정확한 이해가 필요하며, 부식발생의 정량화에 의한 예측은 물론 적절한 방식법을 적용해야한다. 음극방식법은 비교적 최근에 개발된 철근콘크리트 구조물의 방식법 중 하나이며 요즈음도 해외 여러 나라에서 이에 대한 방식시스템 연구가 활발하다. 본 연구에서는 해상교량이나 항만부두 구조물의 상판부에 대한 예비실험 성격으로 슬랩 시험편(40cm ${\ast}$ 30cm ${\ast}$ 18cm)을 채택하였다. 시험환경은 15% 염분과 온도 $40^{\circ}C$의 가속화된 해양환경이었으며, 시험 기간 동안 주기적인 건습 반복을 실시하였다. 방식시험편은 음극방식 기술의 하나인 Zn-mesh에 의한 희생양극식을 채택하였다. 연구내용으로는 음극방식에 의한 방식성능을 관찰하였으며 신설구조물과 보수구조물에 대한 방식 효과를 비교하였다.
새만금유역의 동진강유역에 위치한 동진강제수문은 서해 바닷물 역류에 따른 농경지의 염분피해를 예방하고 고부천과 연계된 부안지역의 농업용수 공급을 위해 설치되었다. 동진제수문은 그간 정읍시 신태인읍, 김제시 부량면, 부안군 백산면의 약 770 ha 농경지에 대해 염분피해를 예방하였고 영농과 한발 시에는 부안군 일대 농경지에 농업용수를 공급할 수 있었다. 하지만 새만금 간척사업등 대규모 국토개발로 주변 자연환경이 크게 변화하여 제수문은 염해방지기능을 상실하게 되었고 현재는 농업용수 공급원으로써의 기능만 남아 있다. 현재 동진강제수문은 관개기에 농업용수 취수를 위해 수문을 닫아 본류의 유량을 저류시키고 있으며, 비관개기에도 대부분 제수문을 닫아놓는 형태로 운영되고 있다. 이러한 갑문폐쇄로 인해 하류의 유입유량이 차단되고 상류 체류시간이 증가되어 수질에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 농업용수사용을 위해 저류되어있는 유량을 효율적으로 방류한다면, 외부수자원에 의존하지 않고 유역 내에서 자체적으로 새만금호의 유입량을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 동진강 하류의 수질개선에도 기여할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 동진강제수문의 내용적을 산정하여 용수공급능력을 파악하였고, 새만금유역과 호 내의 복잡한 수체 형상, 유입 및 유출 구조를 반영하는데 적합한 모델을 적용하였다. 재현성이 검토된 모델 결과를 이용하여 새만금호의 유입부인 동진강 하류의 수질을 모의하였으며, 구성한 모형의 결과와 용수공급능력을 바탕으로 동진강제수문에서의 방류조건을 가정하여 모의를 수행하였다. 방류조건별 수질개선효과를 살펴보면, Scenario 3 > Scenario 2 > Scenario 1의 순서로 수질개선율이 크게 나타났다. 동진강제수문에서의 방류량이 증가할수록 하류의 농도가 점차 감소하는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 동진강제수문의 방류량으로 인해 유황이 개선되고 호 내 오염부하농도가 감소하는 것으로 판단된다. 따라서 농업용수 필요량을 제외한 유량을 하류의 환경유지용수로 확보하고 이를 수질관리취약 시기에 탄력적으로 방류하여 정체수역의 수질오염을 감소시키고 목표수질을 만족하도록 운영되어야 할 것으로 판단된다.
참다슬기 아가미 조직으로부터 heat shock protein 70 유전자를 분리·동정하였다. 참다슬기 HSP70 cDNA의 open reading frame (ORF)는 1,917 bp로 639개의 아미노산을 암호화하여 분자량은 약 70 kDa으로 예측되었다. 생물정보학 배열분석에 의해 HSP 유전자 기능과 관여되어 있는 3가지 주요 signature motifs와 보존된 도메인을 확인하였다. 계통학적 분석을 통하여 참다슬기 HSP70 유전자는 왕우렁이 Pomacea canaliculate와 같은 클러스트에 포함된다는 사실을 확인하였다. 수온 및 염분 변화에 따라, 참다슬기 HSP70 mRNA 유전자 레벨은 유의적으로 증가하였으며(p < 0.05), 이는 외부자극요인을 파악할 있는 분자생물학적 마커로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
황해에 투하된 기상청 무인해양관측기기인 Array for Real-time Geostrophic Oceanography(ARGO) 플로트 12기 중 황해 중앙부에서 약 10개월간 자율적으로 이동하며 2일 주기로 심도별 수온, 염분을 측정한 1개의 플로트를 대상으로 수온, 염분과 수중음속의 시계열 변화를 관찰하였다. 그 결과 동계 표층음파통로가 전체심도에 걸쳐 형성 후 수온약층이 발달되는 4월부터 그 두께가 축소하면서 수중음파통로가 형성됨을 알 수 있었다. 또한, 표층음파통로가 지속되는 중 단기간 형성된 수온역전의 영향으로 음파통로에서의 음선경로가 수온역전이 발생하지 않을 때 보다 해수면 반사가 증가되어 나타났다. 천해에서 성공적으로 자료를 수집한 ARGO 플로트의 운용사례를 바탕으로 장기간 관측이 가능한 무인 플랫폼을 황해 중앙부에 집중 운용하여 주변 환경요소를 포함한 수온역전 및 음파통로의 규모변화를 관찰한다면 음파전달 손실 예측이 용이할 것으로 기대된다.
세계 5대 갯벌해역으로 유명한 한국 서해 경기만의 기후변화 영향을 파악하고, 기후변화 영향을 최소화하기 위한 적응방안 연구하였다. 경기만의 기후변화 영향으로 2100년에 수온은 1.2 ℃ 증가하고, 염분이 1.1 PSU 감소하며, 해수면은 35.2 cm 상승하는 것으로 예측되었다. 또한 해수면 상승의 효과로 150.5 km2의 해안지역이 침수될 것으로 예상되었다. 기후변화로 인한 경기만 생태환경 영향을 최소화하기 위한 적응대책으로는 1) 경기만 자체 자연환경의 적응능력 유지를 위한 지원, 2) 생물 서식지 확보를 위한 인간 활동 조정 등 두가지 방안이 제시되었다.
해안도로에 건설되는 콘크리트 포장체는 염해의 영향을 받는다. 또한 해안도로의 기초가 되는 지반은 약 5%가 연약지반으로 이루어져 있으며, 이에 대해 적절한 처리가 이루어지지 않으면 시간이 지남에 따라 침하가 발생하여 포장체에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다. 연약지반의 장기적 거동에 의한 부등침하로 콘크리트 포장체에 균열이 발생할 경우, 염분의 침투 및 포장체내로의 확산이 가속되어 균열을 더욱 심화시키는 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 이와 같이 포장체와 하부지반의 상호 유기적인 관계를 규명하고 부정적 영향의 정도를 예측함으로써 해안도로의 건전성 및 공용성을 확보를 위한 근간을 제공하고자 한다.
본 연구의 목적은 새만금해역에서 방조제 축조에 따른 토사의 이동형태변화와 토사 확산을 알아보는 데 있다. 유동은 조석잔차류와 관측된 바람, 수온, 염분자료를 이용하여 계산되었다. 유동에 의한 토입자의 3차원적 거동은 Euler-Lagrange 방법으로 추적하였다. 방조제 축조에 따른 토사확산 및 이동 형태는 금강 하구 남쪽에서 고군산군도 북쪽에 대부분의 토사를 퇴적시켰다. 이것은 잔차류의 영향으로 판단된다.
본 연구에서는 섬진강 유역에 고시된 하천유지유량의 적정성을 평가하고 하천유지유량이 고시되지 않은 하류 유량상황을 분석하여 물관리의 적정성과 향후 방향성에 대해 논하였다. 섬진강은 본류구간은 2006년 하천유지유량이 고시되었으며, 지류구간에는 2015년에 하천유지유량이 고시되었다. 그러나 섬진강 유역은 고시된 하천유지유량이 다른 수계에 비해 적으며, 상류와 하류의 물 이용에 의한 유량 변동이 큰 특성이 있다. 또한 섬진강은 하구에 하굿둑이 없는 하천으로 하류의 상당 구간에서 조석간만의 차이에 의한 수위와 염분의 변화가 있는 하천이다. 바다의 영향을 받으므로 하류에 순수한 하천유량을 평가하기 위해 하동2지점 유량에 대한 예측과 검증을 수행하였고 다양한 통계특성을 분석하여 유량변동의 양상을 파악하였다. 이를 바탕으로 섬진강 수계 및 하구물관리의 방향성을 제언하고자 한다.
우리나라 간척지 토양의 물리 화학적 특성을 체계적으로 정확히 분석하여, 개발초기 고염도 간척지의 합리적인 제염대책을 수립하기 위한 제염예측기법을 개발하는데 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 전국 대단위 기존 간척지구, 현재 시행중에 있는 간척사업지구 및 간척 예정지구를 대상으로 11개 간척지구에서 채취한 306점의 공시토양을 분석하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 간척사업 준공지구, 시행중지구, 예정지구별 가비중과 진비중의 평균값은 각각 1.30, 1.34, 1.32 및 2.62, 2.64, 2.65이고 전체평균은 1.33 및 2.64로 나타났다. 또한 공극율과 포화도의 평균값은 각각 50.4, 49.3, 50.2% 및 54.7. 57.1, 54.0%이고 전체평균은 49.6% 및 56.3%로 조사되었다. 조사지역의 토성분포는 전체 306개 조사지점중에서 미사토가 약45%, 미사질양토가 약45%, 양토가 약 10%를 차지하고 있으며, 토성이 미사토와 미사질양토인 지역을 합하면 전체의 약 90%에 달하였다. 따라서 우리나라 간척지의 토성은 대부분 미사를 다량으로 함유하고 있는 미사토 또는 미사질양토인 것으로 나타났다. 조사지역 토양의 염분농도는 전체 306개 조사지점중에서 전기전도도(EC) $20{\sim}30dS\;m^{-1}$인 토양이 약 63%, $30{\sim}40dS\;m^{-1}$인 토양이 약 23%의 분포를 보이고 있어 전체의 약 86%정도가 $20{\sim}40dS\;m^{-1}$ 범위내에 있으며, 개발초기 간척지토양의 염분농도를 대략 $20{\sim}40dS\;m^{-1}$ 범위로 볼수 있다고 판단된다. 조사지역 토양의 pH값은 전체적으로 6.5~7.9 범위내에 분포되어 있고, 전체평균값은 7.2로 조사지역별로 큰 차이가 없다. 공시토양의 치환성나트름백분율(ESP)은 38%가 ESP 30~40%, 53%가 ESP 40~50%로 전체의 약 90%이상이 ESP 30~50 % 범위내에 분포되어 있으며, 개발초기 간척지의 치환성나트륨백분율은 대략 30~50%범위내에 있다고 본다. 기존의 관련 실험결과와 본 조사지역 토양의 염분농도(전기전도도), 치환성나트륨백분율 및 pH 등 이화학적성질을 종합해서 분석해 볼 때, 우리나라 간척지토양은 U. S. Salinity Laboratory의 염해토양분류법상 염류알칼리토양에 속한다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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