• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.292-292
• /
• 2017

하천에서 주로 부유사의 형태로 이송되는 유사는 크게 점착성 유사와 비점착성 유사로 구분된다. 입자의 크기가 약 $63{\mu}m$이하인 유사는 입자 표면의 전자기적 점착력의 영향이 우세하여 유사입자들은 지속적인 응집현상을 겪는다. 응집 현상을 통해 유사의 가장 단위인 일차입자(Primary Particle)들은 하나의 커다란 덩어리인 플럭(Floc)을 형성한다. 응집현상이 중요한 이유는 형성된 플럭의 크기 및 밀도가 끊임없이 변화하는 데 있다. 크기와 밀도의 지속적인 변화로 인하여 유사의 부유에 직접적으로 관계하는 침강속도가 변화한다. 우리나라의 금강 및 낙동강의 하구는 점착성 유사가 지배적인 환경으로, 하구에서의 유사 이동을 살펴보기 위해서는 흐름 방향 및 연직방향으로의 흐름 특성(Hydrodynamics)변화와 응집 모형을 통한 응집 현상의 고려가 필수적이다. 이에따라, 본 연구에서는 흐름 방향 및 연직방향으로의 2차원 점착성 유사 이동모형에 관한 개념적 틀(Framework)을 제시한다. 2차원 점착성 유사 이동 모형의 개념적 틀은 기존의 1차원 연직 점착성 유사 이동 모형을 근간으로 한다. 모형에서 흐름을 구성하는 지배 방정식은 오일러-오일러 이상방정식(Eulerian-Eulerian Two-Phase Equation)을 통해 얻는다. 유사상(Sediment Phase, Dispersed Phase)와 유체상(Fluid Phase, Continuous Phase)는 혼합물 이론(Mxiture Theory)를 통해 하나의 혼합물 상(Mixture Phase)의 지배방정식으로 대표된다. 난류의 계산은 와점성 모형 중 -${\varepsilon}$모형을 통해 수행되며, 부유사의 농도는 유사의 이송-확산 방정식을 통해 모의된다. 입력된 흐름 조건을 따라 초기 흐름이 모의되면, 유체 내에서 시간에 따른 플럭의 크기가 계산된다. 플럭의 크기가 계산되는 과정에서 밀도와 침강 속도가 계산되며, 그 이후에 유체 내 유사의 농도가 계산된다. 난류 모의가 수행되고 난 이후에, 유속이 재계산 된다. 이러한 과정을 통해 흐름 방향 및 연직 방향으로의 유사 이동 모의가 가능한 2차원 점착성 유사 이동 모형이 개발될 수 있을 것이라고 생각된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.505-509
• /
• 2012

본 연구의 목적은 천해 환경에서의 파형이 점착성 유사의 이동량에 미치는 영향을 살펴보는 것이다. 이를 위하여 이상적인 진동흐름(Oscillatory Flow)을 가정하고 점착성 유사의 이동에 적합한 1DV 모형을 적용하였다. 이상적인 진동흐름을 가정할 때는 다양한 파형을 고려하기 위해 왜곡되거나 비대칭적인 조건을 적용하였다. 크기와 밀도가 변화하는 점착성 유사의 응집현상을 고려하기 위해 기존에 개발된 응집현상 모형을 1DV 모형에 결합하였다. 2차 스토크스파 조건을 모사하기 위해 왜곡된 진동흐름, 톱니파를 모사하기 위해 비대칭 진동흐름 조건을 선택하였다. 수치모의 결과, 왜곡된 진동흐름 조건에서의 점착성 유사 이동량은 흐름의 왜곡도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면 가는 비점착성 유상의 경우는 왜곡도와 주목할 만한 관계를 보이지 않았다. 비대칭 진동흐름의 경우는 점착성 유사와 비점착성 유사가 서로 다른 방향을 나타내었다. 앞쪽으로 기운 비대칭 진동흐름 조건에서 점착성 유사의 이동량이 뒤쪽 방향으로 발생하는 반면 비점착성 유사는 흐름이 기운 방향과 동일한 방향으로 유사량을 나타내었다. 이러한 현상의 원인으로는 Phase-lag 효과가 고려되었다. 유사의 침강속도와 농도 프로파일의 변화, 물의 유동 조건 등은 복합적인 상호작용을 통해 Phase-lag 효과를 강화시키고 점착성 유사와 비점착성 유사의 이동량이 서로 다른 특성을 나타내게 하는 것으로 고려된다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
• /
• 1999.10a
• /
• pp.191-193
• /
• 1999

닫힌 반응기 내부에 부유하는 에어로졸 입자들의 크기분포는 응집, 응축, 확산에 의한 침착, 중력침강 및 누출과 같은 여러 기작들에 의해 변화한다. 특히 확산 및 중력침강에 의해 일어나는 입자의 침착(deposition)은 에어로졸 측정기기의 오차분석, 호흡기내부의 미세입자 침착, 건물내부의 입자상 물질의 농도 및 크기분포 변화 등 여러 응용분야에 관련되는 중요한 기작이다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.39-46
• /
• 1998

This study presents a numerical model that can simulate changes of particle size distribution (PSD) of PCB-contaminated coastal sediments. The developed model has one spatial dimension including sedimentation and vortical dispersion as well as coagulation. The reason for considering the vortical transport mechanisms is to calculate residence time of the particles. Using the model and Initial PSD data based on actual coastal sediments contaminated with PCBs, this study shows results of model simulations. Within 48 hours of the simulation time, the PSD changed significantly and the particles were removed from water in different rates between different particle sizes. It also shows that coagulation can act an important role in this process. The model may be useful in assessing the range of resuspended sediments that can pollute neighboring areas during environmental remediation projects such as dredging.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.192-200
• /
• 2002

There is a volume change between the sediments and the dredged materials because the dredged materials is fully disturbed by the dredger and settled in the basin from the stabilized condition. The volume of the dredged materials is also affected by the coagulants and flocculants (hereafter C & F) which was used to speed up the settling of the suspended solids. In this study, the volume change of the dredged materials is analysed in detail due to the injection amount of the C & F. The dredged materials were sampled in the lagoon located in the East coastal zone, and the volume change of the samples is quantitatively analysed by the laboratory test due to the change of the clay content and the amount of the C & F. The optimal amounts of the C & F is determined by showing the minimal volume change due to C & F injection. From the experimental results, the volume of the dredged materials is increased 1.68 times on an average and the volume change rate is slightly increased, i.e., negligible, as the clay content increase in the case of the C & F injection.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.246-246
• /
• 2019

점착성 유사는 비점착성 유사보다 작은 입자 크기를 가지며 전자기적 점착력에 의해 연속적인 응집과 파괴의 과정인 응집현상을 겪는다. 응집현상에 의해 생긴 유사 덩어리를 플럭(Floc)이라고 하며 유사의 응집현상은 점착성 유사가 가지는 입자 크기, 침강속도, 밀도를 변화시킨다. 유사의 이동은 크기, 침강속도, 밀도에 영향을 받는다. 따라서 점착성 유사의 여러 특성에 관여하는 입자의 크기에 대한 충분한 이해는 점착성 유사의 이동을 파악하는 데에 필수적이다. 본 연구에서는 점착성 유사의 여러 특성 중, 입자 크기 분포에 대한 특성을 분석하는 것을 수행하였다. 일반적으로 점착성 유사의 연구에서 입도 분포는 Log-normal 분포로 가정하여 사용되고 있다. 그러나 그 적합성에 대해서는 검증된 바가 없다. 따라서 과거 연구에서 조사된 점착성 유사의 입도 분포 자료를 현장에서 측정된 자료와 실험실에서 측정된 자료로 나누어 수집한 후, 표본에 통계학적인 방법인 적합도 검정을 사용하여 실제 어떠한 분포를 모사하는지 살펴보았다. 적합도 검정은 Kolmogorov- Smirnov (K-S)검정을 이용하였으며 K-S 검정의 결과가 유의수준 5%를 통과하는 경우 가정된 분포가 실제 표본을 잘 모사하는 것으로 판단하였다. 적합도 검정 결과, 점착성 유사의 입도 분포는 현장 실험과 실험실 실험에서 다른 특징을 나타내었다. 현장 실험의 경우 입도 분포의 형태가 지수 분포의 형태를 나타내는 경우가 많았으며 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 실험실 실험의 입도 분포는 일반적인 양의 왜곡도를 가지는 분포를 그렸으며 GEV 분포와 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 두 경우 모두 Log-normal 분포가 적합하다고 판단되는 경우는 많지 않았다. 그러나 Log-normal 분포에 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 분포로 모사한 경우 유의수준 5%를 통과하는 경우가 크게 증가하였다. 향후에는 점착성 유사의 입도 분포를 모사하고 사용함에 있어 Log-normal 분포를 무조건적으로 이용하는 것은 지양해야할 것으로 판단된다. 2 매개변수의 분포를 점착성 유사의 입도분포로 사용할 경우, Gamma 분포를 추천하며, 기존에 사용되던 Log-normal 분포를 사용할 경우 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 Log-normal 분포를 이용할 것을 추천한다. 또한 점착성 유사의 입도를 모사하는 분포를 개발하여 사용한다면 점착성 유사의 이동과 특성을 연구할 때 가장 중요한 크기 특성에 대한 많은 정보를 제공할 수 있다고 판단된다.

• Clean Technology
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

In this study, the performance of Aluminium foil etching waste(PWF100) as a cohesive agent was estimated and the methods to commercialize it were investigated through comparison of physical properties between Aluminium foil etching waste(PWF100) and commercial cohesive agent(PAC17). The height of sediment bed was measured according ot the change of the concentration of BKN-100, BKR-110, and BKR-120 prepared by using PWF100. When the concentrations of BKN-100, BKR-110, and BKR-120 were increased, the heights of sediment bed were constant after decreased. Also, the density of sediment bed was investigated according to the change of the concentration of BKN-100. When the concentrations of BKN-100 were increased, the densities of sediment bed were decreased. In addition, based on the concentration of BKN-100, BKR-110, and BKR-120, the sediment rate was experimented. When the concentrations of BKN-100, BKR-110, and BKR-120 were increased, sediment rates were rapid and then slow. Moreover, the volumes of sediment bed were measured according to the change of the concentration of BKN-100. According to increasing the concentrations of BKN-100, the required time for getting to the minimum volume of sedment bed were reduced and then increased. Lastly, the required time for sedimentation based on the concentration of BKN-100, BKR-110, and BKR-120 was investigated. When the concentrations of BKN-100, BKR-110, and BKR-120 were increased, the required times for sedimentation were increased after decreased. From these results, it can be concluded that the PWF100 acts as a cohesive agent.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.26-33
• /
• 1999

Coastal sediments in polluted areas adsorb many hydrophobic pollutants such as PCBs. During environmental remediation projects like dredging, they can be resuspended and transported to less polluted areas. To assess the environmental impact, the author previously developed a mathematical model that can simulate the changes of particle size distribution (PSD) due to sedimentation, vortical dispersion and coagulation. In this research, the simulation results using this model were presented in conjunction with observed PSDs from a 2-m settling column simulating coastal environments. The simulations showed that the model predictions were in fairly good agreement with the observed data (changes of PSDs in terms of depths and times), and that the resuspended sediments coagulated during the vertical transport. So, this study showed that the developed model has a good ability to describe the very complicated phenomena of real aggregation and vortical transport dynamics of coastal sediments with various particle sizes.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.257-264
• /
• 2003

Bulking change between sediments and dredged soils occurs when dredged soils are fully disturbed by dredging process and settled down to stabilized conditions in the basin. Bulking of dredged soils are affected by chemical injection, coagulant and flocculant, to speed up settling process of the suspended solids. In this paper, bulking changes of dredged soils are investigated by experimental works regarding injection effects of the coagulant and flocculant. Dredged sediments were sampled in the lagoon located at the East Coast, and the bulking change of dredged soils is quantitatively analysed by changing the clay content and the amount of the coagulant and flocculant. The optimal amounts of the coagulant and flocculant are determined based on minimal bulking change due to coagulant and flocculant injection. From the experimental results, the bulking of dredged soils increased 1.69 times on the average and the bulking change rate slightly increased as clay content increasea due to injection of the coagulant and flocculant.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.331-335
• /
• 2011

흔히 진흙으로 불리는 점착성 유사는 모래 등의 비점착성 유사와는 다른 특성을 보인다. 가장 큰 특징은 점착력에 의해 서로 엉겨 붙어 큰 덩어리(플럭)를 형성하고 다시 큰 플럭이 파괴되는 과정인 응집현상(Flocculation Process)을 보인다는 것이다. 이 응집현상의 과정을 통해 플럭은 크기 및 밀도를 지속적으로 변화시킨다. 크기 및 밀도의 변화는 플럭의 침강속도를 변화시켜 점착성 유사의 부유, 퇴적, 이송, 확산의 과정에 직접적인 영향을 미친다. 응집현상은 플럭의 침강속도 뿐 아니라 부피농도와 질량농도 사이의 비선형적 관계를 야기하여 흐름 운동량 방정식 유도, 난류의 모형화 등에서도 비점착성 유사와 다른 방향으로 진행된다. 점착성 유사가 우세한 지역의 또 다른 특성은 자기하중에 의한 압밀현상에 따라 발생하는 가변적인 한계소류력이다. 따라서 점착성 유사의 이동을 모형화 하는 과정에서는 가변적인 침식율의 가정 등을 통해 이에 대한 고려가 반드시 이루어져야 한다. 흐름의 운동량 방정식 및 난류 모형에서는 플럭의 부피 농도와 질량농도가 각 항의 물리적 의미에 부합하도록 개별적으로 선택 및 적용되어야 질량보존의 문제 등으로 발생할 수 있는 계산상의 오류를 배제할 수 있다. 적용 결과, 점착성 유사가 우세한 지역에서 나타나는 높은 부유 및 흐름정체기에서의 부유사 존재 등의 특성이 점착성 유사 이동을 위한 모형에서 보다 합리적으로 계산된다는 사실이 확인되었다. 그리고 비점착성 유사에 적합한 이동 모형이 점착성이 우세한 지역에 적용될 경우, 상황에 따라 유사량을 과대 및 과소 산정할 수 있다는 결론이 도출되었다. 조류의 영향이 존재하는 하구부의 경우에는 조류의 형태와 비대칭성에 따라 유사량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 조류의 형태는 주로 하구부의 지형에 의해 결정되므로 준설, 매립, 확폭 등과 같은 하구부에서의 사업이 진행되는 경우, 유사량 변화에 대한 고려가 반드시 이루어져야 할 것으로 판단된다.