• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.200-200
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• 2021

하천은 용수공급, 관개, 친수활동, 산업활동 등 인간의 활동에 중요한 역할을 한다. 이에 따라 수질관리는 필수적이며 유기물, 중금속, 화학물질 등의 용존물질들은 수질문제에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서 하천에서의 용존물질의 혼합 거동을 파악하기 위한 연구가 지난 수십년간 이루어지고 있다. 하천 흐름에 따른 오염물질의 이동 및 확산 거동을 예측하기 위하여 1차원 추적모형이 활용되는데, 그 중 하천저장대 모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용된다. 하지만 TSM은 매개변수에 대한 의존성과 불확도가 크며, TSM의 저장대에서의 농도분포에 대한 지수함수형태의 모델링이 하상간극수역(Hyporheic zone)에서의 저장대 특성을 반영하기에 구조적으로 부정확하다는 단점이 제기되고 있다. 최근 이러한 TSM의 단점을 보완하고 하천에서의 저장대 메커니즘을 보다 정확하게 구현하고자 체류시간분포(residence time distribution)를 이용한 확률론적 저장대 모델링 프레임워크가 등장하고 있다. 본 연구에서는 본류대와 저장대에서의 오염물질의 체류시간분포를 분리하여 해석하고 이를 전달함수(transfer function)를 이용한 합성곱으로 결합한 형태의 프레임워크를 적용하여 모델링하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 2019년 감천의 4.85km 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 실험 당시 유량은 12.9 m³/s로 풍수기에 해당되며 평균 유속은 약 0.6 m/s로 측정되었다. 모형의 매개변수는 추적자 실험으로부터 최적화 기법을 통해 역모델링기법으로 결정하였다. 제안된 모형에 의한 모의 결과를 추적자 실험에서의 농도측정자료와 비교한 결과, 평균 0.988의 결정계수를 보여 매우 높은 정확도를 보이고 있음을 알 수 있었다. 저장대특성을 나타내는 농도곡선의 꼬리부에 대하여 같은 조건에서 1차원 이송-분산(ADE) 모형, TSM의 모의결과와도 비교한 결과 본 모형은 추적자 실험 농도측정 결과와 평균 0.195의 오차율을 보이며, 이는 ADE 모형과 TSM의 오차율인 14.03과 1.866에 비해 매우 정확한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.991-995
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• 2010

충주댐 유역을 대상으로, SWAT-K 모형의 적용을 통해 신뢰성 있는 장기간의 유량 및 수질모의자료를 기반으로 오염물질의 거동 특성을 파악하는 한편, 각 하천구간내 오염물질의 침식과 퇴적, 생물학적 변환 및 자정작용 등을 고려한 하천구간별 유달율을 산정하였으며, 각 하천구간별 유달 특성을 이용하여 점원 비점원에 의한 배출부하량 및 토지이용별(논 밭 산림) 배출부하량이 유역 하류측 충주댐 지점에서의 총 유달부하량에 미치는 영향을 평가하였다. 오염원별 기여도 분석 결과, 전체 유사량의 84%, 총질소의 93%, 총인인 92% 정도가 비점오염원에 의한 영향으로 나타났으며, 토지이용별로는 유사나 총인은 밭의 기여도가 높게 나타난 반면, 총질소는 유역내 면적비중이 큰 산림에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.56 no.5
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• pp.501-514
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• 2023

Forest fires can generate numerous pollutants through the combustion of vegetation and cause serious environmental problems. The global warming and climate change will increase the frequency and scale of forest fires across the world. In Korea, many nuclear power plants (NPPs) are located in the East Coast where large-scale forest fires frequently occur. Therefore, understanding the sorption and transport characteristics of radionuclides in the forest fire areas is required against the severe accidents in NPPs. This article reviewed the physiochemical changes and contamination of groundwater and soil environments after forest fires, and discussed sorption and transport of radionuclides in the subsurface environment of burned forest area. We considered the geochemical factors of subsurface environment changed by forest fire. Moreover, we highlighted the need for studies on changes and contamination of subsurface environments caused by forest fires to understand more specific mechanisms.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2002.05a
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• pp.389-393
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• 2002

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.7
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• pp.495-507
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• 2021

With the recent industrial development, accidental pollution in riverine environments has frequently occurred. It is thus necessary to simulate pollutant transport and dispersion using water quality models for predicting pollutant residence times. In this study, we conducted a field experiment in a meandering reach of the Sum River, South Korea, to validate the field applicability and prediction accuracy of RAMS+ (River Analysis and Modeling System+), which is a two-dimensional (2D) stream flow/water quality analysis program. As a result of the simulation, the flow analysis model HDM-2Di and the water quality analysis model CTM-2D-TX accurately simulated the 2D flow characteristics, and transport and mixing behaviors of the pollutant tracer, respectively. In particular, CTM-2D-TX adequately reproduced the elongation of the pollutant cloud, caused by the storage effect associated with local low-velocity zones. Furthermore, the transport model effectively simulated the secondary flow-driven lateral mixing at the meander bend via 2D dispersion coefficients. We calculated the residence time for the critical concentration, and it was elucidated that the calculated residence times are spatially heterogeneous, even in the channel-width direction. The findings of this study suggest that the 2D water quality model could be the accidental pollution analysis tool more efficient and accurate than one-dimensional models, which cannot produce the 2D information such as the 2D residence time distribution.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.207-207
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• 2020

하천으로 유입된 오염물질의 거동을 정확하게 예측하는 것은 하천 시스템의 수질 유지관리에 매우 중요하다. 본 연구에서는 1차 감쇠율(decay rate)을 가진 비보존성 오염물의 비정상 이송해석 방정식의 해를 위해 유한체적기법이 개발되어졌다. 하천 흐름 해석을 위해 자연형 단면에서의 마름-젖음 해석이 가능한 기법이 도입되었다. 이 기법은 2차-정도의 정확성와 Courant 수가 1 까지 안정함을 보장한다. 도입된 기법은 Godnov 형의 유한체적기법을 이용하여 St. Venant 방정식들을 해석하였고 질량 및 운동량 플럭스는 Roe 형의 Riemann Solver 를 사용하여 연산하였다. 오염물의 이송 해석은 추가적인 이송-확산 방정식을 도입을 통해 기존의 St. Venant 방정식과 함께 풀려질 수 있다. 추가된 방정식과 St. Venant 식은 3×3 eigenstructure를 구성하였고 이는 2차원 흐름해석 기법과 유사하게 해석될 수 있었다. 본 연구 모형의 검증을 위해 오염물의 계속적 주입을 가정한 가상 및 실제 하천에 적용되었다. 연구된 기법은 모든 적용에서 합리적 정확도를 가지고 오염물질의 연속적인 특성을 잘 모의하고 있었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.6 s.167
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• pp.511-520
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• 2006

Riverbank filtration is a natural process, using alluvial aquifers to remove contaminants and pathogens in river water for the production of drinking water. In Korea, most of the drinking water is supplied by surface water in-take. However, maintaining the quality of the drinking water becomes more and more difficult due to the increase of contamination. In riverbank filtration, the understanding of contaminant transport is an important task for the production of high quality drinking water and for the maintenance of facilities. In this paper, the transport behavior of hydrophobic organic contaminants is investigated when contaminants coexist with dissolved organic matter (DOM) and bacteria. In the developed model, the aquifer is thought of as a four phase system: two mobile colloidal phases, an aqueous phase, and a stationary solid matrix phase. The model equations are solved numerically for various situations. Results indicate that the presence of colloidal matters can enhance the mobility of contaminant significantly and that partitioning coefficients play an important role in the process.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.127-128
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• 2001

라돈은 사람들이 노출되는 자연 방사능 중 가장 큰 부분을 차지하며, 전체 자연 방사능 중 약 50%를 차지한다. 라돈의 인체영향 대부분이 호흡을 통한 인체 내에 유입에 의한 것으로 알려져 있다. 라돈에 의한 인체영향과 대기 중 오염물질의 장거리 이동에 대한 연구를 위해 대기 중 라돈의 거동특성 연구가 필요하다. 또한 라돈농도의 지역적 분포와 시간변화에 대한 정보는 지역적 특성, 라돈의 배출, 대기 중 습성에 대한 라돈 연구에 중요하다. (중략)

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.8
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• pp.29-37
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• 2016

In order to prevent leakage of contaminants in offshore landfill, vertical barrier should be installed. Vertical barrier should be installed at designed depth of seabed to prevent the horizontal transport of contaminant in the subsurface. In this study, the seepage and contaminant transport in the subsurface according to embedded depth of vertical barrier were analyzed by using 2-D finite element analysis program SEEP/W and 3-D finite difference analysis program Visual Modflow. Numerical modelling results show that seepage flux and contaminant transport in seabed was greatly reduced when vertical barrier was installed at certain depth of low permeable layer. Therefore, the determination of minimum embedded depth for preventing contaminant leakage is helpful to design the economical vertical barrier.

• Water for future
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• v.28 no.6
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• pp.107-118
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• 1995

Mathematical models have been developed in which storage-relaease processes of pollutants are modeled to explain storage effect of variations of flow and channel geometry on mixing and transport of polluted releases in natural channels including low flow conditions. The models were tested by using the laboratory dispersion data. Comparisons between concentration-time curves predicted by using the proposed model incorporating two different submodels show that Storage-Diffusion Model seems to be superior in explaining physical processes inside the storage zone to the Storage-Exchange Model even though accuracies of simulation results by two models are about the same. The proposed model shows significant improvement over the conventional one-dimensional dispersion model in predicting natural mixing processes in open channels.