대규모 교란 이후 신두리 해안사구의 토양∙식생∙지형 변화

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 사회과학대학 지리학과, 2022.2. 김대현.The Sindu dunefield, one of the largest, well preserved coastal dunes in South Korea, experienced a substantial artificial disturbance. Unlike occasional vegetation removals at a small scale, the impacts of the disturbance in October 2019 resembled those of natural disturbances such as overwash. Complete devegetation and ground flattening, using excavator and bulldozer, were carried out for the area of 1.2ha at the foredune of Sindu. In this research, changes of the disturbed foredune were investigated after the disturbance. To compare the disturbed area with other undisturbed zones in geographical and ecological contexts, I monitored the Sindu dunefield at a fine temporal resolution for a year. The main uniqueness of this research is that the dune system was extensively surveyed and analyzed. Disturbed foredune studies usually have been dealing with either dune plants or landforms. In the Sindu, however, the edaphic, vegetational, and geomorphological data were widely collected. The study includes three main contents. Firstly, changes in each factor (soil, vegetation, and landforms) were investigated. Soil properties were changing at various speeds and directions. Some pioneer species were identified in the disturbed foredune. The process and the incipient stage of foredune landform regeneration were observed. Next, the original statistical methods for the data analysis were presented. Multivariate statistical methods were newly combined and interpreted for specific purposes. Lastly, appropriate field survey methods were suggested for long-term monitoring of a disturbed coastal dune. With proper study materials, collected by proper monitoring method, and analyzed with appropriate statistical methods, the dune study will provide helpful knowledge for coastal management in this era of rapid disturbance regime change.천연기념물 제 431호로 지정된 신두리 해안사구에서 지난 2019년 10월, 유례를 찾아볼 수 없는 대규모 인위적 교란이 발생하였다. 전사구 약 1.2ha에 달하는 구역에 대해 완전한 식생 제거 및 지형 평탄화 작업이 진행되었다. 본 연구에서는 해당 사건의 결과가 washover과 같은 자연적 교란의 결과와 유사하다고 판단하였고, 교란 이후 해안사구 시스템이 변화하는 과정을 추적하였다. 교란 이후 교란된 전사구의 생태적∙지형적 변화를 연구하기 위해 교란되지 않은 대조군을 설정하였고, 연구지역에서 1년 간 토양∙식생∙지형 자료를 수집하였다. 해안사구에서의 일반적인 교란 연구는 식생 혹은 지형에만 관심을 두지만, 본 연구에서는 해안사구 시스템을 구성하는 중요한 세 가지 요인들을 모두 고려하였다. 본 연구는 크게 세 가지 내용을 제시한다. 첫 번째로 각 요인들의 변화를 설명하였다. 교란된 전사구의 토양 성질들은 다양한 속력과 방향으로 변화하였다. 식생 자료 분석 결과, 교란 이후 세 개의 초기 천이종이 확인되었다. 연구 기간이 짧아 전사구 지형이 완전히 회복되는 것을 관찰하지는 못했지만, 지형 회복에 필요한 생물지형학적 프로세스와 지형 회복의 초기 단계를 확인하였다. 다음으로 수집된 자료를 분석하는 통계적 방법론을 제시하였다. 여러가지 다변량 분석 기법들을 새롭게 조합하고 해석하여 교란된 해안사구에서 새로운 함의를 도출할 수 있도록 하였다. 마지막으로 본 연구의 한계를 고려한 새로운 장기간의 모니터링 방법론을 제시하였다. 이처럼 적절한 대상(토양∙식생∙지형)을 적절한 방법으로 모니터링하여 적절하게 분석한다면, 기후변화의 맥락 속에서 교란의 위협을 받는 해안 시스템을 보전하고 관리하는 데 도움을 줄 수 있다.Chapter 1. Introduction 1 1.1. Study background 1 1.2. Purpose of the research 4 Chapter 2. Literature Review 5 2.1. Studies on the Sindu coastal dune 5 2.2. Coastal dune and disturbance 6 2.3. Knowledge gap 8 Chapter 3. Materials and Methods 10 3.1. Site description 10 3.2. Fieldwork design and data collection 15 3.2.1. Fieldwork design 15 3.2.2. Analysis of soil properties 16 3.2.3. Vegetation survey 21 3.2.4. Geomorphological survey 22 3.3. Statistical analysis 24 3.3.1. Soil property data analysis 24 3.3.2. Vegetation data analysis 25 Chapter 4. Results 28 4.1. Soil property 28 4.1.1. Soil property of coastal dune system 28 4.1.2. Changes in soil properties – an individualistic approach 28 4.1.3. Changes in soil property – a comprehensive approach 38 4.2. Plant species composition 41 4.2.1. Vegetation of coastal dune system 41 4.2.2. Indicator species analysis 43 4.2.3. Comparing the plant species compositions of multiple groups 43 4.3. Landforms 48 Chapter 5. Discussion 52 5.1. Changes in soil, vegetation, and landforms 52 5.1.1. Various directions and speeds of changes in soil properties 52 5.1.2. Pioneer species of the disturbed foredune 57 5.1.3. Regeneration of foredune landforms 59 5.2. Monitoring methods for a disturbed coastal dune system 61 5.2.1. Three factors of a coastal dune system 61 5.2.2. Suggestions on proper monitoring methods 63 Chapter 6. Conclusion 66 Bibliography 69 Abstract (in Korean) 84석

수소 생산 및 수송시스템의 안전한 디자인 및 관리 설계

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부(에너지환경 화학융합기술전공), 2020. 8. 이원보.International demand for hydrogen is increasing. In particular, after the spread of electric vehicles, hydrogen has been connected not only with chemical plants, but also with peoples living life. In this paper, the safe design of a hydrogen refueling station for electronic vehicle and the prediction of the corrosion damage of a pipe defect for the safe management of a hydrogen underground buried pipe is studied. First, the safe design of a hydrogen refueling station targets a process that produces hydrogen from natural gas-derived material, which is known to be the most economical. This is a comparison of three processes: the first is to load hydrogen produced from the outside of the station carried by a high-pressure trailer, and then transform its pressure to meet the demand. The second is to produce hydrogen from gaseous NG(natural gas) through steam reforming reaction, and the last is the process of producing hydrogen by steam reforming reaction through LPG. All three processes is found to exceed tolerable risk levels in areas with some population density under currently known process conditions. Therefore, it is possible to safely design the process by changing the conditions of the process units that most affect the risk to mitigate the risk, or lower the frequency of failure event occurring by constructing additional firewalls. On the other hand, off-site pipelines placed to transport the produced hydrogen going out of the hydrogen station or the incoming hydrogen from the outside are mainly installed in a buried form. Buried piping is an inevitable structure for the utilization of the ground area, but it is difficult to check the condition frequently due to the limitations of drilling costs and human resources to directly check the condition of the piping. Therefore, more attention should be paid to safety management. In particular, buried piping accidents in areas close to the population, such as Kaohsiung in Taiwan or San Bruno in the United States, can cause personal injury, so evaluate and predict whether the risk or reliability of piping is safe and secure in the future. It is important to do. There have been many studies predicting the defect depth distribution of pipes due to external corrosion. Predictive modeling of the previous papers were well predicted defect depths measured in the soil environments. However, the external corrosion of piping is affected by various environmental factors, so a well-made model may be inaccurate in other environments. This is because a large amount of data is required and it is generally difficult to apply to changing soils. To overcome this, the Adaptive Bayesian methodology is needed. Predicting Defect Depth well can be said to have established a model for how quickly the defect depth is growing. Defect Depth Growth rate model, that is, prediction model for External Corrosion rate, has also been studied. Like Defect Depth, since it is affected by various environmental variables, the Adaptive model is effective for general prediction. Therefore, through this, it was possible to study a more accurate prediction model of the defect depth for the safe design of the hydrogen filling station and the reliability measurement of the pipe that transports hydrogen to the outside of the filling station. It is a demand for a more careful and safe design for the hydrogen charging station in the vicinity of a person, and it is expected that through the above study, a safe hydrogen storage will be installed and managed.수소에 대한 국제 수요가 점차 증가하고 있다. 특히 전기자동차의 보급 이후, 수소는 화학플랜트에서 뿐만 아니라, 도시에서 있는 사람들의 생활권과도 맞닿아 있다. 이 논문에서는 전기자동차에 수소를 공급받기 위한 수소충전소의 안전한 설계와 해당 수소충전소의 외부로, 혹은 외부에서 수소가 이송될 경우 이용하게 될 수소 지하매설배관의 안전한 관리를 위한 배관결함의 손상도 예측을 연구하였다. 먼저 수소충전소에 대한 안전한 설계는 수소를 가장 경제적으로 생산할 수 있다고 알려진 천연가스로부터 생산하는 공정을 대상으로 한다. 이는 3가지 공정을 비교할 수 있는데, 첫번째는 외부에서 생산된 수소를 고압 트레일러로 싣고 온 후, 수요에 맞게 변압하는 공정이고, 두번째는 기체상태의 NG에서 수소를 Steam Reforming Reaction으로 생산하는 공정, 마지막으로 LPG에서 수소를 Steam Reforming하여 생산하는 공정이다. 세 공정 모두 현재 알려진 공정 조건에서는 인구밀도가 어느 정도 있는 지역에서 모두 Tolerable한 위험도 수준을 넘어서는 것으로 나타났다. 따라서 위험도에 가장 많이 영향을 주는 공정 유닛들의 조건들을 조금씩 바꿔가며 위험도를 낮추는 공정 수정을 하여 안전한 공정설계를 할 수 있다. 한편, 수소충전소 외부로 나가는 생산된 수소, 혹은 외부에서 들어오는 수소를 이송하기 위해 놓여지는Off-site 파이프라인들은 주로 매설된 형태로 설치가 된다. 매설배관은 지상면적의 활용을 위해 필연적인 구조물이지만, 배관 상태를 직접 확인하기 위한 굴착비용 및 인적 자원의 한계 등으로 자주 상태를 확인하기 힘들다. 따라서 안전관리에 더욱 유의하여야 한다. 특히 대만의 가오슝(Kaohsiung)이나 미국의 산 브루노(San Bruno) 사고처럼 인구 밀접 지역에서의 매설배관사고는 인명피해를 유발할 수 있어, 현재 및 향후에 배관의 위험도나 신뢰도가 안전한 수준인지 평가하고 예측하는 것이 중요하다. 외부부식에 따른 배관의 Defect Depth 분포를 예측하는 연구들이 많이 있어왔다. 선행 논문들의 예측 모델링들은 해당 토양환경들에서 직접 측정한 Defect Depth들을 잘 예측한 모델들이었다. 하지만 배관의 외부부식은 여러가지의 환경요소에 영향을 받고, 따라서 잘 만들어진 모델도 다른 환경에서는 부정확할 수 있다. 대량의 데이터가 필요하고, 변화하는 토양에 일반적으로 적용하기 힘들기 때문이다. 이를 극복하기 위해 Adaptive Bayesian 방법론이 필요하다. Defect Depth를 잘 예측한다는 것은 defect depth가 얼마나 빨리 성장하고 있는지에 대한 모델을 잘 세웠다고도 할 수 있다. Defect Depth Growth rate 모델, 즉 External Corrosion rate에 대한 예측모델 역시 많은 연구가 있어왔다. Defect Depth와 마찬가지로 여러 환경변수의 영향을 받으므로, 이 역시 일반적인 예측을 위해 Adaptive 모델이 효과적이었다. 따라서 이를 통해 수소 충전소의 안전한 설계 및 충전소 외부로 수소를 이송하는 배관의 신뢰도 측정을 위한 Defect Depth의 보다 정확한 예측모델을 연구할 수 있었다. 사람이 인접한 곳의 수소 충전소를 대상으로 하여, 더욱 신중하고, 안전한 설계가 요구되는 수요처이며, 위 연구를 통해 안전한 수소 저장소 설치 및 관리가 될 것을 기대한다.Chapter1. Introduction 1 1.1. Research motivation 1 Chapter2. Safe design for onsite hydrogen refueling station 5 2.1. Background 5 2.2. Process description 9 2.2.1. Hydrogen production process modeling 9 2.3. Quantitative risk assessment procedure 47 2.4. Layout of the hydrogen refueling station 50 2.5. Result and discussion 52 2.5.1. Risk assessment result before process modification 52 2.5.1. Proposed process modification for risk mitigation 70 2.6. Conclusion 74 Chapter3. Adaptive approach for estimation of pipeline corrosion defects via Bayesian inference 75 3.1. Introduction 75 3.2. Adaptive estimation of corrosion defect depth 81 3.2.1. Time-dependent GEV distribution for corrosion defect depth distribution 81 3.2.2. Adaptive estimation framework using Bayesian inference 84 3.3. Implementation 89 3.4. Visualization and discussion 93 3.4.1. Case 1 Direct inspection 93 3.4.1. Case 2 indirect inspection 96 3.4.1. Case 3 sudden changes in hidden depth distribution 100 3.5. Conclusion 108 Chapter4. Concluding remarks 110 Reference 112Docto

GIS와 공간 데이터마이닝을 이용한 교통사고의 공간적 패턴에 관한 연구 : 서울시 강남구를 사례로

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :사회교육과 지리전공,2003.Maste

Spatial Point Pattern Analysis of Riparian Tree Distribution After the 2020 Summer Extreme Flood in the Seomjin River

2020년 여름, 한반도 남부를 강타한 대홍수는 섬진강 하천 생태계를 크게 교란시켰다. 홍수의 피해를 입은 하천 수목중 일부는 고사하였고, 또 다른 일부는 시간이 지남에 따라 어느 정도 회복되는 모습을 보였다. 더불어 홍수 후 새로 자라난 설명하였다. 공간 점 패턴 분석 (spatial point pattern analysis) 결과, 새로 발생한 수목과 홍수 이전부터 존재하였던 수목은서로 공간적으로 군집하는 것으로 나타났다. 하지만 보다 세밀한 분석을 통해 새로 발생한 수목은 기존 수목 중 회복한 수목보다회복되지 않은 수목과 더 강하게 군집한다는 사실이 밝혀졌으며, 이를 통해 촉진적 (facilitative) 상호작용 속에 가려진 경쟁적(competitive) 상호작용을 포착할 수 있었다. 기존 수목에 의한 서식처 개선 효과는 새로 발생한 수목의 생장에 긍정적인 역할을했을 것이나, “살아 있는” 기존 수목은 새로 발생한 수목과 한정된 자원을 두고 경쟁했을 것으로 예상된다. 이러한 결과는 전지구적인 기후변화의 맥락 속에서 국내 하천 생태계가 마주할 강하고 빈번한 자연적 교란에 대비할 새로운 지식을 제공할 수있다. 전통적으로 학계에서는 환경 요인을 설명 변수로 하는 생태 모델링이 널리 사용되고 있지만, 수목 개체들 간 상대적 위치관계로 대표될 수 있는 개체 간 상호작용 역시 생태계 변화를 설명하는 데 있어서 중요한 요인이라고 할 수 있다.N