• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.119-119
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• 2017

기후 온난화로 인하여 빙하의 해빙과 해수의 팽창으로 해수면의 상승 속도는 나날이 증가하고 있다. 우리나라는 2.48mm/yr로 상승하고 있으며, 특히 남해는 2.89mm/yr로 가장 크게 상승하고 있다. 해수면의 상승과 더불어 해수침투 영역 확장을 방지할 수 있는 지하수위 또한 낮아지고 있어 해수침투에 대한 피해를 점차 늘어나고 있다. 해수침투로 인한 피해는 연안지역에서부터 시작하여 점점 영역을 넓혀가고 있다. 해수침투 피해는 직접적으로 토지의 염수화로 지하수의 오염, 농작물의 염수 피해, 주변 생태계의 교란 등으로 나타나고 한 번 염수화가 진행된 지역을 되돌리는 것은 많은 노력과 재화가 들어가게 된다. 이를 방지하기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다. 해수침투 범위가 증가하는 것이 해수면의 상승도 큰 영향을 미치지만, 해수침투 쐐기를 구성하는 담수 지하수위가 낮아지면 더욱 가속화된다. 이에 본 연구에서는 남해안의 여수지역을 SEAWAT으로 구성하여, 현재의 상황을 나타내고 지하수위, 해수면, 지하수 이용량, 함양량 등을 대상으로 선형적인 상승 혹은 하강으로 미래의 상황을 나타내었다. 적용된 시나리오에 지하수위 관리 방안을 적용하여 해수침투 영역 저감 효과에 대해서 분석하였다. 지하수위 관리 방안으로는 지하수위 하강 시기에 지하수 이용량 규제, 도심지에서 LID(Low Impact Development) 시설물 중 침투 증진 시설 보강 등을 이용하였으며, 각각의 시나리오를 통해 해수침투 영역 저감 효과 분석을 실시하였다. 지하수위의 관리는 해수침투에 대한 피해 방지와 더불어 지속가능한 지하수 이용을 위한 정책을 마련하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 보여진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.93-93
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• 2018

최근 기후변화에 따라 우리나라 해수면 상승률은 평균 2.48mm/yr로 가파르게 상승하고 있다. 동해의 해수면 상승률은 2.69mm/yr 로 전세계 평균 해수면 상승률인 2.0mm/yr 보다 높게 나타나 해수면 상승에 의한 해수침투 피해가 증가할 것으로 예상된다. 해수침투로 인해 1차적으로 연안지역의 해수침투 영역이 증가하고, 지하수의 오염, 농작물의 염수 피해, 산업활동의 제약 등 피해 범위가 지역 사회 범위로 점차 증가한다. 한정된 자원에서 해수침투를 예방하고 피해지역을 줄이는 것에는 많은 어려움이 있다. 이를 위해 동해 연안지역의 행정구역을 대상으로 정량적인 분석을 통하여 해수침투에 취약한 지역을 선정하고 대비하는 것이 가장 효율적인 방법이라고 볼 수 있다. 본 연구에서는 해수침투에 영향을 미치는 인자들을 수집하고, 취약지역을 평가하여 분석하였다. 동해 연안의 11개 시 군 행정구역을 대상으로 해수침투에 영향을 미칠 수 있는 인자를 선택하고 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 Re-scale 방법을 이용하여 표준화 하고 엔트로피 방법을 이용하여 산정된 가중치를 각각의 인자에 적용하였다. 산정된 해수침투 취약성 지수는 동해안을 대상으로 하여 각 행정구역에 대한 상대적인 취약성을 나타낸다. 최종적으로 산정된 취약성 지수를 동해안의 행정구역이 도시되어 있는 지도에 나타내어 취약한 지역에 대하여 해수침투 방지 대책 및 시설 보강 계획을 세운다면 해수침투 피해에 효율적인 대처가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.214-220
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• 1999

일반적으로 농산물의 박피작업의 목표는 박피된 농산물이 좋은 품질과 최소의 손실율로서 최대의 박피효율을 가지는 것이다. 밤의 화염박피 경우에는 제 1보 화염박피 특성에서 알 수 있듯이 박피율이 증가하면 화염박피 밤의 품질과 생율로 유통시에는 손실율과 밀접한 관계를 가지는 열침투 깊이도 증가한다. 이러한 열침투 깊이는 화염박피 밤의 사용용도에 따라 다르게 나타난다. 화염박피 밤을 생율로 유통시에는 열침투 부분을 제거해야 하므로 열침투 깊이가 적을수록 손실율이 적게 나타난다. 그러므로 생율로 유통시에는 손실율을 고려하여 열침투 깊이를 선정해야한다. 가공제품의 원료로 사용할 때에는 가공특성에 따라 열침투 깊이를 선정해야 한다. 쨈 등의 원료로 이용시에는 열침투 깊이가 커져도 사용 가능할 것이며, 박피밤 상태에서 당침투가 필요한 마론그랏세 등의 가공제품에서는 열침투 깊이를 제한할 필요가 있다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.134-139
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• 2005

본 연구에서는 조간대에서 유출된 기름의 표착 및 침투과정을 파악하고, 침투된 기름의 해수 침투차단 여부를 검토하는 것을 목적으로 하여 모의 조간대를 이용하여 연구를 수행하였다. 표착된 기름의 침투깊이는 분산유가 가장 낮았으며, 풍화유 그리고 원유의 순서로 깊어지는 경향을 나타냈다. 그리고 기름의 침투는 표착된 기름의 양에 의해 좌우되는 것을 알 수 있었으며, 유출된 기름의 침투는 첫번째 조석에서 거의 대부분 결정되며 그이후에는 거의 변화가 없었다. 침투된 기름은 토양 표층으로부터 2 cm 부분이 가장 농도가 높음을 알았다. 기름의 침투량의 증가와 더불어 해수의 침투량이 감소하였으며, 분산유보다는 원유나 풍화유가 보다 많은 양의 해수를 차단하였다. 따라서 해수의 침투량의 차단이라는 관점에서 볼 때 연안 조간대에서 표착유의 저서생물에 대한 피해는 풍화유나 원유가 분산유보다 클것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.505-508
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• 2008

콘크리트는 다공성 재료로써 타설 직후부터 사용년한 동한 각종 환경에 노출되어 물리적 혹은 화학적인 영향을 받게 된다. 특히, 외부에 존재하는 황산염, 염화물 이온, 이산화탄소 등과 같은 유해성분들은 장기간에 걸쳐 용액 혹은 기체 상태로 콘크리트 내부로 침투되어 콘크리트 구성물들과 물리적 혹은 화학적 상호작용을 일으켜 콘크리트내에 매설된 철근의 부식을 야기 시켜 콘크리트의 내구년한과 내력을 감소시키게 된다. 따라서 철근위치까지 유해한 열화인자가 임계부식량을 초과하는 경우 방청성분을 철근위치까지 확실하게 침투시키는 것이 매우 중요하나, 현재와 같이 콘크리트 표면에 방청제를 도포하여 침투 시키는 기술개발만으로는 철근위치에서의 방청성 확보가 곤란한 실정이다. 본 연구진은 철근위치까지 방청제를 침투시키기 위한 연구개발을 추진하고 있으며, 이를 공학적으로 규명하기 위하여 압력 하에서 콘크리트내로의 수분이동과 같이 방청제에 따른 방청제 침투깊이를 명확히 규명할 필요가 있다. 이를 규명하기 위하여 모르타르를 사용하여 수압에 따른 침투깊이 및 침투량을 측정하여 침투량과 침투 깊이와의 관계 및 가압 시간에 따른 침투 깊이와 침투량을 실험을 통하여 측정하여 침투계수 및 확산계수를 산정하고 가압시간과 수압에 따른 모르타르내에 침투깊이를 예측하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.5-13
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• 2009

최근 지속적이고 건전한 물 관리를 위하여 침투형 우수유출 저감시설이 고려되고 있는 실정이다. 그러나 침투형 우수유출저감시설의 실제 적용에는 많은 문제점에 대한 개선이 필요하다. 본 연구에서는 침투형 우수유출 저감시설에 대한 개선 방법으로 침투-저류 시스템(ISS)을 제안하고, 수리모형 실험에 의해 우수유출 저감효과를 분석하였다. 본 연구에서 새로 제안된 우수유출 저감시설의 침투 특성을 분석하기 위해 다양한 강우 조건과 택지 개발 및 도시화를 고려하기 위해 실제 택지 개발시 이용되는 표면재료를 적용하였다. 본 연구에서는 수리모형 실험결과에 따라, 하부층의 누가 침투량에 의해서 침투-저류 시스템(ISS)은 부가적인 저감효과를 나타냈으며, 강우강도가 증가함에 따라 누가 침투율도 증가하였다. 그러므로 침투-저류 시스템(ISS)은 침투율이 증가하므로 기존 우수유출 저감시설보다 더 효과적으로 나타났다. 이러한 결과는 침투-저류 시스템(ISS)의 우수유출저감시설로써 적용에 대한 타당성을 확보할 수 있으며, 향후 관련 연구가 수행되면 침투-저류시스템(ISS)은 실제 우수유출 저감시설로써 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.255-259
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• 2005

본 연구는 1981-1991년 농업과학기술원 라이시미터에서 수집한 결과를 이용하여 집중강우시 경사지 밭토양의 물유출 특성을 구명하였다. $7\~9$월 집중강우시 토양 침투수나 지표 유거수는 농업지역에서 환경으로 물질이 이동하는 주요 경로이며 특히 경사지 밭토양에서 지표 유거수는 토양유실의 주원인 중 하나이기 때문에 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 강우량, 지표 유거수량, 지하 침투수량 측정 자료 중 호우주의보가 발령되는 일강우량 80mm이상일 때를 대상으로 하여 토성과 경사도에 따른 강우량과 유거수, 침투수의 관계를 분석하였다. 강우량이 적을 때 강우에 대한 침투수와 유거수의 비율은 강우시 표토의 토양수분함량에 많은 영향을 받는다. 이는 표토의 토양수분함량에 따라 유출 또는 침투 발생 유효강우량이 결정되기 때문이다. 강우량이 적을 때의 유거수량과 침투수량을 판단하기 위해 범용토양유실예측공식(Universal soil loss equation, USLE)에서는 0.5 inch 즉, 12.5 mm 이상의 강우를 유출에 대한 유효강우로 가정하고 있으며 많은 모형에서 토양의 침투속도, 포장용수량, 강우시점의 토양수분함량의 함수로 유출 또는 침투 유효강우량을 산정하고 있다. 그러나 강우량이 클 때는 강우에 대한 침투수와 유거수에 비율에 토양수분함량이 미치는 영향이 비교적 적기 때문에 토양의 수분함량에 대한 고려없이 강우와 침투수, 유거수에 대한 관계를 평가하는 것이 가능하였다. 경사도 $10\%$, 경사장 15m, 피복작물 콩인 양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제40권5호
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• pp.140-147
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• 2012

본 연구에서는 우수 유출량을 일정수준 이하로 제어할 수 있는 화단형 침투시설을 개발하여 이의 적정 설계침투량을 산정하고 적용효과를 분석하였다. 침투시설의 설계침투량을 산정하고 성능을 분석하는 것은 지구단위계획과 같은 공간계획에 구체적으로 빗물침투시설을 계획할 경우에 적용 후 효과를 예측하는데 있어 반드시 검토되어야 할 사항이다. 이에 본 연구에서는 한국건설기술연구원 실험동 옆 주차장을 대상으로 본 시설의 단위설계침투량에 변화를 주어 물수지 분석 프로그램을 이용, 유출량 감소효과를 분석하였다. 침투시설의 설계침투량을 $0.1{\sim}3m^3/m^2.day$로 각각 변화를 주어 유출율 변화를 분석한 결과, $1.0m^3/m^2.day$에서 유출량 80%를 침투시키는 것으로 분석되었으며, 이때의 단위설계침투량이 0.0416($m^3/m^2.hr$)이었다. 또한 개발한 시스템을 현장침투실험한 결과, 단위설계침투량이 약 $0.045m^3/m^2.hr$으로 나타났다. 이 값은 시뮬레이션한 단위설계침투량과 유사한 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 경제적인 규모와 환경적 효과를 최대한 고려한 침투량 산정이 가능하였으며, 또한 도시에서의 녹색인프라로서 빗물침투시설을 공간계획에 적용할 때 고려할 수 있는 근거를 마련했다는 데 의의를 갖는다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.75-80
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• 2003

해수 중에는 연안 조간대의 저서생물의 생존에 필수적인 용존산소와 영양염이 풍부하게 내포되어 있기 때문에 해수의 토양침투는 저서생물의 생존과 밀접한 관련을 맺고 있다. 그러나 유출된 기름이 조간대에 표착하게 되면 해수의 침투가 차단되어 생물에게 많은 피해를 유발시킬 것이다. 또한 유출된 기름의 토양 침투에 관한 정보는 생태계 영향을 최소화하고 처리를 위한 대책수립의 단서로서 매우 중요하다. 본 연구에서는 유출된 기름의 침투 거동을 파악하고 침투된 기름의 해수 침투 차단을 검토하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 점도가 낮은 원유가 C중유보다 침투 깊이가 약 2배 깊었으며, 유출된 기름의 침투 깊이는 조간대에 표착된 기름의 양에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 그리고 표착된 기름은 첫번째 조석에서 가장 급격한 침투거동을 보였으나, 두번째 조석변동부터는 급격한 침투 변화는 나타나지 않았다. 그리고 침투한 유분의 수직적 분포로부터 기름은 토양 표층 2cm에 집중적으로 분포하는 것을 알 수 있었다. 한편 해수의 침투량은 표착유의 양에 비례적으로 감소하였으며, C중유가 원유보다 약 1.7배 정도의 해수의 토양 침투량을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, 침투한 기름의 처리는 가능한 빠른 시간내에 수행되어야 해수의 침투를 회복시켜 연안 조간대 생태계의 피해를 최소화 시킬 수 있다고 판단된다.