• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.1-15
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• 2017

대청호는 금강의 중 하류에 대댐(>15 m 높이) 건설로 만들어진 저수지이며, 방류시스템은 수문-여수로, 수력발전 방수로 및 취수탑을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 저수지의 하류 댐에서 발생하는 탁수 감소, 녹조현상 및 빈 영양 상태에 대한 육수학적 의문점을 파악하기 위한 것이었고, 수문 기상학적 요인을 중심으로 비교분석 하였다. 현장조사는 2000년 1월부터 12월까지 댐과 발전방류구 지점에서 1주 간격으로 수행하였다. 강수량은 유입량, 방류량 및 수위변동과 밀접한 관련성을 보였다. 강우패턴은 장마와 태풍호우에 의존적이었고, 유량, 탁도의 증가는 강우 빈도보다 강도에 더욱 중요하게 반응하였다. 저수지의 수층별 수온과 DO 변동은 기상 수문학적 영향이 컸고, 수온성층, 밀도류 및 방류에 기초 한 수위변동이 주요한 원인으로 작용하였다. 수문 및 발전방류는 각각 수체의 유동과 탁수 영양염의 배출을 유도하였다. 특히, 저층수에서 저산소 또는 빈산소일 때, 발전방류는 저질층에서 용출되는 인(P)을 댐 하류 하천으로 유출하는 데 크게 기여하였다. 또한, 연중 지속적으로 가동되는 발전방류수는 저수지의 하류(정수대)를 저영양 상태로 만들 수 있는 주된 요인이었다. 그리고 저수지의 하류에서 발생하는 녹조현상은 수문-여수로 방류 때 상류의 수체가 하류로 이송 및 확산된 결과이었다. 발전방류수는 저수지 생태계의 물리, 화학 및 생물학적 요인에 시공간적 영향을 광역적으로 미칠 수 있는 중요성과 역동성을 포함하고 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.754-762
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• 1995

차세대 LSI용 유전체 박막으로서의 응용을 목적으로 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 Si기판위에 SrTiO$_3$박막을 제조하였다. Ar과 $O_2$혼합가스 비, 바이어스 전압변화, 열처리 온도등의 증착조건을 다양하게 변화시키며 SrTiO$_3$박막을 제조하여 최적의 증착조건을 조사하였다. 박막의 결정성을 XRD로, 박막과 Si 사이의 계면의 조성분포를 AES로 각각 분석하였다. Ar과 $O_2$의 혼합가스를 스퍼터링 가스로 사용함으로써 결정성이 좋은 박막을 얻었다. 그리고 보다 치밀한 박막을 얻고자 바이어스 전압을 걸어주며 증착시켰다. 본 실험결과에서는 스퍼터링 가스는 Ar+20% $O_2$혼합가스, 바이어스 전압은 100V에서 좋은 결정성을 얻었다. 또한 하부전극으로 Pt, 완충층으로 Ti를 사용함으로써 SrTiO$_3$막과 Si 기판과의 계면에서 SiO$_2$층의 형성을 억제할 수 있었으며, Si의 확산을 막을 수 있었다. 전류 및 유전특성을 측정하기 위해 Au/SrTiO$_3$/Pt/Ti/SiO$_2$/Si로 구성된 다층구조의 시편을 제작하였다. Pt/Ti층은 RF 스퍼터링으로, Au 전극은 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다 $600^{\circ}C$로 열처리함에 의해 미세하던 결정림들이 균일하게 성장하였으며, 이에 따라 유전율이 증가하고 누설전류가 감소하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 두께 300nm의 막에서 유전율은 6.4fF/$\mu\textrm{m}$$^2$이고, 비유전상수는 217이었으며, 누설전류밀도는 2.0$\times$$10^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$로 양질의 SrTiO$_3$박막을 제조하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.16-19
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• 2019

박막이 얇아질수록 전기적인 특성이 좋아지려면 비정질구조가 유리하다. 비정질구조는 케리어가 공핍되는 특징을 이용하여 전도성을 높이는데 효과가 있을 수 있다. 이러한 특성을 확인하는 방법으로 전위장벽이 형성되는 쇼키접합에 대한 연구가 필요하다. 비정질구조와 쇼키접합에 대하여 조사하기 위하여 $SiO_2/SnO_2$ 박막을 준비하였으며, $SiO_2$ 박막은 Ar=20 sccm 만들고 $SnO_2$ 박막은 아르곤과 산소의 유량을 각각 20 sccm으로 혼합가스를 사용하였으며, 마그네트론 스퍼터링 방법으로 $SnO_2$의을 증착하고 $100^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$에서 열처리를 하였다. 비정질구조가 만들어지는 조건을 알아보기 위하여 XRD 패턴을 조사하고 C-V, I-V 측정을 실시하여 Al 전극을 만들고 전기적인 분석을 실시하였다. 공핍층은 열처리과정을 통하여 전자와 홀의 재결합으로 형성되는데 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 경우 공핍층이 잘 형성이 되었으며, 미시영역에서는 전기적으로 전류가 크게 작용하는 것을 확인하였다. $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 비정질의 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 XRD 패턴에서 $33^{\circ}$에서는 픽이 나타나지 않았으며, $44^{\circ}$에서는 픽이 생겼다. 쇼키접합에 의해서 거시적(-30V<전압<30V)으로는 절연체 특성이 보였으나 미시적(-5V<전압<5V)으로는 전도성이 나타났다. 케리어가 부족한 공핍층에서의 전도는 확산전류에 의하여 전도가 이루어진다. 미소영역에서 동작하는 소자인 경우에는 공핍효과에 의한 쇼키접합이 전류의 발생과 전도에 유리하다는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.93-99
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• 2022

초소형, 웨어러블 기기 기술의 빠른 발전에 따라, 전자기기 구동을 위한 시공간적인 제한이 없는 지속적인 전기 공급을 필요로 한다. 이에 따라, 두 가지 다른 재료의 접촉과 분리로 만들어지는 정전기를 활용하는 마찰대전 나노발전기(Triboelectric nanogenerator, TENG)는 간단한 원리 덕분에, 복잡한 과정 및 설계 없이도 자연에서 버려지는 다양한 형태의 에너지들을 효과적으로 수확하는 수단으로 활용되고 있다. 하지만, TENG의 실생활의 적용을 위해서는 전기적 출력의 증가가 필요하다. 또한, 전기적 출력의 증가뿐만 아니라 전기적 출력의 안정적인 발생은 TENG의 상용화를 위해서 해결해야 될 과제이다. 본 연구에서는 TENG의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 향상된 출력을 안정적으로 나타낼 수 있는 방법을 제안하였다. 출력의 향상 및 안정성을 위해서 TENG 구성 요소 중 하나인 접촉층을 일렉트렛으로 사용하였다. 활용된 일렉트렛은 Fluorinated ethylene propylene (FEP) 필름에 코로나 차징과 열처리 과정을 순차적으로 진행함으로써 제작되었다. 코로나 차징으로 인해 인위적으로 주입된 전하가 열처리 과정에 의해서 깊은 트랩으로 들어가게 되어 전하의 이탈 현상이 최소화된 일렉트렛을 제작하고 이를 TENG 제작에 활용하였다. 제작된 일렉트렛의 출력 성능은 수직 접촉 분리 모드 TENG의 전압 출력을 측정함으로써 검증되었고, 코로나 차징 과정을 거친 일렉트렛은 어떠한 처리도 되지 않은 FEP 필름에 대비 12배 높은 출력 전압을 나타냈다. 일렉트렛의 시간 및 습도 안정성은 일반 외부 환경 및 극한의 습도 환경에 일렉트렛을 노출시킨 후, TENG의 출력 전압을 측정함으로써 확인되었다. 또한, 박수를 모티브로 한 Clap-TENG에 일렉트렛을 적용하여 LED를 작동시킴으로써 실생활에 적용할 수 있음을 보여주었다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.1-15
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• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제54권1호
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• pp.1-24
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• 1981

강원도(江原道)는 관광자원(觀光資源)이 풍부(豊富)하며 태백산맥(太白山脈)을 중심(中心)으로한 산악관광권(山岳觀光圈), 동해안(東海岸)의 해안관광권(海岸觀光圈), 내륙(內陸)의 호수관광권(湖水觀光圈)으로 구분(區分)하고 있다. 동해(東海)의 절경(絶景)을 배경(背景)으로 설악산(雪岳山)과 오태산(五台山)의 국립공원(國立公園)이 있다. 그리고 치악산(雉岳山)의 도립공원(道立公園)이 있다. 북한강상류수계(北漢江上流水系)에는 발전용(發電用)댐건설(建設)로 만수(滿水)된 인공호수(人工湖水)가 연좌(連坐)하고 있어 호수관광권(湖水觀光圈)으로 각광(脚光)을 받고 있다. 본(本) 논문(論文)에서도 강원도행정수도(江原道行政首都)이며 호반(湖畔)의 도시(都市)인 춘천(春川)을 중심(中心)으로 북한강상류수계(北漢江上流水系)에 연좌(連坐)하고 있는 호수단지주변(湖水團地周邊)의 관광자원(觀光資源)을 배경(背景)으로 하여 삼림(森林)의 풍경적시업방안(風景的施業方案)을 모색하고 있다. 본(本) 호수단지(湖水團地)는 하류(下流)로부터 상류(上流)로 향(向)하여 의암호(衣岩湖), 소양호(昭陽湖), 춘천호(春川湖), 파려호(破慮湖)가 자리잡고 있으며 이들 4개(個) 호수(湖水)의 면적(面積)은 $140.4km^2$ 총저수량(總貯水量)은 4,155백만(百萬)$m^3$이다. 그리고 발전량(發電量)은 41만(萬)KW의 시설(施設)을 갖추고 있다. 이들 호수(湖水)를 위적(囲績)하고 있는 삼림면적(森林面積)은 $1,208km^2$에 달(達)한다. 삼림(森林)은 행정적(行政的)으로 시업림(施業林)$745km^2$와 시업제한림(施業制限林) $463km^2$로 구분(區分)하고 있으며 시업제한림(施業制限林)은 개발제한구역(開發制限區域)과 자연환경보전지구내(自然環境保全地區內)에 있는 삼림(森林)과 보안림(保安林)으로 되어 있다. 개발제한구역내(開發制限區域內)에 있는 삼림(森林)은 춘천(春川)을 중심(中心)으로 반경(半徑) 10km이내(以內)에 있는 의암호주변삼림(衣岩湖周邊森林)이며 그 면적(面積)은 $177km^2$이다. 자연환경보전지구내(自然環境保全地區內)의 삼림(森林)은 소양호연안(昭陽湖沿岸)에서 2km의 가시권내(可視圈內)에 설정(設定)되어 있으며 그 면적(面積)은 $165km^2$이다. 보안림(保安林)은 각(各) 호수연안삼림(湖水沿岸森林)에 설정(設定)되어 있으며 입지적여건상(立地的與件上) 수원함양림(水源函養林)이 주종(主宗)이며 그 면적(面積)은 $121km^2$이다. 본(本) 호수단지권내(湖水團地圈內)에는 많은 각승지(各勝地)와 유원지(遊園地) 그리고 문화재(文化財)와 유적지(遺蹟地)가 있어 호수(湖水)와 삼림(森林)과 같이 귀중(貴重)한 관광자원(觀光資源)으로 부상(浮上)되고 있다. 본(本) 호수단지주변삼림(湖水團地周邊森林)은 I~II영급(令級)의 유령림(幼令林)이 전체삼림(全體森林)의 70%를 점(點)하고 있어 ha당(當)축적(蓄積)은 $15m^3$로 탐약(貪弱)하다. 침엽수림(針葉樹林), 활엽수림(濶葉樹林), 혼효림(混淆林)의 면적비율(面積比率)은 35:37:28로 활엽수림(濶葉樹林)의 면적(面積)이 약천(若千) 우위(優位)를 점(點)하고 있다. 소유형태(所有形態)는 국유림(國有林), 도유림(道有林), 군유림(郡有林), 사유림(私有林)으로 되어 있으며 그 비율(比率)은 36:14:5:45로 사유림(私有林)이 약절반(約切半)을 점(點)하고 다음이 국유림(國有林), 도유림(道有林), 군유림(郡有林)의 순(順)으로 되어 있다. 지질(地質)은 모암(母岩)이 화강암(花岡岩) 또는 편마암계(片麻岩系)로서 풍화성(風化性)이 강(强)하고 표토층(表土層)이 척박(瘠薄)함으로 임지비배문제(林地肥培問題)를 염두(念頭)에 두어야 한다. 이상(以上)의 여건(與件)을 토태(土台)로 삼림(森林)의 풍경적시업(風景的施業)의 기본방향(基本方向)을 제시(提示)하면 다음과 같다. 1) 현재(現在) 임분(林分)은 유령림(幼令林)이 대부분(大部分)이고 임지(林地)가 척박(瘠薄)함으로 임지비배(林地肥培)와 임목무육(林木撫育)에 주력(注力)하여 장령림(壯令林)의 경지(境地)로 유도(誘導)할 것. 2) 황폐성미립목지(荒廢性未立木地)와 임간라지(林間裸地)에는 속성수(速成樹)인 리기다소나무, 오리나무 등(等)은 식재(植栽)하여 조속(早速)히 피복녹화(被覆綠化) 시킬 것. 3)계곡부(溪谷部)로서 습윤(濕潤)하고 지미(地味)가 비교적(比較的) 양호(良好)한 라지(裸地)에는 잣나무, 낙엽송, 전나무 등(等)을 식재(植栽)하여 교림(喬林)으로 육성(育成)할 것. 4) 현재(現在) 사유림(私有林)의 침엽수림(針葉樹林)은 적송(赤松)이 주체(主體)가 되어 있다. 적송(赤松)은 양수(陽樹)로서 수원함양기능(水源函養機能)이 적은 위에 현재(現在) 솔잎혹파리의 피해(被害)를 입고 있어 수종갱신(樹種更新)이 불가피(不可避)하다. 그러므로 계곡부(溪谷部)부터 잣나무, 전나무, 가문비나무, 솔송나무 등(等)을 식재(植栽)하에 점차(漸次) 음성(陰性) 침엽수림(針葉樹林)으로 대체(代替)케 할 것. 5) 현재(現在) 활엽수림(濶葉樹林)은 재질면(材質面)에 있어서나 풍치면(風致面)에 있어서 가치성(價値性)이 저렬(低劣)한 잡목(雜木), 관목(灌木) 등(等)이 많으므로 점차(漸次) 이를 제거(除去)하고 참나무, 단풍나무, 물푸레나무, 자작나무, 가래나무등(等)으로 대체(代替)케 할 것. 6) 주변(周邊) 산록부(山麓部)에는 벚나무, 수양버들, 은사시나무, 후박나무, 은행나무, 향나무, 밤나무, 살구나무, 등(等)의 관상수(觀賞樹)를 조화(調和)있게 식재(殖財)할 것. 7) 활엽수림(濶葉樹林)의 갱신(更新)을 중림형(中林型)으로 유도(誘導)하여 상하이단(上下二段)의 임관형(林冠型)의 미(美)를 조성(造成)하는 구역(區域)과 왜림형(矮林型)을 조리(調利)있게 배열(配列)하는 방안(方案)을 모색할 것. 8) 침엽수림(針葉樹林)의 갱신(更新)은 택벌작업(擇伐作業) 또는 산벌작업(傘伐作業)에 의(依)해 풍치보전(風致保全)을 기(期)할 것. 9) 혼효림(混淆林)은 상목(上木)은 침엽수(針葉樹)를 하목(下木)은 활엽수(濶葉樹)로 하는 중림형(中林型)의 풍치(風致)를 보존(保存)토록 할 것. 요(要)컨대 호수(湖水)의 우아(優雅)한 여성미(女性美)와 삼림(森林)의 호장웅대(豪壯雄大)한 남성미(男性美)가 조화(調和)되어 자연(自然)의 심오(深奧)한 신비성(神秘性)을 간직하는데 역점(力點)을 두어 궁극적(窮極的)으로는 삼림(森林)을 배경(背景)으로한 호수관광권(湖水觀光圈)의 면모(面貌)를 갖추는데 초점(焦點)을 둘 것이다.