• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.453-464
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• 2019

Soft marine soil has high fine-grained soil content and in-situ water content. Thus, it has low shear strength and bearing capacity and is susceptible to a large settlement, which leads to difficulties with coastal infrastructure construction. Therefore, strength improvement and settlement control are essential considerations for construction on soft marine soil deposits. Biopolymers show their potential for improving soil stability, which can reduce the environmental drawbacks of conventional soil treatment. This study used two biopolymers, an anionic xanthan gum biopolymer and a cationic ${\varepsilon}-polylysine$ biopolymer, as representatives to enhance the geotechnical engineering properties of soft marine soil. Effects of the biopolymers on marine soil were analyzed through a series of experiments considering the Atterberg limits, shear strength at a constant water content, compressive strength in a dry condition, laboratory consolidation, and sedimentation. Xanthan gum treatment affects the Atterberg limits, shear strength, and compressive strength by interparticle bonding and the formation of a viscous hydrogel. However, xanthan gum delays the consolidation procedure and increases the compressibility of soils. While ${\varepsilon}-polylysine$ treatment does not affect compressive strength, it shows potential for coagulating soil particles in a suspension state. ${\varepsilon}-Polylysine$ forms bridges between soil particles, showing an increase in settling velocity and final sediment density. The results of this study show various potential applications of biopolymers. Xanthan gum biopolymer was identified as a soil strengthening material, while ${\varepsilon}-polylysine$ biopolymer can be applied as a soil-coagulating material.

• 한국물환경학회지
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• 제37권5호
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• pp.398-404
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• 2021

The use of water purifiers has been increasing every year due to increased drinking water safety concerns raised by the water pollution accidents occasionally reported. Currently, more than 10 million water purifiers have been distributed in Korea, and the estimation of the purifier sales reaches two million units per year. As a result, the number of used water purifier filters that must be replaced on a regular basis has gradually increased. However, regardless of the considerations for the capacity of used filters remaining, water purifier filters were replaced and collected at regular intervals. The high cost of disposal of the used filters by landfill or incineration were required. Thus, in this study, the current status and trends of recycling technologies for used water purifier filters were reviewed. It is noted that there was insufficient statistical data to understand the current status of the difference between the number of used water filters discarded and the number of those recycled. Most studies on the recycling of old water purifier filters have concentrated on pretreatment and cleaning methods for sediment filters and membrane filters, with the goal of extending the lifespan of used filters. Further, the study suggested future study directions on the recycling of used water purifier filters, which could be useful information on establishing environmental policy to promote the recycling of used filters.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.172-172
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• 2020

In recent years, soil erosion has come to be regarded as an essential environmental problem in human life. Soil erosion causes various on- and off-site problems such as ecosystem destruction, decreased agricultural productivity, increased riverbed deposition, and deterioration of water quality in streams. To solve these problems caused by soil erosion, it is necessary to quantify where, when, how much soil erosion occurs. Empirical erosion models such as the Universal Soil Loss Equation (USLE) family models have been widely used to make spatially distributed soil erosion vulnerability maps. Even if the models detect vulnerable sites relatively well by utilizing big data related to climate, geography, geology, land use, etc. within study domains, they do not adequately describe the physical process of soil erosion on the ground surface caused by rainfall or overland flow. In other words, such models remain powerful tools to distinguish erosion-prone areas at the macro scale but physics-based models are necessary to better analyze soil erosion and deposition and eroded particle transport. In this study, the physics-based Surface Soil Erosion Model (SSEM) was upgraded based on field survey information to produce sediment yield at the watershed scale. The modified model (hereafter MoSE) adopted new algorithms on rainfall kinematic energy and surface flow transport capacity to simulate soil erosion more reliably. For model validation, we applied the model to the Doam dam watershed in Gangwon-do and compared the simulation results with the USLE outputs. The results showed that the revised physics-based soil erosion model provided more improved and reliable simulation results than the USLE in terms of the spatial distribution of soil erosion and deposition.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권2호
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• pp.125-134
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• 2023

In the present work, a new global damage index is proposed for the seismic performance and failure analysis of concrete gravity dams. Unlike the existing indices of concrete structures, this index doesn't need scaling with an ultimate or an upper value. For this purpose, the Beni-Haroun dam in north-eastern Algeria, is considered as a case study, for which an average seismic capacity curve is first evaluated by performing several incremental dynamic analyses. The seismic performance point of the dam is then determined using the N2 method, considering multiple modes and taking into account the stiffness degradation. The seismic demand is obtained from the design spectrum of the Algerian seismic regulations. A series of recorded and artificial accelerograms are used as dynamic loads to evaluate the nonlinear responses of the dam. The nonlinear behaviour of the concrete mass is modelled by using continuum damage mechanics, where material damage is represented by a scalar field damage variable. This modelling, which is suitable for cyclic loading, uses only a single damage parameter to describe the stiffness degradation of the concrete. The hydrodynamic and the sediment pressures are included in the analyses. The obtained results show that the proposed damage index faithfully describes the successive brittle failures of the dam which increase with increasing applied ground accelerations. It is found that minor damage can occur for ground accelerations less than 0.3 g, and complete failure can be caused by accelerations greater than 0.45 g.

• 한국지형학회지
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• 제27권3호
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• pp.53-73
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• 2020

Morphology and grain size distribution of coastal dunes should be well documented because they are critical to dune's buffering capacity and resilience against storm surges. The nationwide coastal dune survey produced the dataset, including beach-dune topographic profiles and grain size parameters for frontal beaches, foredunes, and inland dunes. This research investigated the dataset to describe geomorphic and textural properties of coastal dunes: foredune slopes, dune heights above approximately highest high water, mean size, and sorting, together with associated variables of coastal setting that influence coastal dunes. It also explores the possibility of a dune type scheme based on gran size trends. The results are as follows. First, the coast in which dunes are developed is the primary control on foredune morphology and sediment texture. Coastal dunes on the east coast were developed more alongshore rather than inland, with gentler slopes on the higher ground and out of coarser sand. The shore aspect contributes to this pattern because the east coast cannot benefit from prevailing northwesterly. Second, grain size trends from beaches through foredunes to inland dunes were little identified. Third, 12 dune types were identified from 69 dunes, showing the indicative capability for the status of beaches and dunes. We confirmed that the dataset could increase our understanding of the overall characteristics of coastal dune morphology and texture, though there is something to be improved, for example, establishing the refined and comprehensive field survey protocol.

• 한국산림과학회지
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• 제86권3호
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• pp.324-333
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• 1997

충남(忠南) 금사군(錦山郡) 복수면(福壽面) 폐탄광지역(廢炭鑛地城) 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 폐탄광(廢炭鑛) 및 폐광석(廢鑛石)더미에서 유출되는 산성(酸性) 광산폐수(鑛山廢水)의 유입으로 인한 하상퇴적물(河床堆積物) 및 토양수(土壤水)의 오염실태(汚染實態)를 조사하였다. 폐탄(廢炭)으로 덮혀 있는 지역은 토양층위(土壤層位)가 발달하지 않았으며, 용적밀도(容積密度)가 $1.83g/m^3$로 매우 높았다. 토양산도(土壤酸度)는 탄질(炭質)에 의해 오염(汚染)을 받은 지역(地域)이 pH 4.01-4.11로 산성(酸性)을 나타냈으며 비오염지역(非汚染地域)은 pH 5.03-5.13으로 나타났다. 토양(土壤)과 하상퇴적물(河床堆積物)의 중금속(重金屬)들중 As. Cr, Ni, Mo, Ba 등은 폐탄(廢炭)의 영향을 받은 오염지역(汚染地域)이 폐탄(廢炭)의 영향을 받지 않은 비오염지역(非汚染地域)(낙엽송(落葉松) 식재지(植栽地))에 비하여 공히 높은 함량(含量)을 나타냈으며 특히 As와 Mo가 높았다. 토양(土壤) 및 하상퇴적물(河床堆積物)의 주원소(主元素) 및 미량원소(微量元素)의 구성별(構成別) 상대적(相對的)인 비(比)에서 $K_2O/Na_2O$에는 탄질물(炭質物)을 많이 함유(含有)하고 있는 토양(土壤) 및 오염지역(汚染地域)의 하상퇴적물(河床堆積物)내에서 높았고, $MgO+Fe_2O_3+TiO_2/CaO+K_2O$는 오염지역(汚染地域)에서 상대적(相對的)인 비(比)가 낮았다. 토양수(土壤水)의 pH는 오염지역(汚染地域)이 3.4-4.2로 강산성(强酸性)이었으며, 토양(土壤)의 산성화(酸性化)로 $Na^+$, $K^+$, $Mg^{+2}$ 등 양(陽)이온의 용탈(溶脫)이 촉진되어 토양(土壤)의 완충능력(緩衝能力)이 낮았다.

• 생태와환경
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• 제50권4호
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• pp.441-451
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• 2017

2016년 8월 19일부터 12월 31일까지 현장원수와 퇴적물이 주입된 현장 배양장치 실험을 통해 환경요인의 영향에 따른 식물플랑크톤 기능그룹(phytoplankton functional group, PFG)의 천이 특성을 연구하였다. 본 연구에서 확인된 식물플랑크톤은 총 27속 50종이었으며, 분류군별로는 녹조류 30종, 규조류 11종, 남조류 7종, 편모조류 2종으로 나타났다. 실험구에서 총 25속 47종(녹조류 30종, 규조류 9종, 남조류 6종, 편모조류 2종), 대조구에서 총 23속 45종(녹조류 26종, 규조류 10종, 남조류 7종, 편모조류 2종)의 식물플랑크톤이 각각 확인되었다. 식물플랑크톤 기능그룹(PFG)은 총 19개(B, C, D, F, G, H1, J, K, Lo, M, MP, N, P, S1, $T_B$, $W_0$, X1, X2, Y)로 확인되었으며, 실험구와 대조구에서는 H1을 제외하고 18개의 PFG가 모두 출현하였다. 생체 부피(biovolume)에 기초했을 때 $W_0$, J 및 M 그룹은 원수만 주입된 대조구와 비교하여 원수와 퇴적물이 주입된 실험구에서 영양염의 내부순환(internal cycling)의 영향으로 더 높은 생체부피를 보이면서 뚜렷한 천이 양상을 나타내었다. PCA 분석 결과에 기초할 때 PFG의 천이 양상은 영양염, 수온 및 조도 등의 주요 환경인자들과의 상관성에 따라 뚜렷한 차이를 나타내었다. 결론적으로 본 연구에서 PFG를 적용하여 주어진 환경조건에서 식물플랑크톤 적응 및 천이(성장) 특성을 확인할 수 있었으며, PFG는 향후 국내 수계의 식물플랑크톤 천이를 이해하기 위한 새로운 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.265-277
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• 2019

파랑관측 자료와 실측된 해안선 위치를 활용하여 맹방해안에 형성되는 beach cusp의 일 년에 걸친 대순환과정과 계절별 특성을 포획모드 Edge waves와 beach cusp의 인과 관계를 중심으로 살펴보았다. 맹방표사 계에 출현하는 beach cusp의 시공을 통한 변화 추이를 가늠하기 위해 threshold 상향통과 법으로 특정된 각 beach cusp의 파장과 진폭을 활용하여 정량화하였으며, 스펙트럼 해석의 경우에는 spectral mean sand wave number를 도입하여 정량화하였다. Spectral mean sand wave number의 시계열자료로부터 sand wave의 융합과 분할이 반복되는 주기를 산출하는 경우 beach cusp의 대순환과정은 일 년에 두 번에 걸쳐 진행되는 것으로 보인다. 해빈면적의 경우 해빈 대순환 과정이 완성되는 일 년을 기준으로 $14,142m^2$ 정도 증가하였으며, quadratic 회귀 분석하여 얻은 평균 해안선의 경우 맹방해안 남단과 북단에서는 18 m, 맹방해안 중앙부에서는 2.4 m 내외로 전진하였다. 해빈면적은 2017.11.26부터 2017.12.22 사이에 $30,345m^2$ 내외로 급속하게 증가하였으며, 이렇게 급속한 해빈면적 증가는 상당히 예외적인 것으로 11월 26부터 12월 22일 사이에 맹방해안으로 내습한 파랑의 성격에 기인하는 것으로 판단된다. 전술한 기간은 온화한 장주기 너울이 지배적이며, 대부분의 파랑이 영의 영각에 가깝게 맹방해안으로 내습한다. 이러한 파랑조건은 주 표사 이송모드가 횡단 표사라는 것을 의미하며 자연 해빈의 자기 치유능력이 횡단 표사를 통해 구현된다는 사실을 상기하면 전술한 해빈면적의 급속한 증가는 영의 영각으로 진입하는 파랑의 경계층 streaming에 의해 해안방향으로 회귀되는 표사가 누적되어 발생하는 것으로 판단된다.

• 농약과학회지
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• 제4권1호
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• pp.19-25
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• 2000

제주도 토양에서 EPN(O-ethyl-O-4 -nitrophenyl phenylphosphonothioate) 유기인계 농약의 이동을 예측하기 위해서, 제주도의 흑색 화산회토인 남원토양, 농암갈색 화산회토인 애월토양 및 암갈색 비화산회토인 무릉토양에서 EPN의 흡착과 토양칼럼에서 용탈을 검토하였으며, 또한 연안해수와 저니토에서의 EPN 잔류를 조사하였다. 남원토양, 애월토양, 무릉토양의 유기물함량은 각각 19.8%, 6.2%, 2.4%였고, 양이온 치환용량은 각각 24.8 meq/100g, 13.0 meq/100g, 9.5 meq/100g이었다. Freundlich 상수 k는 남원토양, 애월토양, 무릉토양에서 각각 89.4, 26.9, 9.2로 남원토양>애월토양>무릉토양의 순으로 감소하였다. 즉 유기물 함량 및 양이온 치환용량이 매우 높은 토양인 남원토양에서 흡착능이 높았다. Freundlich 상수 1/n은 유기물 함량이 많은 남원토양에서 0.82로 1보다 낮게 나타났으며, 유기물함량이 적은 무릉토양에서는 1.07로 1보다 높았다. EPN의 토양 중 용탈은 거의 일어나지 않았다. 토성별 용탈 경향은 농약의 흡착능이 큰 남원토양이 가장 침출이 적었고, 흡착능이 작은 무릉토양은 상대적으로 크게 일어났다. 한편 EPN은 도두와 위미에서의 해수와 저니토에서 모두 검출되지 않았다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권2호
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• pp.161-169
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• 2013

본 연구에서는 남강댐 저수지 일원의 버드나무류 군락의 현황 및 문제점을 조사 분석하고, 버드나무류의 생장 특성분석 결과를 기초로 남강댐 저수지 일원의 버드나무류 군락의 특성과 토양의 이화학성을 파악하기 위하여 수행하였다. 조사대상 4개 지역 전체의 평균본수는 5,284본/ha로 조사대상지역 모두 밀도관리가 시급한 것으로 분석되었다. 4개 조사대상지역의 평균수관면적은 9,786.4 $m^2/ha$로 진양호 수변구역에서 버드나무류의 수관이 차지하는 면적은 단위면적을 거의 차지하는 것으로 나타났다. 대조구인 산림지역의 평균토심 12.5 cm와 비교할 때 조사대상 4개 지역의 평균토심은 78 cm로 대조구인 산림지역과의 평균토심은 약 65.5 cm의 차이가 나타났는데, 이는 퇴적토사의 깊이로 추정할 수 있다. 또한 진양호수변구역의 버드나무류가 생장하고 있는 토양은 일반적인 산림토양보다 토양용적밀도가 높게 나타났는데, 이는 그만큼 토사퇴적으로 인한 사질토 함량의 증가 등 토양의 경화가 이루어진 결과라 사료된다. 조사지역의 pH는 산림지역의 경우 A층이 5.3, B층이 5.2로 약산성에 해당하나, 조사대상지역의 A층과 B층토양의 pH는 평균 모두 6.7로 주변 산림토양보다 중성에 가까운 값을 나타내었는데 이는 퇴적토사 즉, 진양호에 유입되는 생활하수에 사용되는 세제 성분 및 인근 지역으로부터 유입된 비점오염원이 퇴적된 데 따른 영향에 기인하는 것으로 사료된다.