The main objective of this research was to estimate the total mass of nitrogen discharged from various sources in paddy field area of South Korea in 2010 and 2013. Input and output budgets for nitrogen were estimated by mass balance approach. The mass balance approach reduces the effect of flow variations, and the large scale approach minimizes local effects, resulting in easier and faster establishment of strategy for nonpoint pollution problems. Nitrogen inputs were chemical fertilizer, compost, atmospheric deposition, biological fixation, and agricultural water, while crop uptake, denitrification, volatilization, and infiltration were nitrogen outputs. The estimated total nitrogen inputs for paddy field in South Korea were $266,211ton\;yr^{-1}$, $260,729ton\;yr^{-1}$, while those of total nitrogen outputs were $168,463ton\;yr^{-1}$, $164,994ton\;yr^{-1}$ in 2010 and 2013, respectively. Annual amounts of potential nitrogen outflow from paddy field were $97,748ton\;yr^{-1}$, $95,735ton\;yr^{-1}$ in 2010 and 2013. Also, annual rate of potential nitrogen outflow were 36.7%, 36.7% in 2010 and 2013, respectively.
모래층 토양이 도시하수의 3차 처리에 이용될 경우 COD 제거율은 적용유량에 관계없이 약 70%에 이르는 것을 알 수 있었다. 적용유량이 증가함에 따라 COD제거에 필요한 토양 층의 깊이가 증가하여 50 L/day의 유량에서는 약 60 cm에 달하는 것을 알 수 있었다. 질산화는 매우 빨라서 표층토양 $10{\sim}20\;cm$에서 반응이 거의 완료됨을 알 수 있었다. 총 질소의 제거율은 유량에 상관없이 약 20%로 낮은 편이었으며, 이에 대한 보완책이나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 잔디를 식재할 경우 오염물의 처리효율에는 영향이 거의 없으나 투수능 유지에는 도움이 되는 것을 알 수 있었으며, 토양에 함유된 유기물로부터 상당한 양의 오염물이 용출되는 것을 알 수 있었다. 탈질과정에서는 아산화질소도 발생하므로 본 연구의 결과를 현장에 적용하기 전에 이에 대한 추가적인 연구도 필요할 것으로 판단된다.
도시 개발 과정에서 토지이용 특성의 변화에 기인하는 불투수면적률의 증가에 따라 일반적으로 강우시 침투율은 감소하고, 유출률은 증가한다. 이에 따라 개발 이후 도시 내 하천 및 하류부 공공수역의 수질에 미치는 영향도 커질 것으로 우려되고 있다. 이러한 문제에 대응하기 위하여 도시 개발과정에서 가능한 개발 이전의 강우 유출특성을 유지하도록 하는 저영향 개발(LID, Low Impact Development) 기법의 도입이 활발하게 검토되고 있다. 그러나 다양한 LID 기법이 검토되고 있음에도 불구하고, 각 기법별로 강우 및 오염부하 유출특성에 미치는 영향에 대한 이해는 충분치 못한 실정이다. 본 연구에서는 현재 개발이 진행되고 있는 도시 지역을 대상으로 분포형 강우유출모형을 구축하여 모의를 수행하였다. 범용성이 높은 SWMM 모형을 이용하여 LID 기법 적용에 따른 도시 개발 전 후의 유출 및 오염부하 저감효과를 분석하였다. 모의결과, 침투/저류율은 개발 전보다 개발 후 78%에서 15%로 감소하였고, LID 기법(투수성포장, 빗물저류조, 빗물정원)을 적용한 결과 24%까지 다시 증가하였다. 또한 유출률은 개발 전 20%에서 개발 후 74%로 3배 이상 증가하였고, LID 기법 적용시 66%까지 저감시킬 수 있는 것으로 나타나 그 효용성을 확인하였다. 본 모의에 적용한 LID 기법 중 강우유출 저감 측면에서는 투수성포장의 효율이 가장 높았고, 오염부하(TSS, BOD, COD, T-N, T-P) 저감 측면에서는 빗물저류조의 효율이 높은 것으로 나타났다. 따라서 도시 개발에 따른 유출 및 오염부하 저감을 고려하여 LID 기법을 선정할 경우, 강우유출 저감의 측면을 고려한다면 침투의 기능이 주요한 기법을 선정하고, 오염부하 저감의 측면을 고려한다면 저류의 기능이 주요한 기법을 선정하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.
Putting green의 높은 이산화탄소 함량은 많은 골프장 관리자들에게 있어서 green 관리시 항상 난제로 여겨져 왔다. 무기성 토양은 green 근권(根圈:토양 중에서 뿌리의 영향이 미치는 범위)에서 이용 가능한 자유산소를 제한하며 그로 인하여 뿌리발달을 방해하며 잔디성장을 위한 영양분이 용도를 제지시킨다. 이 실험은 현 운영되는 골프장 (South illinois, Carbondale, U,S,A) 에서 선택 되어진 아홉 개의 green 에서 근권의 $CO_2$ 함유량과 잔디품질 (Turf qualify Index) 사이의 관계성을 조사하기 위하여 실행되어졌다. 아홉개의 putting green에서 각 green 의 다섯 곳의 소구획을 무작위로 선택하여 1998년 8월 부터 1999년 8월 까지 일곱번의 반복으로 잔디품질, $CO_2$ 함유량, 수분함량과 수분 침투율 (Infiltration rate) 을 측정하였다. $CO_2$ 함유량은 이른 봄 보다 늦은 여름에 높았으며 $CO_2$ 함유량이 높아짐에 따라 잔디품질은 급격히 낮아졌다. 수분함량이 많을수록 $CO_2$ 함유량이 높았으며 반대로 수분 침투율은 낮아짐을 보였다. 높은 수분 침투율은 $CO_2$ 함유량을 감소시켰다. 결론적으로 알맞은 토양의 물리적 조건(수분 함량과 침투율)이 $CO_2$ 함유량과 잔디성장에 있어서 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 잔디품질의 향상을 위해 putting green root zone의 알맞은 배수와 함께 근권의 공기 조건이 매우 중요함이 이 실험을 통해 조사되었다.
경사지 배수불량 논에서 밭작물의 안정적인 재배를 위한 배수개선 방법을 개발하기 위하여 논둑아래 기저부에 1열로 명거 (겉도랑 배수), 비닐차단막, 암거 (속도랑 배수), 관다발 등 네 가지 종류의 배수시설을 설치하여 배수개선 방법에 따른 토양의 물리적 특성변화를 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 배수방법별 토양의 용적밀도는 배수방법 간에 큰 차이가 없었으나 집적층 (B층)의 투수력은 암거배수구가 $2.67cm\;hr^{-1}$로 가장 높았고 다음은 관다발배수 $1.53cm\;hr^{-1}$이었으며, 명거배수, 비닐차단막은 $0.8cm\;hr^{-1}$내외로 낮은 경향을 보였다. 경작층 (Ap)의 액상은 명거배수, 비닐차단막 처리구가 35% 내외로 높은 경향을 보였으나 암거배수구에서는 수분함량이 크게 감소되었다. 또한 암거배수구의 기상은 32 ~ 35% 내외로 명거배수, 비닐차단막, 관다발 처리구 17 ~ 20% 보다 상대적으로 높아 공극률이 증가하는 것으로 나타났다. 명거배수 처리구의 토색은 수분과다와 높은 지하수위로 환원작용이 일어나 회색을 보인 반면 암거배수구에서는 투수성 및 통기성이 증가하여 회색층의 토색이 명갈색을 변화되었고 환원층의 출현 깊이가 깊어지고 점차 층위분화가 진행됨을 확인할 수 있었다. 강우 후 토양 깊이별 수분함량 변화를 분석한 결과 명거배수 처리구의 표토에서는 7일이 경과하여야 토양수분이 30 mm이하로 감소되었으나 20 cm 이하의 깊이에서는 항상 수분이 과잉된 상태로 지속되는 경향을 보였다. 반면 암거 배수 처리구에서는 강우 후 5 일이 경과 후에 토양 30 cm 깊이까지 수분함량이 30 mm 이하로 감소되어 배수개선 효과가 가장 높았다. 따라서 "배수불량"인 경사지 논에서 논둑 밑 1열의 암거배수 시설 설치가 명거배수, 비닐차단막, 관다발 배수방법에 비해 토양의 물리성 개선효과가 높아 밭작물의 안정적인 생산과 농지자원의 이용전환 즉 논을 밭으로 이용해야 하는 범용농지 기반 조성을 위한 저비용의 실용적인 배수개선 방법으로 이용성이 높은 것으로 판단되었다.
터널 굴착에 의한 다량의 지하수 배출 그리고 터널 굴착 작업은 지하수 고갈과 지반침하를 유발한다. 그러므로, 수리지질학적 방법 및 모델링에 의해서 터널 굴착과 관련하여 환경 영향을 평가하고 영향 저감대책을 수립하는 것이 매우 중요하다. 이 연구는 야외조사, 수질분석, 추적자시험 그리고 지하수 모델링을 통하여 터널 굴착에 의한 저수지와 계곡수의 고갈을 밝히기 위한 것이다. 현장 수질분석 결과, 터널내 배출 지하수의 화학성분의 농도는 계곡수의 화학성분의 농도보다 약간 더 높다. 실내 수질분석 결과, 계곡수와 배출 지하수의 수질형은 둘 다 $Ca^{2+}+HCO_3{^-}$형이다. 계곡의 주입지점과 터널 간의 1차 및 2차 추적자시험에 의하면 계곡수가 지하로 침투하여 터널로 배출되며, 전기전도도는 1차시험에서는 $70{\mu}S/cm$ 그리고 2차 시험에서는 $40{\mu}S/cm$로 나타났다. 지하수 모델링에 의하면, 터널 굴착 시 터널내로의 지하수 배출량은 $4,942m^3$/일이며, 터널 완공 후 3년이 경과하면 지하수위는 원래 상태로 회복되는 것으로 산정된다. 입자추적 모델링에 의하면, 터널에 가장 가까운 입자는 주입 후 6시간 만에 그리고 가장 먼 입자는 9시간만에 터널에 도달하는 것으로 산정되었으며, 이 결과는 야외 추적자시험 결과와 비슷하다.
Purpose: Erythropoietin is traditionally known to regulate erythropoiesis, but recently its protective effect against ischemia-reperfusion injury has been studied mainly in cardiovascular and neuronal systems. This study was planned to investigate the effects of recombinant human erythropoietin on ischemia-reperfusion injury in rat TRAM flap model. Methods: Superiorly based TRAM flap was elevated and ischemic insult was given for four hours. Thirty minutes before reperfusion, single dose recombinant human Erythropoietin(5000IU/kg) was injected via intraperitoneal route in the treatment group. At 24 hours postoperatively, systemic neutrophil count, tissue myeloperoxidase activity, malonyldialdehyde amount, nitric oxide content, tissue water content and histologic finding of inflammation was evaluated. On 10 days postoperatively, flap survival rate, angiogenesis and change in hematocrit level was evaluated. Results: Tissue nitric oxide level was significantly higher and myeloperoxidase activity was significantly lower in the treatment group 24 hours after reperfusion. Tissue water content was significantly lower in the treatment group. Perivascular neutrophil infiltration and intravascular adhesion was marked in the control group. Mean flap survival after ten days was 69% in the treatment group, and 47% in the control group, demonstrating a significant difference. Neovascularization in the treatment group also outnumbered the control group. No significant hematocrit rise was noted ten days after erythropoietin administration. Conclusion: Recombinant human Erythropoietin improved flap survival in ischemia-reperfusion injured rat TRAM flaps, at least partially owing to suppressed inflammation, increased nitric oxide, and enhanced angiogenesis.
수중 강재 절단을 위해 내압성, 유연성의 외부장치인 스프링 호스와 가소성 성형폭약을 결합한 수중 성형폭약 장치를 고안하였다. 최적조건 설계를 위한 기초실험으로 외부장치의 형상에 따른 관입성능을 비교하였다. 실험결과를 평가하기 위하여 관입 된 강재에 액상 고무를 이용하여 모형을 획득한 후 이미지 분석을 하였고, 성형폭약의 관입 과정을 모사하기 위해 AUTODYN 프로그램을 이용하여 해석하였다. 분석결과 원형 및 사각 외부장치의 평균 관입 깊이는 유사하였으나 관입품질은 원형의 경우 더 균일하였다. 또한, 사각의 경우 침투현상이 발생하였고, 수압증가에 따른 변위가 원형대비 크게 측정되었다.
The effect of flooding and soil salinity on the growth of yam (Dioscorea batatas) were studied on the experimantal site temporally established in the south-eastern part of Saemangeum Reclaimed Tidal Land (near Gwanghwal myun, Gimjae-gun, Jellabukdo, Korea). Yam seedlings planted by using aerial bulblet as alternative of sliced tubers, were grown for 20-days and transplanted in black-vinyl mulched ridges (about 20 cm in height) at 70cm interval by $20{\times}60cm$ spacing in the $4^{th}$ of May, 2010. Soil salinity was maintained at lower than 1.2 ds $m^{-1}$ during the growing period and did not result to salt injury in all plants. However, flooding injury very seriously led to plant death and plant mortality rates at $67{\pm}21$ and $82{\pm}9%$ of yam plants in the compost and no compost treatment, respectively, died by heavy flooding during the rainy summer season. The main reasons of the flooding injury included the decreased rainfall acceptable capacity (RAC) after the rising of water table and a slowdown of water infiltration rate after the formation of an impermeable soil crust in the furrow bottom with continuous and heavy downpour during the rainy summer season. The effect of compost treatment was not statistically observed because of the severe spatial difference caused by wet injury, although yam tuber yield was higher at 30 kg $10^{-1}$ in the compost treatment than in the no-compost treatment at 20 kg $10^{-1}$. However, the size of tuber ranged at 1.23 to 1.60 cm in diameter and 3.7 to 5.0 cm in length in all both treatment, which means they are still reproducible for the next cropping season. Conclusively, proper counter-flooding measure and soil salinity control critically important for successful yam production in Saemangeum Reclaimed Tidal Land.
This study aims to assess the influence of rainfall patterns on shallow landslides initiation. Doing so, five typical rainfall patterns with the same cumulative amount and intensity components comprising Advanced (A1 and A2), Centralized (C), and Delayed (D1 and D2) were designed based on a historical rainstorm event in Jinbu. Mt area. Those patterns were incorporated as the hydrological conditions into the Transient Rainfall Infiltration and Grid-based Regional Slope-stability Model (TRIGRS) to assess their influences on groundwater pressure and changes in the stability of the slope. The results revealed that not only the cumulative rainfall thresholds necessary to initiate landslides, but also the rate at which the factor of safety decreases and the time required to reach the critical state, are governed by rainfall patterns. The sooner the peak rainfall intensity, the smaller the cumulative rainfall threshold, and the shorter the time until landslide occurrence. Left-skewed patterns were found to have a greater effect on landslide initiation. Specifically, among five rainfalls, pattern (A1) produced the most critical state. The severity of response was followed by patterns A2, C, D1, and D2. Our conclusion is that rainfall patterns have a significant effect on the cumulative rainfall threshold, the build-up of groundwater pressure, and the occurrence of shallow landslides.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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