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해양 폐기물 관리법에 따른 하천 부유쓰레기 유출 차단시설의 설계 및 차집 쓰레기 DB구축
원종화(Jonghwa Won),김찬주(Chan Joo Kim),강효동(Hyo-dong Kang),김규원(Kyu Won Kim),옥수열(Suyeol Ok) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
국내외로 하천에서 바다로 유출되는 쓰레기에 대한 관리가 강화되면서 유출차단시설에 대한 관심이 높아져 가고 있다. 본 연구에서는 부유식 유출 차단 시설의 설계 절차와 설계에 필요한 주요 요소에 대하여 논의하고, DB 구축을 위한 체계와 기술을 제시하였다. 부유쓰레기 차단 시설은 기존의 오탁방지막, 오일 펜스와 달리 중량을 갖는 부유물의 적절한 차단을 위하여 설계, 설치된다. 따라서 유체-구조물 상호작용에 의한 하중뿐만 아니라 부유쓰레기가 유발하는 하중과 구조물의 상호작용의 고려가 필수적이다. 또한 기존 유사 시설과 달리 반영구 기반 시설이기 때문에 시설의 신뢰도가 최우선적으로 고려되어야 하고, 차단막의 유지보수 및 관리를 위한 위치유지(계류)시설과의 연결 간결성, 그리고 설치 위치에 적합한 앵커의 선정, 설계 역시 매우 중요한 절차 중 하나이다. 부유 쓰레기의 이동, 해수 유동과의 관계, 차집 쓰레기의 수거 방안과 연관하여 차단 시설의 위치를 선정하여야 한다. 본 연구에서는 앞서 언급한 절차에 따른 사례 연구를 통하여 적정성을 확인하였다. 해양 구조물 설계에 사용하는 부유체의 운동 해석 및 계류 설계 기술을 활용하여 구성한 차단 시설의 설계 사례, 해양 수조 실험을 바탕으로 하는 부유 쓰레기의 운동 특성, 위치 선정, 그리고 버켓 앵커의 선정을 소개한다. 또한 기계 학습을 기반으로 하는 부유 쓰레기 인식 기술을 활용한 DB 구축 전략을 제시하였다. As the management of waste leakage from rivers into the ocean at home and abroad has been strengthened, interest in waste spill prevention facilities has been increasing. In this study, the design procedure of the floating barrier facility and the main elements required for the design were discussed, and the system and technology for the capture waste DB construction were presented. Unlike existing floating silt protectors and oil fences, floating facilities to intercept debris from water way are designed and installed to adequately block floating objects with meaningful weight. Therefore, it is essential to consider not only the load caused by the fluid-structure interaction, but also the movement induced by the floating debris-structure interaction. Also, since it is a semi-permanent infrastructure, the operation reliability should be considered first. In addition, conciseness of connection with the station keeping (mooring) facility for maintenance and management of the barrier is required. And the selection and design of the anchor suitable for the installation location is also one of the very important procedures. The facility should be located with the water way-transportation of debris, the seawater flow at the river mouth, and the collection plan of the captured waste. A case study of the barrier design using the global motion analysis and mooring design technique of the floating body used in the design of offshore structures, the motion characteristics of floating debris on the ocean tank experiment, the location selection, and the selection of the bucket anchor are discussed. In addition, a DB establish strategy using floating waste recognition technique based on machine learning was suggested.
김경신(Kyungshin Kim),원종화(Jonghwa Won) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
본 연구에서는 우리나라의 해양폐기물 관리 체계를 자원순환 체계로 이행하기 위한 여러 대안을 모색하는데 있다, 이를 위해 국내외 해양폐기물 정책과 자원순환 사례를 살펴보고, 현재의 단계에서 어떤 문제점이 있는지를 생산-소비-처리(재활용)-정책 분야로 나누어 진단하였다. 이를 토대로 해양폐기물의 지속가능한 자원순환 체계로 이행하기 위한 방안을 제시하였다. This study aims to find various alternatives to implement Korea"s marine litter management system into a resource circulation system. To this end, domestic and foreign marine litter policies and best practices of resource circulation were reviewed. What kind of problems exist in the current stage were diagnosed by dividing them into production-consumption-processing(recycling)-policy fields. Based on this, a measures for transitioning to a sustainable resource circulation system of marine litter were suggested.
박우성(Wooseong Park),원종화(Jonghwa Won),옥수열(Suyeol Ok) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
부유식 수상태양광 발전소의 대규모화 추세에 따라 경제성 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있는 진보된 계류시스템 설계의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 부유식 구조물의 계류에 적용하여 경제성 개선을 기대할 수 있는 버켓 형태의 계류 앵커(이하 버켓 앵커)에 대한 설계법을 개발하였다. 버켓 앵커는 지반에 관입되어 계류 하중에 대한 저항 매커니즘을 형성하는 패드아이 및 스커트부와 설치 시 스커트를 지반에 관입시키는 상부 중량부로 구성된다. 개발 설계법은 계류 하중 작용점이 파괴 변위에 도달하였을 때의 극한 하중 크기를 앵커의 성능으로 간주하여 임의의 하중 각도에서의 앵커 성능을 평가할 수 있는 파괴 포락선 식 도출에 그 목적이 있다. 지반-구조 유한요소해석을 통하여 고려 가능한 모든 각도에서의 극한 하중의 수평, 수직 성분을 산정한 후 해당 데이터에 대해 최소 제곱법 기반의 곡선 피팅을 수행하여 파괴 포락선 식을 도출한다. 대표적인 지반 종류 및 다양한 크기의 앵커 조합에 대한 파괴 포락선 그룹 수립을 통해 특정 지반 조건 및 소요 계류 하중에 적합한 버켓 앵커 사이즈의 용이한 결정이 가능하며 콘크리트 부재 설계 시 파괴 포락선 식을 이용하여 소요하중을 산정할 수 있다. The trend elevating the scale of the floating photovoltaic power plant requires an advanced way to design the mooring system to promote the reliability and the economic feasibility. In this research, the design method of the novel concrete bucket anchor which is expected to reduce the cost compared to the conventional block anchor has been developed. The bucket anchor has the skirt part that gives a main role in having the soil resist the external load transferred from the padeye and the lid part designed to fulfill the required weight for the complete installation of the skirt in the soil. The developed design method considers the failure load that is exerted to the anchor in ultimate state in which the loading point of the anchor reaches the failure displacement the performance of an anchor. The objective of the proposed method is to make the failure envelope that can be used to calculate the performance of an anchor for the all possible loading angles. Soil-structure finite element analysis is performed to derive the vertical and horizontal components of the failure loads for the angles considered. The data set is used to get the failure envelope and its formulation through the curve fitting process based on least squares approximation. The group of the failure envelopes for the combinations of the representative types of soils and the various sizes of anchors can be established, which can make it easy to decide the proper sizes of the anchors for the required mooring loads with the specific soil conditions. The required load for the design of the concrete can be estimated from the formulation of a fitted curve.