• 한국지리정보학회지
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• 제15권2호
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• pp.86-102
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• 2012

본 연구에서는 지리정보시스템(GIS)과 빈도비 모델(frequency ratio model)을 이용하여 부산 남구 및 연제구 지역의 침수 지역 예측 기법을 적용하여 취약성도를 작성 및 검증하고자 한다. 침수 피해와 관련된 요인으로는 지질도, 지형도(경사도, 표고, 곡률 및 하천), 토양도(토양 배수, 유효토심 및 토성), 임상도(경급, 영급, 소밀도 및 수종) 및 토지이용(불투수층 및 그린인프라) 등의 자료를 선정하여 GIS 기반의 공간 데이터베이스로 구축하였다. 2009년 160개소의 침수지역 중 50%(80개소)는 침수 관련 항목들간의 상관관계를 분석하는데 활용되었고, 50%(80개소)는 작성된 검증을 위하여 사용하였다. 침수 관련 항목들간의 상관관계는 불투수층 지역에서는 교통지역이 가장 높았으며, 경사도 $11{\sim}15^{\circ}$및 표고 15m 등에서 높았다. 분석된 상관관계를 GIS 중첩분석을 수행하여 침수 취약성도를 작성하였다. 계산된 침수 취약성은 기존 침수 관련 항목들 간의 관계를 정량적으로 설명하고 표현하여 취약성 지수가 높을수록 향후 침수피해가 많은 것을 의미한다. 침수 취약성도는 관련된 재해를 줄이고, 토지이용 및 건설과 같은 도시계획 분야에서 사용될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.31-38
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• 2007

현재 실무에서 사용되고 있는 샌드매트의 설계법에서는 주로 수평배수층의 배수거리, 침하속도, 투수성 등을 설계 인자로 사용하고 있으며, 현장 시공 시에는 성토체 하부에 동일한 두께로 시공하고 있다. 그러나 하부 연약지반의 변형에 따라 성토 중앙부와 양단에서 부등침하가 발생하게 되어 샌드매트 두께산정에 있어 과소평가될 가능성과 배수지연을 유발할 우려가 있음이 지적되어왔다. 본 연구에서는 연약지반의 변형으로 인해 생기는 부등침하의 발생이 배수지연 및 샌드매트의 두께산정에 어떠한 영향을 미칠 수 있는지 여부를 수치해석을 통해 분석하였다. 해석 결과 부등침하로 인하여 실질 유로두께의 감소를 확인할 수 있었으며, 새로운 위치수두의 차가 발생하여 배수지연 현상을 유발할 가능성이 있음이 확인되었다. 이에 대한 대응책으로 본 연구에서는 사전에 부등침하를 예측하여 성토 중앙부의 샌드매트 두께를 증가시킨 마운드형 샌드매트의 적용성에 대하여 검토하였으며, 압밀의 진행에 따라 변형이 크게 발생하여도 소정의 실질 유로두께를 유지하고 있음을 확인하였다. 특히, 마운드형 샌드매트는 연약지반 성토와 같이 변형의 분포가 위치에 따라 다른 경우의 건설공사에 매우 유효하리라 판단하며, 경제적이고 합리적인 수평배수재로서 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 또한, 마운드형 샌드매트의 설계를 위해서는 성토단계별로 압밀속도, 배수거리나 투수성뿐만 아니라 연약지반의 침하특성을 정확하게 예측하는 것이 필수적이라고 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.459-467
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• 1998

유사매질개념에 의하여 비균질 다공성 매질을 설명할 수 있는 기존의 방법은 미시 밀러 상사(Mis), 거시 밀러 상사(MaS)와 웨릭 상사(WS)로 나눌 수 있고, 그들간의 관계는 MiS ⊂ MaS⊂ WS(⊂: subset)임을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법은 WS에서 축적변수 $\alpha$=w 로 가정하고 함수량을 포화도 대신 유효포화도로 축적한 것이다. 이 방법은 검사해석의 관점에서 일반성이 결여되지 않고, 축적변수 $\alpha$만으로 비균질 매질을 설명할 수 있다. 즉 =1($\alpha$의 평균값)인 매질은 비균질 매질에 상응하는 등가매질을 의미하고, $\alpha$의 표준편차는 다공성 매질의 비균질 정도를 설명한다. $\alpha$>1인 매질의 특수계수는 등가매질의 투수계수보다 크며 또한 유효함수량은 $\alpha$>1인 매질에서 크게 나타난다. 이와같은 $\alpha$의 성질을 이용하여 가상적인 여직 1차원 비균질 다공성 매질을 난수 발생기법으로 생성하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권1호
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• pp.53-64
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• 2012

본 연구 (II)에서는 앞선 연구 (I)에서 개발된 지표 및 지표하 유출해석 모듈의 적용성과 수치해석적인 안정성에 대한 분석하였다. 개발 모듈의 유출해석에서 기존 강우-유출해석 모형에 비해 특징적인 침투해석에 관한 모의를 위해 침투해석 방식이 서로 다른 FFC2Q 모형과 $Vflo^{TM}$을 비교대상으로 선정하여 동일한 투수층 유역에 적용하여 모의 결과를 비교분석해 보았으며, 강우의 크기와 토양의 유효토심 및 강우발생시점부터 강우종료 후 경과시간에 대한 모의조건을 설정하여 개발모듈의 적용성과 해석결과의 안정성을 검토해 보았다. 이상의 테스트에서 본 연구의 개발 모듈은 침투과정을 물리적으로 나타내는 전형적인 형태를 잘 나타내었으며, 토양조건 별 포화시점도 상이하였고, 수두가 증가되는 기울기도 다르게 구현함으로써 토양별 특성치를 비교적 잘 보여주었다. 또한, 강우강도가 유출에 미치는 영향과 시간분포에 대한 모의결과도 잘 반영하였으며, 마지막으로 타 모형과의 비교결과에서도 강우-유출해석에 대한 정확도가 높게 평가될 만한 결과를 도출하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제44권2호
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• pp.92-96
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• 2001

농경지로의 개발 가능성이 높은 중국 길림성 백성지역의 주요한 토양인 흑개토의 이화학성 및 인산 흡착특성을 조사하였다. 토지 이용방식 또는 재배작물이 서로 다른 중국 길림성 백성지역 4곳과 중국 용정에 위치한 연변 대학교 농과대학 부속 시험장 1곳에서 1993년 8월에 토양을 채취하여 실험을 수행하였다, 중국 길림성 백성지역 토양의 $_PH$는 미경작지 10.2, 경작지는 $7.3{\sim}7.6$으로 비교적 높았다. 양이온 치환용량은 20 cmol(+) $kg^{-1}$ 이상이었으며, 치환성 양이온 중 Na는 특히 표토에 많이 존재하였으며, Ca의 함량이 매우 높아 Ca 포화율이 100% 이상을 나타내었다. 토양 포화 침출액의 주요 양이온은 Na이었으며, ECe와 SAR을 기준으로 백성 미경작지 토양은 염류-나트륨성 토양, 경작지 토양은 나트륨성 또는 일반 토양에 해당하였다. 백성지역 토양의 유효인산 함량은 10mg P $kg^{-1}$ 미만으로 아주 낮았으며, 최대 인산흡착량은 $ $ mg P $kg^{-1}$이었다. 길림성 백성지역 토양의 경우 유효인산 함량이 매우 낮아 토양 비옥도 중진을 위한 인산질 비료의 시용과 함께 토양 투수성의 개선 등과 같은 적절한 토양 관리가 필요하며, 용정지역 토양의 경우에는 인산흡착 특성을 고려하여 인의 과잉 축적을 방지하기 위한 인산질 비료의 적정 시용을 권장하여야 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.88-96
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• 2020

이 연구에서는 고흡수율 폴리머(SAPs)를 포함하는 시멘트계 재료의 자기치유에 대한 습윤/건조 반복 작용의 영향을 실험적으로 평가하였다. 매 주기마다 SAP 함량을 변수로 하는 시멘트 페이스트 시편을 균열 이후 1시간 동안 습윤 조건에 노출시키고(흡수율시험 및 투수시험 진행), 47시간 동안 건조 조건에 노출시켰다. 흡수율시험 결과 SAP 미혼입 시편, SAP 0.5%, SAP 1.0%, SAP 1.5% 혼입 시편의 균열을 통한 흡수율이 각각 1주기 대비 8주기 이후 22.9%, 36.8%, 42.8%, 46.3% 감소한 것으로 나타났다. 또한, 투수시험 결과 모든 시편의 균열을 통한 물 유출량은 습윤/건조 주기에 따라 점차 감소하였으며, 특히 SAP 함량이 증가할수록 유량 감소율은 증가하였다. 또한, X-ray CT 분석을 통해 균열 내 SAPs의 유입수에 의한 팽윤 거동이 확인되었다. 실험 결과는 SAPs가 유입수를 흡수하여 팽윤함에 따라 유효 균열폭이 감소될 수 있고, SAPs는 흡수한 물을 건조 조건에서 주변 균열부에 공급함에 따라 치유 생성물의 형성을 촉진시킬 수 있음을 나타낸다. 이 연구의 결과는 SAPs의 혼입이 균열의 수밀성을 증가시킴에 따라 시멘트계 재료의 자기치유 성능을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권7호
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• pp.5-14
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• 2020

간사이 공항은 1994년 9월에 개항하였다. 제 1기섬 완공 후 26년이 지났지만 여전히 장기침하가 진행되고 있다. 이 침하는 Pleistocene층에서 발생하고 있다. 계속적으로 변하는 수평방향으로의 지층두께 및 세립분의 함유량이 달라 Pleistocene 모래층의 투수성을 결정하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 또한 인접한 제 2기섬의 건설에 따른 지반의 상호거동을 예측에 대한 어려움도 존재한다. 이 문제를 해결하기 위해서, 인접한 두 매립 섬의 건설에 따른 교차하는 Pleistocene 지반의 상호거동을 포함한 장기변형을 평가하기 위해 탄점소성을 고려한 2차원 유한요소해석이 수행되었다. 일반적으로 2차원해석은 한 개의 단면이 전체 단면을 대표할 수 있을 때 사용이 가능하다. 하지만 간사이공항은 매립에 의한 인공섬으로서 2차원 해석으로는 섬의 코너(corner) 부분의 응력 변형문제에 적용할 수 없으며, 물리탐사를 통한 실제 하부지반의 구조도 불균질하며 그 두께 또한 일정하지 않아 2차원해석만으로는 한계가 있다. 즉, 3차원 해석이 강력히 요구된다. 이러한 요구에 의해 본 저자는 탄점소성 해석이 가능한 기존의 2차원 프로그램을 3차원으로 확장하였으며, 1차원 압밀해석해을 통해서 개발한 3차원 프로그램의 검증(verification)을 완료하였다. 본 논문은 검증을 마친, 개발한 3차원 프로그램의 유효성을 입증하기 위해서, 2차원 프로그램을 이용한 기존의 연구와 동일한 해석조건으로 해석을 수행하여, 해석결과를 2차원 결과와 실제 계측값과 비교함으로서 개발한 3차원 수치해석프로그램의 유효성을 입증(demonstration)하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.971-975
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• 2009

본 연구에서는 격자강우량과 GIS와 연계한 격자기반의 공간수문자료들을 모형의 입력매개변수로 활용하고, 수계망을 통하여 유역 출구까지 운동파(kinematic wave)이론에 의해 유출량을 물리적으로 추적해 나가는 격자기반의 분포형 강우-유출모형인 K-DRUM(Kwater Distributed RUnoff Model)을 개발하였고, 지표유출량에 가장 큰 영향을 주지만 실제 관측 및 적용이 용이하지 않은 유역의 초기토양함수상태에 대한 자동보정기법을 개발하였다. 개발된 자동보정기법을 이용하여 남강댐유역을 대상으로 적용가능성을 평가하였다. 연구에서 사용한 강우사상은 남강댐 유역에 큰 영향을 준 태풍 루사 (2002년 8월 31일 01시$^{\sim}$9월1일 23시), 태풍 매미 (2003년 9월 12일 01시$^{\sim}$9월13일 23시), 2004년의 대류성강우 (2004년 7월14일 01시$^{\sim}$7월 16일 10시) 및 태풍 에위니아 (2006년 7월 8일 18시$^{\sim}$7월11일 12시)의 총 4개의 사상을 대상으로 하였다. 개발한 유역의 초기토양함수상태 자동보정기법에 의한 유출모의의 적용성을 검토하기 위하여 모의에 사용된 매개변수 중 토지피복도에 의해 결정되는 조도계수와 토양도에 의해 결정되는 유효토심, 흡인수두계수, 공극률 및 투수계수는 4개의 강우사상에서 모두 동일한 조건으로 설정하였고, 유역내 토양 내부 수분함유량 산정을 위한 초기 기저유출량은 검토대상 기간 시점부에서 관측된 유출량으로 설정하였다. 초기토양함수상태 자동보정기법 적용을 통한 유출해석의 정확도는 체적오차 백분율(VER)과 첨두 유량 오차 백분율(QER)을 이용하여 평가하였으며, 이를 통해 본 모형이 유출량에 대한 정확성을 확보하고자 하였다. 본 연구에서 개발된 자동보정 기법을 적용한 결과, 초기토양조건을 설정하는데 있어서 기존의 시행착오법으로 인해 소요되는 시간과 유역내 토양 특성과 지형형상을 고려하지 않는 설정으로 인해 발생될 수 있는 문제점을 해결할 수 있었으며, 유출계산 결과도 유량의 크기와 첨두시간 모두 관측값과 비교적 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.540-540
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• 2012

강우 발생시 유역에 집수된 물이 하천에 이르는 경로에 따른 유출은 지표유출, 지표하유출, 지하수유출로 구분된다. 정확한 수문순환 과정의 해석을 위해서는 지표 흐름뿐만 아니라 지표하 및 지하수 흐름의 해석이 중요한 실정이나 일반적으로 실무에서 사용되는 강우-유출해석 모형은 지표유출을 해석하기 위한 모형이 대부분이며, 지표하 유출과 침투량을 산정하는데 어려움이 있다. 일반적인 강우-유출해석 모형은 Horton 방법, NRCS 방법, Green-Ampt 방법에 의해 유효우량을 분리하며, 이 과정은 침투량을 직접적으로 모형화 할 수 없으므로 지표 및 지표하, 지하수 흐름을 복합적으로 해석할 수 있는 모형이 질적이나 양적으로 부족한 실정이다. 이러한 지표하 흐름과 침투량을 산정하기 위하여 FE-FLOW, PM, MS-VMS, GMS, GW-VISTAS, ARGUS 및 MODFLOW와 같은 지하수 모형을 사용하고 있다. 본 연구에서는 지표하유출 산정을 위한 침투량의 비교분석을 위해 현재 가장 범용되는 지하수 유동 모델링 프로그램인 Visual Modlfow 모형과 GMS 모형을 이용하여 침투량 산정을 위한 수치 모의를 진행하였다. 각 모형의 입력자료는 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험시설 자료를 이용하여 동일한 조건을 부여하고, 두 모형의 비교를 위해 Visual Modflow에서는 MODFLOW의 기본 해석방법인 유한차분법(FDM)을 이용하고, GMS 모형에서는 3차원 유한요소해석이 가능한 GMS-FEMWATER를 이용하였다. 두 모형의 수치모의 조건으로 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험방법과 동일하게 공극률에 따른 투수성 보도블럭의 구분과 50mm/hr, 100mm/hr, 150mm/hr, 200mm/hr의 강우강도별 선행함수조건에 따른 수치모의를 진행하였으며, 수치모의된 침투량의 적정성을 판단하기 위하여 국립방재연구원의 침투실험 결과자료와 비교분석하였다. 침투실험 자료와 각각 수치모의된 침투량을 비교분석한 결과 서로 유사한 경향을 보이고 있으나 초기 침투시 상대오차가 비교적 크게 발생하였다. 이는 수치모형의 경우 수리실험과는 다르게 모의시작과 동시에 해당 강우강도의 침투가 시작되므로 초기 유입 유출량 발생시간의 차이가 종료시간까지 누적 침투량에 미치는 것으로 판단되며, 매개변수에 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권2호
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• pp.168-177
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• 1997

열대지방인 라이베리아 Buchanan 지역의 수도작 시범농장 건설사업의 설계 및 영농 기초자료를 제공키 위해 토양조사를 실시하여 토양의 이화학적 특성과 수도재배에 미치는 영향에 대하여 연구하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. Plinthite를 갖는 Oxic B 층위가 30cm 이상이며 토양층위가 불명료하고 표토층의 유기물 함량이 낮은 Ochric A층을 나타내며 토양배수가 양호내지 약간 양호한 사양질 토양이다. 토양분류상 Ferralsols로 분류 할 수 있다. Plinthite가 균일하지는 않지만 전 층위를 통해 발견되며 공기에 노출될 경우 매우 단단해져 ironstone이 되었으며 특히 심토가 표토에 노출될 경우 수 시간 내에 매우 단단해지는 토양특성이 있다. 답작지로 개발 후 써레질이나 경운 등을 할 때 주의해야 할 사항이다. Plinthaquox로서는 점토함량이 낮은 편인데 이는 흰개미에 의해 지표 이하의 미립질 토양이 이동하여 흰개미집을 짓는데 이용되었기 때문일 것이다. 심토에는 Lateritic gravel인 Plinthite가 5~30% 가량 함유되어 있으며 기층에는 석영이 많이 함유된 Plinthite가 50% 이상이나 된다. 유효 Fe농도가 표토층에서 230~330mg/kg이고 심토층에서는 급격히 높아져 최고 2,200mg/kg까지 함유되어 있었다. 따라서 철분 독성이 심각하였으며 벼 재배시 벼가 수일 내에 황화현상을 일으켜 고사하였다. 흰개미집이 조사지역 내에 1ha 당 평균 14개나 분포되어 있으며, 이를 시범포 전 면적에 살포될 경우 약 1.2cm의 객토효과가 기대된다. 주변 토양보다 pH, 질소, 유효인산, 치환성염기가 현저히 높고 특히 Ca함량이 2,900mg/kg이나 되었으며 주변에 비해 매우 양호한 식생상태를 보였다. 철분독성에 대한 내성은 전반적으로 한국품종에 비해 라이베리아 품종이 강하였으며, 한국품종은 한강찰벼가, 라이베리아 품종은 Nizersail과 Suakoko 8이 강하였다. 따라서 본 시범포에서는 이 품종들이 추천되었다. 분포면적 가중평균 삼투량은 8.3mm/day이고 침입량은 2~2.5mm/hr 토양투수성이 양호한 편이다.