• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.215-234
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• 2002

지하수댐은 대용량의 지하수를 효과적으로 확보할 수 있는 시설로서 저류수는 유역조건과 대수층조건, 상류부 오염원 분포와 수질에 따라 상수도용, 중수도용, 농업용 또는 공업용 등으로 다양하게 이용할 수 있으므로 적절한 지하수범 설치 방법은 용수부족을 해결할 수 있는 주요 기술의 하나이다. 지하수법을 활성화시키기 위해서는 대수층 위치 및 지층에 맞는 적절한 차수공법의 선택과 정밀한 물막이벽 시공, 대수층 구조·수문·물수지 등의 정확한 분석, 장기적인 지하수 이용계획과 저류역내 수질보전대책 수립, 수위·수질에 대한 장기 모니터링 실시로 지속적인 유지관리, 지속가능한 대용량 취수기술에 대한 조속한 연구, 지하수댐 개발로 인한 주변환경에 미치는 영향에 대한 철저한 분석 및 대책 수립 등이 필요하다. 그리고 해안지역 지하수법에서 발생하는 염수침입 현상을 방지하는 방안으로 물막이벽을 이중으로 설치하는 방법이 있다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.91-98
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• 2014

본 연구는 지하댐 건설에 의한 지하수 증가량을 계산하고 지표수에 미치는 영향을 검토하는 것이 목적이다. 이를 위해 연구지역 면적과 지하수위, 유효공극률을 이용해 지하수량을 계산하였으며 영덕 오십천의 유황분석을 실시하여 지하수량 증가에 따른 지표수 변화를 검토하였다. 분석 결과 지하수 증가량은 지하댐 유역 기준으로 최대 $91,746m^3$이며 지하댐 하류의 지하수 감소량은 최대 $11,259m^3$인 것으로 계산되었다. 따라서 연구지역의 지하수 확보량은 총 $80,487m^3$이며 지하수 감소량은 지하수 증가량에 비해 12.27%에 불과한 것으로 나타났다. 댐 건설 후 하류지역의 유황곡선을 분석한 결과 댐건설로 인해 유출량의 변화가 최대 $3.00{\times}10^{-2}m^3/s$ 발생하였으나 댐 건설 전과 비교해 전반적인 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 지하댐이 지표수 환경에 영향을 주지 않으며 충분한 대체 수자원이 될 수 있다는 것을 의미한다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.127-136
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• 2008

지반의 수분량 분포 및 강우에 의한 침윤선 거동과 지하수 수위 분포조사와 같이 광역지역을 대상으로 한 물리탐사기법인 지하투과 레이다탐사(ground penetrating radar, GPR) 및 전기비저항탐사(electrical resistivity survey)등을 이용해 광역조사가 이루어지며, 이에 반해 지반의 유전 반응(dielectric responses)을 이용한 유전율 측정법(permittivity method)은 협소한 지점에 대한 보다 정확한 지반의 물성 파악을 위해 다양한 연구분야에서 적용되어 왔다. 본 연구에서는 불포화 지반에 인공강우를 내려 침윤선의 침투거동을 파악하기 위하여 토층의 수분량 변화를 frequency domain reflectometry 시험법을 적용하여 측정하고, 간극수압과 간극 공기압의 변화는 간극수압계로 측정하였다. 이들 측정센서는 일정 깊이의 불포화 화강풍화토 공시체 몰드에 매설하고, 상단부에서부터 강우의 침투수 거동을 계측하여 물성치 변화로부터 수분분포 및 침윤선 분포특성을 평가하는 기법을 제안하였다. 지반 변형을 효율적으로 평가하기 위해 지반의 체적함수비, 간극수압 및 간극공기압의 측정 기술을 기존의 측정법과 비교해 신속하고 정량적으로 파악할 수 있는 측정방법에 대한 연구를 진행할 예정이다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.133-141
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• 2017

본 연구에서는 지반함몰의 실질적 원인인 토립자 유실에 의한 함몰 가능성을 판단하기 위해 댐설계 시 활용되고 있는 코어재와 필터재의 입도 차이에 의한 필터조건을 굴착공사 주변의 지반조건에 대한 평가 조건으로 응용하였다. 이를 위해 여러 제안자들이 실험 등을 통해 제안한 필터 기준을 확인하였으며, 이 중 미공병단에서 제안한 필터조건을 이용하여 지반입도 조건에 따른 지반함몰 가능성을 판단해 보았다. 이를 통해 사용자가 지반조사 정보로부터 획득한 지반입도조건을 이용하여 빠르게 지반함몰 가능성을 판단할 수 있는 평가도표를 작성하였으며, 다양한 굴착 주변의 지층 변화에 따른 지반함몰 가능성을 쉽게 평가해 볼 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 입자유동 과정을 모사하기 위해 PFC3D 프로그램을 활용하였으며, 이것은 단순 지하수위 저하에 의한 지반침하 경향을 판단하는 것이 아니라 실질적인 토립자 유실에 의한 지반함몰 예측 및 평가가 지반입도조건을 통해 이루어질 수 있고 이를 수치해석 적으로 검증할 수 있음을 나타낸다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.153-164
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• 2017

지반 함몰 위험성에 대한 지질학적 인자는 매우 다양하다. 어떠한 지질학적 요인 또는 외부적인 영향에 의해 영향을 받을 수 있으며 동일한 지질학적 요인 내에서도 여러 가지 다른 물성값에 의해 지반함몰 영향인자가 결정될 수 있다. 다수의 논문 및 연구사례를 검토 한 결과 크게 7가지 범주의 지반함몰 요인이 있음을 알 수 있었다. 공동의 존재 여부에 따라 상재하중의 심도 및 두께가 지반침하에 영향을 줄 수 있고, 토사와 암반으로 구성된 지반에서는 그 경계면의 심도와 배향이 지배적 요소이다. 이 중 토사지반에서는 좀 더 다양한 영향인자로 구성이 되어있는데 토사의 종류, 전단강도, 상대밀도 및 다짐도, 건조단위중량, 함수비, 액성한계가 그것이다. 암반지반에서는 암석의 종류와 주 단열과의 거리 및 RQD가 영향인자로 구성될 수 있으며 수리지질학적 측면에서 접근했을 경우 강우 강도, 하천과의 거리와 심도, 투수계수 및 지하수위 변동이 영향을 줄 수 있다. 외부적인 요소도 지반함몰에 영향을 줄 수 있는데 굴착심도와 흙막이 벽과의 거리, 굴착공사 시 지하수 처리공법, 하수관로 등 인공시설물 존재 유무 등이 이에 해당된다. 최근 도심지의 지하구조물 건설에서 지반함몰 요소를 평가하는 것은 필수적일 것으로 예상된다. 본 연구에서 분석한 지반함몰 영향인자가 지반함몰위험 평가에 도움이 되기를 기대한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.81-92
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• 2008

이 연구에서는 개수로시스템에 설치된 조력발전용 수문(sluice)에 대한 수리모형실험을 수행하여 취득된 자료의 분석 결과를 제시하였다. 실험은 수문 최소단면의 폭 및 바닥높이가 서로 다른 여섯 가지 수문 모형에 대하여 이루어졌다. 수문의 측면형상이 같을 경우에 수문 최소단면의 폭을 증가시킴으로써 수문의 유량계수는 대체로 증가하였지만, 유량이 작고 수문 상류측의 수위가 낮을 때는 유량계수가 증가하다가 감소하는 경향이 나타났다. 또한, 최소단면의 폭에 무관하게 최소단면의 바닥높이가 높은 경우에 유량계수가 크게 나타났다. 실험결과로부터 기존의 타당성조사 사업 등의 수문 설계시에 주로 적용하였던 유량계수 값은 과소산정되었으며, 따라서 유량계수 값을 상향조정하여 사용하는 것이 타당하다는 결론을 얻었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.92-108
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• 2017

본 연구에서는 Navier-Stokes solver에 기초한 3차원혼상류해석법인 TWOPM-3D를 적용하여 고립파와 연안교량과의 상호작용을 수치해석적으로 수행하였다. 이 때, 고립파는 수치파동수로에서 수치조파되었고, 작용파력의 타당성은 본 수치해석결과와 기존의 실험결과와의 비교 분석으로부터 검증되었다. 이로부터 고립파의 파고, 교량의 종류와 위치 및 거더 수 등의 변화에 따른 수위변화와 유속변화를 포함하여 수평파력과 연직파력(연직상방파력과 연직하방파력)의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 거더교의 경우 입사파고의 증가에 따라 수평파력과 연직파력의 각 최대치는 증가하는 경향을 나타낸 반면, 거더 수의 변화에 따라서는 서로 상이한 변동특성을 나타내었으며, 연직파력에 수중에 연행되는 공기가 큰 영향을 미치는 것 등을 결과로부터 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권1호
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• pp.60-67
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• 2010

무인도서의 지속가능한 이용을 보장하기 위해서는 이용 개발계획을 수립할 때 무인도서 생태계의 높은 가치를 충분히 고려하고, 이용 개발 행위가 이루어지기 전에 환경수용력을 먼저 평가할 필요가 있다. 이 연구에서는 에머지 개념과 방법론을 이용하여 무인도서인 인천광역시 옹진군 소재 선갑도의 생태계 가치와 환경수용력을 평가하였다. 선갑도의 에머지 평가경계는 육지부뿐만 아니라 '무인도서의 보전 및 관리에 관한 법률'의 무인도서 관리범위를 따라 만조수위선으로부터 1 km이내의 해역까지 포함하였다. 선갑도 생태계로 유입하는 재생가능 에머지량은 $1.04{\times}10^{20}$ sej/yr로, 해면부의 조석 에머지가 가장 중요하였다. 선갑도의 가치는 연간 299억 Em￦으로 높게 나타났다. 선갑도 육지부와 해면부의 에머지 기여도를 모두 포함하여 환경수용력을 계산한 결과, 우리나라 평균 수준개발 시나리오의 경우 6,586명, 장기적 지속가능성 시나리오의 경우 2,337명이었다. 그러나 선갑도 육지부가 공급하는 에머지만 고려할 경우 환경수용력은 우리나라 평균수준 개발을 가정할 경우 14명, 장기적 지속가능성을 고려할 경우 5명에 불과하였다. 따라서 선갑도를 포함한 무인도서의 생태계 가치를 유지하고 무인도서 이용의 지속성을 보장하기 위해서는 이용 개발계획 수립단계에서부터 환경수용력을 고려하도록 제도화 할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제24권3호
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• pp.319-327
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• 1991

제주도(濟州島)는 화산암(火山岩)과 화산쇄설오퇴적층으로 형성(形成)된 한반도(韓半島)에서 가장 큰 섬이다. 지형(地形)은 저지대(低地帶)로 현무암(玄武岩)이 넓게 분포(分布)하며 섬 중앙(中央)에는 1950m의 화산(火山)이 우뚝 솟아 있으며 정상에는 화산분출(火山噴出)에 의(依)해 형성(形成)된 화구(火口)가 존재(存在)한다. 지표수(地表水)의 유출(流出)은 대단히 빈약하여 용수이용(用水利用)은 지하수(地下水)와 용출수(湧出水)에 거의 의존(依存)한다. 본(本) 도(島)에는 약(約) 1650여개소의 지하수개발공(地下水開發孔)이 있는데 대부분 $1,000{\sim}2,000m^3/day$의 산출(産出)이 가능(可能)하다. 근래에 와서 지하수이용증대(地下水利用增大)에 따라 해안(海岸) 인접지역 특(特)히 동부지역중(東部地域中) 일부(一部)에서는 해수침입현상(海水侵入現象)이 일어나고 있다. 이 지역(地域)의 지형(地形)은 아주 평저하고 지하수위(地下水位)도 해수면(海水面)가까이에 위치(位置)하여 지하수의 과잉 양수(揚水)는 결국 해안(海岸)으로부터 최고(最高) 6km 내륙까지 해수침입(海水侵入)을 초래하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위(爲)하여서는 장기(長期) 수리화학적(水理化學的)인 감시체계망 설치가 무엇보다도 필요(必要)하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.346-353
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• 2016

일부 연구용 원자로의 설계조건상 사이펀 현상은 배관 파단 사고 시 수조수의 지속적인 방출을 유발할 수 있다. 사이펀 차단기는 이러한 현상을 효과적으로 제한하기 위한 안전장치로, 유체역학적인 특성상 사이펀 차단 현상 해석을 위해 고려해야 할 변수가 많고 계산이 복잡하다. 이에 사이펀 차단 현상을 쉽게 분석할 수 있는 프로그램을 개발하게 되었다. 윈도우8 운영체제에서 비쥬얼 스튜디오 2012를 이용하여 MFC프로그래밍으로 개발되었으며, 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 GUI형식으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 사용자가 입력한 값으로부터 유체역학적 관계식을 통해 3단계의 연산과정을 거쳐 시뮬레이션을 진행한다. 베르누이 방정식으로부터 유속과 유량을 구하여 수위, 언더슈팅, 압력, 손실계수, 그리고 이상 유동과 관계된 값들을 연산한다. 프로그램에 적용된 이상유동 해석모델은 Chisholm 모델이며, 실제와 유사하게 시뮬레이션이 가능함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 그래프를 통해 나타나기 때문에 사용자는 전체적인 차단 현상을 쉽게 파악하는 것이 가능하며, 시뮬레이션 데이터의 저장 또한 가능하다. 따라서 사용자는 사이펀 차단기 시뮬레이션 프로그램의 사용을 통해 사이펀 차단 현상을 쉽게 확인할 수 있으며, 사이펀 차단기의 실제 설계에도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.