The aim of this research is development and verification of resistivity seismic dilatometer (RSDMT) system. The resistivity module for obtaining resistivity-depth plot and seismic module for obtaining wave velocity-depth plot are attached to the conventional flat dilatometer testing equipment. To enhance reliability and repeatability of seismic part in RSDMT, automatic testing system including automatic surface source, PC based data acquisition system and operating program were developed. To obtain real resistivity value of soil, geometric factor for the array of electrodes in RSDMT was derived empirically. The verification studies for the developed RSDMT system were performed at the southeast side of Korea where soil improvement work is planned. SPT, CPT, geophysical subsurface imaging techniques and some laboratory tests were performed for the comparisons. As one penetration of RSDMT, various soil parameters could be obtained. The results of field test showed good repeatability and reliability in every part. From these studies, developed RSDMT system was checked and the effectiveness of this system was verified in light of proper evaluation of geotechnical characteristics of soft soil.
연구목적 : 유적지와 같은 지역은 과거 산으로 둘러 쌓인 구릉지 등에 분포할 경우 강우시 매립층에 분포하는 흙은 투수능력이 떨어져 물이 원활히 배수되지 못하고 표층부의 함수비가 증가하여 지반의 질퍽임 현상이 많이 나타나고 있다. 본 연구는 강우시 배수가 불량하여 유적지에 분포하는 문화재의 기초 뿐만 아니라 상부구조물에도 큰 영향이 예상되어 배수불량의 원인을 파악하고자 하였다. 연구방법 : 현장에서 각종 지반조사 및 현장투수시험 그리고 지하수 모니터링을 통해 그 상관성을 분석하여 매립층의 배수에 대한 불량 원인을 파악하였다. 연구결과 : 본 연구결과 배수불량 원인은 부지내 지하수위가 매우 얕은 심도에 형성되어 있으며, 지표부 및 매립층의 토질은 투수성이 불량한 상태로 강우시 지하로 지표수가 침투되기에는 매우 부적합한 수리지질학적 여건임을 확인할 수 있었다.
호우 시 비탈면에서 배수로(측구 및 도수로)의 기능저하는 우수의 표토유입을 가속시켜 지반의 강도정수를 저하시키고, 도수 등에 의한 유수이탈은 비탈면 표토세굴을 유발하고 이는 2차적으로 경사지 직하류 유역에 재해를 발생시키기도 한다. 그러나 하류부에서 하천범람에 따른 홍수재해에 대해서는 많은 관심과 연구가 수행되고 있지만 상류유역에서의 비탈면유실이나 세굴 및 부유물에 따른 침수문제 등에 대해서는 관심과 연구가 적은 실정이다. 따라서 비탈면의 산마루측구나 도수로 등 배수로의 기능향상은 도시고지대와 같은 비탈면유역에서의 강우에 따른 재해방지를 위하여 해결해야할 중요한 과제이다. 본 연구에서는 부산지방에서의 강우와 재해발생과의 관계를 분석하고 도시고지대에서의 재해방지를 위하여 비탈면에서의 지표수가 측구 등 배수로내로 잘 유하하고 도수로에서의 유수이탈을 저감시키기 위하여 자료수집 및 분석과 모형 실험을 통하여 설계개선안을 얻었다.
이 연구(硏究)는 벌채작업후(伐採作業後) 방치된 운재로의 조기식생회복(早期植生回復)을 위한 과학적(科學的)인 기초자료(基礎資料)를 제공할 목적(目的)으로 1989년(年)부터 1994년(年)까지 서울대학교(大學校) 농업생명과학대학(農業生命科學大學) 부속(附屬) 남부연습림(南部演習林) 백운산지구(白雲山地區) 제(第) 26 임반(林班), 제(第) 27 임반(林班)에 연차적(年次的)으로 개설(開設)된 운재로(運材路)를 대상(對象)으로 이 연구(硏究)를 수행하였다. 운재로(運材路) 노면(路面)의 토양교란(土壤攪亂)으로 인한 토양가밀도(土壤假密度)와 자연식생회복(自然植生回復)을 조사(調査) 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 운재로(運材路) 노면(路面)의 토양가밀도(土壤假密度)는 운재로 개설후 시간의 경과에 따라 자연임지(自然林地) 상태(狀態)로 회복(回復)되어 가는데 약 10년이 소요되며, 계산식(計算式)은 다음과 같다. $$Y_1=1.4195-0.0744{\cdot}X(R^2=0.91)$$, $$Y_2=1.4673-0.0688{\cdot}X(R^2=0.73)$$ (단, X : 경과년수, $Y_1$ : 토양 0~7.5cm의 가밀도, $Y_2$ : 토양 7.5~15cm의 가밀도) 수림대(樹林帶)를 조성(造成)하고 운재로(運材路)를 개설(開設)한 지역(地域)의 토양깊이별 가밀도(假密度)는 각각 $0.892g/cm^3$, $0.903g/cm^3$로 수림대를 조성하지 않은 운재로보다 약 20% 낮았다. 운재로(運材路) 절(切) 성토사면(盛土斜面), 노면(路面)에 침입하는 목본의 중요도(重要度)는 산딸기, 산벚나무, 참싸리 등의 순이었으며, 초본은 고사리, 새, 큰까치수영 등의 순이었다. 또한 운재로 폐쇄후 약 6년이 경과되었을 때 식생피복도(植生被覆度)는 절(切) 성토사면(盛土斜面)은 약 70%, 노면은 약 20%로 운재로의 폐쇄후 조기에 인공적(人工的)으로 식생회복(植生回復)을 도모하는 방안이 검토되어야 할 것으로 사료된다. 따라서 성숙임목수확(成熟林木收穫) 벌채지역(伐採地域)에서 운재로(運材路) 개설시(開設時)에는 수림대(樹林帶)를 조성하여야 하며, 운재로 사용이 완료된 후에는 녹화수목식재공사(綠化樹木植栽工事) 및 파종공사(播種工事)와 노면굴기작업(路面掘起作業) 등을 통하여 운재로(運材路) 노면(路面) 토양(土壤)의 조속(早速)한 회복(回復)과 식생피복녹화(植生被覆綠化)를 유도하여야 할 것이다.
Purpose of this study is to classify damaged lands according to the cause of the damage and their influences based on characteristic of the damaged lands in DeMilitarized Zone(DMZ) area, and utilize this study as a fundamental study for establishment of ecosystem restoration system. Literature review and field survey have been conducted to review the damage status of DMZ area. For field survey, first year and second year have been conducted, in which type of the damage has been reviewed in this study. In the result, types of damage have been classified into 6 categories: 'alteration of initial landform', 'loss of surface layer', 'land pollution', 'alteration of soil chemical property', 'decline of vegetation', and 'invasion of foreign species'. Restoration for each damage type is as following. First, for alteration of initial landform, the land is restored to the original landform prior to the damage and connection to surrounding ecosystem is considered. Second, for loss of surface layer, lost surface layer is restored or further loss is prevented with stabilization. Third, for land pollution, source of the pollution is eradicated or self-circulation with purification of polluted land is encouraged. Fourth, for alteration of soil chemical property, soil is restored of its original property with eradication of the pollution source and improvement of soil. Fifth, for decline of vegetation, current vegetation and anticipated alteration in future are considered and number of wild species is to be increased based on structure and characteristic of nearby vegetation. Sixth, for invasion of foreign species, prevention of dominance by risky species and facilitation ecological stability with ecological management are to be considered. Influence according to the cause of damage has occurred in secondary(indirect) influence or simultaneous occurrence of several damage types. Considering all these aspects, when type of the damage is complex, restoration process for each of former mentioned 6 damage types with solitary influence should be considered in unison.
환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼에 따라 훼손되는 수목의 일부를 이식하고 있다. 수목이 원래 서식하고 있는 산림에서 가이식장과 최종 이식장으로 이식하는 과정에서 고사하거나 생육이 불량한 등의 문제점이 지속적으로 제기되고 있다. 이 연구의 목적은 가이식장과 최종 이식장의 토양 특성을 파악하여 기존에 서식하던 산림 토양과의 차이를 분석하고, 이식한 수목의 생육에 적합한 토양으로 개선하는 방안을 제시하는 것이다. 10개의 환경영향평가 사업을 대상으로, 원래의 서식지인 주변의 산림지역, 훼손수목의 일부를 임시로 이식하고 있는 가이식장, 공사가 완료된 후 최종 이식을 하게 되는 공사장을 대표하는 지점에서 각각 2개씩, 총 60개의 토양을 샘플링하여 물리적 특성과 화학적 특성을 분석하였다. 물리적 특성 중에서 투수계수, 유효수분율, 경도, 화학적 특성 중에서 산도, 유기물함량, 전질소, 유효인산에서 집단 간 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 공사장의 토양은 공사 장비로 인한 답압으로 주변의 산림보다 경도가 높고, 모래 함량이 많아 투수계수는 높으며 유효수분율은 낮아 식물이 필요한 토양 내 수분을 보유하지 못하고 배수되는 양이 많다. 경도가 높은 토양의 공극량을 증가시키고 물리적 구조를 개선하기 위하여 경운을 실시할 필요가 있다. 또한 토양의 물리성과 화학성을 함께 개선하기 위하여 토양 내 부숙된 유기물을 첨가한 후 우드칩이나 낙엽으로 표면을 덮어주는 것이 필요하다.
지표에서의 토양수분은 수문학적, 생태학적 과정에서 지표면과 대기 사이의 물과 에너지의 교환을 조절하는 매우 중요한 인자로써 최근 이의 시공간적 변동성에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 2004년 6~9월에 걸쳐 추진되었던 Soil Moisture Experiment 2004(SMEX04) 프로젝트를 통하여 측정된 미국 Arizona 주의 Walnut Gulch Experimental Watershed 유역에 대한 토양수분 데이터를 이용하여 건조 지역에서의 토양수분의 시공간적 변동성을 통계적 방법으로 해석하였다. 시간 안정도를 분석하여 각 지점의 강우사상에 대한 민감도를 분석하였고 공간 변동성 분석을 통해 유역 내 강우관측소 주변 5개 지점을 대상으로 각 지점의 평균토양수분과 이의 표준편차 및 변동계수와의 관계를 파악하였다. 연구 결과, 대상지역에서 토양수분의 공간적인 분포는 대수정규분포가 적합하다는 것과 건조지역에서 보이는 공통된 특징인 높은 공간적 변동성을 확인할 수 있었다. 또한 시간 안정도 분석을 통해 지점별로 시간과 강우 발생에 대해 민감한 정도를 분석하였으며, 강우사상이 토양수분에 큰 영향을 주는 인자인 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 도출된 토양수분의 시공간적 변동 특성은 차후 인공위성 토양수분 데이터의 retrieval algorithm을 개선하는데 도움이 될 것이다.
최근 연안지역에서의 대형건설공사 증가로 준설연약토의 안정화 공법중의 하나인 표층고화처리공법의 적용사례는 늘어나는 반면 이에 대한 연구자료는 미비한 실정이다. 본 연구는 초연약 해성점토와 고화재의 특성을 파악하고, 시험을 실시하여 반응표면 분석에 의하여 최적배합비를 도출하며, 이를 현장시험시공을 통해 검증하는 데에 그 목적이 있다. 이를 위해 적정 고화재 및 대상토를 선정하여 실험계획법에 의해 제반 실내시험을 실시하여 개량효과에 영향을 주는 인자와 정도를 평가하고, 고화재 원료의 배합비와 일축압축강도와의 관계식을 도출하였다. 또한 도출한 관계식을 현장시험을 통해 현장에의 적용성을 검증하였다. 시험결과 국내에서 주로 쓰여지는 고화재 원료(시멘트, 슬래그분말, 플라이애쉬, 무기염류, 아윈, 석고등)들이 압축강도발현에 미치는 영향을 알 수 있었으며, 통계분석을 통하여 소요강도를 만족하는 고화재의 최적배합비를 도출할 수 있었다. 또한 현장시험시공을 통해 시멘트와 고화재에 의한 지반개량효과를 비교.확인하였으며, 이는 초연약 해성점토의 표층고화처리의 설계 및 시공자료로 활용가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 식생여과대에 있어서 토양층의 역할에 주목하였으며, 토양 침투량이 증가될 수 있는 구조로 토양층을 변형하여 일반적인 식생여과대에서의 오염저감효과와 비교 분석하였다. 따라서 연구의 최종 목적은 토양층 변화를 통한 식생여과대의 수질개선효과를 일반적인 토양층으로 구성된 식생여과대와 비교, 검토함으로써 보다 효과적인 식생여과대를 조성하고자 하는 것이다. 실험분석 결과, 토양층 변화를 접목시킨 식생여과대는 일반 식생여과대에 비해 표면유출에서 높은 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 표면유출수 일부가 정류벽을 통과한 후 재상승하여 표면으로 유출되었기 때문으로 판단된다. 그러나 계단형에서의 하부유출수의 경우, 입경이 큰 모래와 자갈을 통과하여 유출이 일어나기 때문에 직선형 식생여과대보다 오염저감효율은 다소 낮게 나타났다. 이를 오염물질 유출부하량의 개념으로 파악해 보면, 하부유출량이 전체 유출유량에 대한 기여도가 계단형(4%)에서 직선형(2%)보다 높기 때문에 계단형에서의 오염물질 저감부하량이 직선형에 비하여 매우 높게 나타났다. 따라서 정류벽과 표면층 변화를 통해 침투량을 증가시킨 식생여과대는 일반적인 식생여과대보다 저감효과가 크고 식생여과대 적용에 필요한 여러 조건(토양의 침투성, 여과대의 넓이 및 길이, 유속 등)을 만족하지 않더라도 충분한 저감효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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