• The Journal of Engineering Geology
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• v.16 no.3 s.49
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• pp.245-254
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• 2006

Using a natural gradient tracer test, the characteristics of hydrodynamic dispersion according to each depth of a fractured rock were studied, and the effective porosity and longitudinal dispersivity of the fractured rock were estimated. The difference of vertical hydrodynamic dispersion was identified by concentration breakthrough curves linear regression analyses of bromide concentrations according to depths versus time, and hydraulic fracture characteristics at two intervals of the monitoring well. Higher concentration and faster arrival time at GL- 18 m depth (RQD 13%, average joint spacing 2 cm, TCR 100%) than at GL- 25 m depth (RQD 41%, average joint spacing 7 cm, TCR 100%) resulted from shorter distance and more fractures. Tracer was transported through the 1 st fractures until the arrival of its peak concentration and through the 2nd fractures or matrix diffusion after the arrival of its peak concentration. The increase/decrease slopes of bromide concentration versus time were 3.46/-1.57 at GL-18 m depth and 3.l9/-0.47 at GL- 25 m depth of the monitoring well. So the faster bromide transport was confirmed at GL- 18 m depth with more fractures. The concentration increment of bromide was fitted by a Gaussian function and the concentration decrement of bromide was fitted by an exponential function. Effective porosity and longitudinal dispersivity estimated by CATTI code were 10.50% and 0.85 m, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.707-711
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• 2007

낙동강과 밀양강의 합류지점에 위치한 김해시 딴섬 지역의 지표면하 $25{\sim}35\;m$ 구간에 형성되어 있는 고투수성 충적층 내 염소이온의 수리분산특성을 연구하기 위한 수렴흐름 추적자시험(convergent flow tracer test)이 수행되었다. 추적자로는 IW-1공과 IW-2공에서 각각 염소이온 5kg이 순간주입(instantaneous injection) 되었으며, PW공에서 일정한 양수율(2,500 m3 /day)로 채수하면서 염소이온농도를 관측하였다. 염소이온 주입 후 경과시간에 따른 염소이온농도 자료를 이용하여 농도이력곡선과 누적질량회수곡선이 산출되었으며, 관측된 염소이온농도의 정규분포를 검증하기 위한 일반통계분석이 수행되었다. 그리고, 농도이력의 증가/감소 구간에서의 함수를 추정하였으며, 두 시험에서 동일한 시간에 관측된 염소이온농도의 상관성이 분석되었다. 본 현장에서 수행된 추적자시험에 의한 종분산지수의 추정은 CATTI 코드(Sauty and Kinzelbach, 1992)에 의해 해석되었다. 추정된 종분산지수는 IW-1공과 PW공 구간에서는 0.4152 m, IW-2공과 PW공 구간에서는 0.4158 m 로서 매우 유사한 값으로 나타났다. 이는 추적자시험이 수행된 충적층에서의 용질이송이 방사상으로 비교적 균일함을 의미하는 것이다. 본 연구에서 수행된 추적자시험의 규모(2 m)를 Xu and Eckstein(1995)이 제시한 방정식에 대입하여 산정된 종분산지수는 0.0458 m 이었다. 이러한 결과는, 본 연구지역에서 수렴흐름 추적자시험에 의해 추정된 고투수성 충적층의 종분산지수가 일반적인 자연대수층에 비해 9.1배 정도 높다는 것을 의미한다. 이는 시험대수층의 투수성이 매우 높아 염소이온의 용질이송이 매우 빠르게 발생되었기 때문이다. 본 연구에서 추정된 종분산지수를 Gelhar et al.(1992)의 연구 결과와 비교 분석한 결과에서도 시험규모에 비해 매우 높은 수리분산이 발생된 것으로 나타났다. 그리고 염소이온의 확산면적을 추정하기 위해, 수렴흐름 추적자시험에 의한 종분산지수와 시험대수층의 평균선형유속을 이용하여 종분산계수를 구하였다. 현장에서 수행된 양수시험에 의한 평균선형유속 22.44 m/day와 평균 종분산지수 0.4155 m를 적용하여 산정된 종분산계수는 $9.32\;m^2/day$이었다. 따라서, 시험부지 내 충적층에서 일정한 양수율$(2,500\;m^3/day)$로 지하수를 개발할 시에 양수정 주변지역으로 유입되는 염소이온의 확산면적은 1일 $9.32\;m^2$ 정도일 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.11
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• pp.863-873
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• 2021

The mechanical dispersion which dominates solute transport in porous media is caused by the difference in flow velocity within pores. Longitudinal dispersion coefficient and longitudinal dispersivity that are hydro-dispersive parameters of advection-dispersion equation can only be obtained by experiment. Hydraulic mean radius that represents the amount and intensity of flowing water within pores can be obtained by the formula using the factors for physical properties. A slug injection test was conducted and a power type empirical formula for obtaining a longitudinal dispersivity using a hydraulic mean radius in rockfill porous media was derived. It is possible to obtain the longitudinal dispersivity depending on transport distance because it contains a formula for a scale constant, and expected to be applicable to waterways filled with homogeneous gravel and small flow rate.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.2
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• pp.90-96
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• 2018

Tracer experiments were carried out on two laboratory modes, "without media mode" and "with media mode", to examine the hydraulic characteristics of the anaerobic fluidized bed bioreactor (AFBR). For both configurations, a formula was derived for the hydraulics and data interpretation to obtain the actual characteristics of the reactor. The dispersion model is based on the assumption that carriers are non-reacting and the dispersion coefficient is constant. The model represents the one-dimensional unsteady-state concentration distribution of the non-reacting tracer in the reactors. The experimental results showed that the media increased the mixing conditions in the reactor considerably. For the reactor without media, in the range tested, the dispersion coefficient was at least an order of magnitude smaller than that of the reactor with media. Advective transport dominates and the flow pattern approaches the plug flow reactor (PFR) regime. The dispersion coefficient increased significantly as us, the superficial liquid velocity, was increased proportionally to 0.82cm/s. On the other hand, for the reactor with media, the flow pattern was in between a PFR and a completely mixed flow reactor (CMFR) regime, and the dispersion coefficient was saturated at us=0.41cm/s, remaining relatively constant, even at us=0.82cm/s. The dispersion coefficient depends strongly on the liquid Reynolds number (Re) or the particle Reynolds number (Rep) over the range tested.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.449-449
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• 2021

하천 내 오염물질 유입원은 하수처리장과 같이 농도를 예측 가능한 점오염원이 일반적이지만, 수질오염사고와 같이 다량의 유해물질이 일시에 하천에 유입되는 경우도 발생하곤 한다. 특히 오염물질 유입지점과 취수장이 인접한 경우, 오염물질 혼합해석에 대한 이해가 오염사고 대응 및 수질 관리 측면에서 매우 중요하다. 자연하천에서는 사행에 따른 유속 구조의 불균일성 등으로 인하여 오염물질의 이송 및 분산 과정은 매우 복잡하게 나타난다. 이러한 하천의 지형적, 수리학적 특성이 오염물질의 혼합 거동에 미치는 영향을 정확하게 모의하기 위해서는 3차원 수치모형을 적용해야 한다. 그러나 대부분의 하천은 하폭 대 수심비가 매우 크기 때문에 2차원 이송-분산 방정식을 지배방정식으로 채택하는 2차원 수치 모형이 널리 사용되어왔다. 2차원 이송-분산 방정식의 해석결과는 입력된 종, 횡 분산계수의 값에 따라 변화하기 때문에 정확한 혼합해석을 위해 분산계수의 결정이 매우 중요하다. 과거 연구에서는 횡 분산계수의 결정을 위해 기본 수리량을 이용한 경험식을 활용하여 계산한 바 있다. 종 분산계수의 경우에는 경험식의 산정에 필요한 충분한 실험 자료가 축적되어 있지 않아 이상적 흐름 상태를 가정하여 유도된 Elder의 이론식(Elder, 1959)을 사용해왔다. 하지만 많은 연구에서 이러한 Elder의 이론식이 종 분산계수를 과소산정 할 우려가 있다고 제시했다. 따라서 하천의 전단류 분산특성을 나타낼 수 있는 데이터 확보를 통해 종 분산계수의 경험식 산정 및 횡 분산계수의 정확도 향상이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 기존 선행 연구에서 수행된 2차원 추적자실험 데이터의 확장을 위해 오버샘플링 기법을 적용하였으며, 이를 통한 머신러닝을 통한 분산계수 산정 가능성을 분석하고자 한다. 부족한 추적자 실험 데이터를 확장하기 위해 오버샘플링 기법 중 SMOTE 기법을 활용했다. 오버샘플링 기법을 이용하여 생산된 데이터의 신뢰성을 검증하였으며, 추후 머신러닝을 이용한 2차원 종, 횡 분산계수 산정에 대한 활용 가능성을 분석했다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.34 no.2
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• pp.175-192
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• 2001

We have collected hydrogeochemical data of shallow groundwaters in the Uljin area located at eastern coastal area of Korea. Geostatistical analysis (ANOVA test, cluster analysis, and factor analysis) of the collected data sets was pert'onned, in order to evaluate both the spatial and/or temporal variation of water quality data and the groundwater contamination, as weJl as the principal reactions occurring in the aquifer. Results of the ANOVA test show that regional water chemistry are not significantly changed spatially in eight watersheds. However, some ions such as $Ca^{2+}$, $HCO_{3}^{-}$ and $SO_{4}^{2-}$ show a meaningful watershed variation. Water chemistry variation according to sampling time (season) is not shown, except for $SO_{4}^{2-}$. The cluster analysis shows that significant water chemistry variation is eXplained by the distance from the coast. Factor analysis indicates that the water chemistry is changed according to various factors as follows: in the order of decreasing importance, water-rock interaction (mainly, carbonate dissolution), sea-salt spraying, and then contamination by fertilizers and agrochemicals.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 1999.04a
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• pp.99-101
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• 1999

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.168-171
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• 2003

연속주입추적자시험이 실시된 현장사이트의 규모는 4.5m$\times$4.5m$\times$6.0m 정도이다. 시험 사이트내에서 실시된 추적자시험은 주입공(Pl)에서 Rhodamine WT 50ppm 용액을 1.8$\ell$/min의 주입율로 6일 동안 연속적으로 주입함과 동시에 관측공(P2, P3, Il, I2, I3)에서 일정한 시간간격으로 지하수를 채수하여 추적자농도를 산출하였다. 시험결과, 지하수면 하부를 포함하는 관측공(P2, P3)의 최대추적자농도는 초기주입농도의 10% 정도이며, 지하수면 상부에 위치한 지하수공(Il, I2, I3)들에서의 최대추적자농도는 초기농도의 75% 정도로서 추적자의 농도차이가 상대적으로 매우 크게 나타났다. 본 연구에서는 자유면대수층내에서 포화대를 포함한 관측공과 비포화대만을 포함한 관측공에서의 수리분산특성에 대해 비교.분석한 결과, 오염물이 연속적으로 토양에 유입되는 경우 비포화대 구간에서는 이류기작에 의한 농도희석이 거의 없으므로 오염물농도가 매우 클 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.4
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• pp.575-586
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• 2003

In case of continuous input of a pollutant, dispersion characteristics do not change much with changing dispersion coefficient, but that of an instantaneous input is very sensitive to the changes of dispersion coefficient. The characteristics of behavior of instantaneous input of a pollutant at the downstream of Han river were analyzed in this paper Field measurement of hydraulic and water quality factors at the downstream of Han river were conducted at low flow condition. The hydraulic factors were used to estimate the longitudinal dispersion coefficient, and the reasonable empirical equations for longitudinal dispersion coefficient at the downstream of Han river were suggested. The measured concentrations of BOD were closely matched with the calculated ones from RMA-4 model. In case of instantaneous input, range of dispersion, transport pathway and the traveltimes of the first and maximum concentration with variation of the longitudinal dispersion coefficients and water levels of downstream boundary were evaluated in this paper.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.7 no.4
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• pp.59-67
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• 2002

As a parameter for hydrodynamic modeling to define the range of seawater intrusion, dispersivities are frequently determined from pre-experiments or theoretical studies because field experiments need a lot of time and expenses. If the dispersivities are inadequate for an aquifer, the numerical results may have some errors. We examined the validity of longitudinal dispersivities by comparing the ranges of seawater intrusion with numerical modeling, field data and apparent resistivity sections. In the numerical modeling the TDS distributions simulated by the Xu's longitudinal dispersivity are more similar to the values of TDS measured at monitoring wet]s and boreholes than those by the Neuman's longitudinal dispersivity. The ranges of seawater intrusion by numerical simulations using Xu's longitudinal dispersivity show that the contour line of 1000 ㎎/L. as TDS is located at 480 m from the coast in May, while at 390 m in July. The difference is originated from the shift of the interface between seawater and fresh water. It moved toward the coast in July because of the seasonal increase of hydraulic gradient according to rainfall. A contour line of 15 ohm-m was used to define the range of seawater intrusion in apparent resistivity sections. From this criterion on the interface between seawater and fresh water, the range of seawater intrusion is located at 450 m from the coast. This result is similar to the range of seawater intrusion simulated by the numerical modeling using Xu's dispersivity. Therefore the range of seawater intrusion shows the difference due to the dispersivities used for the hydrodynamic modeling and the dispersivity generated by the Xu's equation is considered more effective to decide the range of seawater intrusion in this study area.