경주 방폐물 처분시설의 1단계 시설로 건설된 지하 사일로 구조는 2014년에 10만 드럼 규모로 완공되어 현재 운영중에 있다. 지하 사일로 구조는 지름 25m, 높이 50m로써 방폐물을 저장하는 실린더부분과 돔 부분으로 구성되어 있으며, 돔부분은 운영터널과 연결 되는 하부 돔 부분과 상부 돔 부분으로 구분할 수 있다. 지하 사일로 구조의 벽체는 철근콘크리트 라이너이고, 두께는 약 1m이다. 본 논문에서는 지하 사일로 구조의 건설과정 및 운영과정의 단계별 유한요소해석을 수행하였다. SMAP-3D 프로그램을 사용하여 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 유한요소모델의 신뢰성을 검토하고자 3차원 유한요소해석도 수행하였다. 본 논문 에서는 지하 사일로 구조의 구조거동을 분석하고 구조적 안전성을 검토결과를 제시하였다.

본 논문에서는 우리나라의 중저준위 방폐물 처분을 위한 사일로 형식 지하동굴의 유한요소해석을 수행하였다. 사일로의 벽체부분 은 지름 25m의 원형구조이고, 높이는 35m이다. 사일로의 천장부분은 지름 30m의 돔 형식이고, 높이 17.4m의 규모이다. 사일로는 해 수면으로부터 –80m에서 –130m에 위치하고 있다. 중저준위 방폐물 처분 1단계 시설로 6개의 사일로가 건설되어 운영되고 있으나, 본 연구에서는 1개의 사일로에 대해서 고려하였다. SMAP-3D 프로그램을 사용하여 2차원 축대칭 유한요소모델과 3차원 유한요소모델 을 생성하였다. Generalized Hoek and Brown Model이 수치해석에 적용되었다. 다양한 측압계수(수평방향 현장응력과 수직방향 현장 응력의 비)의 변화에 따른 사일로 형식 지하동굴의 유한요소해석을 수행하였으며, 수치해석결과 및 분석결과가 제시되었다.

본 연구는 아파트 조경공간에 다층식재기법을 적용하기 위한 기초단계 연구로서, 교목중심의 단층구조 식재지역에 관목이 건강하게 생육할 수 있는 최적의 식재지반을 선정하는 것을 목적으로 하였다. 2019년 5월부터 10월까지 농촌진흥청 국립원예특작과학원 시험포장에서 실험을 실시하였다. 식재지반은 멀칭재, 원예용 상토, 바텀애시, 현장 토를 활용해 8가지 처리구 6반복 조성하였다. 실험식물은 아파트 조경용 관목으로 선호도가 높은 장미 (Rosa hybrid ‘Barkarole’)와 수국 (Hydrangea macrophylla ‘Nikko Blue’) 으로 선정하였다. 토양재료의 화학성은 농촌진흥청 토양 화학분석 기준에 따라 분석하였으며, 처리구 간 유의성은 SAS7.1을 활용해 Two-way ANOVA 분석을 실시하였다. 식재지반별 장미와 수국의 초장, 분지수, 엽장, 엽폭, 피복 면적의 변화를 분석하였다. 분석결과 장미는 “원예용 상토 20 cm” 조합과 “멀칭 3 cm, 원예용 상토 20 cm, 바텀애쉬 10 cm”의 조합에서 생장이 우수한 것으로 나타났다 (p<0.05). 그중 “원예용 상토 20 cm”에서는 초장 102.2±5.8 cm, 분지수 5.5±0.6개, 엽장 10.9±1.0 cm, 엽폭 6.2±0.5 cm, 피복면적 4077.1±416.6 cm2로 우수한 것으로 나타났다 (p<0.05). 수국은 “멀칭 3 cm, 원예용 상토 20 cm”, “원예용 상토 20 cm” 조합과 “원예용 상토 20 cm, 바텀애쉬 10 cm”의 조합에 서 생장이 우수한 것으로 나타났다. 초장 43.6±2.1 cm, 분지수 4.9±0.8개, 엽장 7.2±0.5 cm, 엽폭 4.3±0.3 cm, 피복면적 344.5±43.2 cm2인 “원예용 상토 20 cm”의 조합에서 생장이 우수하였다. 본 연구는 통해 아파트 다층식재를 위해서는 최소 20 cm 이상 경운한 뒤에 육성토양층에 원예용상토를 충전하여 식재할 것은 제안하였다. 이러한 기준은 향후 아파트 화단 리모델링 사업에 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 도심지 경관용으로 식재되는 초화류의 일조부족에 따른 관상성의 차이를 평가하기 위하여 수행하였다. 생장 특성에 따라 수직형, 부채꼴형, 반구형 식물 6종을 대상으로 7개월간의 차광처리 후 생장 특성을 조사하였다. 이 후 각 생장 유형에 따라 형태, 밀도, 색상 등의 관상 특성을 표현할 수 있는 산출식을 도출하였다. 차광처리 전, 후 식물 생육을 측정 한 후 산출식에 따라 관상가치를 평가한 결과 가우라는 자생 지 환경에서의 관상가치를 5점으로 하였을 때 50% 차광에서 0.66점 낮았고, 돌단풍은 80%에서 0.99점 부족한 관상성을 나타냈다. 다양한 환경조건에서 식물들의 생장 패턴을 유형화하는 등의 지속적인 경관식물의 가치 정량화에 대한 후속연구를 통해 도심지 녹지의 질을 높이는데 다양한 식물이 활용될 수 있게 함으로써 관상식물의 부가가치 향상을 기대할 수 있을 것이라 사료된다.

본 연구에서는 아파트단지 내 불량한 식생공간을 보수하거나 다양한 식생으로의 재조성하여 녹색의 질을 높이기 위한 방안으로 아파트 단지 내 조경관리 현황을 조사하고 식재지반인 토양상태를 파악하여 합리적인 계획 수립을 위한 기초 자료화 하는 것을 목적으로 하였다. 아파트 준공시점을 기준으로 동일한 규격의 수목이 동시에 식재되는 것을 감안해 준공연도를 5년 단위로 구분하고 식재기간 경과에 따른 수목생장과 토양성분의 차이를 분석하였다. 전체 조사대상지 9개소에 모두 식재된 수종 중 침엽수 4종과 활엽수 4종의 생육상태를 조사하여 한 결과 침엽수 중 가이즈까향나무 소나무, 활엽수 중에서는 꽃사과나무가 5년 이상의 식재기간이 경과되었을 때 가장 생육이 좋았다가 10년 이상 되었을 때는 생장이 감소하였다. 측백나무와 단풍나무는 10년 이상 된 지역의 수목이 생육이 가장 좋아 비교적 생장을 위한 기간이 많이 요구되는 수종이었다. 수목은 식재되어 있으나 지표면이 나지가 되어있는 지점의 토양경도를 분석한 결과 준공 후 5년 이상이 되면 20㎜ 이상의 답압 된 상태가 되는 것으로 조사되었고 토양이화학성은 준공 초기부터 지속적으로 pH는 높고 유기물함량은 비옥한 토양의 1/3 정도로 추가 시비가 필요한 상태였다. 본 결과를 토대로 나지부분의 재식재시에는 식재지 주변 배수로 설계와 토심 50㎝ 정도를 객토하고 왕겨 등의 유기질재료를 혼합하는 정도의 토양 개량 계획을 추가하여 수목 하부에 지피식물을 식재하는 것만으로 토양의 답압과 토양건강성을 회복하는 방안이 될 것이라고 사료된다.

증발산은 순복사 에너지를 사용하여 잠열의 형태로 수증기를 대기 중으로 수송함으로써 지구에너지 순환에 있어 중요한 요소 중의 하나이며, 증발산량은 지표유출의 두 배 정도로서 지구 물 수지에서 차지하는 비중이 매우 크다. 증발산의 지상관측은 지점에 국한되기 때문에 공간연속면 상에서의 증발산량 산출을 위하여 격자형 기상자료와 위성자료를 이용한 모델링이 오랫동안 이루어져왔다. PM(Penman-Monteith) 방정식에 기초한 METRIC(Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration) 모델이나 PT(Priestley-Taylor) 방정식을 이용한 MS-PT(Modified Satellite-based Priestley-Taylor) 모델 등이 주로 사용되어 왔으나, 또 하나의 대안으로서 본 연구에서는 최근 부각되고 있는 딥러닝 기법인 DNN(deep neural network)을 이용한 증발산 모델링을 수행하였다. 은닉층 구조, 손실함수, 옵티마이저, 활성화함수, L1/L2 정규화, 드롭아웃 비율 등의 최적화 과정을 거쳐서 수립한 DNN 모델은 RMSE = 0.326mm/day, 상관계수 = 0.975의 매우 양호한 정확도를 나타내었다. 이는 DNN 최적화와 함께, 국지예보모델과 위성자료로부터 증발산 기작에 관여하는 인자들을 선택하여 입력자료로 적절히 사용하였기 때문이기도 하다. 향후과제로서 훈련자료의 종류와 양을 증가시켜서 DNN 모델을 보다 정교화하는 것은 반드시 필요하다고 사료된다.

토양수분은 지구의 에너지수지와 지면-대기 상호작용에 관여하는 중요한 수문기상학적 인자이므로, 토양수분의 정확한 관측과 시공간적 변화양상의 파악은 지구환경 연구에 있어 매우 중요하다. 토양수분의 지상관측은 정확도가 높으나 점단위 관측이므로 공간적 연속성이 없다는 단점이 있고, 위성관측은 공간적 연속성을 가지지만, 정확도와 공간해상도가 낮은 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 토양수분 자료의 품질향상을 위하여, 위성자료와 기상자료를 이용한 딥러닝 모델을 수립함으로써 우리나라 500m 해상도의 일단위 토양수분함량을 산출하였다. 200회의 훈련-검증 반복실험을 통하여, 딥러닝 모델의 오차가 NASA의 목표치보다 더 양호한 결과를 산출하였으며, 지상관측치와의 일치도 역시 매우 높은 것으로 나타났다. 또한 우리나라 농지에 대한 토양수분 분포도를 작성하여 농림, 수문, 재해 분야에 대한 활용가능성을 확인하였다.

토양수분은 지면환경에서 일어나는 수문 순환을 이해하기 위한 중요한 기상인자일 뿐만 아니라 가뭄, 홍수, 산불 등과 같은 자연재해와 밀접하게 연관되어 있다. 그러나 위성기반 토양수분 자료는 공간해상도가 매우 떨어져서 국지규모 분석에 직접적 으로 적용하기에는 한계가 있다. 이 연구에서는 마이크로파 위성센서로부터 산출된 토양수분 자료가 가지는 공간해상도의 제약을 완화하기 위하여, 다양한 지면 변수와 공간통계법을 활용한 다운스케일링 기법을 도입하였다. 가장 정교한 다운스케일링 기법으로 평가되는 회귀크리깅을 이 연구를 통하여 토양수분 자료에 처음으로 적용하였다. 우리나라의 2013년과 2014년의 4월부터 10월까지 의 일자별 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 공간해상도 10km와 25km의 토양수분 자료를 각각 2km와 4km로 다운스케일링한 결과, 고해상도로 다운스케일링된 자료와 저해상도 원자료와의 일관성이 우수하게 유지되어, 다운스케일링 전후의 공간패턴과 자료특성이 잘 보존되는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구에서 제시한 다운스케일링 기법은 토양수분뿐만 아니라 여러 기상요소에 적용될 수 있으며, 위성영상이나 모형자료의 공간해상도 한계를 극복하기 위한 방편이 될 수 있을 것으로 기대된다.

최근 기후변화에 따라 전 세계적으로 큰 규모의 산불 발생이 증가하고 있으며, 우리나라도 산불발생이 전반적으로 증가하는 경향을 보인다. 최근 우리나라와 인접한 북한에서 발생한 산불이 비무장 지대 등의 국내 영토로 번지는 사건이 많이 발생하고 있다. 우리나라에서는 오픈 API(application programming interface)를 통하여 과거 산불발생 기록을 검색할 수 있으나 행정기관에서 수집한 자료여서 국내 지역으로 정보가 국한되어 있다. 이에 본 연구에서는 접근불능지역인 북한을 포함한 한반도의 산불발생에 대한 장기 시계열 정보를 생산하기 위하여 2000년부터 2015년까지의 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성자료를 수집 및 재가공하여 일자별 산불발생 현황의 GIS 데이터베이스를 구축하고자 한다. 데이터베이스 구축을 위한 입력자료로서 Terra 위성의 MOD14A1 산출물과 Aqua 위성의 MYD14A1 산출물을 사용하였으며, 16년간의 일자별 영상을 일괄작업으로 재처리하여 산불의 발생일자, 발생 위치, 탐지 신뢰도, 방사열 에너지(fire radiative power: FRP) 등의 정보를 추출하고 이들을 결합하여 Shapefile 형태로 생성하였다. 본 연구에서 구축한 장기시계열 GIS 데이터베이스는 다른 연구자들에 의해 한반도 산불정보의 시공간 특성 분석에 활용될 수 있으며, 이를 위하여 인터넷에 결과 파일을 탑재하여 자유롭게 다운로드 가능하도록 하였다.

This study was conducted to evaluate the quality of indoor air and health-related parameters (allergic rhinoconjunctivitis) of subject of study (control group and sensitive group) in two schools. The schools were categorized into two groups of newly-built school and the school older than 5 years. Removal of indoor pollutant was investigated according to volume rates (0%, 1.5%, 3%) of indoor plants inside 3 classrooms respectively. The chemicals of indoor environmental research were PM10, Volatile organic compounds (toluene and benzene), formaldehyde, temperature and humidity. ARIA (Allergic rhinitis impacts on Asthma) test was used to assess health effect for 151 students. Also, The variation of SBS symptoms for students in classroom was measured by intervention. With increasing volume ratio of classrooms, there were positive and significant results between the indoor pollutant and student's health score. Students showed improvement health score during the period of putting indoor plants, which was facilitated by the placement of indoor plants at newly-built school classroom of indoor plants volume ratio 3%. From the results above, it could be tentatively effective newly-built school classroom of indoor plants volume ratio 3% improve indoor air quality and student's health score.

최근, 웰빙 추세에 적합한 재료의 하나인 식용꽃의 향기성분들을 분석하여 유효 기능성분들을 검색하고 체 계적으로 확립하여 식용꽃의 이용 가능성을 높이고자 수행하였다. 식용꽃 6종 금어초(노랑, 자주), 금잔화, 패랭이(빨강, 보라), 한련화(노랑, 주황), 비올라(노랑, 보라), 팬지(노랑, 보라) 등 11종류에 대하여 Headspace SPME 방법을 이용한 향기성분 분석결과는 다음과 같다. 금잔화(α-Thujene, α-Pinene 등 18종), 팬지 노랑 계열(β-Sesquiphellandrene 등 5종), 비올라 노랑 계열(β-Sesquiphellandrene등 15종), 보라 계열 (Germacrene d10종), 금어초 빨강 계열(β-Myrcene 1 종), 한련화 빨강 계열(2종)의 향기성분이 나타났으며, 팬지 보라계열, 패랭이, 금어초 노랑 계열, 한련화 빨 강 계열은 유효성분이 없었다. 식용꽃에서는 세포생성 및 재생에 효과적인 α-Thujene, 피로경감에 도움이 되 는 α-Pinene, 음식의 향료로 사용되는 limonine 등이 다량 함유되어 있는 것으로 분석되어 기능성 물질 이 용의 가치가 클 것으로 기대한다.

식용꽃은 일반적으로 개화된 상태에서 수확, 줄기가 없는 상태에서 유통되므로 저장성이 급격히 저하되는 것 이 단점이다. 이에 본 연구는 여러 종류의 포장 필름 중식용꽃의 상온유통을 위한 효과적인 포장재를 선발하 기 위하여 실시하였다. 식용꽃 재료로는 꾸준한 수요로 연중생산 되고 있는 금어초, 금잔화, 비올라, 패랭이, 팬지, 한련화 등 총 6종으로 실시하였다. 유통 시 적용할 포장 필름을 선 발하기 위하여 0.03mm 두께의 polyethlene (PE) film와 polypropylene (PP) film을 대조구로 하였으며 필름 표면의 미세한 천공을 통해 산소투과도 (OTR-Oxygen Transmission Rate)를 조절할 수 있는 6가지 종류의 필 름인 PE 0.03 mm (LF10, LF20, LF30), PP 0.0 3mm (LF10, LF20, LF30) 등을 이용하였다. 식용꽃의 상온 유통시 금잔화, 한련화는 필름별 차이가 없었으며, 비올라, 패랭이, 팬지는 PP (LF10)필름이 효과 적인 것으로 나타났다. 비올라, 패랭이, 팬지는 꽃잎이 바깥쪽부터 말리기 시작하면서 노화 증상이 나타났고, 한련화는 꽃잎 무름과 변색, 금어초는 갈색 점이 나타 나면서 부패증상이 나타나는 등 식용꽃 종류별로 노화 유형이 뚜렷하게 구분되었다.

본 연구는 산수국의 종자번식에 관한 기초자료를 얻 고자 수행하였다. 종자를 11월 15일, 12월 30일, 그리 고 1월 23일 채취하여 파종한 결과 최종발아율이 각 각 90.0±4.16%, 84.4±5.52%, 그리고 88.9±2.40%로 휴 면성이 없는 것으로 판단되었다. 광, 온도조건에 따른 발아실험 결과 최적의 발아조건은 온도는 25oC이고, 광 은 명조건으로 판단되었다. 초장, 엽장, 줄기직경, 근 장, 근수, 생체중, 건물중, T/R율 공히 25/20oC의 주야 변온조건에서 가장 크거나 많았으나 25oC 항온조건과 큰 차이를 보이진 않았다. 15oC와 20oC의 비교적 저온에서 생육이 억제되었는데, 특히 T/R율이 낮아 지상 부의 생육이 더 억제된 것으로 판단되었다. 적색광은 유묘의 초장과 절간장의 신장을 촉진시켰다. 청색광 처 리구에서 총엽록소, 엽록소 a/b 및 카로티노이드함량이 가장 높게 나타났고 적색+청색광 조합처리가 그 다음 으로 높아 청색광이 포함된 광질 처리에서 함량이 더 높게 나타났다. 플러그 셀 수(50, 72, 128, 162, 200cell)에 따른 유묘의 생육실험결과 지상부의 생육은 50공 트레이에서 가장 좋았고 다음으로 72, 128공 순 이었으며 162공과 200공 간에는 유의적인 경향이 일 정하지 않았다. 대체로 셀의 부피가 큰(재식밀도가 낮 은) 트레이에서 자란 유묘의 잎이 컸다.

난의 종류별로 심비디움, 심비디움 교배종, 덴팔레, 온시디움, 호접란, 그리고 나도풍란의 음이온 발생량을 조사하였으며, 심비디움 20, 40, 60, 80%와 심비디움 교배종 25, 50, 75, 100%의 투입율에 따른 음이온 발생량의 변화를 조사하였다. 그 결과 심비디움 332개 /cm3, 심비디움 교배종 323개/cm3로 심비디움 속이 가 장 발생량이 많았으며, 그 다음이 덴팔레 250개/cm3, 온시디움 203개/cm3, 나도풍란 119개/cm3, 호접란이 77개/cm3 순이었다. 투입율 증가에 따라 심비디움은 40%, 심비디움 교배종은 75%까지는 음이온 발생량이 증가하였으나, 그 이상 투입율에서는 다소 감소하는 경 향이었다. 따라서 식물 종류별로 음이온 발생량을 상호 비교하기 위해서는 식물 투입율이 40% 이하가 적절하 며, 상대습도 등을 감안할 경우 약 30% 정도가 가장 적절한 것으로 보인다.

This study was carried out to assess the improvement of treatment by the house-plant. For the purpose of this study, 17 asthma-patients residing in Seoul were selected as participants during January to March 2007. We measured VOCs and conducted clinical survey during April to September 2007. In this study, 6 species of houseplants known to be eco-friendly were investigated for the health effect along with 12 other plants. The research focused on peak expiratory flow rate(PEFR) and disease specific quality of life. When the results were compared to the non-intervention households, the intervention households had reduced levels of acetaldehyde, benzene, ethylbenzene, xylene and styrene. The reduction rate estimated from this comparative study was statistically significant(p<0.05). There was however no association between the intervention and the estimated PEFR between morning and evening data in asthma-patients.

본 연구의 I부에서 유도된 포화된 다공성매체의 파동 전파속도와 감쇠에 대한 이론해를 전산코드화 하였다. 본 논문에서는 작성된 전산코드를 사용하여 파동의 전파속도와 감쇠에 미치는 외력 주파수의 영향과 재료특성치의 변화의 영향을 파악하기 위한 파라미터연구를 수행하였다. 첫 번째 형태의 파동에 대한 압축성 파동 속도는 주파수-투수성 곱이 증가함에 따라 파동속도가 하한치로부터 상한치로 변이하는 영역에서는 주파수-투수성 곱의 함수로써 변화함을 보여주었다. 또한 파동의 전파속도 변화율이 가장 클 때 감쇠값이 최대가 됨을 알 수 있었다 두 번째 형태의 파동에서 파동의 전파속도는 주파수-투수성 곱이 작은 값을 가질 때 거의 0값을 나타내며, 주파수-투수성 곱이 큰 값을 가질 때 상한값을 나타냄을 알 수 있었다.

본 논문에서는 포화된 다공성매체에서 파동의 전파속도와 감쇠를 구할 수 있는 해석적 이론해를 유도하여 제시하였다. 이론해의 유도를 위하여 압축성의 고체입자와 간극수를 고려하는 완전 연계 Field모델을 사용하였다. 완전 포화된 다공성 매체의 해석을 위한 공학적인 접근방법이 채택되었으며, 균질 영역에서 1차원 파동의 전파를 위한 이론해가 유도되었다. 본 논문에서 유도한 이론해는 고체입자의 압축성, 간극수의 압축성, 다공성입자의 변형, 공간의 감쇠(Spatial damping) 등을 고려할 수 있어 매우 다양하게 사용될 수 있다. 또한 다양한 지반체에서 두 가지 종류의 파속(Wavespeed)과 감쇠계수를 계산하는데 이용 가능하다. 본 논문에서 제시한 이론해를 전산코드화하여 파동의 전파속도와 감쇠에 대한 파라미터연구를 수행한 결과는 본 연구의 II부에 제시할 예정이다.