알루미나 매트릭스 복합재료를 AIZnMg(7075)-합금의 직접적인 용융산화를 통하여 제조하였다. 충전재료는 17μm 크기의 모서리가 둥근 연마재용 SiC 입자를 사용하였다. 산화촉진재 SiO2를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우를 비교하였다. 매트릭스 형성 매카니즘과 반응거동을 온도와 SiO2사용량을 중심으로 연구하였으며, 얻어진 AI2O3/SiC/금속 복합재료의 미세구조를 관찰하였다.

Chitosan itself has been prepared using chitin, one of the most abundant compounds in nature, as a starting material. We have synthesized the water-soluble chitosan derivative, N-dithiocarboxy chitosan sodium salt, through the reaction of water-soluble chitosan with carbon disulfide in the presence of alkali metal hydroxide. To elucidate this natural polymer capacity of adsorbing heavy metal ions, we have performed adsorption experiments using the water-soluble chitosan derivative various average molecular weight and of different percent contents of sulfur. The effect of pH, adsorption time and temperature on adsorption efficiency was also studied. The adsorbent derived from water-soluble chitosan of average molecular weight ranging 9,000~120,000 was shown to have the highest capacity of adsorbing heavy metal ions. On the whole, adsorbing efficiency was increased as the reaction time goes longer and also increased as the reaction temperture goes higer in temperture range of 15℃~45℃. The adsorption capacity at various pH, however, was appeared to vary depending on the heavy metal ions studied Judging from these finding, water-soluble N-dithiocarboxy chitosan sodium salt, a derivative of a biodegradable nature polymer, is believed to be a potential adsorbent for heavy metal ions since it not only is shown to lower the concentration of heavy metal ions to below the drainage quality standard, but also it would not cause acidification and hardening of soil which is one of the detrimental effects of synthetic macromolecular adsorbents present.

건물의 규모가 대규모화 되면서 고성능 콘크리트의 필요성이 커지고 있다. 하지만 고성능 콘크리트의 문제점으로 시멘트 수화물 생성시 부피 안정성 문제를 일으킨다고 알려지면서 시멘트 기반재료와 나노재료의 혼합기술에 관한 연구에 관심이 증대 되고 있다. 본 연구에서는 나노재료 중에서도 그래핀을 콘크리트에 혼입하여 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성 증대와 함께 다양한 기능성이 발현되는지 알아보고자 한다.

하도홍수추적 방법에서 많이 사용되고 있는 Muskingum 방법의 가장 중요한 매개변수는 저류상수와 가중인자이다. Muskingum 방법은 상류 유입지점에서 하류 유출지점까지 측방유입량이 고려되지 않지만, 실제 유역에는 강우로 인하여 측방유입유량이 발생한다. 이로 인해 상하류 실측 자료를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 것이 매우 어려운 상황이다. 이에 본 연구는 HEC-RAS 1차원 부정류 해석모형을 이용한 수리학 적 홍수추적을 통해 측방유입유량이 제외된 상태에서의 하도에서 전파되는 유량을 산정하였고, 이를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 방법을 제시하였다. 이와 함께 저류상수가 유하시간과 관계있음을 감안하여 국내 하천기본계획 수립 시 사용되는 유하시간 경험 공식들을 저류상수로 적용한 결과를 비교 분석하였다. 마지막으로 유량이 고려된 유하시간 산정식을 개발하고, 유입량의 변화에 맞춰 유하시간을 업데이트하여 모의를 수행하는 방법을 제시하였다. 유량을 고려한 유하시간을 저류상수로 적용한 경우, 유량의 상승 및 하강 과정, 첨두 유량, 그리고 첨두 시간에 대해서 잘 모의하는 것으로 분석되었다.

홍수피해저감효과를 분석하기 위해서는 수리·수문학적 분석을 통한 피해예상지역과 침수심을 분석함과 함께 피해예상지역에 대한 피해액 추정 이 가능해야 한다. 홍수피해액의 추정은 일반적으로 건물의 구조물 및 내용물에 대해서 침수심의 변화에 따라 분석된다. 본 연구에서는 실제 피해 지역의 자료들을 토대로 학교건물에 대한 침수심별 손상함수를 개발하고 적용하였다. 그리고 학교건물에 대한 손상함수의 개발절차, 침수심별 손 상함수의 보완과정을 제시하였고, 그리고 손상함수의 적용결과에 대한 기존 기법과도 비교하여 검증하였다. 본 연구를 통해 손상함수를 개발하는 과정과 개발된 침수심별 손상률 그리고 함수의 적용과정은 향후 피해규모에 따른 홍수피해액 추정을 가능하게 하여 홍수피해저감 대책에 대한 비 용대비 효과분석 수행에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

For the purpose of reuse the wasted by-products from the skate process to the health functional food or medicinal material, chondroitin sulfate was extracted from the skate cartilage with the method of hydrolysis with protease enzyme, and the contents of chondroitin sulfate and hydrolyzed protein were measured qualitatively and quantitatively. The effects of chondroitin sulfate on body weight or liver weight changes, hepatotoxicity elimination and anti-inflammatory actions were measured from in vivo test with feed-treated mice. From the hydrolytic extraction of skate cartilage with the mixture of 1% alcalase and 1% protease for 4 hours, the extraction yield of chondroitin sulfate was about 32.55%. The content and molecular weight of chondroitin sulfate was 26.63% and 2.85×105 Da., respectively and the content ratio of chondroitin sulfate to protein was measured to 1 to 2.76 with gel permeation chromatography. For the odor component, trimethylamine decreased about 30% but almost not ammonia from chondroitin sulfate with the treatment of activated carbon. From the feeding chondroitin sulfate to mice, the control effect of body and liver weights decrease was measured, anti-inflammatory action and hepatotoxicity elimination action were also measured. From these results, process operation conditions for manufacturing of chondroitin sulfate were suggested.

The aim of this study was to investigate and development collagen peptide materials from skate skin. Protein and fat content of collagen peptide showed about 95% and 0.1%, respectively. Average molecular weight of collagen peptide was measured as 1,015. In the analysis of amino acid, glycine and hydroxy proline content in collagen peptide was 19.32% and 16.25%, respectively, showing a typical characteristics of the collagen peptide. In obese db/db mice ingested 500 mg/day of collagen peptide for 18 days, the amounts of food and water intake were decreased considerably, contents of triglyceride, total cholesterol were decreased significantly in white adipose tissue of db/db mice. The final yield of collagen peptide was 17.23% in the optimized process for mass production. These results indicate that collagen peptide from skate skin may serve as candidates of fat reduction in adipose tissue and could be used as functional food and cosmetic ingredients.

본 연구에서는 피해설문조사 기반의 침수심별 피해 추정함수 개발에 관한 연구를 수행하였으며 특히 도시지역의 건물피해를 중심으로 이루어졌다. 실제 2011년 큰 피해가 발생한 동두천지역을 대상으로 설문조사를 통해 피해설문조사 기반의 피해 추정함수를 개발하였다. 건물에 대한 피해는 주거용 건물과 영업용 건물로 구분하였고, 피해 당시 실제 피해액을 도출하기 위해 도배, 장판, 도색, 전기수리, 보일러 수리 등 부착물/설비시설에 대한 피해항목과, 가구류, 전자 제품류, 생필품 등 내장물을 세분화 하여 조사하였다. 본 연구에 수행된 피해설문조사 기반의 침수심별 피해 추정함수 개발을 통해 향후 과학적 재난관리의 튼튼한 기초를 마련하고, 모든 방재정책의 효율적 추진과 재난으로부터 안전한 사회를 구현할 것으로 기대된다.

상대적으로 홍수량의 규모가 작은 지류 하천에서는 합류부 배수영향으로 제내지 침수 및 제방 범람에 의한 홍수피해의 위험이 가중되고 있다. 특히 지류 합류부에서는 본류와 지류의 홍수유하 조건에 따라 수위가 급격히 증가하므로 인명피해의 가능성 또한 높다. 따라서 본 연구에서는 비구조적 홍수피해저감대책의 일환으로 지류 합류부의 실시간 홍수위 예측기술을 개발하고자 한다. 이를 위하여 지류 합류부 수위의 주요 영향인자를 검토하였고, 잘 구축된 수리학적 모형으로부터 계산된 본류 및 지류의 유량과 합류부 수위자료를 이용하여 홍수위 예측을 위한 경험식을 개발하였다. 개발된 식에 의한 예측결과는 최대 1.0m의 수위오차를 포함하고 있었으나, 평균 0.2~0.3m의 절대오차를 나타내었고, 발생시각은 0~5 hr 앞서 예측 가능한 것으로 나타났다. 본 연구결과로부터 홍수예측 시스템이 구축되지 않은 지류 합류부에서도 쉽게 실시간 홍수예측이 가능하며, 구축된 시스템은 지류의 홍수범람 및 침수피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

많은 선진국들에서는 홍수재난에 효과적으로 대응하기 위한 재난손실추정시스템을 개발해 현재 운영 중이며, 우리나라의 경우 건설교통부에서 수행된 "치수사업 경제성분석 방법 연구"(건설교통부, 2004)를 통하여 보다 방대한 통계자료와 GIS 정보 등을 활용하는 다차원홍수피해산정법(Multi-Dimensional Flood Dmage Analysis; MD-FDA)을 치수경제성분석 목적으로 사용하고 있다. 개발된 지 10년 가까이 된 현행의 홍수피해산정법은 많은 통계자료와 피해지역의 공간정보를 활용하는 측면에서 그 이전의 방법들에 비해 장점이 있으나, 그동안 제기되어온 문제점에 대해 방법론 상에서 개선된 연구는 많지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 향후 개선되어야 할 홍수피해산정법의 목표상을 제시하고자 현행의 MD-FDA의 문제점을 분석하였고 이를 위해 2011년에 발생한 동두천시 홍수피해사례를 바탕으로 MD-FDA의 기본절차에 따라 홍수피해액을 비교, 검토하였다.동두천시는 2011년 7월 26일부터 사흘간 내린 집중호우로 인해 시를 관통하는 한강 제 3지류 신천이 범람하여 도로, 하천, 소하천 등 공공시설 피해와 주택 파손, 침수 등 사유재산에 대한 막대한 피해가 발생하였고, 이때 일최대 강수량은 관측이례 최대인 449.5mm를 기록하였고, 총 강수량은 약 700mm에 달하였다. 이 기간 동안 동두천시에서 발생한 총 피해액(사후피해, 실제피해)은 총 202억원이며, 피해복구를 위한 지원복구비, 자체복구비를 합산한 액수는 총 606억원이었다. 이때의 침수흔적도와 그 당시의 통계자료, 공간자료 등을 활용하여 MD-FDA의 기본절차에 따라 홍수피해액을 추정한 결과 일반자산피해액이 약 221.7억원, 인적피해가 약 33.5억원, 공공시설물피해가 약 375.6억원으로 나타났으며, 이를 합산한 총 홍수피해액은 약 630.8억원으로 평가되어 재해연보의 실제피해액인 202억원과는 다소 차이를 보였다.

집중호우로 인한 침수피해는 꾸준히 증가하고 있으며, 이로 인한 인명피해도 함께 증가하고 있다. 일반적으로 하천 인근지역에서 침수로 인하여 인명피해가 발생하는 지역은 하천의 본류와 지류가 만나는 합류부 지점에서 주로 발생하는데, 합류부의 지류에서는 배수위 영향으로 인해 하천의 물이 급격히 증가하여 제방을 범람하면서 침수로 이어진다. 본 연구에서는 댐 방류 및 지류유량으로 인한 합류부에서의 수위 예측을 위해 구축된 수리학적 모형을 이용하여 남한강 유역의 합류부 지점에서 수위를 예측하고, 본류 및 지류 유량에 따른 합류부에서의 수위를 예측할 수 있는 간편법을 개발하였다. 이를 통해 남한강 전체 대상구간에 대한 수리학적 홍수추적 모형의 구축이나 활용없이 충주댐 방류량과 지류의 유량만을 이용하여 본류와 지류의 합류부에서 발생 가능한 배수위를 쉽게 산정함으로써 지류의 홍수 범람 관리 및 피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

최근 다양한 기상변화에 의한 재해발생 위험도는 점차 높아지고 있다. 특히 대기, 하천, 해양 등 지구전역에 걸쳐 발생하고 있는 환경오염과 화학물질의 사용량 증가는 온난화와 같은 환경변화를 초래하고, 이는 곧 지구 물 순환 체계의 변화로 이어지게 된다. 2010년, 2011년의 서울을 비롯한 중부지역의 집중호우 이후 매년 발생하고 있는 홍수피해는 이러한 기상변화를 잘 대변하고 있다. 본 연구에서는 국내 홍수피해지역에 대한 경제적 피해추정을 위해 많이 사용하는 다차원홍수피해산정법(MD-FDA: Multi-Dimensional Flood Damage Analysis)에서 벗어나 실제 침수피해지역에 대한 설문조사를 통해 손실함수를 개발하고자 하였다. 대상지역은 2011년 7월에 발생한 집중호우로 인해 동두천시를 관통하고 있는 신천의 범람으로 인한 도심지 침수지역을 대상으로 실시하였다.

본 연구의 목적은 충주호 유역을 대상으로 2차원 횡방향 평균 수리 및 수질모형인 CE-QUAL-W2를 이용하여 호소내 수온분포, 부유물질및부영양화과정의변화특성을모의하고모형의적용성을평가하는것이다. 지형및단면자료구축을 위해 충주호를 남한강 본류(branch 1)와 유입 경계부(branch 2∼7)로 구분하여 격자를 구성하였다. 호소 수질모델링을 위한 주요 입력 자료로 기상자료, 호소의 수온과 탁도 초기조건, 하천의 유량과 수온, 수질 경계조건 자료를 구축하였다. 이후실측된수온, 부유물질(SS), 총질소(TN), 총인(TP), 조류(Chl-a)에대하여모형의보정(2010) 및검증(2008)을수행하여모형의적용가능성을평가하였다. 충주호의수온은4월부터표층수온이증가하여7월초에성층현상이발생되고12월에는연직수온분포가일정하게유지되었다. 집중호우발생후에는성층구조가교란되어수온약층이약10 m가량하강하였다. SS는수온과동일한패턴으로집중호우발생후에증가하다가12월에안정화되었으며, 2008년7월에발생된중층밀도류의 분포 현상을 잘 재현하였다. TN, TP의 경우 농도의 범위를 잘 재현하였지만, 모형 내에서 질소성분의 침강속도 및 인의 흡착-침전과정이 적절히 모의되지 않아 오차가 발생하였다. Chl-a의 경우 2010년과 2008년 여름의 조류의 성장패턴을 잘 반영하였지만, 모형이 횡방향 평균 유속과 농도를 사용함에 따른 모형의 한계점이 나타났다.

제방의 파괴현상은 복잡한 수리학적 또는 토질·기초 공학적 현상 등에 의하여 일어나므로 그 발생기구를 규명하는 것이 용이한 일은 아니나, 일반적으로 그 원인은 크게 월류, 세굴, 침하 및 지진 등으로 나누어 볼 수 있다. 본 연구에서는 제방붕괴의 일반적인 원인으로 지적되고 있는 월류, 제체의 불안정, 과도한 변위, 급격한 수위의 감소 등으로 발생할 수 있는 현상 및 문제점들을 검토하였다. 이로부터 기하학적 인자, 수리학적 인자, 수공구조물적 인자, 정성적 인자 등 4가지 분류로 구분하였으며, 총 10가지 세부인자를 제시하였다. 제시된 인자들은 평창강에 적용하여 인자별 위험도를 산정하였으며, 각 인자들에 대해 가중치를 고려하여 제방에 대한 취약도를 산정하고 위험도 순위를 제시하였다. 이러한 결과들은 현장 조사를 통해 제방고 증설이 완료되었거나 피해 대상물이 없는 산지하천일 경우 위험지점에서 배제하였으며, 과거 홍수범람 침수지역과 비교하여 연구결과에 대한 객관성을 입증하고자 하였다.

본 연구의 목적은 하도의 형상이 불규칙한 자연하천에서 2차원 흐름 특성을 해석하고 예측하기 위해 2차 요소를 이용한 정확하고 효과적인 상향가중 유한요소모형의 개발에 있다. 모형의 개발을 위해 선형 삼각형 요소, 선형 사각형 요소와 혼합요소를 적용하였고 2차 삼각형, 사각형 요소와 혼합요소를 적용하여 모형을 개발하였으며, 지배방정식의 수치적분식으로 Gauss Quadrature 방법을 사용하였다. 개발된 모형의 적용성 검증을 위해 하상융기가 있는 수로,

본 연구의 목적은 마름/젖음 영역을 가지는 복잡한 자연하천에 대해 마름/젖음 처리를 위해 개발된 격자재구성 기법의 적용성을 검토하는 것이다. 자연하천에 대한 모형의 적용성과 검증을 위해 개발된 모형을 마름/젖음 영역을 갖는 한강 구간과 낙동강 구간에 적용하였다. 모의 결과를 실측치와 비교한 결과 실측치와 비교적 잘 일치함을 확인할 수 있었고 상용 모형인 RMA-2 모형의 모의결과와 비교해서도 안정되고 정확한 해를 주는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결

본 연구의 목적은 자연 하천에서 마름/젖음 현상을 모의하기 위한 정확하고 정교한 2차원 유한요소 모형을 개발하는데 있다. 이에 본 연구에서는 마름/젖음의 처리를 위해서 흐름의 시간별 수위상승 및 하강 속도를 고려하여 계산구간에 대한 격자의 자동 생성 그리고 해석 후 마른 요소에 대한 요소 제거, 다시 적용된 경계 절점에 기준한 요소의 재구성 및 계산의 수행 등을 통해 마름/젖음을 처리할 수 있는 격자재구성 기법을 개발하였다. 개발된 모형의 적용성과 검증

대수심의 유체운동을 포텐셜 운동으로 가정하여 자유수면의 거동을 신속히 해석하는 BEM 해석법과 구조물 근방에서 유체의 자유 수면 변화를 계산하기 위하여 NS방정식의 해석으로 CADMAS-SURF 기법을 결합하여 하이브리드 수치기법을 개발하였다. 하이브리드 해석법에서는 반사파를 고려해야 할 넓은 영역에서, 대수심의 영역은 BEM이, 천수역은 CADMAS-SURF가 계산하게 된다. 특히, 하이브리드 모델은 장시간에 걸친 불규칙파의 운동에 대해서는 단독의 CADMAS-SURF을 이용한 계산에 비해 거의 동일한 정확도로 월등히 신속하게 계산할 수 있다. 본 연구에서는 완경사 해저면을 가진 넓은 해역에서, 호안구조물에 내습하는 파랑의 처오름과 월파와 같은 강비선형 파랑장 계산에 결합해석모델을 적용하였다. 계산결과는 각각 토요시마(풍도(豊島))의 규칙과 처오름 실험과 고다(합전(合田))가 제안한 불규칙파의 월파량 산정도와 비교하였다.