PURPOSES : Fine dust significantly affects the atmospheric environment, and various measures have been implement to reduce it. The aim of this study is to reduce fine dust on roads by implementing porous pavements and a clean road system using the low-impact development technique. METHODS : We conducted quality tests (draindown, cantabro loss rate, tensile strength ratio, dynamic stability, and indoor permeability coefficient tests) and performance evaluation (dynamic modulus and Hamburg wheel-tracking tests) on the porous asphalt mixture. Subsequently, we constructed a porous pavement road in a test bed and conducted a permeability test. In the test bed, we installed a nozzle, a water tank, and a fluid pump to water the roadside. After the clean road system was completely installed, we measured the concentration of fine dust before and after water was sprayed. Additionally, we conducted a total suspended solids (TSS) test to confirm the reduction in re-suspended dust. RESULTS : All results from the quality test of the porous asphalt mixture satisfy the standards stipulated by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. Results from the dynamic modulus test show a low plastic deformation resistance but a high fatigue crack resistance. The results from the Hamburg wheel-tracking test satisfy the U.S. Department of Transportation standards. After the porous pavement was constructed, a permeability test was conducted, and the result satisfies the standard value. Using a particle counter, we measured the concentration of fine dust before and after water spraying, and results show 12.08% and 10.23% for PM10 and PM2.5 particles, respectively. The results from the TSS test show that after the initial water spray, almost all re-suspended dust are removed from a road. In unfavorable road conditions, almost all re-suspended dust are removed after a second water spray. CONCLUSIONS : The results of all of quality tests performed on a porous asphalt mixture satisfy the standards. By applying the results to a test bed, the problem of securing water is solved. Using the clean road system, 12.08% and 10.23% of PM10 and PM2.5 particles are removed, respectively. The system removes PM10 particles (larger particles) more effectively compared with PM2.5 particles. IN the future, we plan to revise the maintenance plan such that the porous pavement can exhibit long-term performance. Because pipe freezing may occur in the winter, we plan to analyze the periodic maintenance plan of the porous pavement and develop a solution to mitigate the issue of freezing pipes in the winter.

We conducted a study on the possibility of using the power plant's thermal effluent system by using a heating system to utilize the thermal effluent from Jeju Power Headquarters of KOMIPO. In this study, growth information such as the size, leaf area, fresh weight and dry weight of subtropical persimmon fruit (A) in the facility cultivation complex were measured. In the comparison group (B), the growth information of the same crop was measured and compared in an unheated greenhouse near Harye-ri, Namwon-eup, Seogwipo. Fruit size was measured at monthly intervals, and leaf area, fresh weight, and dry weight were measured at new shoot season. Measurement results of A and B growth information, 1) Fruit diameter & length, A grew 7.3% and 9.4% than B, 2) Leaf area, A grew 4.7% than B, 3) Fresh weight, the decrease was 8.9%, but the dry weight was 3.6%, indicating that A contains more nutrients than B. Therefore, if the heating control by supplying thermal effluent to the facility greenhouse, it can contribute to reducing the energy cost and improving quality.

최근 신재생에너지의무화제도(RPS: Renewable Portfolio Standard)대상 신재생에너지 항목에 발전소 온배수가 신재생에너지공급인증서(REC:Renewable Energy Certificate)의 수열에너지(가중치 1.5)로 추가되어 온배수 열원에 대한 가치가 높아졌다. 본 연구에서는 고탁도지역 온배수의 직접적인 활용을 위한 방안으로 히트펌프시스템 내 탁도저감장치를 도입하여 열교환기에 가해지는 오염물질의 저감 효과를 확인해보기 위해 한 달 동안 실증테스트를 실시하였다. 실험결과 탁도 저감효과가 80 % 이상으로 고탁도 지역의 온배수 활용을 위한 방안으로 탁도저감장치의 적용가능성을 확인 할 수 있었다. 또한 탁도저감시스템에 따른 열교환기의 오염도 저감 효과를 검증하기 위해 30일간 운전한 열교환기를 해체하여 분석해본 결과 탁도저감시스템을 거친 열교환기보다 그렇지 않은 열교환기의 오염정도가 높은 것을 확인하였다. 열교환기에 유입된 오염물질(스케일)을 분석해본 결과 주로 SiO2, Na(Si3Al)O8, CaCO3, NaCl 성분의 광물이 검출되었는데 이는 높은 탁도로 인해 해양퇴적토가 열교환기에 유입된 것으로 분석되었다. 그 외에도 소량이지만 TiO2, MnO, Cr2O3가 검출되었다. 이는 열교환기를 세척할 때 열교환기 재료로부터 기인한 중금속이 소량 용출된 것으로 판단된다.

This study aimed to develop a method to optimize residual chlorine concentrations in the process of providing water supply. To this end, this study developed a model capable of optimizing the chlorine input into the clearwell in the purification plant and the optimal installation location of rechlorination facilities, and chlorine input. This study applied genetic algorithms finding the optimal point with appropriate residual chlorine concentrations and deriving a cost-optimal solution. The developed model was applied to SN purification plant supply area. As a result, it was possible to meet the target residual chlorine concentration with the minimum cost. Also, the optimal operation method in target area according to the water temperature and volume of supply was suggested. On the basis of the results, this study derived the most economical operational method of coping with water pollution in the process of providing water supply and satisfying the service level required by consumers in the aspects of cost effectiveness. It is considered possible to appropriately respond to increasing service level required by consumers in the future and to use the study results to establish an operational management plan in a short-term perspective.

A CCTV inspection method has been widely used to assess sewer condition and performance, but Korea lacks a proper decision support system for prioritizing sewer repair and rehabilitation (R&R). The objective of this paper is to introduce the results that we have developed in the Sewer Condition Assessment and Rehabilitation Decision-making (SCARD) Program using MS-EXCEL. The SCARD-Program is based on a standardized defect score for sewer structural and hydraulic assessment. Priorities are ranked based on risk scores, which are calculated by multiplying the sewer severity scores by the environmental impacts. This program is composed of three parts, which are decision-making for sewer condition and performance assessment, decision-making for sewer R&R priority assessment, and decision-making for optimal budget allocation. The SCARD-Program is useful for decision-makers, as it enables them to assess the sewer condition and to prioritize sewer R&R within the limited annual budget. In the future, this program logic will applied to the GIS-based sewer asset management system in local governments.

최근 기상이변으로 빈번히 발생하는 집중호우는 국내․외의 사회기반 시설물의 주 기능을 상실하게 만들고 있다. 사회기반 시설물 중 사회간접자본의 중요한 축을 담당하고 있는 공항은 일반적인 도로 포장 시스템과 달리 재하 되는 하중이 크기 때문에 설계나 시공에 있어 일반 도로보다 큰 비용이 소모되며 연간 100억 이상 의 유지보수 비용을 투자하고 있다. 하지만 현재 국내 공항의 19본 중 12본이 10년 이상 된 활주로이다. 공항 의 설계목표년도인 20년을 초과한 활주로도 전체의 50%가 넘는 10본이고 공용년수 30년을 초과한 활주로도 5본이나 된다. 이러한 노후화된 공항의 표면과 줄눈부 파손, 활주로와 노견의 접합부를 통한 우수의 침입은 포 장체 내부에 저장되거나 노상으로 유입되기 때문에 골재의 파손과 노상지지력 약화 등의 문제를 야기하여 공 항의 설계목표년도보다 빠르게 활주로의 기능을 상실하거나 배수되지 못한 물로 인해 항공기 연착, 지연 등의 문제를 발생시킨다. 이런 문제를 해결하기 위해 공항에서는 활주로 길어깨 끝단부에 맹암거를 설치하여 배수 를 하고 있지만 포장체 내부로 침투된 유입수가 맹암거까지 도달하는 시간이 길고 현재 시공되어있는 활주로 포장의 기층과 보조기층이 불투수층으로 되어있기 때문에 콘크리트 표면을 통해 들어온 침투수가 맹암거로 흘 러가는 동안 쌓이는 강우량을 저장할 수 있는 용량이 부족하여 공항의 침수를 발생시킨다. 본 연구에서는 집중된 호우와 활주로 콘크리트 포장의 파손으로 인해 유입되는 많은 양의 물을 빠른 시간 안에 배수할 수 있는 지하 배수 시스템을 연구 분석하기 위해 기존 공항 활주로에 시공되는 포장 구조와 본 연구에서 제시하는 각기 다른 구조의 지하 배수 시스템을 비교 분석하여 최적화된 공항포장 지하 배수 시스 템을 연구하였다.

Three water treatment plants(WTPs) in Jeju island whose source water have different characteristics from those of the mainland of Korea were investigated. Coefficients of bulk water decay(kb ) of free chlorine at 5 ଌ for ES, GJ, NW WTPs were -0.003 hr -1, -0.002 hr -1 and −0.001 hr -1 respectively based on bottle tests.To simulate the free chlorine variations in the distribution system using EPANET, ES WTP was chosen. Free chlorine concentrations of several sites were less than the drinking water quality standards(i.e., 0.1 mg/L); E5(0.03 mg/L), E6(0.02 mg/L), W21(0.02 mg/L) and W25(0.03 mg/L). To maintain more than 0.1 mg/L of free chlorine in the distribution system, at least 1.9 mg/L of chlorine was needed at the WTP, which suggested rechlorination was needed to supply palatable tap water to customers.Two sites, one that diverged into E5 and E6 in the east-line and another located before E21 in the west-line were selected for the appropriate rechlorination locations. The recommended rechlorination dosages were 0.42 mg/L for the east and 0.27 mg/L for the west. The simulated results indicated that the free chlorine could be reduced to 0.4 mg/L at the WTP with rechlorination, and taps with excessive free chlorine could be more stabilized(i.e., 0.1 ~0.4 mg/L).

본 연구에서는 화력발전소에서 온배수의 형태로 배출되는 폐열을 히트펌프의 열원으로 이용하여 온실의 난방에 활용할 수 있는 히트펌프 시스템을 설계 제작하였으며, 난방 성능을 분석하여 PE 파이프 열교환기의 설계기준을 제시하고자 하였다. PE 파이프 열교환기의 내경은 20mm, 두께는 2mm였으며, Roll의 직경은 1,000mm로 하였다. 연구결과 PE파이프 열교환기의 적정 길이는 1.0RT당 75m로 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단되었으며, 이때 히트펌프시스템의 난방성능계수(COPh)는 3.8로 나타났다.

국내 송·배수 시스템은 산지가 많은 지형적 특성을 이용하여 송수펌프를 통해 고지대에 위치한 배수지에 용수를 저장한 후, 급수구역으로 자연유하 방식으로 배수하는 방식을 사용한다. 이 과정에서 송수펌프 운영에 많은 전기 에너지가 소모되며, 이는 전체 상수관망 시스템 운영에서 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있다. 송수펌프의 적정 용량과 운영방법은 하류단에 위치한 배수지의 크기에 영향을 받게 되므로 송, 배수 시스템의 경제적인 설계와 안정적인 운영을 위해서는 초기 시설물의 규모 결정 단계에서 송수펌프 및 배수지의 건설비용과 송수펌프의 장기간 운영비용을 함께 고려하는 것이 타당하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 최적화 기법인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 활용하여 송수펌프와 배수지의 최적규모와 송수펌프의 운영스케줄링을 동시에 최적화 할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 송·배수시스템에 적용하여 검증을 실시하였다. 본 연구는 송·배수시스템의 초기 설계에 있어 송수펌프와 배수지의 최적규모 산정에 도움을 줄 것으로 기대한다.

인류의 한정된 석유자원의 개발은 유가의 상승과 함께 필연적으로 심해지역의 유전을 탐사하고 개발하고 있다. 이러한 심해지역에 는 심층수의 온도가 약 4℃이고 표층수의 온도는 약 30℃로 이때의 온도 차이를 이용하여 발전설비를 가동하는 Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존의 심해지역에 설치되는 FPSO(Floating Production Storage Offloading; 부유식 생산설비)에서 수심 100m의 해수를 냉각수로 이용하는 조건을 400m까지 변경하는 조건으로 하고, FPSO에서 냉 각수로 사용되고 배출되는 해수를 이용하여 Discharged Thermal Energy Conversion(DTEC) 발전장치를 적용하는 방안을 설계하고 해석하 였다. 기존의 설계 수심보다 깊은 수심에서 냉각수를 취수하여 DTEC 시스템을 적용하면 수심에 따라 보다 많은 전력을 생산할 수 있는 시스 템의 설계가 가능한 것을 확인하였다. FPSO와 OTEC 발전설비의 유사성을 고려하였을 때, 심해지역의 FPSO에 DTEC 시스템을 적용하여 기술을 축적하고 유전의 수명이 다한 뒤에 OTEC 발전설비로 개조한다면 자원개발과 지속가능한 발전이라는 두 가지 중요한 과제를 이룰 수 있을 것이다.

최근 송 ․ 배수시스템의 최적 펌프운영과 펌프 및 배수지의 적정용량 산정을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 시설물의 적정 용량을 선정하기에 앞서 송수펌프 용량 및 배수지규모에 따른 시스템 비용(건설 및 운영비용)과 시스템 내 수질 변화를 분석하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 민감도 분석을 통해 송수펌프 용량과 배수지의 크기가 실제 시스템의 건설 및 운영비용, 그리고 시스템 전반의 수질에 미치는 영향을 분석하였다. 국내 대규모 지방상수도 시스템을 대상으로 분석을 실시하여 시설물 규모가 비용 및 수질에 미치는 영향을 명확히 파악하였다. 적용 네트워크의 경우, 시설물의 용량이 증가할수록 운영비용은 감소하지만, 설계비용은 증가하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 비용최소화와 수질안정화를 동시에 만족하는 시설물의 적정용량 범위를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 고해상도 기후시나리오를 이용하여 국내 대표 도시 지역인 서울특별시를 대상으로 기준기간(1971～2000년) 대비 미래기간 2020s (2011～2040년), 2050s (2041～2070년), 2080s (2071～2100년)의 기후변화에 따른 배수시스템의 영향을 평가하 였다. 이를 위해 과거 관측 강수량 자료는 기상청 관할 기상관측소와 자동기상관측망 자료를 이용하였으며, 기후변화 시나리오는 RegCM3과 Sub-BATS 기법을 통해 역학적 상세화된 5 × 5 km 해상도 기반의 시단위 강수량 자료를 생산하였다. 과거기간 대비 미래기간 확률강우량의 변동성을 비교한 결과 과거기간 대비 2080s의 확률강우량 증가율은 28～54%로 나타났으며, 특히 지속시간 3시간, 6시간, 24시간 확률강우량의 증가폭이 크게 나타났다. 또한 배수시스템의 기후변화 영향을 직접적으로 분석하기 위해 XP-SWMM을 이용하여 유출해석을 수행하였다. 평가 결과, 강우강도 증가로 인해 과거기간 대비 미래 3기간에 공릉1, 서초2, 신림4 배수분구의 침수발생 맨홀 수와 월류량이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 현재 구축되어 있는 서울시 배수시스템은 기후변화 에 취약함을 나타내고 있으며, 이에 대응하기 위해 다양한 기후변화 적응대책이 요구됨을 의미한다.c

본 연구에서는 도시침수 저감을 위한 비구조적인 대책 중 하나로 내외수 연계 내배수시설 최적운영 시스템 개발을 검토하였다. 기존의 유하시설 용량 증설 및 통수능 확보를 초점으로 하는 구조적인 대책은 막대한 예산과 시간을 필요로 할 뿐만 아니라 지구 온난화로 인한 이상기후 및 국지성 집중호우에 완벽하게 대응하기는 곤란하며 유하시설 위주로의 대책은 하류에서의 더 큰 홍수를 발생시킬 위험이 있다. 구조적인 대책과 더불어 집중호우에 대비할 수 있도록 각 시설물의 기능 및 경제성을 최대로 하며 방재성능을 향상시킬 수 있는 비구조적인 대책이 동시에 수립되어야 하며, 유하시설 뿐만 아니라 유역 내 유수지 등을 활용한 대책이 필요하다. 제내지에서의 방류량은 외수의 수위 변화와 밀접한 연관이 있으며, 반대로 외수의 수위가 내수의 배출가능 여부에 직접적인 영향을 미치기 때문에 효율적인 내수침수 방어를 위해서는 내외수를 연계한 운영이 필수적이다.

배수통문은 하천제방을 횡단하여 설치된 하천시설로, 연속적으로 시공되어져야 하는 제방의 특성에 반하여 불연속적인 단면을 제공함으로써 하천제방 안전성을 저하시키는 구조물로 알려져 있다. 본 논문에서는 배수통문의 효율적인 점검 체계 구축을 위하여 육안점검표 및 휴대용 단말기를 이용한 육안조사 시스템을 제시하고 향후 개선방향을 제시하였다. 제안된 육안점검표는 적용성 평가결과 간단한 육안점검에 의한 손상 파악을 통해 배수통문의 보수 계획 수립과 보수 및 정밀안전진단에 대한 투자우선순위 선정에 적용성이 높은 것으로 평가되었다.

최근 기후변화에 의한 이상기후에 따라 홍수, 가뭄, 산사태, 등 자연재해 현상들이 예고없이 빈번히 발생함에 따라 국가와 국민들에게 막대한 물질적·정신적 피해를 입히고 있다. 특히 집중호우의 증가와 인구밀집, 산업화로 인하여 도시지역의 피해는 더욱 심각해질 것으로 전망되고 있어 이를 개선하기 위한 기술적 대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위한 일환으로 미래 기후변화를 예측을 통해 도심지에 미치는 영향을 파악하고, 또한 이에 대응할 수 있는 대안을 설정함으로써 효율적으로 기후변화에 대응하기 방안을 제시하기 위함이다. 대상지역으로는 인천광역시 계양구 일대를 선정하였으며, CNCM3 기후모형과 A1B, A2, B1 세 가지 시나리오를 이용하여 기후변화의 영향으로 인해 발생할 수 있는 확률강우량을 산정하였다. 산정된 확률강우량을 이용하여 대상지역 도시 배수시스템의 홍수유출여부를 모의(XP-SWMM 이용) 후, 기후변화에 대응하기 위한 관거 용량 개선의 대안을 선정하고 경제성 분석을 실시하였다. 그 결과, 편익·비용비(B/C ratio)가 1을 초과하였으므로 기후변화의 영향을 고려한 관거의 용량 개선 대책(안)의 경제적 타당성을 확인할 수 있었다.