• 제목/요약/키워드: flow Interaction

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무심천 인근 상대리 수막재배지에서 지하수 사용 후 배출되는 최종 배수로 물의 수질 특성 (Water Quality in a Drainage System Discharging Groundwater from Sangdae-ri Water Curtain Cultivation Area near Musimcheon Stream, Cheongju, Korea)

  • 문상호;김용철;황정
    • 자원환경지질
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    • 제48권5호
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    • pp.409-420
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    • 2015
  • 우리나라의 대표적 딸기 수막재배지 중 하나인 청주시 가덕면 상대리 일대에서는 수막재배용 지하수 이용량이 몇가지 방법으로 산정된 바 있다. 이러한 지하수 이용량 산정 방법 중에는 수막재배 사용 후 배출되는 배수로의 유량을 근거로 하는 것이 있으며, 이러한 방법은 배수로의 물이 모두 사용 후 배출되는 지하수로만 구성되어 있다는 가정 하에 적용된다. 연구지역에서 지하수가 사용된 후 무심천으로 유출되기 직전의 최종 배수로는 비포장 상태이며 하천 가까이에 나란히 개설되어 있다. 이러한 상황에서는 배수로의 물이 인근 하천수의 침투 유입에 의한 영향을 받을 가능성이 있다. 이 연구는 상대리 지역에서와 유사한 하천과 배수로의 구조 및 형태를 가지는 경우에, 최종 배수로의 배출수가 수질의 관점에서 하천수의 영향을 받고 있는지의 여부를 검토해 보았다. 고려된 수질 요소는 현장 수온과 pH, EC 값, 실내 분석에 의한 이온 함량과 수질 유형이며, 현장 측정 및 시료 채취 기간은 2012년 2월부터 2015년 2월까지이다. 검토 결과, 배출수는 지하수의 평균 수질을 반영하지 않으며, 오히려 하천수의 수질을 많이 반영하는 것으로 나타났다. 이로 보아, 연구지역에서와 같이 배수로가 인근 하천 가까이에서 비포장 상태를 유지하는 경우에는, 배출수의 유량 측정을 지하수 이용량 산정에 직접적으로 이용하는 데에 많은 주의가 필요한 것으로 판단되었다. 이 연구에서 배출수의 수온은 주변 대기 온도에 매우 민감하게 반응하여 변하기 때문에, 하천수의 영향을 정량적으로 판단하기는 부적절한 요소인 것으로 나타났다. 향후 배출수 내 지하수와 하천수의 혼합 비율을 정량적으로 산정하는 연구가 병행되어야 할 것으로 사료된다.

대전지역 도심하천의 수리화학적 및 동위원소적 특성 (Hydrochemical and Isotopic Characteristics of Major Streams in the Daejeon Area)

  • 정관호;문병진
    • 자원환경지질
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    • 제42권4호
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    • pp.315-333
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    • 2009
  • 이 연구에서는 대전지역 주요 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 산소, 수소, 황, 탄소 동위원소 특성을 분석하였다. 하천수 시료는 풍수기와 갈수기 2차례 채취되었다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 Ca(Mg)-$HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 Ca(Mg)-$SO_4(Cl)$유형으로 전이되고 하류에서는 Na(Ca)-$HCO_3$(Cl, $SO_4$) 유형으로 변하였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향뿐만 아니라 하수처리장의 방류수와 인위적 오염물질의 유입에 의한 영향이 관여된 것으로 해석된다. 전반적으로 풍수기에 비해 갈수기에 하천수의 전기전도도 값이 높은 특성을 보여준다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수가 합류되면서 수질이 급격하게 변화한다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8의 고알카리성을 보인다. 이는 현장조사결과 아파트의 우수관을 통한 세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 산소-수소 동위원소 관계식은 ${\delta}D=6.45{\delta}^{18}O-7.4$으로 Craig의 순환수선보다 다소 하향 이동되어 도시된다. 이는 기단의 변화와 하천수의 표면 증발 효과에 의한 것으로 보인다. 뿐만 아니라, 상-하류사이에 고도효과를 반영하는 동위원소 조성 값의 차이를 보여준다. 하천수의 ${\delta}^{13}C$ 값은 $-19.5{\sim}-7.8%o$ 범위로 대기중 이산화탄소와 유기물 기원의 범위에 해당된다. 전반적으로 하천수의 상류에서 하류로 향할수록 ${\delta}^{13}C$값이 높아지므로 $CO_2$의 기원이 상류에서는 주로 유기물기원에서 도심권에서는 오염된 대기와 지하수의 기저유출로 인한 무기기원의 비율이 높아지기 때문으로 해석된다. ${\delta}^{34}S-SO_4$함량 관계도에서 하천수를 4개 그룹(갑천중 상류, 유등천, 대전천, 갑천하류)으로 구분하였다. 황산염의 농도는 갑천중상류<유등천<대전천<갑천하류의 순서로 높아지는 반면 ${\delta}^{34}S$값은 감소하는 경향을 보인다. 이는 하천별 황산염의 증가에 따른 공급원이 다르다는 것을 의미한다. 하천수내 황의 기원은 대기기원을 중심으로 황산염의 농도가 높아질수록 황철석의 영향이 큰 것으로 해석된다. 그러나 하천수에 유입되는 생활하수 등에 대한 황동위원소 자료가 없으므로 이에 대한 영향에 대해서는 향후 연구되어야할 과제이다.

산청 회장암복합체의 형성과정과 그 메커니즘 (Formation Process and Its Mechanism of the Sancheong Anorthosite Complex, Korea)

  • 강지훈;이덕선
    • 자원환경지질
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    • 제48권6호
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    • pp.431-449
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    • 2015
  • 연구지역은 영남육괴 지리산지구에 분포하는 선캠브리아기 암주상 산청 회장암복합체 (이하, 회장암체)의 서부에 위치한다. 본 논문은 산청 회장암체에 대한 노두별 상세한 야외지질조사를 통하여 산청 회장암체의 암상, 엽리, 산상의 특징을 조사하고, 산청 회장암체의 형성과정과 그 메커니즘을 연구하였다. 산청 회장암체는 괴상형과 엽상형 산청 회장암 (이하, SA), 철-티탄 광체 (이하, FTO), 고철질 백립암 (이하, MG)으로 구분된다. 괴상형 SA를 제외한 산청 회장암체에는 엽리가 발달한다. 엽상형 SA, FTO, MG의 엽리는 SA가 완전히 고결되지 않은 물리적 상태에서 FTO 및 MG 용융체의 유동과 SA 블록들 사이의 상호운동의 결과로 형성된 마그마 엽리이며, 이들은 동원 마그마의 분화작용을 통해 연속적으로 형성되었다. 산청 회장암체는 괴상형 SA (고압 하에서 모 마그마의 1차 분별정출작용)${\rightarrow}$ 엽상형 SA [저압 하에서 모 마그마로부터 1차적으로 분화된 사장석-풍부 결정-용융 혼합체 (회장암질 마그마)의 2차 분별정출작용]${\rightarrow}$ FTO (회장암질 마그마의 2차 분별정출작용의 최종 분화단계에 잔류된 고철질 마그마의 압착여과작용에 의해 완전히 고화되지 않은 SA로 주입)${\rightarrow}$ MG (최종 잔류된 고철질 마그마의 고화작용) 순으로 형성되었다. 이는 산청 회장암체를 구성하는 괴상형과 엽상형 SA, FTO, MG는 성인과 시대를 달리하는 서로 다른 마그마의 분화 및 관입 산물이 아니라 동일시대의 동일기원 마그마로서 다단계 분별정출작용과 다중압력 결정화작용을 통해 형성되었음을 의미한다.

계면활성제가 공극 구조 내 비혼성 유체의 거동과 분포에 미치는 영향 (The Effect of the Surfactant on the Migration and Distribution of Immiscible Fluids in Pore Network)

  • 박규령;김선옥;왕수균
    • 자원환경지질
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    • 제54권1호
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    • pp.105-115
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    • 2021
  • 대규모로 포집된 이산화탄소를 고갈된 석유·가스 저류층, 대염수층과 같은 심부 지질구조에 주입하는 이산화탄소 지중저장은 대기중 CO2 배출을 저감하기 위한 가장 유망한 기술 중 하나로 연구되고 있다. 이산화탄소 지중저장은 공극수로 포화된 다공성 지질 구조 내부로 초임계상 이산화탄소를 주입함으로써 그 흐름이 공극수와 비혼성 대체를 일으키며 진행된다. 따라서, 공극 구조 내에서 초임계상 이산화탄소와 공극수의 거동과 분포, 그리고 그 결과로 나타나는 대체효율은 두 유체의 상호작용에 의해 좌우되는데, 특히, 점성력과 모세관력은 지질 구조 내부의 환경 조건과 주입 조건에 의해 결정된다. 본 연구에서는 상온상압조건에서 대체유체를 수적법에 적용하여 고온고압조건에서 계면활성제가 초임계상 이산화탄소와 공극수 간 계면장력에 미치는 영향을 산정하였다. 또한, 다공성 매체 내에서의 비혼성 유체의 거동과 분포 양상을 관찰함으로써 계면활성제 농도가 초임계상 이산화탄소의 대체율에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 초임계상 이산화탄소와 공극수의 대체 유체로서 헥산과 탈이온수를 적용하는 마이크로모델 실험을 수행하였으며, 공극 구조 내로의 헥산 주입에 의한 탈이온수의 대체 과정을 정량적으로 분석하기 위하여 이미징 시스템을 통해 두 유체의 비혼성 대체 양상에 관한 이미지를 확득하여 분석하였다. 실험의 결과는 계면활성제의 첨가는 낮은 농도에서도 헥산과 탈이온수 간 계면장력을 급격하게 감소시키며 이후 농도가 증가함에 따라 일정한 값에 접근하는 양상을 보여주었으며, 이러한 변화는 다공성 매체 내부의 공극 규모에서 진입 유체의 흐름 경로에 직접적인 영향을 미침으로써 평형 상태에서 헥산의 대체율에도 동일한 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 다공성 매체 내에서 일어나는 비혼성 유체의 대체에 관한 중요한 정보를 제공하며, 계면활성제의 적용이 이산화탄소 지중저장의 효율을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주었다.

고등학생을 위한 가정교과 기반 예비부모교육 프로그램 개발 및 평가 (Development and evaluation of Pre-Parenthood Education Program for high school students based on Home Economics subject)

  • 노희연;조재순;채정현
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.161-193
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 고등학교 교육과정에서 활용할 수 있는 가정교과 기반의 예비부모교육 프로그램을 개발하고 평가하여, 예비부모인 고등학생 학습자들이 훗날 우리 사회의 주역이 될 미래세대를 현명하게 보살필 수 있는 성숙한 부모가 되는데 필요한 역량을 갖추도록 하며 동시에 현재 정부가 추진하고 있는 부모교육 활성화 방안의 청소년 대상 예비부모교육을 실행하는 데 도움이 되는 기초자료를 제공하는데 있다. 본 연구의 예비부모교육프로그램 개발 및 평가 과정은 일반적체제설계모형인 ADDIE 모형을 따랐으며, ADDIE모형 중 실행단계(Implement)를 제외한 분석, 설계, 개발, 평가의 4가지 과정을 거쳐 이루어졌다. 먼저, 분석 단계에서는 프로그램 내용요소 추출과 프로그램 개발의 시사점을 얻기 위해 관련 선행연구와 2015 개정 중 고등학교 "기술 가정" 교육과정 문서를 대상으로 분석이 이루어졌다. 그 결과 가정교과 이 외의 분야에서 연구되어 온 예비부모교육의 9 가지 주제(1.자기이해, 2.예비부모의 성, 3.결혼, 4.임신과 출산, 5.부모됨, 6.부모역할, 7.부모 자녀관계, 8.부모와 가족, 9.부모와 사회)와 해당 내용요소들은 이미 가정교과 교육과정에 모두 포함되어 있음을 확인하였으며, 9가지 주제 이외에 가정교과만의 독자적인 주제(1.생애설계, 2.가정생활 내 의 식 주 실천역량, 3.가정생활과 자녀안전, 4.가족문화)와 해당 내용요소들을 별도로 확인함으로써 예비부모교육 시행에 있어 가정교과가 지닌 강점(청소년과 가정과 사회를 바라보며 부모교육 내용 뿐만 아니라 식 의 주 소비 생활 전반을 포함하는 총체적 관점의 교육과 실제로 부모 준비를 실천하게 하는 교육)을 확인하였다. 둘째, 프로그램 개발을 위한 설계는 가정교과와 예비부모교육 간의 접점을 찾고 이를 프로그램 구성요소(목적, 개발방향, 주제, 내용요소, 학습목표, 학습활동)에 반영하는 과정을 통해 이루어졌다. 이 연구의 예비부모교육 프로그램은 미래세대를 현명하게 길러낼 수 있는 성숙한 부모가 지녀야 할 관련 지식, 태도, 가치관, 실천적 문제 해결 능력을 고등학생 학습자가 갖추도록 지원하는 것을 일차 목적으로 두며, 부모됨의 준비 관점에서 학습자가 현재 생활 점검 및 개선을 통해 생활자립능력을 갖추도록 하는 것을 이차목적으로 둔다. 궁극적으로 이 두 가지 목적 달성을 통해 학습자가 장차 부모로서 살아갈 가정생활 영역과 개인적 성취와 관련된 직업생활 영역 그리고 사회 발전에 기여할 수 있는 민주시민으로서의 삶의 영역간의 균형을 이뤄 이를 조화롭게 영위할 수 있는 성숙한 부모로의 성장을 돕고자 하였다. 프로그램 개발방향은 '전체 전개', '내용구성', '교수 학습법 구성'으로 크게 세 가지 측면에서 설정되었다. 프로그램의 주제는 총 11개로 '1. 부모 됨: 부모가 된다는 건', '2. 배우자선택: 행복한 부부관계, 자녀에게 주는 최고의 선물', '3. 임신과 출산: 새로운 생명과의 감동적인 만남', '4. 신생아 돌봄: 24시간 신생아 돌봄', '5. 영유아자녀돌봅: 사랑스러운 나의 아기와의 관계, 애착', '6. 유아기 자녀 돌봄: 별에서 온 내 아이, 유아기 자녀 돌보기', '7. 부모와 건강가정: 건강가정 속 부모와 자녀', '8.부모 자녀 관계: 현명한 부모, 자녀와 효과적으로 상호작용하기', '9. 가정생활 내 자녀안전: 가정생활 속 안전관리자, 부모', '10. 영유아 돌봄 실습', '11. 지역사회 양육지원서비스 개발 실습'이다. 프로그램의 들어갈 최종 내용요소들은 분석단계에서 추출된 내용요소들을 11개 주제와의 관련성을 토대로 분배된 후 선정되었다. 학습목표와 학습활동은 해당 주제와 내용요소를 반영하여 구상되었으며, 특히 프로그램의 학습활동은 1) 부모 됨 관련 실천적 문제를 포함한 사례 활용, 2) 학습한 지식과 기술을 활용한 지역사회 교류활동, 3) 부모 됨 관련 학습내용을 활용한 실생활 프로젝트 활동, 4) 고등학생 학습자의 현재 삶의 긍정적인 변화를 유도하는 활동, 그리고 5) 자녀 발달을 지원하는 가정교과 내 의 식 주 실습활동을 주요 특징으로 한다. 셋째, 프로그램의 개발은 앞서 설정된 설계에 따라 이루어졌으며, 이에 총 11개 주제에 따른 17차시 분량에 해당하는 교수 학습과 정안 및 학습자료가 개발되었다. 개발된 교수 학습과정안은 수업흐름 및 교사 참고자료를 포함하며, 수업 도입부에 가상의 자녀로부터 수업관련 메시지를 받는 것을 시작으로, 정리단계에서는 받은 메시지에 대한 답장의 형태로 해당 차시의 내용 정리 및 예비부모로서의 다짐을 하는 것을 기본 틀로 하였다. 학습자료는 학습활동을 위해 필요한 각종 계획서나 보고서 양식을 포함하며, 정규교육과정에서의 교과서와 같은 역할을 하도록 구체적으로 작성되었다. 넷째, 개발된 프로그램의 평가는 프로그램 개발과정과 결과물 두 가지 측면에 대해 가정교과 전문가 13인으로부터 5점 리커트형 설문지를 활용하여 이루어졌다. 개발과정에 대한 기초분석 평가결과 평균 4.61점, 내용타당도 지수 97.4%였으며, 프로그램 결과물에 대한 평가결과는 평균 4.37점 내용타당도 지수 86.9%였다. 이와 같은 값은 이 연구 프로그램의 개발과정과 그 결과물에 대한 타당도가 상당히 높은 수준에서 확보됐음을 나타내며, 이에 이 연구의 가정교과 기반의 예비부모교육 프로그램은 고등학생 학습자를 대상으로 하는 예비 부모 교육 프로그램으로 타당하고 적합하다는 결론을 내릴 수 있다.