• 한국환경과학회지
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• 제28권3호
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• pp.341-356
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• 2019

In this study, the impacts of local meteorology caused by tidal changes in the West Sea on ozone distributions in the Seoul Metropolitan Area (SMA) were analyzed using a meteorological model (WRF) and an air quality (CMAQ) model. This study was carried out during the day (1200-1800 LST) between August 3 and 9, 2016. The total area of tidal flats along with the tidal changes was calculated to be approximately $912km^2$, based on data provided by the Environmental Geographic Information Service (EGIS) and the Ministry of Oceans and Fisheries (MOF). Modeling was carried out based on three experiments, and the land cover of the tidal flats for each experiment was designed using the coastal wetlands, water bodies (i.e., high tide), and the barren or sparsely vegetated areas (i.e., low tide). The land cover parameters of the coastal wetlands used in this study were improved in the herbaceous wetland of the WRF using updated albedo, roughness length, and soil heat capacity. The results showed that the land cover variation during high tide caused a decrease in temperature (maximum $4.5^{\circ}C$) and planetary boundary layer (PBL) height (maximum 1200 m), and an increase in humidity (maximum 25%) and wind speed (maximum $1.5ms^{-1}$). These meteorological changes increased the ozone concentration (about 5.0 ppb) in the coastal areas including the tidal flats. The increase in the ozone concentration during high tide may be caused by a weak diffusion to the upper layer due to a decrease in the PBL height. The changes in the meteorological variables and ozone concentration during low tide were lesser than those occurring during high tide. This study suggests that the meteorological variations caused by tidal changes have a meaningful effect on the ozone concentration in the SMA.

• 한국물환경학회지
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• 제35권3호
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• pp.224-233
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• 2019

액비(분뇨)에 포함된 질소성분은 환경의 질을 악화시키고 안정성을 감소시킬 수 있다. 액비로 인한 환경적 위해성을 최소화하기 위해서는 환경 매체 내에서의 액비의 거동을 이해할 필요가 있다. 액비에 포함된 암모니아성 질소($NH_3-N$)의 환경 내 거동과 이송을 분석하고, 액비시스템에서 질소(N)관리의 개선을 위한 기반을 제공하며 질소의 환경에 미치는 악영향을 최소화하기 위해서, 본 연구는 단순화된 Level III fugacity 모델의 적용 가능성을 조사하는 것을 목적으로 하였다. 벼 재배 기간 중 4개의 환경구획(공기, 물, 토양 및 벼)에서 암모니아성 질소($NH_3-N$) 성분을 축적하기 위해 정상상태의 fugacity 개념을 이용한 모델의 모의 실험을 실시하였으며 그 결과 Level III fugacity 모델의 적용 가능성을 검증하였다. 모델 결과, 대부분의 암모니아성 질소($NH_3-N$)는 논물(수체)과 벼(식물)에 분포하였으며 공기와 논물 그리고 토양에 대한 로그-로그 그래프선상에서 fugacity와 농도는 시간에 따라 선형적으로 감소한 반면에 벼(식물)에서의 변화는 비선형적으로 나타났다. 제거과정의 민감성을 살펴본 결과 제거과정(침적과 유출)이 고려된 경우 대부분의 암모니아성 질소는 논물에 분포하였으며 제거과정이 무시된 경우에는 벼(식물)가 암모니아성 질소를 흡수하는 것으로 나타났다. 또한 질소의 물질수지에 따라 각 구획별로 질소가 분포됨을 알 수 있었다. 본 연구는 실제 관측 자료에 의한 모델 보정을 수행하지 않고 토양층에 의한 잔류량 및 질소 형태의 변화를 기술하지 않았으며 모델 시뮬레이션은 간헐적인 실제 배출량 입력과 달리 연속 배출량으로 간주하였다. 그러므로 수질에 대한 비점 오염원으로서의 액비의 영향을 정량화하기 위해서는 보다 구체적이고 지속적인 모델링 및 모니터링 연구가 필요하다. 향후 연구의 Level III fugacity 모델에서는 더 정확한 제거 과정을 기술하고, 입력 변수의 적절한 값을 적용하여 다양한 N 형 비료에 대한 모델 시뮬레이션을 실시하고, 액비와 다양한 N 형 비료를 사용하여 얻은 N 성분의 관측 자료를 이용하여 모델을 평가할 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권4호
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• pp.413-422
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• 2019

The objective of this study was to estimate the trends of air quality in the study area by analyzing monthly and seasonal concentration trends obtained from sampled data. To this aim, the mass concentrations of $PM_{2.5}$ in the air were analyzed, as well as those of metals, ions, and total carbon within the $PM_{2.5}$. The mean concentration of $PM_{2.5}$ was $22.7{\mu}g/m^3$. The mass composition of $PM_{2.5}$ was as follows: 31.1% of ionic species, 2.2% of metallic species, and 26.7% of carbonic species (EC and OC). Ionic species, especially sulfate, ammonium, and nitrate, were the most abundant in the $PM_{2.5}$ and exhibited a high correlation coefficient with the mass concentration of $PM_{2.5}$. Seasonal variations of $PM_{2.5}$ showed a similar pattern to those of ionic and metallic species, with high concentrations during winter and spring. $PM_{2.5}$ also had a high correlation with the ionic species $NO_3{^-}$ and $NH_4{^+}$. In addition, $NH_4{^+}$ was highly correlated with $NO_3{^-}$. Through factor analysis, we identified four controlling factors, and determined the pollution sources using the United States Environmental Protection Agency(U.S. EPA) pollution profile. The first factor, accounting for 19.1% of $PM_{2.5}$ was attributed to motor vehicles and heating-related sources: the second factor indicated industry-related sources and secondary particles, and the other factors indicated soil, industry-related and marine sources. However, the pollution profile used in this study may be somewhat different from the actual situation in Korea, since it was obtained from US EPA. Therefore, to more accurately estimate the pollutants present in the air, a pollution profile for Korea should be produced.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권5호
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• pp.1666-1689
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• 2021

The red line of Permanent Basic Farmland is the most important part in the "three-line" demarcation of China's national territorial development plan. The scientific and reasonable delineation of the red line is a major strategic measure being taken by China to improve its ability to safeguard the practical interests of farmers and guarantee national food security. The delineation of Permanent Basic Farmland zoning (DPBFZ) is essentially a multi-objective optimization problem. However, the traditional method of demarcation does not take into account the synergistic development goals of conservation of cultivated land utilization, ecological conservation, or urban expansion. Therefore, this research introduces the idea of artificial immune optimization and proposes a multi-objective model of DPBFZ red line delineation based on a clone selection algorithm. This research proposes an objective functional system consisting of these three sub-objectives: optimal quality of cropland, spatially concentrated distribution, and stability of cropland. It also takes into consideration constraints such as the red line of ecological protection, topography, and space for major development projects. The mathematical formal expressions for the objectives and constraints are given in the paper, and a multi-objective optimal decision model with multiple constraints for the DPBFZ problem is constructed based on the clone selection algorithm. An antibody coding scheme was designed according to the spatial pattern of DPBFZ zoning. In addition, the antibody-antigen affinity function, the clone mechanism, and mutation strategy were constructed and improved to solve the DPBFZ problem with a spatial optimization feature. Finally, Tongxu County in Henan province was selected as the study area, and a controlled experiment was set up according to different target preferences. The results show that the model proposed in this paper is operational in the work of delineating DPBFZ. It not only avoids the adverse effects of subjective factors in the delineation process but also provides multiple scenarios DPBFZ layouts for decision makers by adjusting the weighting of the objective function.

• 식물병연구
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• 제27권4호
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• pp.129-136
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• 2021

벼는 전 세계 30억 인구의 식량 공급원으로 아시아 인구의 약 절반이 쌀을 식량자원으로 의존하며 100개 이상의 국가에서 재배되고 있다. 따라서 벼의 병해충에 따른 경제적 손실과 수확량 감소는 식량 수요와 공급을 위협할 수 있다. 벼에 발생하는 병해충을 방제하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 농약을 통한 화학적 방제이다. 그러나 이러한 농약을 통한 환경 오염, 잔류 독성, 내성 병원균 출현, 토양 품질 저하 및 생물 다양성 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 벼의 병해를 방제하기 위한 최근의 대안으로 미생물을 포함한 환경친화적인 생물학적 방제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 미생물 작용제는 식물 병원균과의 경쟁, 항생제 효과 및 기생을 통해 식물 병을 방제 할 수 있다. 벼 근권에서 분리한 미생물들, 예를들어 Bacillus spp., Pseudomonas spp., Trichoderma sp. 등은 벼에 발생하는 다양한 곰팡이 및 세균 병들에 대한 생물 방제제로 사용가능성이 보고되었는데, 특히 벼도열병, 벼 잎집무늬마름병, 벼 흰잎마름병, 벼 깨씨무늬병 및 벼 키다리병을 방제하는 것으로 보고되었다. 이 리뷰에서는 벼에 발생하는 다양한 병에 대한 생물 방제제로서 미생물들이 적용된 연구들에 대하여 논의하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제39권2호
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• pp.162-174
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• 2023

In order to prevent water pollution caused by organic matter, Total Organic Carbon(TOC) has been adopted indicator and monitored. TOC can be divided into Dissolved Organic Carbon(DOC) and Particulate Organic Carbon(POC). POC is largely precipitated and removed during stream flow, which making DOC environmentally significant. However, there are lack of studies to define spatio-temporal distributions of DOC in stream affected by various land use. Therefore, it is necessary to estimate the past DOC concentration using other water quality indicators to evaluate status of watershed management. In this study, DOC was estimated by correlation and regression analysis using three different organic matter indicators monitored in mixed land-use watersheds. The results of correlation analysis showed that DOC has the highest correlation with TOC. Based on the results of the correlation analysis, the single- and multiple-regression models were developed using Biochemical Oxygen Demand(BOD), Chemical Oxygen Demand(COD), and TOC. The results of the prediction accuracy for three different regression models showed that the single-regression model with TOC was better than those of the other multiple-regression models. The trend analysis using extended average concentration DOC data shows that DOC tends to decrease reflecting watershed management. This study could contribute to assessment and management of organic water pollution in mixed land-use watershed by suggesting methods for assessment of unmeasured DOC concentration.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.111-129
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• 2007

SDA매입말뚝의 지지성능이 잘 발휘될 수 있는 표준시공법에 대한 매뉴얼을 정리하여 제시하였다. 또한 전국 33개 현장에서 SDA매입공법으로 시공한265개 시험말뚝에 대하여 405회의 동재하시험과 30회의 정재하시험을 시행하였다. 말뚝재하시험 결과 SDA매입말뚝의 선단지지력은 지층의 조건에 따라 차이가 있었으며 여러 설계기준에 제시된 기존의 지지력 산정식으로 산정한 값과 차이가 있었다. 말뚝재하시험 결과에 근거하여 지지지반의 종류별로 SDA매입말뚝의 단위선단지지력을 정량적으로 계산할 수 있는 네 개의 식을 제안하였다. 토사층과 풍화암반에 지지되는 말뚝의 단위선단지지력은 표준관입시험의 N치와의 상관식으로 나타낼 수 있었으며, 기반암 위의 단위선단지지력은 1500 $tf/m^2$ 이상 되는 것으로 나타났다. 이들 제안식을 기존의 표준시방서에 제시되어 매입말뚝설계에 적용되는 기존의 식들과 비교 고찰하였다. 이들 제안식을 사용하기 위해서는 표준관입시험의 정밀도를 높여야하며, 현장에서 시험시공과 재하시험을 시행하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.57-67
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• 2008

철도노반의 다짐 후 품질을 관리하기 위하여 비반복 평판재하시험(nonrepetitive plate loading test)으로부터 얻어지는 지반반력계수(subgrade reaction modulus, $k_{30}$)와 반복평판재하시험(repetitive plate loading test)으로부터 획득하는 변형률계수(strain modulus, $E_v$)의 두 계수를 혼용하고 있다. 평판을 이용한 재하시험을 수행한다는 점에서 두 시험법은 동일하나, 설계정수 획득방법, 반복재하 횟수, 각 하중 단계에서의 시험 종료방법 등 시험방법에는 큰 차이가 있다. 본 논문에서는 두 시험의 차이를 비교 분석하고 두 계수에 대한 상관성을 평가하였다. 이를 위하여 경부고속철도 2단계 공사구간의 원지반 6개소와 쌓기지반 5개소에 대한 총 22회의 현장시험을 실시하였다. 현장 시험 시의 응력조건, 변형률 조건 및 포아송비 조건을 고려한 보정을 수행하여 두 계수의 상관성을 높였으며, 현장에서 사용이 가능하도록 지반종류에 따른 상관계수를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6C호
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• pp.367-377
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• 2008

국내 기초구조물에 대한 하중저항계수설계법 개발의 일환으로 신뢰성에 기반한 항타강관말뚝의 저항계수를 산정하였다. 국내 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집, 분석하여 측정 지지력 확인이 가능한 57개 자료에 대해서 선단부 N치 50을 기준으로 두 그룹으로 분류하였다(N<50, $N{\geq}50$). 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 두 가지 정역학적 설계공식에 대해서 대표 측정지지력과 설계지지력을 비교함으로써 저항편향계수를 평가하였다. 저항편향계수의 통계특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 엄밀한 신뢰성 분석을 실시하였다. 신뢰성 분석 결과 및 국내 말뚝기초의 설계, 시공 실무 특성을 종합적으로 고려하여 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 무리말뚝의 여용성을 적용할 수 있는 경우 2.0, 2.33, 무리말뚝의 여용성을 적용할 수 없는 경우 2.5의 목표 신뢰도지수를 결정하였고, 일차신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 저항계수를 산정하였다.

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.127-139
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• 2023

대청호는 유역에 있는 비점오염원으로부터 유입되는 오염물질로 인해 남조류 과다증식에 기인한 녹조가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 녹조 관리 대책 중 하나로 인공습지를 설치하여 호소에 유입되는 오염물질을 저감하고 있다. 본 연구에서는 비점오염원의 관리방법으로 인공습지의 적용 가능성을 평가하기 위해 대청호 상류에 설치된 서화천 생태습지를 대상으로 2014년부터 2020년까지 유입수 및 유출수의 BOD, COD, SS, T-N, T-P 등 오염물질 농도를 분석하였다. 분석 결과 대체적으로 인공습지에서의 처리를 통해 오염물질의 농도가 감소하는 것이 확인되었으며, 특히, 유기물질보다 질소, 인과 같은 영양염류에 있어 높은 처리효율이 확인되었다. 유입수의 오염물질 농도에 따른 처리효율을 구간을 나누어 분석한 결과 대체적으로 고농도에서 처리효율이 높은 경향을 나타내었다. 설치 및 운영 경과에 따른 연도별 인공습지 처리효율을 분석한 결과, T-P에서 큰 변화가 확인되었다. 이는 인공습지 조성 초기에는 식생의 성장에 따라 높은 처리효율을 보였지만, 식생이 안정화되고 습지 퇴적층이 포화됨에 따라 처리효율이 점진적으로 감소한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 초기 강우 등 높은 농도의 오염물질 유입 및 주기적인 퇴적토 준설 등의 관리가 이루어진다면 인공습지가 유역면적이 넓고, 비점오염원의 영향을 크게 받는 댐 저수지의 부영양화 억제에 유용한 수단이 될 수 있음을 보여준다.