• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.53-53
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• 2023

본 연구에서는 토양의 동결-융해 상태 구분을 위해 영상레이더(Synthetic Aperture Radar) 자료를 활용해 지표상태인자(Surface State Factor, SSF)를 산정하고, 관측 토양수분 자료 및 지표면 온도(Land Surface Temperature, LST) 자료와의 비교를 통해 SSF의 정확도를 분석하였다. SSF 산정은 용담댐 유역을 포함한 인근 40×50 km²의 영역(N35°35'~36°00', E127°20'~127°45')에 대한 9개의 토양수분 관측지점(계북, 천천, 상전, 안천, 부귀, 주천, 장수읍, 진안읍, 무주읍)을 대상으로 연구를 수행하였으며, 이를 위해 2015년부터 2019년까지의 해당 지점의 토양수분 관측자료와 Sentinel-1A Interferometric Wide swath (IW) 모드의 Ground Range Detected (GRD) product를 구축하여 활용하였다. SSF 자료의 정확도 분석을 위한 토양수분 관측지점에 대한 LST 자료는 인근 7개 기상관측소 지점(전주, 금산, 임실, 남원, 장수, 함양군, 거창)의 관측자료로부터 역거리가중법을 통해 산정하였다. Receiver Operating Characteristic (ROC) 분석을 통한 겨울철(12-2월)의 SSF 산정 정확도를 평가한 결과, 지표면 온도 자료와의 평균 정확도는 0.75(0.48-0.87)로 나타났다. 그러나, 지표면 온도가 0℃ 이상일 때 SSF가 동결 상태로 나타나는 오차가 관측되었으며, 이는 여름철 후방산란계수의 평균값과 겨울철 후방산란계수의 평균값을 통해 산정하는 SSF 산정 수식의 특성 때문으로 이 값의 조정을 통해 오차를 개선할 수 있음을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.945-958
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• 2014

토양온도는 비점오염과 관련된 수문학적 및 생지화학적 과정에 영향을 주는 중요한 물리적 환경인자 중 하나이다. 이 연구에서는 분포형 유역모델인 CAMEL(Chemicals, Agricultural Management and Erosion Losses)의 겨울철 토양온도 모의성능을 개선하기 위해서 융설과 토양 동결-융해 모델을 개발하였으며, 경기도 여주에 위치한 시험유역의 4개 지점에서 3개월 동안 관측한 토양온도 자료를 사용하여 모델을 보 검정하였다. 모의 결과, 표층 토양온도에 대해서는 모델이 토양온도의 시계열 변화를 비교적 잘 재현하는 반면($R^2$ 0.71~0.95, RMSE $0.89{\sim}1.49^{\circ}C$), 하부토양층 온도에 대해서는 경우에 따라 모델의 예측오차가 다소 크게 나타났는데($R^2$ 0.51~0.97, RMSE $0.51{\sim}5.08^{\circ}C$), 이것은 모델에서 토양 깊이별 토성을 동일한 것으로 가정한 것이 주요 원인인 것으로 판단된다. 한편, 개발된 모델은 융설에 의한 단열효과와 토양 동결-융해 과정에서 유입 또는 방출되는 잠열흐름의 영향으로 토양온도의 진폭이 감소하는 현상을 잘 모의하고 있다. 비록 모델 구조의 한계와 자료의 부족으로 토양온도에 대한 다소의 예측오차가 발생하였지만, 개발된 토양온도 모델은 시험유역의 토지이용 및 지형에 따른 토양온도와 적설상당수량의 시공간적 분포를 합리적으로 잘 모의하는 것으로 사료된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.103-109
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• 1996

일반 및 특정폐기물 매립지에서 복토층의 중요성은 매립지의 바닥층 만큼 강조되지는 않는 것 같다. 그러나 실제로 매립지의 파괴 원인중에 가장 커다란 영향을 미치는 것은 복토층 설치의 실패에서 온다고 볼 수 있다. 특히 복토층 기능은 우수를 지표면으로 유출증진하여 매립장 안으로 침투 억제시키며, 폐기물의 노출시 자연환경 위생에 대하여 완충작용을 하며, 매립지의 침하 및 침강을 억제하는데 있다. 본 연구는 겨울철 동결/융해에 따른 폐기물 매립지 최종복토의 거동을 수행하였으며, 폐기물 매립지에서와 같은 조건을 부여하기 위해 거대한 Lysimeter를 설치하여 실제로 최종복토에 쓰여지는 물질로 세가지 실험을 수행하였다. 실험결과는 동결/융해에 따른 점토층의 변화를 묘사하고 있으며 또한, 매립지에서의 동결깊이에 따른 복토층의 파괴는 점토의 물리 적, 공학적인 측면에 영향을 주며 이러한 영향은 매립지 설계시 고려되어야 한다고 본다. 본문은 실험에 사용되어진 복토층의 물질, 복토층의 묘사와 그들의 실험결과에 대한 결과분석 및 결론을 설명하고 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권1호
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• pp.125-132
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• 1998

경량골재 콘크리트의 내구성과 경제성에 대한 인식 부족으로 조경재료나 인공토양 둥 구조부재 이외의 분야에 사용되고 있는 국내 실정에 비해서, 구미 여러나라에서는 고강도 경량골재를 장지간 교량과 고충건물에 사용하고 있다. 경량골재 콘크리트는 구조물의 재료비 단순비교에 있어서도 경제성이 있을 뿐만 아니라, 자중감소로 인한 구조적, 기하학적 장점도 있으며, 또한 고강도 경량골재의 개발로 경량골재가 가지고 있는 여러 문제점을 해소하여 사용성과 내구성에 있어서 보통골재 콘크리트와 큰 차이가 없는 상황이다. 그러나국내에서 생산된 경량골재는 닫힌 공극보다 열린 공극을 많이 내포하고 있어 수분흡수가 많고, 특히, 동결융해에 대한 내구성에 취약한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 내동해성 향상을 위해 10종류의 고강도 경량골재 콘크리트 공시체를 제작하여 실리카 흄, 물.시멘트비, AE제, 강섬유 등을 실험 변수로 하여동결융해 실험을 수행하였다. 연구결과 실리카흄, 물.시멘트 비는 어느 정도 내동해성을 향상시키지만 근본적인 해결방안이 되지 못하며, AE제를 첨가한 공시체와 강섬유를 사용한 공시체는 동결융해 내구성 지수가 90%이상으로 측정되어 내동해성을 개선시킬 수 있는 요소로 나타났다.

• 한국지형학회지
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• 제18권3호
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• pp.21-36
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• 2011

암석의 풍화작용은 지형발달에 있어 물질의 준비과정으로서 역할을 한다. 이 중 동결-융해작용은 한대지역이나 주빙하 지역뿐만 아니라 심지어 온대지역에서도 암석을 파괴시키는데 효과적인 프로세스로 여겨져 왔다. 화강암(생암, 반풍화층), 편마암, 석회암, 돌로마이트의 슬랩시편 각각 10개를 -25℃~+30℃의 조건으로 동결-융해를 180회 반복하고 이들의 풍화양상과 물리적 특성변화를 검토한 결과, 파쇄는 대기와 토양조건보다는 침수조건에서 좀 더 활발히 진전되었으며 공극률이 높은 석회암과 돌로마이트가 가장 심하게 파쇄되었다. 편마암은 표면에 crack, joint, fissure들이 발달해 있고 암석강도(SHV)가 가장 낮았음에도, 어떠한 물리적 변화나 풍화산물들이 생성되지 않아 풍화에 저항력이 매우 높은 암석으로 나타나고 있다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.359-365
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• 2007

암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권5_1호
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• pp.625-636
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• 2019

토양수분은 수문순환에 핵심적인 역할을 하는 대표적인 인자로써 대기와 지표 사이의 상호작용에 관여하며, 농업, 수자원, 대기 등의 분야에서 활용되고 있다. 한반도 영역의 위성기반 토양수분의 적용성 및 불확실성 분석을 위하여 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2), Advanced SCATterometer (ASCAT), European SpaceAgency Climate Change Initiative (ESACCI) 데이터가 사용되었다. 상기 데이터를 사용한 Cumulative Distribution Function (CDF) Matching과 Triple collocation (TC) 분석을 수행하여 위성 토양수분 데이터 보정 및 불확실성에 관한 연구를 진행하였다. 보정 전의 인공위성 기반 토양수분자료를 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 관측지점과 비교한 결과, ESACCI와 ASCAT자료는 AAOS의 경향을 잘 반영하였다. 그에 비해 AMSR2 위성 자료는 동결기간에 과대 산정되었다. CDF Matching을 이용하여 인공위성 토양수분 자료를 보정한 결과, 보정 전보다 오차 및 상관성이 개선되었다. 마지막으로, TC 방법을 이용하여 토양수분 자료의 불확실성 분석을 실시하였다. CDF Matching 보정을 실시한 인공위성 토양수분의 불확실성이 동결과 융해 기간에서 확연하게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 한반도에서는 보정을 실시하였을 때, AMSR2 토양수분 자료보다 ASCAT과 ESACCI를 활용하는 것이 보다 정확한 토양수분 결과를 나타낼 수 있을 것으로 나타났다.

• 한국지역지리학회지
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• 제12권4호
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• pp.437-448
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• 2006

한라산 백록담 분화구에 분포하는 유상 구조토 가운데 마운드의 내부 토양이 노출되어 있는 프로스트 스카를 대상으로 유상 구조토의 붕괴 프로세스를 살펴보고 이 프로세스에 영향을 미치는 요인을 조사하였다. 유상 구조토는 마운드 정상부에 초기 나지가 생기고 이 나지로부터 토양 입자가 제거되면서 요형의 미지형으로 발달한다. 요형의 나지는 옆으로 확대될 뿐 아니라 아래쪽으로도 깊어져 결국 마운드의 해체로 이어진다. 유상 구조토의 붕괴에는 여러 요인이 작용하고 있으나 그 중심에는 동결작용이 놓여 있다 하루 주기의 동결융해가 빈번하게 출현하는 시기에 발생하는 서릿발은 토양 표층을 들어올려 토양 입자를 이완시킴으로써 나지의 확대를 초래하며 특히 융해기에 유상 구조토 토층의 함수비가 높아지므로 서릿발의 발생을 돕는다. 또한 취식작용도 유상 구조토의 붕괴를 일으키는 요인으로서 한라산 정상 일대는 강풍 환경에 늘여 있을 뿐 아니라 암갈색 토층이 제거된 프로스트 스카의 나지 표면이 세력으로 덮여 있는 점으로부터 바람의 영향을 확인할 수 있다. 프로스트 스카의 나지와 마운드가 완전히 붕괴되어 흔적만 남아 있는 장소에는 고사한 눈향나무가 나타나고 있어 유상 구조토의 붕괴에 지구 온난화가 영향을 미치고 있을 가능성도 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.241-246
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• 2004

매립지 차수층에는 다짐점토층이 사용되고 있지만 건조/수축, 동결/융해 등의 환경적인 영향에 대한 내구성을 향상시키기 위한 기능성 복합차수층에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 원지반토양에 고화재를 첨가한 BLT층과 벤토나이트와 미생물 배양액을 첨가한 BLM 층으로 구성된 복합차수층의 차수기능과 BLM층에서 미생물 배양액 첨가에 따른 Bio-barrier 기능을 평가하였다. 원지반토양에 고화재와 벤토나이트를 각각 8, 10%(w/w)를 첨가하였r고, 미생물 배양액은 1%(v/w)을 첨가하였다. 실험결과 원지반토양은 SC계열의 토양으로 분류되었고, BLT, BLM 차수층의 8% 혼합비율에서도 1$\times$ $10^{-7}$cm/sec 보다 낮은 투수계수를 나타내었다. BLM 층에 첨가된 미생물 배양액에 의한 Bio-barrier 기능 실험결과 미생물 배양액 첨가에 의하여 침출수에 대한 내구성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.533-536
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• 2008

최근 농촌의 생활환경 개선 및 소득기반 조성을 위한 문화마을, 밭 기반 정비사업의 도로포장사업에서는 토양 고형화를 이용한 기계화 경작로 시공이 이루어지고 있다. 기계화 경작로 포장은 도로로서의 기능을 장기적으로 유지할 수 있는 소요강도 및 내구성을 확보할 수 있어야 하며, 금후 추진될 사업량에 대비하여 경제성, 내구성, 유지관리의 용이성, 환경 친화성 등을 만족시킬 수 있는 공법의 개발이필요하다. 본 연구는 이러한 농어촌 기계화 경작로를 대상으로 속경성이며, 수화 특성이 우수한 인산염 마그네시아 시멘트의 토양 고화재로서의 적용여부에 대해 연구하였다. 연구 결과 인산염 마그네시 시멘트 배합은 인산염 마그네시아(MAP:MgO)의 배합이 4 : 6에서 W/B = 50 wt%일 때 14MPa로 가장 큰 압축강도와 높은 수화열 특성을 나타냈으며, 대상토-고화재 동결융해 저항성 실험 결과, 인산염마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6), W/B=50wt%를 기준으로 치환시료(점성토:표준사=4:6, 3:7) 배합이가장 우수하였으며, 인산염 마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6):대상토의 비율이 4:6과 5:5 배합이 동결융해 후의 압축강도 값이 7.0 MPa 이상으로써 가장 우수한 것으로 나타났다.