본 연구는 서울시 산사태 피해저감에 대한 시스템 구축 및 관리를 위하여 과거 서울시에서 발생한 산사태 및 토석류 발생 현장을 조사하고 기후, 지질, 지형 등의 기초 조사 자료를 통해 재해위험요인을 분석하였다. 현장조사는 2010년 및 2011년 에 발생한 산사태 지역을 주 대상으로 하였고, 2009년 이전 산사태의 경우 인명피해가 발생한 곳을 대상지로 하여 조사하였다. 산사태 발생 현장의 조사 항목은 소방방재청 및 산림청의 평가기준을 참고하였다. 조사 자료를 기반으로 한 서울시의 산사태 유형의 비율은 표층 사면의 붕괴가 약 47%였고, 계류에서 토석류 및 계류 유실이 약 26%로 나타났다. 강우의 영향은 누적 강우량 250mm, 및 강우강도 43.4mm 수준에서 산사태가 발생하는 것으로 나타났다. 지질의 경우 주로 변성암을 기반암으로 가지는 곳에서 산사태가 발생하였고, 특히 변성암과 화강암의 기반암 경계부에서 두드러지게 산사태가 발생하는 것으로 나타났다.

기후변화로 인한 기상이변으로집중호우가 빈번히 발생함에 따라서 대규모 사면 재해의 발생 빈도 및 피해규모가 급증하고 있는 추세이다. 이러한 사면 재해 중, 토석류는 이동속도가 빠르고, 이동거리가 길어 피해 범위가 넓은 특징을 지니고 있어 인구와 재산이 밀집된 도심지에서 토석류가 발생시 대규모의 인명 및 재산피해를 예상하게된다. 이러한 토석류 재해로부터 시민의 생명을 보호하기 위해서는 토석류로 인한 하류부 피해 예상범위를 사전에 파악하는 일이 무엇보다 중요하다. 본 연구는 2차원 토석류 모의 수치모형인 Flo-2D와 RAMMS를 이용하여 토석류 흐름에 의한 대모산 하류부 피해 예상지역을 예측하였다. 수치모형의 검보정을 위하여 2011년에 발생한 우면산 산사태 자료를 이용하여 점성, 항복응력, 유사체적 농도 값을 보정한 후, 대모산에 100년 빈도 강우가 발생했을 때에 하류부 피해 영향 범위를 예측한 후 두 모형의 차이를 비교 분석하였다. 본 연구를 통하여 작성된 토석류 재해지도는 추후 토석류 예경보 및 주민대피계획 수립 등에 활용될 수 있을 것이다.

미세조류는 광합성 반응을 통해 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 배출하며, 체내에 카로티노이드, 피코시아닌 같은 유용물질을 생성할 수 있다. 또한, 미세조류의 대사특성은 하폐수처리, 바이오연료 생산, 이산화탄소 고정 및 유용물질 생산 등 다양한 분야로 적용이 가능하고, 전 세계적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 미세조류의 배양방법은 open system과 closed system이 존재하는데, 이 중 closed system은 미세조류 배양을 위한 다양한 조건들을 쉽게 조절할 수 있는 반면 운영 및 유지관리 비용이 든다. 따라서 본 연구에서는 저비용/고효율의 PBR(photo-bioreactor) 운전을 위한 최적운전 조건을 도출하기 위해, aeration rate와 pH가 미세조류 대량배양에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험에 사용한 미세조류는 Scenedesmus dimorphus를 이용했고, NO3--N 100 mg/L, PO43--P 10 mg/L로 modified BBM 배지를 사용하였으며, 광도 40 ~ 100 ㎛ol/m²/s, 광주기 24(light) : 0(dark)로 설정하고 working volume 2 L인 photo bioreactor를 batch로 운전하였다. Aeration rate는 0.1 ~ 1 vvm, pH 7 ~ 10로 설정하여 실험을 진행하였다. Aeration rate이 Scenedesmus dimorphus 의 성장에 미치는 영향을 평가한 결과, 0.3 vvm과 0.5 vvm 에서 높은 성장량을 나타냈다. 무기탄소의 공급량이 많은 1 vvm 조건에서는 성장량이 다소 낮게 나타났는데, 이는 과도한 폭기로 인해 미세조류에 미치는 전단응력이 증가하여 성장에 저해를 유발한 것으로 사료된다. 폭기조건의 경제성을 고려하여 0.3 vvm을 유지하는 것이 적정조건으로 도출되었다. pH가 Scenedesmus dimorphus의 성장에 미치는 영향을 평가한 결과, pH 9에서 가장 높은 성장량을 나타냈다

미세조류는 세계적으로 고갈되고 있는 화석연료를 대체할 차세대 신재생 에너지로 주목을 받고 있으며, 일반적인 미세조류 배양 공정에서 회수비용은 약 20~30%로 많은 부분을 차지하고 있어, 경제적인 회수방안이 필요하다. 본 연구는 경제적인 미세조류 회수방안을 위해 스스로 침전하게 되는 autoflocculation(AF)법과 응집제(PAC) 주입법에 관한 연구를 진행하였다. AF는 미세조류가 자발적으로 floc을 형성하여 침전하는 것이며, 미세조류의 광합성에 의한 pH 상승으로 인해 액상에 존재하는 calcium, magnesium 이온 등과 결합하여 침전물을 형성하며, 형성된 침전물은 양전하를 띄어, 음전하를 가지는 미세조류와 반응하여 침전물을 형성하는 방법이다. 실험에 필요한 미세조류(Scenedesmus dimorphus)를 배양하기 위해 용량이 20L인 원통형 반응기를 사용하여 미세조류 농도가 2 OD가 될 때까지 배양한 후 실험하였으며, jar-test기를 이용하여 AF가 일어나는 최적 조건을 찾기 위해 pH 7~12, Mg2+ 주입농도 0~100 mg/L, 침전시간 5~20 min을 달리하였으며, PAC을 이용한 실험 시 pH 5~8, 주입농도 0~120 mg/L 로 달리하여 실험을 진행하였다. 응집효율은 미세조류 회수 후 광생물 반응기(PBR)에서 미세조류 재배양을 고려하여 85~90％의 응집효율이 적절할 것이라 판단하였고, 실험결과 AF가 일어나는 적정 pH는 11.5, Mg2+ 적정 주입농도는 100 mg/L로 나타났으며, 침전시간에 따른 응집효율 변화는 5~20 min에서 약 2% 응집효율 변화가 나타나 침전시간은 5 min이 적절할 것이라 판단하였다. 응집제(PAC)를 이용한 실험결과 적정 pH 범위는 6~8, 적정 주입농도는 60 mg/L로 나타났으며, 이상의 농도에서는 응집효율에서 큰 차이가 나타나지 않았다.