‘확산 및 반응 분과위원회 워크샵’ 개최

구윤서,이영수 한국대기환경학회 2007 한국대기환경학회지 Vol.23 No.4

효율적인 대기질 관리를 위한 모델링의 현황 및 개선방안

구윤서,김순태,김동술 한국대기환경학회 2011 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5월

광양제철소 화력발전소 온배수 3차원 확산 연구

구윤서 안양대학교 자연과학연구소 1998 自然科學硏究 Vol.5 No.1

본 연구에서는 3차원 유동 및 열확산 모델로 화력발전소 온배수의 학산에 대해서 상세 계산을 수해하였다. 제1차 계산에 고려한 배수로는 노출형이고, 배수구의 단면은 높이가 5m이고 폭도 5m이다. 계산할 결과 Flood tide시 온배수가 취수구 상단의 해수면까지 확산하나, 그 온배수의 깊이가 해수면으로부터 1.5m 이내로 낮기 때문에 정상적인 조류 조건에서는 직접적인 냉각수 재순환은 발생하지 않는다. 그러나 조류조건이 불안정할 경우에는 냉각수 재순환이 발생할 가능성이 크다. 또한 계산 결과 노출형 배수로는 POSCO해안을 양분하여 북동쪽 해안가 근처에 정체지역을 형성하고, 조류흐름을 방해하여 온배수의 열확산 측면에서도 좋지 않은 영향을 주고 있다. 배수로를 매립할 경우에는 조류흐름에 정체지역이 형성되지 않고, 열혼합이 배수구 부근에서 촉진되므로 냉각수 재순환이 일어날 가능성을 배제할 수 있다. 따라서 배수로는 매립형으로 설계하는 것이 타당하며, 배수구의 단면은 A(5mx5m), B(8.4mx1m), C(6mx1m) 및 D-type(5mx1m) 중 시공, 보수 및 유지의 용이성 등을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다. This study was carried out to investigate thermal dispersions of the hot cooling water from power plant by a three dimensional model. The model was applied to a open outlet waterway with a cross section of 5m height and 3m width. The initial calculations showed that there was no recirculation between the inlet and outlet waterways but the hot cooling water decharged from the outlet fromed the dead water flow zone near the north-eastern side of POSCO port. Since the initial design for the outlet waterway displayed problems of the dead zone and the determent of tidal flows, new designs for the outlet waterway were proposed. The closed type and deep sea deschage type outlets were desinged to promote the thermal mixing before the hot water from the outlet reached the sea surface. The model calculations showed that these closed and deep discharge types were appropriate designs for the outlet in POSCO power plant.

실시간 대기배출시설 종합관리시스템 ; AirWatch System

구윤서,김성태,윤희영,박성순,최종근,남궁경,이임학,박광일 대한환경공학회 2001 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2001 No.12

현장측정실험에 의한 CALPUFF의 악취모델링 평가

구윤서,김성태,전의찬,김기현 한국냄새환경학회 2004 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.3 No.4

The odor dispersion modeling is not easy task comparing to the standard air pollutant modeling ince the odor has a characteristics of instantaneously peak sensation. In order to predict the peak concentration, the puff model is better than Gaussian models since the puff model reflects the time-dependent movement of the plume. In this study, CALPUFF(California Puff) model ,which was recently developed puff model by US EPA, was tested against the measurement of H2S emitted from the large landfill area. The result showed that the predicted concentrations were in good agreement with the measurements. This implies that CALPUFF model is more reasonable method to manage the odor problems. 악취는 순간적으로 자극하는 감각오염물질이므로 이를 대기확산 모델링으로 모사하기는 많은 주의가 요구된다. 특히 악취의 순간적인 감응특성을 반영하여 모델링을 수행하기 위해서는 가우시안 모델보다는 Puff 모델을 사용하는 것이 보다 현실적이다. 따라서 본 연구에서는 면오염원인 매립지에서 황화수소를 대상으로 CALPUFF 모델을 이용하여 예측하고, 매립지 주변에서 10개지점에서 관능악취도와 황화수소 농도를 측정하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 바람장을 고려한 CALPUFF 모델링 결과와 실측치와 잘 일치하는 것을 확인하였다.

The water tank Experiment on the thermal internal boundary layer of a sea breeze

구윤서 안양대학교 자연과학연구소 1997 自然科學硏究 Vol.4 No.-

해안가에서 육지와 바다간의 표면온도차이에 의해서 해풍이 형성되고, 이 때에 육지쪽으로 불안정한 구조를 갖는 열경계층이 발달한다. 이 열경계층은 육지쪽에서 오염물질의 지표농도를 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 해안가에 위치한 높은 굴뚝에서 배출되는 오염물질이 열경계층과 만나면, 곧바로 지표로 하향 혼합이 발생하여 매우 높은 지표농도를 형서한다. 이와같이 중요한 의미를 갖는 열경계층을 계산하기 위해 문헌상에서 제시된 여러 모델들을 수조실험에 측정한 열계층의 값을 이용하여 비교하여 최적의 모델을 발견했다. 가장 적절한 모델은 Raynor의 모델로 나타났다. A Thermal Internal Boundary Layer(TIBL) develops over the landside from the coast due to the surface temperature difference between the land and the sea. The TIBL plays an important role in determining the pollutant concentrations where the flume emitted from a tall stack near the coast fumigates to the ground. The fumigation results in the high ground level pollutant concentration. The TIBL models available in the literature were analyzed to identify the suitable model to apply in the fumigation. The heights predicted by the models were compared with the measurements in the water tank experiment. The results show that the TIBL models by Raynor is appropriate to predict the height of TIBL.

CALPUFF model과 ISCST3 model을 이용한 악취모델링 기법 연구

구윤서,김성태,김용규,송선호 안양대학교 산업기술연구소 2002 自然科學硏究 Vol.9 No.-

악취는 인간의 후각기관에 의해 감지되기 때문에, 대상 지역의 평균농도(Average Concentration) 보다는 악취의 특성상 순간적인 농도인 첨두농도(Peak Concentration)가 중요한 의미를 갖는다. 따라서 이것을 모델링에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 이를 해결하는 것이 이 연구의 주된 과제라 할 수 있다. 현재 국내에서 환경영향평가에 많이 사용되고 있는 ISCST3 Model (Industrial Source Complex Short Term 3 Model)과 CALPUFF Model (California Puff Model)을 사용하여 첨두농도(Peak Concentration)를 고려한 관능악취도(Odor Intensity)를 두 가지 방법으로 산정 하였다. 첫 번째로는 오염원에서 배출되는 물질의 농도를 이용하는 방법과 다른 하나는 종합악취도 개념으로 악취농도(Odor Concentration)를 이용하여 관능악취도를 산정하는 것이다. 위의 두 가지 방법을 ISCST3 Model과 CALPUFF Model에 적용하여 모델링을 수행한 후 나온 기여농도를 첨두농도로 환산한 후 관능악취도를 계산하였다. 이와 같은 이론 배경을 바탕으로 현장 적용성을 파악하기 위해서 수도권매립장의 한 지점에서 가상의 가스배제공이 있다고 가정하고, ISCST3 Model과 CALPUFF Model에 동일한 조건으로 모델링을 수행하여 매립장 주변에 미치는 관능악취도를 각각 산출해 비교 검토하였다. 그 결과 두 모델에서의 차이는 크지 않았으나 기여농도와 첨두농도 사이에는 상당한 차이를 보였다. 결과적으로 악취모델링을 수행함에 있어서 기여농도만을 고려하는 것은 관능악취도를 과소평가 할 우려가 있으므로 배출원 특성을 고려한 첨두농도로 관능악취도를 평가하는 것이 타당하다고 판단된다. In order to manage the odor related public complains effectively, the estimation of peak ground-level concentration which is capable of predicting the intermittent maximum response less than 10 seconds is very important. However, peak rather than 3 minute or 1 hour average concentrations are not easily predicted by current air dispersion models such as SCST3 (Industrial Source Complex Short Term - version 3) and CALPUFF (CALifornia Puff) models. According to the field and wind tunnel measurements, the intensity of the peak concentration depends on the emission source type, downwind distance and atmospheric stability. The odor modeling methods to predict the peak concentration were reviewed and the detailed procedure for the odor modeling was explained in this study. In order to compare the conventional air dispersion models with the oder models, the odor concentrations with various modeling techniques under the identical emission and meterological conditions were calculated. The peak concentration shows highest value than the 3 minutes or 1 hour average concentrations. The predicted odor concentrations by the CALPUFF model are higher than those predicted by the ISCST3 model since the CALPUFF model reflects the time-dependent movement of the plume. It is recommended that using the peak concentration with the CALPUFF model rather than 3 minutes or 1 hour average concentrations is more reasonable approaches to manage the odor problems.

추적자 실험에 의한 CALPUFF 모델의 확산계수 평가 구

구윤서,박효재,박엄지,박지은,이진선,한수지,허귀석,진현진 한국냄새환경학회 2011 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.10 No.4

To improve modeling performance of CALPUFF in predicting dispersions of methane as the greenhouse gas and hydrogen sulfide as odor inducing pollutants emitted from Daejeon Landfill, we conducted tracer experiments of C2H2 and compared calculated concentrations by CALPUFF model under different dispersion coefficients with those measured as the tracer. The PG (Pasquill-Gillford) and micro- meteorological options in determining the dispersion coefficients in CALPUFF were tested against the tracer measurements. The results show that the micro-meteorological option, in which the dispersion coefficients are calculated by a similarity theory in planetary boundary layer, leads to a better agreement with the measured tracer concentrations than ISC-PG option. 대전매립지를 대상으로 메탄 및 황화수소등의 악취물질의 확산을 예측하는 CALPUFF 모델링의 최적 확산계수 선정을 위해서 본 연구를 수행하였다. 이를 위해서 미기상 및 PG확산계수에 따른 CALPUFF 모델링을 수행하고, 모델결과를 아세틸렌 추적자 실험결과와 비교하였다. 추적자 실험과 비교한 결과, 미기상확산계수를 적용하여 모델링을 수행한 결과가 PG확산계수를 적용한 결과보다 추적자 실측치에 더 근접한 결과 값이 나타났다. 이는 미기상확산계수는 PG확산계수를 사용하는 것보다 복잡지형의 영향에 따른 난류특성을 보다 정확히 반영할 수 있기 때문으로 판단된다.

자동차 선오염원 확산 모델 CAL3QHCR 소개 및 국내 적용에 관한 연구

구윤서,정필수,김아름,이임학 안양대학교 산업기술연구소 2001 自然科學硏究 Vol.8 No.-

현재 우리나라의 환경영향평가에서 약 40%이상이 도로건설환경영향평가를 차지하고 있다. 도로환경영향평가에서 자동차로부터 배출되는 오염물질이 도로주변에 미치는 영향을 예측하기 위해 국내에서는 주로 CALINE3를 이용한다. 그러나 CALINE3는 기상 data의 입력이 특정조건의 1시간 기상자료만 입력되는 단점이 있다. 그래서 본 연구에서는 CALINE3의 단점을 보완해 기상 data를 1시간 간격의 1년 data로서 입력할 수 있으며 교차로의 해석이 가능한 CAL3QHCR모델로 소개하고 국내에서의 적용가능성에 대해 평가하였다. 도로환경영향평가에서 많이 사용하는 CALINE3를 이용하여 계산한 CO농도와 실제 1년 기상자료를 입력하여 CAL3QHCR로 계산한 CO농도를 비교 분석 한 결과 CAL3QHCR의 농도가 높게 나타나는 경향을 볼 수 있었다. 그 이유는 실제 기상현상은 CALINE3를 이용한 영향평가에서 쓰이는 악조건의 기상자료 보다 낮은 풍속 및 안정한 대기 상태가 발생하기 때문이다. 또한 CAL3QHCR을 이용하여 교차로를 해석한 결과, 도로 중심부에서 교차로를 고려하였을 경우가 최고 농도 8.2ppm으로 교차로를 고려하지 않고 모델링한 결과보다 3배정도 높게 나타났다.

역모델링기법을 이용한 매립지 메탄배출량 산정 방법론 검토

구윤서,권희용,손은성,진현진,정병원,허귀석 한국냄새환경학회 2013 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.12 No.3

With glowing concern over the effects of global warming, the need to quantify fugitive methane emissions from landfills has increased. The most prevailing method in Korea is to use a methane generation method of FOD (First Order Decay) or to measure the methane flux at the surface directly. They cannot be considered as accurate methods since the uncertainty of input parameters of FOD and variability of landfill surface. As an alternative method, the direct plume measurement method using dispersion model, namely inverse modeling technique, was proposed in this study. In order to validate the inverse modeling procedure with CALMET and CALPUFF, the dispersion modeling was performed with known arbitrary emission rates and then the model concentrations at the particular receptor points were calculated. The inverse modeling was carried out to find the emission rates with the calculated concentrations at the receptor points. The estimated emission rates by inversing process were identical to the given emission rates. It demonstrated that the inverse modeling procedure is accurately defined in this study. The experiment for inverse modeling was carried out to estimate methane emission rates in Daejeon landfill on 06th October. Meteorological variables and methane concentrations at the Daejeon landfill site were measured to organize input data for the inverse modeling during the experiment. The range of estimated emission rates were from 29.65 to 36.68 g/㎡-day by applying the proposed inverse modeling with measured meteorological and concentration values. The major emission areas in the landfill were also identified. In spite of the limited experiment, the inverse modeling technique is proved to be simple and cost saving method to estimate the methane emission rate in the heterogenous landfill surface. The proposed inverse modeling in this study should be further validated by comparisons with methane flux measurement or a tracer experiment. 고형페기물 매립지에서 온실가스 배출량 산정은 기후변화에 대응 측면에서 매우 중요한 사항이다. 국내에서 메탄가스 배출량 산정은 주로 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)가이드라인에 근거하여 매립지 표면에서 직접적으로 flux chamber를 이용하여 배출량을 측정하거나, 또는 FOD(First Order Decay)방법에 의존하여 왔다. 그러나 FOD방법은 매립특성을 반영한 매립가스발생속도상수(k)를 정확히 산정하는데 어려움이 존재하고, 또한 표면 발산량을 측정하는 방법은 매립지 표면에서 배출량이 다양하고 측정이 한정된 기간에만 국한된다는 문제점을 내재하고 있다. 대안으로 본 연구에서는 plume measurement의 한 방법으로 대기확산모델을 활용한 역모델링기법을 적용하는 것을 검토하였다. 역모델링에 의해서 매립지 메탄가스 배출량을 직접 계산하기 위한 방법론을 정리하고, 실제 대전매립지에서 측정한 메탄농도를 이용하여 역모델링기법을 적용한 매립지 메탄 배출량 산정하는 방법에 대하여 제시하였다. 역모델링 과정을 검증하기 위해서 임의의 배출량으로 모델링을 수행하여 모델 예측농도와 확산변수 를 계산하였으며, 역으로 예측농도와 확산변수 를 이용하여 배출량을 재산정 하였다. 재산정한 배출량이 임의의 배출량과 동일함을 확인함으로써 본 연구에서 제시하고 있는 역모델링 절차가 적절함을 검증하였다. 또한, 본 연구에서는 역모델링 기법을 적용하여 실제 대전매립지를 대상으로 메탄 배출량 산정하였다. 대전매립지를 대상으로 메탄배출량을 산정한 결과 29.65~36.68 g/㎡-day로 산정되었으며, 주요 메탄 배출지점은 매립지 내의 유사한 지점에서 일관되게 나타났다. 본 연구방법은 기존의 방법과 비교하면, 메탄농도의 측정방법이 간단하고 비용이 적게 소요되므로 지속적인 모니터링이 가능한 장점이 있으며, 불균일한 매립지 표면의 배출량을 비교적 간편하게 산출이 가능한 것으로 파악되었다. 한편, 본 연구는 제한된 실험에 의한 결과이므로 향후 실제 매립지 배출량을 직접 측정하거나, 또는 추적자 실험을 통해서 그 방법론을 추가로 검증할 필요가 있는 것으로 판단된다.