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표제지
목차
요약문 3
제1장 서론 15
제1절 연구의 배경 및 필요성 15
1. 위해성평가를 위한 대기오염물질 농도조사 16
2. 유동인구를 활용한 배출오염물질 노출평가 19
3. 서울시내 주요 터널 등 반밀폐형 도로의 오염현황 조사 20
제2절 연구목적 21
제2장 연구방법 22
제1절 위해성 평가를 위한 대기오염물질 농도조사 22
1. 대기질 모델링을 통한 이동오염원 관리정책에 따른 대기질 개선효과 평가 22
2. 계절별, 일중 주요시간대별 오염도 분석 44
제2절 유동인구를 활용한 배출오염물질 노출평가 34
1. 노출평가를 위한 유동인구 자료조사 48
2. 주간활동인구 노출평가 51
3. 도로변 유동인구 노출평가를 위한 기초자료 구축 58
제3절 국내 여건을 고려한 터널 환기방식 제안을 위한 기초자료 연구 61
1. 국내 터널의 운영현황 및 오염도 실태 조사 61
2. 해외 주요 터널 및 지하도로 사례 조사 61
3. 향후 국내 건설 예정 터널의 실태 조사 61
제3장 연구결과 62
제1절 위해성 평가를 위한 대기오염물질 농도조사 62
1. 대기질 모델링을 통한 이동오염원 관리정책에 따른 대기질 개선효과 평가 62
2. 계절별, 일중 주요시간대별 오염도 분석 108
제2절 유동인구를 활용한 배출오염물질 노출평가 166
1. 주간활동인구 노출평가 166
2. 도로변 유동인구 노출평가를 위한 기초자료 구축 187
제3절 국내 여건을 고려한 터널 환기방식 제안을 위한 기초자료 연구 192
1. 국내 터널의 운영현황 및 오염도 실태 조사 192
2. 해외 주요 터널 및 지하도로 사례 조사 202
3. 향후 국내 건설 예정 터널의 실태 조사 및 국내 터널의 대기질 오염도 조사연구 사례 214
제4장 요약 및 결론 218
제1절 위해성 평가를 위한 대기오염물질 농도조사 218
제2절 유동인구를 활용한 배출오염물질 노출평가 219
제3절 국내 여건을 고려한 터널 환기방식 제안을 위한 기초자료 연구 221
제5장 참고문헌 223
Table 1-1. 교통수요관리의 목록 18
Table 1-2. 남산 3호 터널 구간별 PM2.5(PM10)측정농도 21
Table 1-3. 서울시 중구 도시대기 측정망 시간별 오염물질 측정데이터 21
Table 2-1. 서울시 행정구역별 토지이용 비율 25
Table 2-2. 휘발유차량 NOx 배출계수 26
Table 2-3. 도로이동오염원 세부 삭감 대책 30
Table 2-4. 2015년부터 2024년까지 이동오염원 세부 삭감 대책 31
Table 2-5. WRF 실행조건 37
Table 2-6. CMAQ 및 SMOKE 실행조건 40
Table 2-7. 대기화학 모델링 결과 정합도 분석을 위한 도시대기측정소 41
Table 2-8. 선행연구에서의 짝 측정소 46
Table 2-9. 본 연구에서 지정한 짝 측정소 46
Table 2-10. 노출평가 연구에 사용한 용어 해설 48
Table 2-11. 2012년 월별 황사일수와 강수량 56
Table 3-1. 휘발유차량 PM10, PM2.5 배출량산정 산정 전ㆍ후 도로이동오염원 배출량 비교 65
Table 3-2. 전국 차량등록대수와 등록비율 66
Table 3-3. 수도권 승용차, 승합차, RV차량 O/D 통행량 비율 67
Table 3-4. 서울시 승용차, 승합차, RV차량의 NOx, PM10 배출량 비교 68
Table 3-5. 수도권 소형화물차 O/D 통행량 비율 69
Table 3-6. 수도권 중형화물차 O/D 통행량 비율 69
Table 3-7. 수도권 대형화물차 O/D 통행량 비율 70
Table 3-8. 서울시 화물차의 NOx, PM10 배출량 비교 71
Table 3-9. 서울시 도로이동오염원 NOx, PM10 배출량 비교 73
Table 3-10. 수도권 이동오염원 관리대책별 삭감량 75
Table 3-11. 서울시 대책별 삭감량 75
Table 3-12. 인천시 대책별 삭감량 76
Table 3-13. 경기도 대책별 삭감량 76
Table 3-14. 이동오염원 대책별 삭감계획량(2015~2019년) 77
Table 3-15. 이동오염원 대책별 삭감계획량(2020~2024년) 78
Table 3-16. 기상모델링 통계분석 결과 79
Table 3-17. NO2 모사농도와 관측치 사이의 정합도 85
Table 3-18. PM10 모사농도와 관측치 사이의 정합도 87
Table 3-19. O3 모사농도와 관측치 사이의 정합도 89
Table 3-20. 배출저감대책 적용에 따른 수도권 대기질 개선효과 (12월 평균) 91
Table 3-21. 행정구역별 12월 평균 NO2 농도 개선효과 93
Table 3-22. 서울특별시 행정구역별 12월 평균 NO2 농도 개선효과 94
Table 3-23. 인천광역시 행정구역별 12월 평균 NO2 농도 개선효과 95
Table 3-24. 경기도 행정구역별 12월 평균 NO2 농도 개선효과 96
Table 3-25. 행정구역별 12월 평균 PM10 농도 개선효과 97
Table 3-26. 서울특별시 행정구역별 12월 평균 PM10 농도 개선효과 98
Table 3-27. 인천광역시 행정구역별 12월 평균 PM10 농도 개선효과 99
Table 3-28. 경기도 행정구역별 12월 평균 PM10 농도 개선효과 100
Table 3-29. 행정구역별 12월 평균 O3 농도 개선효과 101
Table 3-30. 서울특별시 행정구역별 12월 평균 O3 농도 개선효과 102
Table 3-31. 인천광역시 행정구역별 12월 평균 O3 농도 개선효과 103
Table 3-32. 경기도 행정구역별 12월 평균 O3 농도 개선효과 104
Table 3-33. 차량연료별 저감대책 NO2 개선효과 비교 107
Table 3-34. 차량연료별 저감대책 PM10 개선효과 비율 107
Table 3-35. 기존 및 신설 짝 측정소 간의 PM10 및 NO2 농도차 112
Table 3-36. 기존 및 신설 짝 측정소 간의 PM10 및 NO2 추이 114
Table 3-37. 2012년 짝 측정소의 연평균 농도 특성 116
Table 3-38. 2012년 짝 측정소의 계절적 농도 특성(PM10) 119
Table 3-39. 2012년 짝 측정소의 계절적 농도 특성(NO2) 122
Table 3-40. 2012년 짝 측정소의 계절적 농도 특성(O3) 123
Table 3-41. 2012년 짝 측정소의 주요 시간대 별 농도 특성 127
Table 3-42. 2012년 짝 측정소의 주요 시간대 별 농도 특성(계속) 128
Table 3-43. 짝 측정소의 교통량 조사지점 선정 결과 134
Table 3-44. 짝 없는 도시대기 측정소의 교통량 조사지점 선정 결과 135
Table 3-45. 짝 측정소의 교통량 조사 결과 136
Table 3-46. 짝 없는 도시대기 측정소의 교통량 조사 결과 136
Table 3-47. 짝 없는 도시대기 측정소의 도로변 측정소 산정 결과 137
Table 3-48. 짝 측정소의 비율(A/B)* 산정 결과 138
Table 3-49. 짝 없는 도시대기 측정소의 비율(A/B) 산정 결과 139
Table 3-50. 계절별 비율 산정 결과(25개 도시대기측정소 종합) 140
Table 3-51. 짝 없는 도시대기 측정소의 도로변 농도 예측 141
Table 3-52. 계절별 교통량이 유사한 도로변 측정소의 산정 결과 145
Table 3-53. 이동오염원으로 인한 오염물질 가중 현황 153
Table 3-54. 도시대기 및 도로변 측정소의 PM10 농도 현황 및 환경기준 초과 지역 154
Table 3-55. 도시대기 및 도로변 측정소의 NO2 농도 현황 및 환경기준 초과 지역 155
Table 3-56. 도시대기 및 도로변 측정소의 O3 농도 현황 및 환경기준 초과 지역 155
Table 3-57. 대기오염물질 별 대기환경기준 초과 지역 156
Table 3-58. 주행속도에 따른 오염물질 배출량 산정 158
Table 3-59. 대기질 측정소-AWS 관측소 짝지음 결과 161
Table 3-60. 도로변 측정소 및 도시대기 측정소의 풍향 및 풍속 162
Table 3-61. 서울시 행정구역별 출근시간대 주간활동인구 166
Table 3-62. 서울시 요일별 평균 도로변 유동인구 169
Table 3-63. 서울시 시간별 도로변 유동인구 171
Table 3-64. 시간대별 주간활동인구 및 순위 173
Table 3-65. 서울시 행정구역별 NO2, PM10 모델, 보정 측정농도 175
Table 3-66. 서울시 계절별 NO2 노출 178
Table 3-67. 행정구역별 연평균 NO2 노춢 및 농도 178
Table 3-68. 서울시 시간대별 NO2 노출 179
Table 3-69. 서울시 계절별 PM10 노출 181
Table 3-70. 행정구역별 월평균 PM10 노춢 및 농도 181
Table 3-71. 서울시 시간대별 PM10 노출 182
Table 3-72. NO2농도 개선에 따른 행정구역별 노출개선효과 184
Table 3-73. PM10농도 개선에 따른 행정구역별 노출 개선효과 186
Table 3-74. 서울시 행정구역별 도시대기ㆍ도로변 농도비율 및 도로변 대기오염물질 농도 191
Table 3-75. 국내 자동차 보유대수 장기전망 192
Table 3-76. 서울, 부산시 터널의 환기방식 196
Table 3-77. 자료조사를 통한 전국 터널의 오염도 실태조사 현황 197
Table 3-78. 서울시 터널의 측정항목 요약 199
Table 3-79. 부산시 백양터널, 수정터널의 현황 201
Table 3-80. 호주 시드니 Lane Cove Tunnel 운영 현황 205
Table 3-81. Lane Cove Tunnel 모니터링 현황 205
Table 3-82. 보스턴 Central Artery Tunnel 주변 VB(Ventilation Building)정보 206
Table 3-83. 터널 오염물질 모니터링 결과(VB3) 207
Table 4-1. 국내ㆍ외 터널의 현황 및 국내 향후 터널 계획 현황 221
Fig. 1-1. 수도권 각 지역의 대기오염도 추이 15
Fig. 1-2. 전국 및 수도권 자동차등록대수 현황 16
Fig. 1-3. 서울시 인구 시간대별 활동양상 19
Fig. 1-4. 서울시 터널현황 20
Fig. 2-1. 교통량 조사지점별 평일 시간별 교통량 비율 23
Fig. 2-2. 교통량 측정지점 및 토지용도 24
Fig. 2-3. 서울시 금천구의 타 지역을 종점으로 하는 승용차 통행량 29
Fig. 2-4. Models-3/CMAQ 모델 시스템 32
Fig. 2-5. WRF 모델링 시스템의 모식도 33
Fig. 2-6. SMOKE의 자료처리 흐름도 34
Fig. 2-7. CMAQ 내부 프로그램 35
Fig. 2-8. WRF 모델링 영역 36
Fig. 2-9. SMOKE 및 CMAQ 모델링 대상 영역 39
Fig. 2-10. 수도권지역 내 도시대기측정소 중 정합도 분석한 측정소 위치 41
Fig. 2-11. 서울특별시, 인천광역시, 경기도 권역구분 43
Fig. 2-12. 짝 측정소 선정, 분석을 통한 이동오염원에 의한 영향 평가과정 44
Fig. 2-13. 서울시 도로변 측정소(좌) 및 도시대기 측정소(우) 현황 45
Fig. 2-14. 짝 측정소 지정 현황 47
Fig. 2-15. 짝 측정소 분포 현황 47
Fig. 2-16. 서울시 인구 시간대별 활동양상 49
Fig. 2-17. 주간활동인구 노출평가 연구 흐름도 52
Fig. 2-18. 스마트폰 빅데이터 기반 유동인구와 통계청 주간인구의 분포도(서울시) 53
Fig. 2-19. 통계청 주간인구와 인구O/D자료 기반 주간인구 비교 53
Fig. 2-20. 주간인구/상주인구 비율과 서울시 유동인구 상관성 분석 55
Fig. 2-21. 시간대별 주간활동인구 산정방법 56
Fig. 2-22. 모델링결과와 측정자료를 통한 등농도곡선 작성 예시 57
Fig. 2-23. 도로변 유동인구 노출평가를 위한 기초자료 구축 연구흐름도 58
Fig. 2-24. 서울시 도로변 유동인구 조사지점 59
Fig. 2-25. 서울시 도로망 정보 59
Fig. 2-26. 도로망 정보에 도로변 유동인구 자료 입력 60
Fig. 3-1. 행정구역에 따른 월별, 요일별 교통량 할당 63
Fig. 3-2. 토지용도에 따른 시간별, 차종별 교통량 할당 64
Fig. 3-3. 서울시의 교통량 재할당에 따른 NOx, PM10 배출량 증감률 72
Fig. 3-4. 기온에 대한 WRF 모델링 결과와 관측치의 시계열 비교 80
Fig. 3-5. 풍속에 대한 WRF 모델링 결과와 관측치의 시계열 비교 81
Fig. 3-6. 도로이동오염원 관리대책 시행 및 미시행에 따른 NO2 SMOKE 결과 83
Fig. 3-7. 도로이동오염원 관리대책 시행 및 미시행에 따른 PM10 SMOKE 결과 84
Fig. 3-8. 측정 지점별 NO2 농도에 대한 모델링 결과와 관측치의 시계열 비교 86
Fig. 3-9. 측정 지점별 PM10 농도에 대한 모델링 결과와 관측치의 시계열 비교 88
Fig. 3-10. 측정 지점별 O3 농도에 대한 모델링 결과와 관측치의 시계열 비교 90
Fig. 3-11. 도로이동오염원 배출저감대책 적용여부에 따른 NO2 모사 결과(12월 월평균 농도) 92
Fig. 3-12. 도로이동오염원 배출저감대책 적용여부에 따른 PM10 모사 결과(12월 월평균 농도) 92
Fig. 3-13. EKMA(Empirical Kinetic Modeling Approach) Diagram 105
Fig. 3-14. 일본의 일반대기측정망과 도로변측정망의 NO2, NMHC, Ox의 연평균 농도 변화 106
Fig. 3-15. 일본의 NO, NO2, NMHC, Ox 연평균 농도 변화 106
Fig. 3-16. 짝 측정소의 PM10 농도차 추이(2002~2012) 109
Fig. 3-17. 짝 측정소의 NO2 농도차 추이(2002~2012) 109
Fig. 3-18. 변경 전ㆍ후의 짝 측정소 오염물질 농도차 비교 110
Fig. 3-19. 새로 추가한 짝 측정소의 오염물질 농도차 111
Fig. 3-20. 서울시 누적 삭감량(2008~2012) 113
Fig. 3-21. 짝 측정소의 연평균 농도 분포(좌) 및 농도차 현황(우) 117
Fig. 3-22. 짝 측정소의 PM10 계절적 농도 분포 119
Fig. 3-23. 짝 측정소의 PM10 계절적 농도차 현황 120
Fig. 3-24. 짝 측정소의 NO2 계절적 농도 분포 121
Fig. 3-25. 짝 측정소의 NO2 계절적 농도차 현황 122
Fig. 3-26. 짝 측정소의 O3 계절적 농도 분포(좌) 및 농도차 현황(우) 124
Fig. 3-27. 짝 측정소의 주요 시간대 농도 분포(PM10) 129
Fig. 3-28. 짝 측정소의 주요 시간대 농도차 현황(PM10) 130
Fig. 3-29. 짝 측정소의 주요 시간대 농도 분포(NO2) 130
Fig. 3-30. 짝 측정소의 주요 시간대 농도차 현황(NO2) 131
Fig. 3-31. 짝 측정소의 주요 시간대 농도 분포(O3) 132
Fig. 3-32. 짝 측정소의 주요 시간대 농도차 현황(O3) 132
Fig. 3-33. 짝 없는 도시대기 측정소의 이동오염원에 의한 영향 평가과정 133
Fig. 3-34. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 짝 측정소 간 농도차(PM10) 142
Fig. 3-35. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 짝 측정소 간 농도차(NO2) 143
Fig. 3-36. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 짝 측정소 간 농도차(O3) 143
Fig. 3-37. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 검증 결과(PM10 도시대기 측정소 농도) 146
Fig. 3-38. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 검증 결과(NO2 도시대기 측정소 농도) 147
Fig. 3-39. 짝 없는 도시대기 측정소(B′)의 검증 결과(O3 도시대기 측정소 농도) 148
Fig. 3-40. 이동오염원의 영향 산정 단계 149
Fig. 3-41. 등농도 곡선(PM10)으로 살펴본 이동오염원의 영향 150
Fig. 3-42. 등농도 곡선(NO2)으로 살펴본 이동오염원의 영향 151
Fig. 3-43. 등농도 곡선(O3)으로 살펴본 이동오염원의 영향 152
Fig. 3-44. 도로변 측정소의 연평균 PM10 농도 및 교통량 현황 157
Fig. 3-45. 양재대로 및 동작대로의 주행속도 구간별 비율 157
Fig. 3-46. 도로변 측정소의 계절별 PM10 농도 및 교통량 현황 159
Fig. 3-47. 도로변 측정소의 시간대별 PM10 농도 및 교통량 현황 159
Fig. 3-48. 도로변 측정소의 연평균 NO2 농도 및 교통량 현황 160
Fig. 3-49. 청계천 및 청량리의 주행속도 구간별 비율 161
Fig. 3-50. 도로변 측정소의 계절별 NO2 농도 및 교통량 현황 163
Fig. 3-51. 도로변 측정소의 시간대별 NO2 농도 및 교통량 현황 163
Fig. 3-52. 강남구 도시대기 측정소 주변 현황 164
Fig. 3-53. 강서구 도시대기 측정소 주변 현황 165
Fig. 3-54. 서초구 도시대기 측정소 주변 현황 165
Fig. 3-55. 서울시 상주인구와 주간인구 비교 167
Fig. 3-56. 서울시 주간인구와 상업지역 분포현황과 비교 168
Fig, 3-57. 행정구역별 주간활동인구와 상주인구 비율 168
Fig. 3-58. 서울시 요일별 활동지수 170
Fig. 3-59. 서울시 시간대별 활동지수 172
Fig. 3-60. NO2, PM10 모델결과 보정 176
Fig. 3-61. 시간대별 주간활동인구 NO2 노출비교 180
Fig. 3-62. 시간대별 주간활동인구 PM10 노출비교 183
Fig. 3-63. 서울시 도로변 유동인구 187
Fig. 3-64. 도로변 유동인구 밀집지역 188
Fig. 3-65. 도로변 유동인구 밀집지역 189
Fig. 3-66. 전국 터널의 지역별 현황 193
Fig. 3-67. 전국 터널의 증가 추이 193
Fig. 3-68. 터널에서 활용되는 환기방식 194
Fig. 3-69. 환기방식의 분류 및 특징 195
Fig. 3-70. 서울시 터널의 위치 현황 198
Fig. 3-71. 홍지문 터널 출구부 시간별 농도 199
Fig. 3-72. 터널별 오염물질 측정결과 200
Fig. 3-73. 수정터널의 내부 오염도 201
Fig. 3-74. 백양터널의 내부 오염도 202
Fig. 3-75. 호주 시드니 Lane Cove Tunnel 위치 현황 203
Fig. 3-76. Lane Cove Tunnel 2015년 10월 모니터링 결과 204
Fig. 3-77. 보스턴주 Ventilation Building 위치도 206
Fig. 3-78. 프랑스 A86 터널 위치도 207
Fig. 3-79. A86 west project 환기방식 208
Fig. 3-80. A86터널 오염도 monitoring 자료예시 209
Fig. 3-81. mont-blanc 터널의 환기방식 및 구조도 210
Fig. 3-82. 스페인 Calle 30 터널 구조도 211
Fig. 3-83. Calle 30 터널 환기방식 212
Fig. 3-84. 말레이시아 SMART 터널 환기방식 및 구조도 213
Fig. 3-85. 서울시 U-Smartway 도로망 계획 214
Fig. 3-86. 서울시 제물포터널 계획 위치도 215
Fig. 3-87. 서울시 서부간선지하도로 계획 위치도 215
Fig. 3-88. 서울시 동부간선도로 계획 위치도 216
Fig. 3-89. 부산시 지하도로 계획안 217
Fig. 3-90. 창원시 지하도로망 계획안 217
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