서해병 폐기물 배출해역 오염심화구역의 퇴적물 정화·복원을 위해 2013, 2014, 2016, 2017년에 준설토를 피복하였다. 피복 효과 평 가를 위해 배출해역 내 피복구역(5개 정점)과 자연회복구역(2개 정점)을 설정하고 2014년부터 2020년까지 연 1회 구역별 표층 퇴적물을 채취 하여 퇴적물 물리·화학적 특성 및 저서동물상을 분석하였다. 퇴적물 평균 입도(Mz)는 자연회복구역에서 5.91~7.64 Φ로 세립질이었고 피복구 역에서는 준설토의 영향으로 1.47~3.01 Φ의 조립질 퇴적물로 구성되어 있었다. 유기물 및 중금속 함량은 피복구역에서 자연회복구역 대비 약 50 % 낮아(p<0.05) 준설토 피복 효과가 있는 것으로 판단되었다. 대형저서동물 분석 결과에서는 피복구역의 출현종수, 생태지수가 자연회 복구역보다 낮게 나타났다(p<0.05). 피복구역의 출현종수 및 생태지수의 시계열 분석 결과에서는 2013, 2014년 피복 이후 초기 4년간 증가하 다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 이는 피복으로 인해 빠른 성장과 짧은 수명의 특징을 보이는 기회종 생물들이 피복 초기에 우세하다가 2016, 2017년에 추가로 피복이 진행됨에 따라 서식환경이 다시 교란되어 나타난 현상으로 추정된다. AMBI는 자연회복구역 및 피복구역에서 모두 2등급(Good), BPI는 1~2등급 수준을 유지하고 있어 건강한 저서상태로 평가되었다. 따라서 폐기물 배출해역의 오염퇴적물 정화 및 저 서생태계 복원을 위한 준설토 피복은 오염도 저감효과는 나타나지만 저서생태계의 측면에서는 장기적인 모니터링을 통해 회복추이를 관찰 해야 할 것으로 판단된다. 또한 향후 배출해역의 오염심화구역 정화 복원 사업 확대 시 적응적 관리가 필요할 것으로 판단된다.

긴 파이프 라인 굴착 시설에 대한 광범위한 현장 평가는 예상과 달리 프레임 채널에서 생성된 진흙 흐름의 두께 변동이 평활하지 않아 펌프의 효율성에 영향을 미쳤다. 따라서 본 연구는 액체 저항을 줄이고 토양의 두께를 줄이는데 사용되는 전자기장(EMF)에 의하여 구조화된 프레임워크를 평가하는 데 중점을 두었다. 또한, 펌프의 효율성을 평가하기 위하여 빠른 점검이 가능한 프레임워크가 도입하였다. 300m의 절대 채널 길이와 11Kw의 펌프 강도를 사용하여 프레임 워크를 평가하기 위한 탐색적 연구를 수행하였다. 마찬가지로, 카올리나이트와 미분탄은 굴착된 진흙 흐름을 재현하기 위하여 사용하였다. EMF가 굴착토의 유속을 증대시키고 펌프의 효율성을 94.8%까지 구축함을 보인다.

Coal Ash, a byproduct of coal combustion in power plants, is usually disposed in surface impoundments or wet disposal areas and landfill sites. Toxic substances contained in coal ash which slowly seep into the groundwater and aquifers in nearby impoundments, and which are also dispersed by wind and storm water in landfill sites, lead to serious health and environmental effects. The main focus of this study is to analyze the strength characteristics of the recycled coal ash mixed with dredged soil to test its capabilities from external forces such as in the stacking of geotextile tubes. The SEM and XRF analysis were carried out in order to grasp the grain size and composition of the coal ash and the dredged soil. To find the optimum mixing ratio of the coal ash and dredge soil, the type of deformation and the strength of the different mixtures were obtained by performing a uniaxial compression test. The relationship between the compressive stress and deformation of the uniaxial compression test and the tubular structure formed by injecting the coal ash into geotextile tube was confirmed and the applicability of the geotextile tube reinforced with the recycled and improved fill material is very high.

The acrylic tube, referred to as geocell in this paper, is 2.19m long with an inner diameter of 280mm. Both ends of the acrylic tube were covered with permeable geotextile sheets to allow water dissipation. The dredged soil fill material is hydraulically filled into the acrylic tube in the form of soil-water mixture (slurry). Load cells oriented in the vertical and horizontal directions were installed inside the geocell to measure the horizontal and vertical pressures inside the cylindrical tube. The pressure readings are collected through a data logger and interpreted by a desktop computer. The pressure distribution inside the geocell based on the load cell readings are closely related to the theoretical Ko and Ka conditions.

본 연구는 고상폐기물인 준설토와 혼합물질인 점토 및 유리프리트를 이용하여 기능성을 갖는 건축자재용으로의 재활용 가능성을 검토하고자 실시되었다. D항만 준설토의 중금속 함량은 Zn이 526.0~13,150.1 mg/kg의 범위를 나타내는 등 심한 오염상태이었다. 준설토(30P)의 주요 화학조성은 SiO₂(48.30 wt%), Al₂O₃(16.60 wt%), CaO(10.10 wt%), Fe₂O₃(7.75 wt%)이었으며, 점토는 SiO₂가 70.82 wt%, Al₂O₃ 18.78 wt%, 유리프리트는 SiO₂가 71.75 wt%, CaO 13.99 wt%, Na₂O 8.51 wt% 함유되어 있었다. 준설토를 점토에 10~40 wt% 첨가한 후 1,000℃와 1,100℃에서 소성한 시편의 압축 강도는 각각 132.6~178.5 kgf/cm2와 581.2~793.7 kgf/cm²이었다. 준설토가 40 wt% 첨가된 경우 (SC46) 1,100℃에서 소성한 경우가 793.7 kgf/cm²로 1,000℃에서 소성한 경우의 153.0 kgf/cm² 보다 5배 이상 높게 나타나 1,100℃ 온도가 소성에 더 적합한 것으로 판단되었으며, KS 1종벽돌 기준을 만족시켰다. 또한, 시편의 용출시험 결과 폐기물관리법상 지정폐기물 판정기준치를 크게 하회하는 것으로 나타났다.

More than 45 million tons of marine clay is dredged in the western and southern sea every year in Korea. Dredged soils, which are relatively easily supplied, have been known as an economical fill material for the construction of airports, ports, and industrial land. However, dredged soils can no longer be used as a construction material because they contain various types of heavy metals and organic pollutants. If an electric field is applied to dredged sediments, various phenomena such as electrophoresis, electro-osmosis, electro-migration, electrolysis occur because the surface of marine clay is negatively charged. The interpretation of sedimentation and self-weight consolidation is very important because this behavior is closely related to the stabilization of dredged sediments and the landfilling period. The analytical solution for the calculation of excess pore-water pressure is obtained by determining the initial and boundary conditions. Then, the surface settlement and density profiles are predicted by using this analytical solution. The analytical solution from Esrig’s one-dimensional electrokinetic consolidation theory and this study’s numerical simulation with mass conservation more easily predicted the electrically induced consolidation behavior of dredged sediments than the non-linear finite strain consolidation theory.

More than 50 million tons of dredged soils are produced every year in Korea. Approximately 10% of these dredged soils are dumped into the ocean because of contamination, while 80% are reclaimed to create artificial wetlands, artificial beaches, and ecological parks. The interpretation of sedimentation and self-weight consolidation behavior is very important because this behavior is closely related to the stabilization of dredged soils and the landfilling period. The analytical solution for the calculation of excess pore-water pressure is obtained by determining the initial and boundary conditions. Then, the surface settlement and density profiles are predicted by using this analytical solution. The analytical solution from Terzaghi’s one-dimensional consolidation theory and this study’s numerical simulation with mass conservation more easily predicted the self-weight consolidation behavior of dredged soft soils than the non-linear finite strain consolidation theory.

A rapid chemical dewatering of the in-situ hydraulically dredged coastal sediment suspensions treated with cationic cetyl-trimethyl-ammonium-bromide (CTAB) was investigated. The dewatering process consisted of coating or adsorption of the surfactant on the surface of sediment to change its hydrophobicity and hexane spraying to enhance moisture removal from the sediment surface. The dredged wet sediment sample was wet-sieved with the #450 sieve (32 μm) and synthetic sea-water made of bay salt (3.5%). The sieved sediment was settled and then freeze-dried. Considering the field process, the freeze-dried sediment was pre-treated by adding 5 M H2O2 and 0.5% Tween 80 to remove organics in the sediment and then adding 0.5% alum and 0.001% PAC for flocculation. The mean water content of the pre-treated sediment was 55.8~59.1%. The CTAB dosage was in the range of 0.001 to 1.0 g per 10 g of the pre-treated sediment (0.01 to 0.10 (wt/wt) of CTAB/sediment ratio). After addition, the sediment and CTAB mixture was mixed thoroughly by using a vortex followed by freeze-dried. For hydrophobicity test, 0.5 g of the freeze-dried samples were taken into the two-layer solutions mixed with hexane (20 mL) and deionized water (20 mL). The higher amount of the samples were migrated into the hexane layer as the CTAB dosage increased to 0.1 g (Fig. 1), indicating that the surface charge of the sediment was neutralized by electrostatic attraction of negative charged sediment particles with cationic CTAB. The additional dosage of CTAB to 1.0 g per 10 g sediment led to transfer some of the sediment back into the water layer (Fig. 1). The optimum dosage of CTAB was 0.1 to 0.2 g per 10 g sediment. The sediments with the optimum dosage were transferred onto the filter paper and treated with spraying 0.25 to 1.0 mL of hexane per 1 g sediment, resulting in the significant decrease in the water content to 21% at 1.0 mL hexane/g sediment.

본 연구에서는 국내 수계의 퇴적토에 대한 특성을 분석하였으며 이를 바탕으로 준설 퇴적토의 관리방안을 제시하였다. 발생기원별로 퇴적토의 오염특성을 알아본 결과, 도시 및 공단지역은 중금속, 농축산지역은 유기물질, 해안지역은 중금속과 유기물질이 복합적으로 오염된 것으로 조사되었다. 4대강 유역은 유기물오염은 낮게 나타났으나 중금속의 경우 일부구간에서 미국의 기준치를 초과하는 것으로 나타났다. 따라서 퇴적물의 성상은 지역별 오염기원별로 그 특성이 달리 관찰되는 바, 그 특성에 맞는 국내 퇴적물 관리방안이 요구된다. 제한적인 부지를 대상으로 용출평가를 수행결과 퇴적물의 오염물질이 수계로의 영향을 주는 것으로 나타났으며 이에 따른 생태독성평가, 위해성평가를 통한 국내 실정에 맞는 퇴적물관리기준의 제정과 중점관리대상을 선정하여 주기적인 모니터링을 통한 관리가 필요할 것이다. 한편, 국내 하천·호소에서의 준설사업은 골재 채취를 제외하고 대부분이 육상매립 혹은 해양투기 등의 방법으로 단순 처리되고 있어 준설물질의 다양한 활용을 촉진해야 할 필요성이 요구된다. 따라서 준설토의 활용을 위하여 관련법을 정비하고 유효활용에 대한 법적 기준근거를 제시한다면, 향후 오염물질 제거를 위한 준설사업이라 할지라도 적절한 처리를 통하여 유용하게 재활용 할 수 있을 것으로 보인다.

하천에서의 골재채취 및 하도준설은 하상교란에 의한 조도계수와 준설지점 상하류의 흐름특성 변화를 발생시키며, 이로 인한 하천 준설지점 상류방향으로 급격한 침식, 지류 하상고를 저하시키는 등 하도 안정성과 취입보, 교량 등 수리구조물의 안정성 등의 문제가 초래된다. 또한 국내 하천은 하상계수가 크고 홍수시 부유사 이송이 실질적인 하상변화의 대부분을 차지하는 특징을 가지고 있으므로 이에 대한 후속 연구가 필요한 상황이다. 최근 국내에서도 하도내 소류사 이송에 따른 준설웅덩이 적응과정에 대한 실내시험과 수치모의 연구가 수행되었지만, 부유사 이송에 따른 연구가 추가로 진행되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 CCHE2D 모형을 이용하여 2차원 비평형 부유사이송 수치모의를 수행하고, Galappatti와 Vreugdenhil(1985)의 수리모형 실험결과와 비교하여 부유사 이송에 따른 준설웅덩이 적응과정 수치모의 능력을 평가하였고, 비평형유사이송 매개변수인 Nonequilibrium adaptive coefficient의 수치모의 결과에 대한 민감도를 분석하였다. 따라서 본 연구는 국내 하천 특성을 반영한 하도 준설 웅덩이의 적응과정에 대한 수치모의의 기초자료로 활용되어, 하도의 안정성 평가 및 설계 등에 기여할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. NO3--N(100μM, 10mM), PO43--P(100μM, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 100μM NO3--N과 100μM PO43--P가 각각 61%, 77% 제거 되었다. 900℃에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다(R2〉0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

항만 및 공장용지 확보를 위한 해안 매립 시 해저 펌프준설 등의 방법을 이용하여 준설토를 활용하고 있으며, 육상의 경우에도 조립준설토를 성토재로 활용하려는 노력이 진행되고 있다. 서해안 지역의 해저바닥에 분포하는 원지반은 실트질 모래 또는 모래질 실트가 남해안과 동해안에 비해서 많이 분포하고 있고, 다른 연안에 비해 입자 또한 크다. 이러한 특성을 지닌 준설토는 침강과 압밀의 과정도 준설점토와 다른 거동 특성을 보인다. 본 연구에서는 서해안 지역의 비소성준설토를 매립재료로 활용하기 위한 연구의 일환으로 서해안(새만금)지역의 준설매립지반에 대해 모형실험을 실시하여 동다짐 에너지 변화에 따른 원지반의 상대밀도 및 N값의 변화를 예측할 수 있는 예측식을 제안하고, 효율적인 지반설계를 위한 동다짐 에너지를 산정하였다.

최근 준설토의 발생량은 항만공사를 통하여 급격히 증가하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 울산항과 부산항 준설토를 콘크리트 혼합재로의 혼입을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 준설토의 물리적 및 화학적 시험을 수행하였고, 그 결과를 바탕으로 하여 잔골재 대체재로서 준설토를 일정한 비율로 증가시켜 혼입한 모르터 시험체의 압축강도 시험을 수행하였다. 울산항 및 부산항 준설토 모두 혼입비율이 10%일 때 압축강도가 향상됨을 나타내었고, 무기질 실트 성분이 약 70% 함유되어 있는 부산항 준설토의 경우 잔골재의 대체량이 30% 일 때 압축강도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 ICP 분석결과, 두 시료 모두 폐기물 해양배출처리기준과 토양오염 우려기준 및 대책기준에 만족하는 결과를 나타내어 콘크리트 재료로의 사용에 있어서 긍정적인 영향을 기대할 수 있었다.

본 연구는 하천의 골재채취 혹은 하천준설로 인하여 교란된 하천의 적응과정을 하도의 평면변화에 적합하도록 일반좌표계 상에서 흐름 및 하상변동을 모의할 수 있는 2차원 수치모형을 이용하여 파악하였다. 수치해석 기법으로는 흐름의 운동량 방정식에서 이류항은 CIP (Cubic Interpolated Pseudoparticle)법을 적용하였으며, 확산항은 중앙차분법을 적용하였다. 하천준설 혹은 골재채취에 의해 형성된 웅덩이는 초기에 웅덩이 상류 지점에서 급격한

본 연구에서는 하도준설 및 골재채취에 의한 교란하천의 적응과정을 정량적으로 파악하기 위하여 이동상 실내실험을 수행하였으며, 하상경사 및 골재채취를 위한 준설 규모의 변화에 따른 하도의 응답 특성을 분석하였다. 웅덩이의 되메우기가 진행 중일 때에는 웅덩이의 이동속도는 일정하지만, 되메우기가 완료된 후에는 웅덩이(pit)의 이동속도가 빠르게 진행된다. 또한 웅덩이가 되메워지는 동안에 웅덩이의 수중 안식각은 일정하게 유지되었다. 하상경사가 급할 경우에, 웅덩

A large amount of 2.1×106 m3 of polluted sediment was dredged from the Masan Bay and deposited in Gapo confined area, Masan, Korea. The six representative sediments were obtained and analyzed for issue components. The data was discussed with the species of benthos and their distribution. It was judged that toxicological effects of sediment analyzed ranged from ERL to ERM with copper and zinc, and ERL with cadmium, chrome, lead and nickel by the Adverse Biological Effects. The dredging index (DI) of sediments stabilized for 10 years since dumping the confined site was calculated and compared with the DI values of dredged sediment itself. DI values decreased from 0.67 to 0.07 ～ 0.18, which reflects DI value less than 0.2 is good for benthos in the sediment by the natural recovery of dredged materials. The ecological recovery was confirmed in this confined area as a habitat of benthic organisms.