• 자원환경지질
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• 제54권5호
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• pp.535-547
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• 2021

골재는 필수적인 건설자재로 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이다. 각 시군에 따라 부존 특성이 다르며, 골재 자체의 사용물량과 그 중량으로 인해 원거리에서 조달이 힘들다는 특성으로 인해 1993년부터 지역별 골재자원조사가 시행되고 있으며 이를 통해 골재수급의 안정화를 추진하고 있다. 이번 연구는 매년 실시하는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2020년 경기도 고양시를 조사지역으로 선정하고 시추조사를 수행하여 골재의 분포 특성을 파악하였다. 고양시는 동쪽으로 높은 지대를 형성하고 남서부 일대는 한강을 따라 넓은 평지가 발달하는 지형을 보이며, 국가하천인 한강과 18개의 지방하천이 발달하고 있다. 시추조사를 통해 고양시의 충적층의 심도는 남쪽으로 갈수록 깊어지는 경향을 보이며, 골재 부존량은 비교적 많은 편이지만 부존 심도가 깊은 것으로 나타났다. 고양시의 충적층 심도의 변화 및 골재 부존량의 변화는 18개의 소규모 하천의 상류에서 하류로 이어지는 퇴적특성의 영향보다는 한강의 활동과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 이러한 특성은 서해안에 인접한 시군에 대한 골재분포와 비교적 유사한 경향을 보여준다. 따라서 서해안과 접하는 지역은 전반적으로 서해로 유입되는 비교적 큰 하천을 주변에서 골재 부존 가능성이 크다고 할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권4호
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• pp.441-456
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• 2021

건조 또는 아건조한 기후에서 하천류가 우세한 충적선상지의 발달 원인을 알아보기 위해 전라남도 고흥군 일원에 분포하는 백악기 두원층을 대상으로 퇴적학적 연구를 수행하였다. 연구지역의 두원층은 고원생대 편마암으로 구성된 기반암 상부에 부정합으로 분포한다. 퇴적상 분석 결과, 기반암 인근에서 역질 망상하천(퇴적상 조합1)이 발달하였으며, 기반암에서 멀어짐에 따라 7km의 범위에서 사질 망상하천(퇴적상 조합2)과 범람원(퇴적상 조합3)으로 퇴적환경의 변화가 나타난다. 퇴적환경의 측방변화와 범람원의 퇴적층 내 자색 이암에서 관찰되는 석회질 단괴 및 기반암 인근에서 측정한 방사상의 고수류 방향은 두원층이 건조 또는 아건조한 기후에서 형성된 하천류가 우세한 충적선상지에서 퇴적되었음을 지시한다. 최근 두원층에서 수행된 쇄설성 저어콘 절대연령에 관한 연구는 두원층의 기원지가 영남육괴 서부와 옥천변성대 남서부를 포함하는 한반도 남서부임을 지시하며, 이는 충적선상지의 유역분지가 넓었음을 지시한다. 넓은 유역분지는 많은 양의 물을 충적선상지로 공급하고 유역 분지 내부에 퇴적물을 일시적으로 저장함에 따라 쇄설류의 형성을 제한한다. 이와 더불어 주로 조립의 변성암 및 화성암으로 구성된 유역분지는 모래 크기의 퇴적물을 형성하여, 쇄설류 형성에 필요한 점토의 형성을 억제하였다. 따라서 건조 또는 아건조한 기후임에도 불구하고 넓은 유역분지와 유역분지를 주로 구성하는 조립질의 암석은 하천류가 우세한 충적선상지가 발달에 유리한 조건을 제공하였으며, 이로 인해 두원층이 하천류가 우세한 충적선상지에서 퇴적되었다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.421-433
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• 2023

원자력발전소의 사용후핵연료(Spent Nuclear Fuel: SNF)에 대한 최종처분은 지하 심부의 지질학적 저장소에서 이루어진다. 사용후핵연료를 감싸는 금속처분용기는 주철과 구리 등으로 제작되어 방사성핵종을 장기간 격리할 예정이며, 공학적방벽과 천연방벽으로 구성된 다중방벽처분시스템에 의해 보호를 받도록 설계된다. 지하 심부의 환경(심층처분환경)은 점차 무산소의 환원환경으로 바뀌게 되며, 이러한 환경에서 구리처분용기의 부식을 일으킬 수 있는 유력한 물질 중 하나는 황화물이다. 황화물에 의한 응력균열부식은 구리처분용기의 안정성을 크게 저하시켜 처분장의 장기안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 심층처분환경에는 황산염이 다양한 형태로 존재 또는 유입될 수 있으며, 황산염환원미생물에 의해 황화물로 전환되어 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 완충재와 뒤채움재의 유력한 후보물질인 벤토나이트에는 주로 석고(CaSO₄)와 같은 산화형태의 황산염 광물이 포함되어 있다. 심층처분환경 내에 미생물이 생장할 만한 공간이 있고 유기 탄소 등 전자공여체가 충분히 공급된다면 미생물 활동에 의해 황산염이 황화물로 환원될 수 있다. 하지만 근계영역에서 생성된 황화물과 지권으로부터 유입되는 황화물 중 대부분은 완충재에 의해 차단되어 극히 일부만이 처분용기에 도달할 것이다. 처분환경에서 존재가능한 황화철 광물 중 하나인 황철석은 용해과정에서 황산염을 발생시켜 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 하지만 황철석의 극히 낮은 용해도로 인해 산화 생성물의 양은 매우 적을 것이고 포화된 벤토나이트의 낮은 수리전도도로 인해 처분용기로 산화 생성물의 이동은 제한될 것이다. 우리는 심층처분환경에서 황산염의 존재와 환원 그리고 황화물과 황철석의 형성 및 거동 특성 등에 관한 주요 연구 사례 등을 종합적으로 분석, 정리하였고, 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안전성에 대한 황산염과 황화물의 영향을 이해하고자 하였다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.435-445
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• 2023

삼각주는 하천이 운반하던 퇴적물이 호수나 바다, 하천의 본류와 같은 상대적으로 저 에너지의 환경을 만나 쌓인 퇴적 지형이다. 그 중 하천의 합류 지역에 생긴 삼각주는 하천 기하와 수리학적 특성에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 하천 관리 및 연구에서 중요하게 다루어진다. 최근 낙동강 내 대규모 준설과 보 건설로 하천 합류 지역의 평형상태가 깨지고 있다. 하지만 하천의 자연 회복성으로 인한 지속적인 퇴적으로, 인위적인 준설 이전의 자연상태로 되돌아가고 있다. 시계열 관측 결과 합류 지역의 삼각주는 준설 이후 지속적으로 성장하다가, 일정 크기에 도달하면 전반적인 크기의 변화없이 소규모의 성장과 후퇴를 반복하는 동적 평형상태에 이른다. 본 연구에서는 합류 지역 삼각주가 지류의 유사량과 본류의 유량에 따라 체결된 동적 평형 상태에 도달한다는 가정을 바탕으로 합류 지역의 퇴적-침식 작용을 설명하는 모델을 개발하였다. 모델은 지류 공급 퇴적물의 퇴적과 본류로 인한 침식 작용, 두 가지 기작을 토대로 한다. 모델에 사용된 낙동강을 대표하는 침식 계수는 낙동강 내 주된 합류 지역을 이용하여 추정했다. 개발된 모델을 이용하여 지류 유사량과 본류 유량에 따른 합류 지역 삼각주 평형 위치의 민감도 분석을 수행했고, 이후 주된 합류 지역의 연평균 유량, 유사량 데이터를 활용하여 낙동강 합류부 삼각주들의 동적 평형 위치를 예측하였다. 마지막으로 감천-낙동강에 기록된 일별 유량과 유사량 데이터를 활용하여 감천-낙동강 삼각주의 발달에 대한 모의 실험을 진행하였다. 모델을 통해 각 합류부 삼각주의 형성 여부를 예측하였고, 감천-낙동강 삼각주의 거동의 경향 또한 잘 예측하였지만, 단순화 과정에서 발생한 오차와 한계로 인해 감천-낙동강 삼각주에서 실제 발생하는 후퇴를 정확히 예측하지는 못하였다. 본 연구 결과는 합류 지역을 통한 낙동강 본류의 유사 공급량에 대한 기초 정보를 제공하여 하천 정비 및 유지에 기초 모델로 사용할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.301-310
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• 2023

페리하이드라이트는 산상광산배수를 포함한 자연 환경에서 쉽게 관찰되는 산화철 광물로 결정도가 낮고 높은 비표면적을 갖고 있어 다른 이온과의 반응성이 매우 우수하여 환경유해물질과의 반응을 통하여 이의 제거가 가능하다. 그러나 페리하이드라이트는 준안정성 광물이기 때문에 표면적이 작고 결정도가 높은 다른 광물로의 상변화로 흡착된 이온들의 방출 가능성도 존재한다. 본 연구에서는 비산염, 크롬산염, 셀레늄산염의 페리하이드라이트에 대한 흡착 특성과 광물상 변화까지 고려한 페리하이드라이트의 산화음이온 제거 효능을 연구하였다. 실험 시 pH 4와 8에서 연구에 사용된 산화음이온들의 흡착은 pH 8에서 셀레늄산염을 제외하고 Langmuir와 Freundlich 두 흡착 모델과 잘 일치하였다. 각 산화음이온의 흡착량은 pH에 따른 표면 전하의 차이로 인하여 pH 4의 경우 pH 8보다 더 높았다. 흡착 량은 비산염, 크롬산염, 그리고 세레늄산염의 순서를 보여주었다. 이러한 흡착모델과 흡착량은 각 산화음이온의 흡착 시 페리하이드라이트 표면에서 일어나는 서로 다른 흡착 기작을 잘 대변한다. 이러한 흡착 특성은 광물상의 변화와도 밀접한 연관성이 있었다. pH 4에서는 침철석 혹은 적철석으로의 상변화를 보여주었으나, pH 8에서는 적철석으로의 상변화만이 관찰되었다. 산화음이온 종 중 비산염은 가장 높은 흡착력을 보여주며, 흡착 후 페리하이드라이트의 실험 기간 내 거의 상변화를 일으키지 않았다. 이와 달리 크롬산염과 셀레늄산염은 비산염에 비하여 광물상 변화가 더 빨랐으며 세 산화음이온 중 셀레늄산염의 지연 효과가 가장 낮았다. 페리하이드라이트는 비산염에 대하여 높은 흡착 능력과 낮은 상변화로 인하여 효과적인 제거가 가능하지만 다른 두 산화음이온 종은 낮은 흡착량과 추가적인 광물상 변화로 비산염에 비하여 제거 효과가 떨어지고 크롬산염의 경우 낮은 pH 환경에서 낮은 농도의 경우에에만 효율적인 제거가 가능할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.781-797
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• 2023

최근 들어 첨단산업에 활용되는 핵심광물의 확보를 위한 광물수요국들의 대응이 빠르게 진행되고 있다. 흑연은 중국 생산량이 압도적 우위에 있지만, EV 배터리 부문의 기하급수적인 성장에 따라 글로벌 공급에서 변화가 초래되고 있으며, 동 아프리카에서의 활발한 탐사가 좋은 사례이다. 우리나라에서도 생산이 증가되고 있다. 희토류는 첨단산업에 폭넓게 사용되고 있는 핵심원료이다. 세계적으로 희토류를 생산하는 광상은 카보너타이트형, 라테라이트형 및 이온흡착형 광상이 개발 중에 있다. 중국의 생산이 다소 감소되는 추세이지만 여전히 압도적인 우위를 점하고 있다. 최근 수년간의 변화는 미얀마의 급부상과 베트남의 생산 증가이다. 니켈은 다양한 화학 및 금속 산업에 사용되어 온 금속이지만 최근 밧데리 비중이 점차 증가되고 있는 추세이다. 세계 니켈 광상은 초염기성암에서 유래된 유화형 광상과 라테라이트형 광상으로 크게 구분된다. 유화형 광상은 호주에서 개발이 지속적으로 증가 할 것으로 예측되며, 라테라이트형 광상은 인도네시아에서의 개발이 촉진 될 것으로 보인다. 리튬이온 배터리 수요에 따라 니켈 시장도 견인될 것으로 전망된다. 세계 리튬 광상은 염호형(78%)과 암석/광물형(스포듀민 19%), 점토형(3%)이 생산되고 있다. 암석형 광상이 염호형 광상보다 품위가 다소 높지만 매장량이 적고 페그마타이트에 함유된 스포듀민 리튬광물이 대상이다. 칠레, 아르헨티나, 미국에서는 염호형 광상을 주로 개발하고 있으며, 호주와 중국에서는 염호 및 암석/광물 두 근원으로부터 리튬을 추출하고 있고 캐나다에서는 암석/광물로부터만 생산한다. 바나듐은 전통적으로 강철 합금에 약 90% 이용되어 왔으나 최근 대규모 전력 저장을 위한 바나듐 레독스 흐름배터리 용도가 증가 추세에 있다. 세계 바나듐 공급원은 광산에서 생산하는 바나듐을 함유한 철광석(81%)과 부산물에서 회수하는 바나듐(2차 근원, 18%)으로 양대분 된다. 81%를 차지하는 바나듐-철광석 근원은 제강공정에서 유래된 바나듐 슬래그가 70%를 차지하고 광산에서 생산하는 1차 근원인 광석은 30%에 불가하다. 이러한 공급원으로부터 중간재인 바나듐 산화물이 제조된다. 바나듐 광상은 함바나듐 티탄자철석형 광상, 사암 모암형 광상, 셰일 모암형 광상과 바나듐산염형 광상으로 구분되는데 함바나듐 티탄자철석형 광상만이 현재 개발되고 있다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.143-159
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• 2024

천연골재(Natural aggregate)는 인간활동에 필수적인 자원으로 건축활동과 밀접하게 관련되어 있다. 최근 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이며 자원의 특성상 원거리에서 조달하기가 어렵다. 이 연구는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시를 대상으로 수행된 조사결과를 바탕으로 골재부존지역의 분포와 특성을 파악하였다. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다. 논산시의 지형은 동부의 산악지대와 서부의 평야지대를 형성하는 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 모든 하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서 금강 본류의 좌안으로 합류한다. 시추 결과는 고지대인 북쪽과 동쪽에서 얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를 보여 금강 본류 인근에서 최대깊이인 25m를 보인다. 계산된 육상골재의 총 부존량은 246,789,000m³이며, 개발 가능량은 172,750,000m³이다. 하천골재의 총 부존량은 5,236,000m³ 이며, 개발가능량은 3,765,000m³로 나타났다. 골재의 분포양상은 지형 및 지질, 수계의 발달 양상에 따라 다양하게 나타난다. 부존량은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의 골재자원이 분포하는 것으로 나타나지만 부존심도는 4m 이상의 깊이에서 나타난다. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권4호
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• pp.175-181
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• 2024

유엔 안전보장이사회 산하 대북제재위원회는 북한이 2017년부터 2023년까지 가상자산 관련 회사를 상대로 사이버 공격을 벌여 탈취한 금액이 약 4조원으로 추산하고 있다고 평가했다. 북한의 사이버 공격은 국제사회의 경제제재로 인한 외화확보가 제한되자 가상화폐 해킹으로 자금을 확보하고 있고, 방산업체에 대한 기술탈취의 형태도 보여주고 있으며 이렇게 확보하 자금은 김정은 정권유지와 핵·미사일 개발에 사용되고 있다. 2017년 9월 3일 북한이 제 6차 핵실험을 단행하고 같은 해 11월 29일 대륙간탄도미사일(ICBM) 발사를 계기로 국가 핵무력 완성을 선언하자 유엔은 대북제재를 가하였는데 이는 역사상 가장 강력한 경제제재로 평가된다. 이러한 경제적 어려운 상황에서 북한은 사이버 공격을 통해 위기를 극복하고자 하였는데 북한의 사이버 공격 사례를 통해 그 변화 양상을 분석한 결과 1기는 2009년~2016년까지로 전략적 목표로 국가 기간망 무력화와 정보 탈취를 통해 북한 스스로 사이버 능력을 검증 및 과시는 모습과 남한 내 사회혼란을 조성하려는 의도로 보여졌다. 2기는 2016년 대북제재로 외화벌이가 제한되자 가상화폐를 탈취하여 김정은 정권유지 및 핵·미사일 개발 고도화를 위한 자금확보의 모습을 보였다. 3기는 국내외 방산업체에 대한 기술해킹으로 2021년 8차 당대회에서 김정은 위원장이 제시한 전략무기 5대 과업 달성을 위한 핵심기술 탈취에 집중하는 모습을 보이고 있다. 북한의 사이버 공격에 대해 국가 차원에서 국가기관 뿐 아니라 민간업체에 대한 보안대책을 수립해야 될 것이고 이과 관련된 법령 제도, 기술적 문제, 예산 등에 대한 대책이 시급히다. 또한 화이트 해커와 같은 전문인력 양성 및 확보에 주력하여 날로 발전하고 있는 사이버 공격에 대응할 수 있도록 시스템 및 인력 구축이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.289-301
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• 1997

보국 코발트 광산은 백악기 경상분지내에 위치하며, 셰일로 구성된 건천리층을 천부 관입한 암주상의 미문상 화강암내에 국한하여 배태된다. 광상은 열극 충진형 석영${\pm}$액티놀라이트${\pm}$탄산염 광물맥으로 이루어지며, 광석광물로는 함코발트광물 (비독사석, 휘코발트석, 글로코도트), 함코발트 유비철석과 소량의 황화광물 (자류철석, 황동석, 황철석, 섬아연석) 및 미량의 산화광물 (자철석, 적철석)이 산출된다. Rb-Sr 절대연령 측정 결과, 화강암의 관입 및 이와 관련된 광화작용은 후기 백악기 (85.98 Ma)에 이루어진 것으로 판단된다. 산출광물종은 다소 복잡한 양상을 보이며, 시간에 따라 다음과 같이 변화한다: 액티놀라이트, 탄산염광물 및 석영에 수반되는 함코발트 광물의 정출 (광화시기 I, II)${\rightarrow}$석영에 수반되는 황화광물, 금 및 산화광물의 정출 (광화시기 III)${\rightarrow}$탄산염광물의 정출(광화시기 IV, V). 고온성 광물 (함코발트 광물, 휘수연석, 액티놀라이트)과 더불어 저온성 광물 (황화광물, 금, 탄산염광물)이 산출되는 점으로 보아 열수광화작용은 xenothermal 환경에서 형성되었다. 화강암은 특징적으로 높은 코발트 함유량 (평균 50.90 ppm)을 나타내며, 이는 코발트가 냉각하는 화강암 암주에서 기원하였음을 지시한다. 반면, 건천리층 셰일의 높은 동 및 아연 함유량은 이들 원소가 주로 셰일로부터 유래되었음을 지시한다. 열수용액의 온도 감소와 더불어 산소분압이 감소 (광화 I, II기의 코발트광물 형성, $T=560^{\circ}C-390^{\circ}C$, log $fO_2=$ > -32.7 to -30.7 atm at $350^{\circ}C$; 광화 III기의 황화광물 형성, $T=380^{\circ}-345^{\circ}C$, log $fO_2={\geq}-30.7$ atm at $350^{\circ}C$함은 열수계가 시간이 지남에 따라 초기 마그마성 계로부터 천수로 지배되는 열수계로 전이되었음을 나타낸다. 광화 II기의 유황 동위원소 값은 초기 함코발트 열수 용액이 화성기원 ($${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}{\sim_=}3-5$$‰)으로부터 기원하였음을 증거한다. 열수용액의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값은 광화 II기의 코발트 형성기 (3-5‰)로부터 황화광물 형성 시기인 광화 IV기 (최대 약 20‰)까지 크게 증가하였다. 이는 후기로 갈수록 천수가 우세한 열수계로 진화하면서 주위의 퇴적암을 순환하는 과정에 동위원소적으로 무거운 유황 (퇴적기원의 황산염)과 천금속 (Cu, Zn 등) 및 금을 용해, 농집시켰음을 시사한다. 후기에 천수의 유입이 없었더라면, 보국 광상은 단순히 액티놀라이트 + 석영 + 함코발트 광물로 구성된 광맥으로만 형성되었을 것이다. 또한, 마그마 기원의 열수계가 형성된 이후에 천수 순환계가 형성됨으로 인하여 고온 광물과 저온 광물이 함께 산출되는 xenothermal 한 광상의 특성을 나타내게 되었다.

• 환경영향평가
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• 제30권2호
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• pp.105-116
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• 2021

건물이 밀집되고 인구밀도가 높은 도시는 열섬현상이 가중되고 열쾌적성에 취약하다. 도심에서 방치되고 있는 공지는 주거환경과 도시미관을 저해하고 지역 전체의 경제적 활력이 낮아지며 도시를 쇠퇴하는 하나의 요인으로 다루어진다. 이에 본 연구에서는 서울 종로구 송현동의 공지를 대상으로 개발 시나리오에 따라 주변 미기후 영향을 비교하고자 하였다. 현 상태 유지, 녹지 중심, 건물 중심, 녹지-건물 절충 시나리오를 설정하고, ENVI-met을 사용하여 개별 시나리오별로 대상지와 대상지 주변 1 km 내 변화되는 풍속, 기온, 평균복사온도를 개발 시나리오별 내·외부 영향을 비교분석하였다. 연구 결과, 대상지 내·외부는 녹지 중심의 시나리오가 현 상태 유지 시나리오와 비교했을 때 계절별 평균 기온은 낮아졌고, 풍속이 빨라진 것으로 도출되었다. 여름철 최대 -0.73 ℃가 낮아지거나 1.5 ℃까지 상승될 것으로 예상되었고, 풍속은 시나리오에 따라 최대 210 m 범위까지 영향이 있었다. 또한, 녹지는 내·외부, 건물 배치 및 크기는 녹지보다 효과는 적으나 인접한 외부 공간에 영향을 주는 것을 확인하였다. 본 연구는 송현동 개발 방향에 대한 의사결정 지원 도구로써 도움을 줄 수 있고, 향후 환경영향평가 제도에 미기후에 대한 부분을 반영하는데 활용할 수 있을 것으로 예상된다.