• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.297-306
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• 2019

기후변화 대응을 위한 토양수분 관리는 중요한 과제이며, 최적의 토양수분 함량을 예측할 수 있다면 대단위 토양수분 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 포장용수량 및 위조점의 실측값과 추정값에 대한 상관 관계를 분석하였으며, 토양특성 인자와 토양수분 간 상관성을 조사하였다. 선정된 토양수분관측망 지점은 76 개이며, 모래함량이 높은 사토, 양질사토, 사양토가 77%를 차지하였으며, 유기물은 0.03~3.50%, 용적밀도는 1.01~1.69 Mg m^-3 범위로 조사되었다. 포장용수량 및 위조점의 추정값은 실측값과 상관계수가 낮고 실측값보다 과소 평가되었으나 추정값과 실측값 간에는 고도로 유의한 정의상관관계(p<0.01)가 나타났다. 토양수분(포장용수량 및 위조점)은 미사, 점토, 유기물과는 고도로 유의한 정의상관(p<0.01)이었으며, 모래와는 고도로 유의한 부의상관(p<0.01)이었다. 하지만 본 연구에서 조사된 토양수분관측망 토양은 농업기상대 설치를 위하여 인위적으로 조성된 지점이 포함되어 있어 일반농경지 토양 특성을 그대로 반영하기 다소 어려움이 있다. 따라서 토양수분 측정 조사지점을 농경지까지 포함하여 표본수를 확대하고 토양 인자를 적절하게 활용할 경우 국내 실정에 맞는 토양수분 추정식을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.451-464
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• 2022

고준위방사성폐기물 처분장은 심지층 처분시스템으로 사용후핵연료를 취급하는 특성상 고온, 방사선 및 지하수 등의 복합적인 환경조건에 노출되어 있다. 지속적인 노출에 의해 시간이 지남에 따라 구조물의 균열 및 열화가 발생할 수 있다. 한편 고준위방사성폐기물 처분장은 초장기 기대수명이 요구되며 이에 따른 장기적인 구조물 건전성 모니터링이 필수적이다. 구조물 건전성 모니터링에는 가속도계, 토압계, 변위계 등 다양한 센서들이 활용될 수 있으며, 이 중 일반적으로 피에조센서가 사용된다. 따라서 피에조센서의 내구성 평가를 바탕으로 고내구성 센서를 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 피에조센서의 내구성 평가 및 수명예측을 위한 가속수명시험을 설계하였다. 문헌연구를 바탕으로 단일 스트레스 인자에 대한 가속 스트레스 수준 수 및 각 수준 별 시료 수를 선정하였다. 또한 고준위방사성폐기물 처분장 환경조건에서 발생할 수 있는 피에조센서의 고장모드 및 고장메커니즘을 분석하였다. 온도 스트레스 인자에 대한 최대 가혹조건 탐색 실험을 두 가지 방법으로 제안하였으며 피에조센서의 신뢰도 높은 동작한계를 도출하였다. 이를 이용하여 가속수명시험의 합리적인 가속 스트레스 수준을 설정하였다. 본 연구에서 제시된 최대 가혹조건 탐색 실험방법은 경제적이며 실용적인 아이디어를 담고 있으며, 추후 피에조센서의 가속수명시험 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.705-715
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• 2010

기후변화협약과 탄소배출권문제 등 환경에 관한 관심과 규제 등이 국제적 주요 관심 사항이 되고 있는 상황에서 농업생산에 대한 환경영향평가의 필요성이 대두되고 있다. 현재 우리나라는 환경부에서 시행하는 탄소성적표지제도 도입에서 농업분야의 LCI (Life Cycle Invemtory)database 부재를 이유로 1차 농산물을 대상에서 제외하고 있다. 따라서 농산물 탄소성적표지제도 도입을 위한 농업분야 LCI database에 대한 연구와 구축이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 농업생산체계에 대한 LCA 적용을 위하여 시설상추를 대상으로 LCI 구축과 LICA 수행을 위한 방법론을 고찰하였다. LCA의 방법론은 ISO 14040 규격에 의거하여 연구 목적 및 범위, LCI분석 (전과정 목록분석), LCIA(전과정 영향평가), 해석의 단계로 구성되었다. 연구 목적은 시설 상추재배체계에 대한 LCA 방법론 적용이며, 기능단위는 상추 1 kg 생산으로 하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물과 산출물에 대한 데이터 수집은 농진청의 농축산물소득자료를 중심으로 관련 통계, 문헌자료를 통하여 수집하였다. LCI 구축을 위한 자료 수집결과 상추를 재배할 때 투입되는 물질 중 유기질 비료와 무기질 비료의 시용과, 식물보호제의 투입이 주요배출인자로 분석되었다. 농업활동으로 배출되는 주요 환경부하물질은 비료가 시용된 토양으로부터 대기로 발생되는 $N_2O$와 수계로 배출되는 ${NO_3}^-$, ${PO_4}^-$과 농약잔류물질로부터 발생되는 유기화학물질, 농기계에 쓰이는 화석연료 연소에 의한 대기오염물질 등 이었다. LCIA는 해외의 LCA 방법론과 LCA적용사례를 조사하여 농업분야 LCIA 방법론에 대하여 고찰하였다. LCIA는 분류화, 특성화, 정규화(일반화), 가중화의 4단계로 이루어지며, 이 중 분류화와 특성화는 의무절차이고, 정규화와 가중화는 선택사항이다. 해석단계는 LCI 분석결과와 LCIA 결과에 대하여 검증하고, 결과로부터 도출된 환경적 문제점과 개선안 등을 제시한다. LCA 수행에 사용하는 국내 소프트웨어는 지경부와 환경부에서 개발하여 보급하고 있는 'PASS'와 'TOTAL' 이다. 그러나 국내 프로그램에 적용되고 있는 환경영향평가 모델은 국외에서 개발한 기존모델들이다. 그러므로 보다 정확한 농업분야 LCA 분석이 가능하도록 추후 국내 농업환경에 적합한 영향평가 모델 및 특성화, 일반화, 가중화 계수의 선정 등이 이루어져야 할 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제36권2호
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• pp.60-68
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• 2008

경상남도 창녕군 이방면을 대상으로 토지이용 제한인자인 홍수피해, 토양침식 그리고 휴경 잠재성을 종합한 토지평가에 따라 조건불리지역으로 선정된 지역에 대하여 경관복원을 위한 제언을 하고, 이를 바탕으로 경관복원 전후의 경관구조 비교를 통하여 경관개선 효과를 평가하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 토지평가 결과 연구지역 내 농경지 면적 2,924.34ha 중 1급지는 388.560a, 2급지는 623.25ha존재하였고, 3급지는 138.08ha, 4급지는 230.4ha, 그리고 5급지는 67.91ha 존재하였다. 이 중 3급지와 4급지에 해당하는 지역은 조건불리지역으로 간주하여 경관개선을 위한 제안을 하였다. 둘째, 침수잠재성을 가진 조건불리지역은 습지와 그 완충지역으로의 복원을 제안하였고, 이 때 복원대상 토지의 소유주에게는 경관보전직접지불제에 의한 보상이 이루어질 수 있을 것으로 판단하였다. 토양침식잠재성을 가진 조건불리지 역 의 경우, 초생재배, 대상식생, 잠재자연식생으로의 전환을 통한 지력보강 방법을 제안하였다. 셋째, 조건불리지역의 경관복원에 대한 제안에 따라 경관복원 전후의 경관구조를 평가한 결과, 산림은 그 패치의 수, 경관비율, 최대패치지수, 경관형태지수, 산재 병렬지수, 그리고 핵심지역 면적에서 모두 증가한 반면, 논 밭과 과수원에서는 패치수, 경관형태지수를 제외한 대부분의 지수에서 감소하는 것으로 확인하였다. 우리나라 산림은 과거 농업이 경쟁력을 가질 당시에 지나치게 확장되어 현재 홍수피해, 휴경 등 여러 가지 열악한 여건을 가지고 있으므로 이를 개선하기 위한 노력이 필요하다고 보며, 그런 의미에서 본 연구가 나름의 의미가 있다고 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권10호
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• pp.905-916
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• 2018

본 연구의 목적은 금강유역($9,645.5km^2$)을 대상으로 극한 기후변화 사상에 따른 수문 및 유황의 변동을 평가하는 것이다. 본 연구에서는 객관적인 극한 기후변화 사상을 평가하기 위해 강우관련 극한지수(STARDEX)를 적용하고, GCM 10개의 RCP 8.5 기후변화 시나리오에 대해 4개의 평가기간별(Historical: 1975~2005, 2020s: 2011~2040, 2050s: 2041~2070, 2080s: 2071~2100)로 분석하였다. 분석 결과 5개의 습윤(CESM1-BGC, HadGEM2-ES), 중간(MPI-ESM-MR) 건조(INM-CM4, FGOALS-s2) 극한 기후변화 사상 시나리오를 선정하여 SWAT 모형에 적용하였다. 2080s 기간에서 중간시나리오 대비 2080s의 증발산은 -3.2~+3.1 mm로 변화하였고, 2080s의 총 유출량은 $+5.5{\sim}+128.4m^3/s$ 변화하였다. 건조한 시나리오의 경우 2020s 중간시나리오대비 큰 변화를 보였다. 건조한 시나리오에서의 2020s의 증발산량은 -16.8~-13.3 mm의 변화를 보였고, 총 유출량은 $-264.0{\sim}132.3m^3/s$의 변화를 보였다. 유황 변동의 경우, 2080s 기간의 습윤한 시나리오에서 CFR은 +4.2~+10.5, 2020s 기간의 건조한 시나리오에서는 +1.7~2.6으로 변화 하였다. 극한 기후변화 시나리오를 적용한 금강유역의 수문인자의 변화에 따라 유황분석을 실시한 결과, INM-CM4는 극한 건조상태를 나타내기에 적절한 시나리오로 나타났고 FGOALS-s2는 유황변동이 큰 가뭄 상태 분석에 적절한 시나리오로 나타났다. HadGEM2-ES는 유황변동이 작게 나타났기 때문에 최대유량 분석 시 활용 가능한 시나리오로 평가되었고, CESM1-BGC의 경우 유황변동이 큰 것으로 나타나 극한 홍수 분석 시 적용할 수 있는 시나리오로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.483-490
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• 2009

본 연구의 목적은 도시지역 강우유출수 내에 존재하는 다양한 오염물질에 대한 여과장치의 제거 효율을 평가하고 여재의 특성에 따른 설계인자를 도출하는데 있다. 비점오염물질 제어기술로서 여과 장치 내에 충전될 여재의 선정은 여과장치의 수명과 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 컬럼운전을 수행함으로써 펄라이트와 합성여재의 강우유출수 내에 존재하는 오염물질에 대한 제거능을 조사하였다. 각 여재의 양이온교환능력 (CEC) 및 제타전위 등 여재의 표면특성을 분석한 결과 펄라이트가 양 이온계 오염물질의 흡착에 있어서는 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 컬럼 운전 수행 결과 입자성 오염물질인 $TCOD_{Cr}$와 탁도는 초기 2.5분의 접촉시간만 가지고도 대부분의 제거가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편 수리학적 특성에 있어 EBCT (empty bed contact time) 2.5분의 시점에서 살펴보았을 때 폐색이 발생한 시점은 펄라이트는 630분, 합성여재에서는 810분으로 동일 조건에서 합성여재의 운전 수명이 더 긴 것으로 나타났다. 용존성 오염물질인 $SCOD_{Cr}$에 대하여서는 두 여재 모두 뚜렷한 제거 특성이 보이지 않았으며 이 결과는 흡착에 필요한 접촉시간이 확보되지 못한 것으로 판단된다. 마지막으로 여재의 표면 특성인 양이온 교환능력과 중금속 제거효율 사이의 상관관계는 찾아볼 수 없어 대부분 입자에 포획된 상태로 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 도시지역 강우유출수 처리를 위한 여과장치 설계 및 적정 여재 선정에 있어 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.819-833
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• 2021

본 연구는 안동댐 하류(4,565.7 km²)를 대상으로 준분포형 수문모델인 SWAT과 서식처모델인 PHABSIM을 연계하여 적용성을 평가하고, 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하였다. 대상유역 내 다목적 댐 2개(안동댐: ADD, 임하댐: IHD)의 실제운영자료를 구축하여 SWAT에 적용하였으며 추가로 1개의 수위관측소(구담: GD)을 선정하여 ADD, IHD, GD에 대해 유입·유출량 검보정을 수행하였다. 검보정 결과 R²는 0.52 ~ 0.74, NSE는 0.48 ~ 0.71, RMSE는 0.92 ~ 2.51 mm/day로 분석되었다. 검보정된 GD의 유출량을 이용하여 2012년부터 2020년까지의 유황분석을 실시한 결과, 관측값의 유황분석 결과와 비교하여 평균 Q185는 36.5 m³/sec (-1.4%), 평균 Q275는 23.8 m³/sec (0%)로 분석되어 Q185와 Q275를 PHBASIM의 유량 경계조건으로 적용하였다. PHABSIM의 대상하천은 GD가 위치한 410 m 구간으로 선정하였고 하천기본계획보고서 기반으로 하천단면 및 수리인자를 구축하였다. 대상하천의 우점종은 피라미, 아우점종은 돌고기로 분석되었으며 문헌조사를 통해 대상어종의 HSI를 수집하였다. PHABSIM 수위 모의결과, Q185, Q275에서 각각 -0.12, +0.00 m의 오차가 발생하였고, 유속모의의 경우 Q185, Q275에서 각각 +0.06, +0.09 m/s의 오차가 발생하여 연계모의가 적절하게 된 것을 확인하였다. PHABSIM의 서식처 모의 결과, 피라미의 평균 가중가용면적 WUA와 환경생태유량은 76,817.0 m²/1000m, 20.0 m³/sec, 돌고기의 평균 WUA와 환경생태유량은 46,628.6 m²/1000m, 9.0 m³/sec로 분석되어 피라미가 돌고기보다 대상하천에 대해 적응성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국조경학회지
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• 제51권3호
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• pp.70-82
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• 2023

최근 IT 기술과 데이터의 범람으로 생활 전반적인 부분의 패러다임이 전환되고 있다. 이러한 기술의 발전과 변화는 학술영역에도 영향을 미치고 있다. 학문적 교류와 연계를 통해 연구주제나 연구 방법의 개선이 이루어지고 있다. 특히, 데이터 기반의 연구 방법이 다양한 학문분야에서 진행되고 있으며 조경학에서도 지속적인 연구가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 시대적 상황을 반영하여 인공지능의 한 분야인 머신러닝을 활용한 경관 선호 평가 및 예측모델의 개발 가능성을 알아보는 것을 목표로 한다. 본 연구의 목표를 달성하기 위하여 경관 분야에 머신러닝 기법을 적용하여 경관 선호 평가 및 예측 모델을 구축하고, 구축된 모형의 모의정도를 검증하였다. 이를 위해 본 연구에서는 최근 신재생에너지 사업으로 주목받는 풍력발전시설 경관 이미지를 연구대상으로 선정하였다. 분석을 위하여 풍력발전시설 경관 이미지를 웹크롤링 기법을 활용하여 수집하고 분석 테이터셋을 구축하였다. 우수한 성능의 예측모델 도출을 위하여 머신러닝 분석에 활용되는 University of Ljubljana의 프로그램인 오렌지 버전 3.33을 활용하였다. 또, 머신러닝 학습데이터의 평가기준을 통합한 모델과 평가기준 별도 모델 구조를 활용하였으며, 머신러닝 분류모델에 적합한 kNN. SVM, Random Forest, Logistic Regression, Neural Network 알고리즘을 사용해 모델을 생성하였다. 생성된 모델을 성능 평가를 실시하여 본 연구에 가장 적합한 예측모델을 도출하였다. 본 연구에서 도출된 예측모델은 경관의 유형에 따른 분류, 경관과 대상의 시거리에 따른 분류, 선호에 따른 분류 등 3가지 평가기준을 별도로 평가 후 종합해 예측하여 결과를 도출하였다. 연구 결과 경관 유형에 따른 평가 기준 정확도 0.986, 시거리에 따른 평가 기준 정확도 0.973, 선호에 따른 평가 기준 정확도 0.952에 달하는 높은 정확도를 가진 예측모델을 개발하였으며, 평가데이터 예측 결과를 통한 검증과정을 보아도 모델의 성능 치를 상회하는 성과를 도출했음을 알 수 있다. 경관 관련 연구에서 머신러닝을 활용한 예측모델 개발 가능성을 알아본 실험적 시도로 이미지 데이터의 수집 및 정제를 통해 데이터 세트를 구축하여 높은 성능의 예측모델이 생성 가능하며, 이후 경관 관련 연구 분야에 활용될 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과와 시사점, 한계점을 반영한다면 풍력발전시설의 경관뿐만 아니라 자연경관이나 문화경관 등 다양한 형태의 경관 예측모델 개발이 가능할 것으로 생각되며, 경관 유형에 따라 이미지를 분류하는 모델의 연구를 통해 데이터 분류의 시간을 단축하거나 머신러닝을 활용한 경관예측 인자분석을 통해 경관계획 요소의 중요도 분석 등의 주제에 맞는 연구 방법을 탐색하고 적용하여 후속 연구를 진행한다면 조경학 분야에서도 머신러닝 기법을 보다 유용하고 가치 있게 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.283-290
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• 2009

Bottom ash는 플라이애쉬와 달리 거의 대부분이 산업폐기물로 분류되어 화력발전소 회사장에 매립처리 되고 있으나, 그 자체가 갖고 있는 경량성을 이용하여 기포콘크리트의 골재로 활용한다면 중량 감소에 따른 지반침하저감 및 구조물에 작용하는 측방 유동압 및 토압을 저감할 수 있을 뿐만 아니라 부산자원으로 재활용함으로써 환경보호 및 경제적 자원으로 가치창조할수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 bottom ash 적용에 따른 기포콘크리트의 역학적 특성을 파악하기 위하여 그 적용비율을 변수로 하여 단위용적질량, 공기량, 물-시멘트비 등의 변화, 소요 시멘트량의 특성을 실험을 통해 검토하였으며, 이들이 압축강도에 미치는 영향에 대해서도 평가하였다. 실험결과를 분석한 결과, bottom ash의 적용은 그 적용 비율에 따라 단위용적질량, 공기량, 물-시멘트비, 압축강도에 미치는 영향의 정도가 다르게 나타났으며, 이를 토대로 각 인자별 주요 상관관계를 도출하였다. 또한, 본 연구의 결과를 통해 bottom ash를 경량콘크리트의 골재로 활용할 경우 시공시 필요로 하는 조건에 부합할 수 있는 배합비 선정 안을 제안하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-48
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• 2016

현재 비철제련분야에서의 제련후 폐기물은 약 200만톤 이상으로 추산되고 있다. 현재까지는 비철금속을 추출하는 연구가 주를 이루고 있으며, 금속 추출 후 슬래그의 활용에 대한 연구는 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 동제련 분야에서 발생된 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하기 위해 동제련 슬래그의 입도분포와 잔골재로 사용된 강사의 대체 치환율 변화를 실험인자로 선정하여, 굳지 않은 모르타르의 특성을 평가하였다. 실험결과, 동제련 슬래그의 입도분포에 따라 플로우, 공기량 및 건조수축의 변화를 참조하여 동제련 슬래그의 적정입도분포를 산정하는 것이 중요함을 확인하였으며, 동제련 슬래그를 잔골재로 치환함으로 인해 응결 및 단위용적질량은 증가하는 것으로 확인되었다. 또한 강사와 유사한 입도분포를 갖는 동제련 슬래그를 사용하였을 경우에는 강사를 사용한 경우보다 슬럼프, 공기량, 응결 및 건조수축, 단위용적 질량이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 동제련 슬래그를 콘크리트용으로 사용하기 위해서는 적정 입도분포와 치환율이 산정되어야 할 것으로 판단된다.