R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129791-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 해수면 상승 대비 친환경 수자원 확보 기술 및 해석 프로그램 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 양정석 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 220,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 370,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 국민대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
● 해수면 상승이 가속화될 것으로 예상되는 가운데, 하천과 하구에서 염수의 확장이 관찰되고 있으며, 지하수위 하강 추세와 더불어 주변 지하 대수층으로의 염수침투도 가속화되고 있음. ● 소량의 염도변화는 생태계에 커다란 영향을 미치고 오염원으로 작용하여 지역경제에 피해를 야기하고 있음. ● 하천의 염수확장을 막기 위해 댐이나 보의 건설이 제안되지만, 시간과 비용 측면에서 비효율적이며, 생태환경측면에서도 부정적임. ● 지하 대수층으로의 염수침투를 막기 위해 염수양수, 담수주입, 지하댐 건설 등이 제안되고 있지만, 비용이나 실효성 측면에서 의문이 제기되고 있음. ● 따라서, 본 연구에서는 제작 및 유지보수가 용이하고, 비용 대비 효율적이며, 친환경적인 해수면 상승 대비 미래 담수자원 확보를 위한 기술을 제안하고 그 효과를 해석하기 위한 프로그램을 개발하고자 함. [최종목표] ● 본 연구의 최종 목표는 해수면 상승 대비 친환경 수자원 확보 기술 및 해석 프로그램 개발임. ▷ pile 항력을 고려한 지표수 흐름 특성변화 해석 프로그램 - pile의 직경, 높이, 밀도 변화에 따른 항력의 영향을 수치모의에 반영할 수 있으며, piling 영역도 손쉽게 변경 가능한 2차원 수치모형의 개발 ▷ 하천 흐름 특성변화에 따른 지하수 특성변화 해석 프로그램 - 지표수 유량 변화와 pile 유무에 따른 지표수 흐름 특성을 직접적으로 반영할 수 있는 보다 정밀한 지하수 특성변화 해석모형의 개발 ▷ piling을 통한 해수면 상승 대비 친환경 수자원 확보 기술의 평가 - 다양한 piling 조건에 따른 지표수 및 지하수의 특성변화를 동시에 모의하여 해수면 상승 대비 친환경 수자원 확보 기술을 정량적으로 평가함 [연구내용 및 범위] ● 수로 좌안과 우안을 따라 pile을 설치하면, 항력으로 인해서 piling 구간의 유속은 감소하고, piling 구간의 상류방향으로는 수위가 상승하는 효과가 예상됨. ● 반면, 수로 내부의 pile 미설치 영역으로는 유속이 증가할 것으로 기대됨. ● 하류 방향 유속의 증가는 염수의 상류방향으로의 확산을 저감시키는 효과를 나타낼 것임. ● 따라서, 본 연구에서는 pile 설치에 따른 흐름특성 변화를 예측하고 평가하기 위해서 pile의 항력효과를 반영하는 2차원 흐름 해석 프로그램을 개발하고자 함. ● piling 구간의 상류방향으로 하천 수위의 상승이 기대되며, 따라서 하천과 인접한 대수층에서의 지하수 수위도 함께 상승하는 효과가 기대됨. ● 하천 주변 지하 대수층에서의 수두 증가는 염수침투를 방지하고, 지하수의 저장용량을 증가시킴으로써, 장기적이며 지속적으로 담수 수자원을 확보하고 증가시키는 효과를 나타냄. ● 따라서, 본 연구에서는 piling을 통한 하천 흐름특성 변화가 지하 대수층에 미치는 효과를 예측하고 평가하기 위해서, 하천 흐름특성 변화를 반영하는 지하수 해석 프로그램을 개발하고자 함. ● 마지막으로, 개발된 하천 흐름 해석 프로그램을 이용하여 piling 영역의 넓이, pile의 직경, 높이, 밀도 등에 따라 하천의 다양한 흐름 특성 변화를 예측·평가하고, 개발된 지하수 해석 프로그램을 적용하여 하천 흐름 특성 변화에 따른 지하 대수층에서의 수두변화를 예측·평가하여 해수면 상승 대비 친환경 수자원 확보 기술을 평가하고 검증하고자 함. ○ 하천과 하구에 piling을 이용한 해수면 상승 대비 수자원 확보 기술은 아직까지 제안된 바 없는 매우 독창적이고 혁신적인 아이디어임. ● 기존 해수면 상승에 관한 연구는 연안이나 도서지역을 중심으로 피해 산정이나 영향 평가 등에 국한되어 진행되어 옴. ● 하천 상류방향으로의 염수 확장을 방지하기 위해서 댐이나 보의 건설이 제안되기도 하지만 시간과 비용 측면에서 매우 비효율적이며, 생태·환경적으로도 매우 부정적임. ● 지하 대수층으로의 염수 침투를 방지하기 위해서 염수양수, 담수주입, 지하댐 건설 등이 제안되고 있지만 비용이나 실효성 측면에서 의문이 제기되고 있음. ● 하천과 하구의 양안에 piling을 실시함으로써 하천 상류방향으로의 염수 확장을 방지하고, 하천과 인접한 대수층에서의 지하수 수두를 증가시켜 지표와 지하에서 동시에 수자원을 확보하는 기술은 전 세계적으로 아직까지 제안된 바 없는 매우 창의적이고 혁신적인 연구개발 주제임. ● 현재까지 제안된 해수면 상승 방지대책과 비교하여 시간과 비용 측면에서 매우 효율적이며, 유지, 보수, 수정이 용이하고, 친환경적인 지속가능한 수자원 확보 기술임. ○ piling을 통한 지표수의 흐름특성 변화와 이에 따른 주변 대수층의 지하수 특성변화를 직접적으로 동시에 반영하고 예측하여 담수 수자원을 확보하고자 하는 연구는 국내외를 통틀어서 전무하며, 본 연구를 통해서 최초로 시도하고자 하는 매우 독창적이고 도전적이며 향후 발전 가능성이 매우 높은 분야임. ● 기존의 연구들은 지표 위의 하천특성 변화 또는 염수쐐기 변화만을 대상으로 하거나, 해안과 인접한 연안 대수층에서의 염수침입에만 초점을 맞추고 있음. ● 해수면 상승과 염수쐐기 및 해수침입은 독립적으로 발생하는 것이 아니라 상호작용에 따라 매우 밀접하게 연결되어 있기 때문에, 따로 분리하여 연구되어서는 안되며, 하천 특성 변화, 해수면 변화, 지하담수 특성변화 등 요소들의 상호작용이 동시에 연구되어야 함. |
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| 색인어 | 한글 | 해수면 상승 | 지표수-지하수 상호작용 | 친환경 기술 | 수치모형 | 지속가능한 수자원 |
| 영문 | sea level rise | surface water-groundwater interaction | green technology | numerical model | sustainable water resources | |
| 최종보고서 | 2. 최종보고서-최종보완.pdf | |||||