PURPOSES : This study provides fundamental information on the temperature variations in tunnel structures during severe fire events. A fire event in a tunnel can drastically increase the internal temperature, which can significantly affect its structural safety. METHODS : Numerical simulations that consider various fire conditions are more efficient than experimental tests. The fire dynamic simulator (FDS) software, based on computational fluid dynamics (CFD) and developed by the National Institute of Standards and Technology, was used for the simulations. The variables included single and multiple accidents involving heavy goods vehicles carrying 27,000 liters of diesel fuel. Additionally, the concrete material characteristics of heat conductivity and specific heat were included in the analysis. The temperatures of concrete were investigated at various locations, surfaces, and inside the concrete at different depths. The obtained temperatures were verified to determine whether they reached the limits provided by the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021). RESULTS : For a fire caused by 27,000 liters of diesel, the fire intensity, expressed as the heat release rate, was approximately 160 MW. The increase in the carrying capacity of the fire source did not significantly affect the fire intensity; however, it affected the duration of the fire. The maximum temperature of concrete surface in the tunnel was approximately 1400 ℃ at some distance away in a longitudinal direction from the location of fire (not directly above). The temperature inside the concrete was successfully analyzed using FDS. The temperature inside the concrete decreased as the conductivity decreased and the specific heat increased. According to the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021), the internal temperatures should be within 380 ℃ and 250 ℃ for concrete and reinforcing steel, respectively. The temperatures were found to be approximately 380 ℃ and 100 ℃ in mist cases at depths of 5 cm and 10 cm, respectively, inside the concrete. CONCLUSIONS : The fire simulation studies indicated that the location of the maximum temperature was not directly above the fire, possibly because of fire-frame movements. During the final stage of the fire, the location of the highest temperature was immediately above the fire. During the fire in a tunnel with 27,000 liters of diesel, the maximum fire intensity was approximately 160 MW. The capacity of the fire source did not significantly affect the fire intensity, but affected the duration. Provided the concrete cover about 6 cm and 10 cm, both concrete and reinforcing steel can meet the required temperature limits of the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021). However, the results from this study are based on a few assumptions. Therefore, further studies should be conducted to include more specific numerical simulations and experimental tests that consider other variables, including tunnel shapes, fire sources, and locations.

본 연구에서는 다양한 온도 (5, 10, 15, 20, 25℃), 조도 (10, 20, 40, 60, 80 μmol photons m-2 s-1) 및 광주기 (10:14, 12:12, 14:10 h L:D) 조건에서 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙 유도조건을 파악하였다. 암배우체 단편의 생장은 20℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보인 반면 수배우체는 15℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 14:10 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보여 차이를 나타내었다. 암배우체의 최적 성숙조건은 15℃, 40 μmol photons m-2 s-1, 14:10 h (L:D) 조건에서 가장 빠른 성숙을 보인 반면 수배우체는 10℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 성숙을 보여 차이를 나타내었다. 본 연구 결과 확인된 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙조건은 개다시마의 자원조성 및 대량양식 기반조성의 기초자료로 활용될 수 있다.

멸종위기종의 사육 및 복원 연구는 개체군이 야생에서 독자적으로 생존 가능한 개체군을 형성하고 유지하는 것을 목표로 한다. 서식지외 지역에서 사육을 통해 개체군의 크기를 증가시키고자 할 때에는 번식관리 프로그램을 통해 잠재적 야생 적응력을 나타내는 유전적 다양성(genetic diversity)을 유지해야 하며 근친교배는 제한될 필요가 있다. 이를 위해서 사육 개체들의 혈통 정보의 확보가 우선되어야 하고, 개체군내의 친족관계 발생을 최소화 하는 번식 쌍을 선택해야 한다. 각 개체의 평균혈연관계(MK, mean kinship)는 그 개체와 그 개체를 포함한 전체 생존 개체를 쌍으로 연결시켰을 때 측정된 혈연관계의 평균값이며, 평균 혈연관계를 통해 개체들의 유전적 가치를 측정할 수 있다. 황새(Ciconia boyciana)는 멸종위기 야생생물 1급 및 천연기념물 제199호로 지정되어 보호되고 있는 조류이다. 1970년대까지 국내에서 번식한 것으로 알려졌으나 개체수가 급감하고 텃새 개체군은 절멸하였다. 이후 개체군 복원을 위해 야생 및 국외 사육기관에서 도입하여 증식에 성공하였으며, 최근 재도입으로 40여개체가 야생에 서식하고 있다. 사육 개체의 혈통관계의 정보는 International Studbook을 통해서 대부분 확보되어, 사육단계에서 지속적으로 관리되고 있다. 하지만 야생에서 도입된 개체들간의 혈연관계나, 사육 상태에서 정보가 누락된 개체들의 혈연관계 확인을 위해서는 유전적 정보를 활용해야 한다. 그러나 아직까지는 국내에 서식하는 황새 개체군의 유전적 연구가 미비하며, 특히 개체군 복원 단계 중 재도입의 초기단계에 도달한 시점에서 사육개체군의 유전적 관리는 반드시 수행되어야 한다. 본 연구에서는 황새 개체군의 복원과 보전을 위하여 도입 및 증식된 황새 개체들의 혈연관계에 대한 개체군통계학적(demographic) 분석을 시도하고자 한다. 또한, Microsatellite marker를 활용하여 가계정보가 불확실한 개체의 혈통관계를 확인 할 수 있는 마커세트를 확립하고자 한다. 개체군통계학적 분석은 한국교원대학교와 예산황새공원에서 사육중인 황새 150개체를 대상으로 개체군관리프로그램(PopLink 2.4와 PMx)를 이용하여 수행하였다. 기존에 개발된 황새 특이적 Microsatellite marker 11개를 이용하여 부모 및 자식개체를 포함한 가계집단 10개의 부모개체와 각 가계에서 무작위로 선택한 직계자손 3개체의 변이를 비교하여 부모-자식 관계를 확인할 수 있는 마커를 선별하였다. 사육황새 개체군의 개체군성장율(λ)은 1.12로 개체군의 크기는 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 평균친척계수는 0.04로 나타났다. microsatellite 마커 Cc01, Cc04, Cbo121, Cbo151, Cbo168 중 2~5개를 조합하면, 가계의 80%는 부모-자식관계가 확인이 가능하였다. 그러나 일부 가계의 혈연관계는 11개의 마커를 적용하여도 부모-자식 관계 확인이 불가능한 것으로 나타났다. 사육개체군의 유전적다양성 증진을 위해서는 정확한 개체간 혈연관계, 평균친척계수 등을 고려하여 인위적 번식 관리 전략이 필요하다. Microsatellite와 같은 분자생물학적 도구를 이용하여 사육개체군의 유전적 다양성을 측정하여, 차후 추가 개체의 확보 및 번식 전략에 활용하여야 한다. 또한, 많은 개체들이 혈연관계로 연결되어 있는 사육개체군에서 가계들의 정확한 부모-자식 관계를 확인하기 위해서는 이번 연구를 통해 확립된 5개 마커들 외에, 더 많은 대립유 전자를 가진 추가 마커의 개발이 필요하다. 유전정보를 활용한 개체군 관리 및 혈연관계 분석은 사육 개체군의 유전적다양성 증진 뿐만 아니라 재도입 황새 개체군의 선별 전략에도 적용하여 사육 및 재도입 개체군의 보전에 유용할 것으로 사료된다.

The induction of regeneration and the maturation of the free-living gametophytes of Undaria pinnatifida were studied at temperatures (5, 10, 15 and 20℃), irradiance (5, 10, 20 and 40 μmol photons m-2 s-1) and photoperiods (14 : 10, 12 : 12 and 10 : 14 h L : D). Female gametophyte fragments were maintained in active regeneration without them reaching sexual maturity under conditions of 15℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D); by contrast, the conditions for male gametophytes were slightly different at 15℃, 5 μmol photons m-2 s-1, 14 : 10 h (L : D). The sexual maturation of female and male gametophytes took place under 5℃, 20-40 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D) and 15℃, 40 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D), respectively. These results provide basic information for controlling the regeneration and maturation of free-living gametophytes for srain improvement as well as the cross breeding of U. pinnatifida.

The macroalgal community structure was examined at the subtidal zones of six study sites, on the Southern coast of Korea from between May and August 2015. A total of 132 seaweeds, comprising 10 green, 28 brown and 94 red Seaweed, were identified. The seaweed biomass was 80.32 g dry wt. m-2 in average, and it was maximal at Geomundo (166.94 g dry wt. m-2) and minimal at Byeongpungdo (14.52 g dry wt. m-2). On the basis of the biomass, the Ecklonia cava was a representative species, distributed widely in the subtidal zone of the three islands (Yeoseodo, Geomundo, Baekdo). Also, the Sargassum sp. was dominant at Sejondo and Hongdo. The turbidity and light transmittance was divided into two groups. The seaweed community structure of group A (Byeongpungdo, Sejondo, Geomundo) was characterized by high turbidity, low light transmittance and a lower habitat depth than were observed in group B (Hongdo, Baekdo, Yeoseodo). As the water depth increased, the biomass decreased due to the lowered light transmittance. In Byeongpungdo and Sejondo, which showed high turbidity and low light transmittance, the degree of seaweed coverage was decreased with the depth of water. The ESGⅡ ratio of the Ecological Status Group was higher than fourty percentage in Byeongpungdo and Baekdo. Community indices were as follows: dominance index (DI) 0.35-0.90, richness index (R) 7.03-17.93, evenness index (J′) 0.22-0.60, and diversity index (H′) 0.79-2.18. The Macroalgal zonation of the subtidal zone was calculated by the Ecklonia cava and Brown algal population on five islands (Byeongpungdo, Yeoseodo, Geomundo, Beakdo, Hongdo). On the other hand, Undaria pinnatifida and Sargassum sp. dominated at Sejondo. Additionally, the biomass ratio and the species richness of green algae was lower in group A. These differences in the seaweed community structure may have resulted from the effects of turbidity and light transmittance.

The wireless sensor prototype was developed and the field test result, natural frequencies of each mode in stay-cable, showed 0.5% difference compared to the wired sensor. Also, the cable tension derived by the vibration method was 1.177% difference. As a sensor for managing cable tension, the applicability to bridges was confirmed. In the next study, LoRa LPWAN technology will be applied to various sensors used in structures.