• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.11-21
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• 2020

본 연구는 대수층과 저투수층이 존재하는 단일시스템에서 trichloroethylene (TCE)과 tetrachloroethylene (PCE)의 거동에 대해 1차원 확산 해석해를 사용하여 저투수층의 농도 분포, 대수층과 저투수층의 경계면에서 확산 선속, 그리고 역확산에 의한 대수층의 오염 지속성을 모델링하였다. 모델링에 사용된 해석해는 이전 연구에서 많이 사용되었던 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 본 연구에서 제시한 저투수층의 두께가 유한한 조건을 고려한 해석해를 모두 사용하였다. 제시된 해석해의 타당성을 평가하기 위해 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 Yang et al.(2015)이 개발한 1차원 확산 해석해의 결과를 Nash-Sutcliffe 유효계수(NSE)로 비교하였다. 저투수층의 농도 분포, 확산 선속, 그리고 대수층의 오염 지속성 등 모든 결과에서 무한한 조건의 해석해를 이용하였을 때 과소평가되는 결과를 나타내었다. 그리고 본 연구에서 제시한 해석해의 결과와 Yang et al. (2015)이 개발한 해석해의 결과는 높은 일치성(NSE = 0.99)을 보였다. 본 연구에서 제시한 해석해를 실제 오염된 부지에 효율적으로 적용하기 위해 유효확산계수, 저투수층의 두께, 그리고 확산된 시간을 이용하여 확산 거리(Z_d)라는 용어를 소개하였다. 확산 거리가 0.7 보다 작은 경우 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해를 사용할 수 있으며, 확산 거리가 0.7 보다 큰 경우 저투수층의 두께가 유한한 확산 해석해를 사용하여야 모델링의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제43권4호
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• pp.359-369
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• 2010

본 연구는 서반부지역(북서부 소지역, 서부 소지역, 남서부 소지역)에 광역상수도용 수원지 개발을 위하여 굴착된 지하수공을 중심으로 대수층 체계를 분류하고, 수리지질 특성을 규명하였다. 북서부 소지역의 대수층 체계는 상부 투수층-상부 저투수층-하부 투수층-하부 저투수층으로 구성되고, 서부 소지역과 남서부 소지역의 대수층 체계는 상부 저투수층-투수층-하부 저투수층으로 구성된다. 투수량계수와 비양수량은 북서부 소지역, 서부 소지역, 남서부 소지역의 순으로 낮아진다. 비양수량과 응회암의 산출 고도는 비교적 높은 반비례 관계(상관계수 -0.848)를 보이며, 이는 응회암이 대수층의 밑바닥 역할을 하기 때문으로 판단된다. 3개 소지역에 대해서 2004년 수마트라 지진에 의한 지하수위 변동 분석결과, 북서부 소지역에서 평균 23.74 cm로 가장 크며, 서부 소지역에서는 평균 9.48 cm이고, 남서부 소지역 에서는 지하수위 변동이 나타나지 않았다. 그리고 지진에 의한 지하수위 변화는 투수량계수 및 비양수량과 정비례관계를 가지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.189-189
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• 2019

도시화에 따른 토지이용패턴의 변화로 불투수면적이 증가하여 빗물의 침투량이 감소하고, 유출량은 증가하는 등 집중호우시 침수피해를 야기하게 된다. 또한 오염원의 증가로 수질오염과 지하수고갈에 따른 건천화 등 부정적 효과를 초래하는 것으로 알려져 있다. 최근 기후변화에 따라 물순환 체계가 변화하고 있으며, 이로 인해 도시의 홍수 및 가뭄이 극심해지고 시민의 삶의 질도 위협받고 있다. 우리나라의 경우 지속적으로 도시화 및 불투수면적이 증가하고 있으며, 집중호우의 발생빈도 또한 높아 심각한 수자원 물재와 홍수피해위험이 높다. 이에 도시의 물환경 변화 및 왜곡된 물순환 체계를 지속가능하도록 개선해야 할 필요성이 제기되었다. 환경부 및 국토부 등 정부기관에서는 물환경지속가능성을 위하여 저영향개발 기술요소를 도입하고 적용하고 있다. 본 연구에서는 침수위험지역의 저영향개발기법을 도입하여 유출저감 효과를 모의하고, 경제성 분석을 하였다. 본 연구의 대상지역은 경상남도 김해시 안동지구이며, 면적 364.2ha, 투수층면적 160.7ha, 불투수층면적 203.5ha로 불투수율은 55.90%로 산정되었다. 대상지역인 안동지구 우수관로현황 조사결과 (30년빈도 강우강도 적용) 관로의 통수능 검토시 전체관로 26.97km 중 통수능 부족관로는 15.60km로 전체대비 약 57.8%로 나타났다. 안동지구 내 우수관거는 간선관로의 경우 10년빈도, 지선관로의 경우 5년빈도로 설계, 시공되어 있으므로 각종 공단이 입지한 시가지인 안동지구는 도로포장등으로 인해 불투수층이 대부분을 차지해, 강우시 도로표면 유출수의 증대로 침수피해가 가중되는 것으로 판단되었다. 이에 저영향개발기법을 적용하여 맨홀로 유입되는 직접유출(DCIA, Directly Connected Impervious Area)를 줄이고, 유지관리 등을 고려하여 경제성을 평가하여 향후 침수위험지구 관거개량시 저영향개발기법을 활용할 수 있도록 하고자 한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.283-286
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• 2003

국내의 12개소 저산출 우물을 대상으로, 외국의 유정들에서의 산출량 증대를 위하여 많이 사용되고있는 인공수압파쇄 방법을 적용하여 산출성 증대 효과를 검증하였다. 12개소에 대하여 수압파쇄시험 전후로 양수 시험을 실시하여 투수성 증대 등의 효과와 비양수량을 정량적으로 평가한 결과, 비양수량의 경우 전체적으로 평균 약 45%의 증가하였으며 투수량계수 또한 약 26%가 증가하였다. 이러한 결과는 인공수압파쇄 방법이 대수층내 열극의 생성 혹은 확장 및 균열내의 막힘(clog) 물질 제거를 통해 투수성을 상당히 개선시킨 것으로 평가된다. 특히, 현재까지의 시험 결과, 퇴적암류 지역에서 보다 화성암류 지역에서의 시험 결과가 양호하게 나타났다. 화성암 지역에서 개발된 홍천에서의 사례를 볼 때, 고압의 주입을 통하여 상부 및 하부의 파쇄대가 확장 연결되고, 이들 파쇄 열극에 부착된 광물학적, 생물학적 막힘 물질이 제거되면서 산출성이 증대되는 것으로 나타났다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.188-193
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• 1999

지하 대수층에서의 오염물질 이동현상은 지하수 유동에 좌우되며 이를 지배하는 수리지질 파라미터의 결정과 그에 따른 지하수 모델링은 지하수 복원사업에 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 실험실 규모의 자유면 대수층에서 획득된 투수계수와 비산출량을 이용하여 다양한 경계조건하에서 지하수 흐름에 대한 민감도 분석을 수행하므로써, 최적의 수리상수를 결정하고 지하수 유동 특성을 파악하는데 있다. 연구결과 모사된 수위저하는 경제조건과 무관하게 관측된 수위저하보다 적게 나타났으며. 투수계수가 비산출율보다 지하수 흐름에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 물수지 분석결과 양수시험시 관측정에서 측정된 수위저하는 평형수위나 모사 수위저하보다 크게 나타났으며, 이는 대수층과 우물에서의 수위가 상이함을 지시한다. 이러한 수위의 상이성은 시간영역 광전자파 분석기에 의한 지하수면과 모세관대에서의 수분함량을 관측함으로써 규명되었으며 이는 지하수면 하강시 중력배수의 지연성에 기인하는 것으로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-11
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• 2012

Rorabaugh(1953)에 의해 재정리된 단계양수시험 해석해 $s_w=BQ+CQ^p$는 단열암반대수층에서 비선형으로 증가하는 수위강하에 매우 적합하며, 현장에서 관측된 수위강하 값과 추정된 수위강하 사이의 제곱근 평균제곱오차(RMSE) 값이 매우 낮음을 보여주었다. 우물수두손실($CQ^p$)의 $C$ 값은 $3.689{\times}10^{-19}{\sim}5.825{\times}10^{-7}$, $P$ 값은 3.459~8.290의 범위로 산정되었으며, 지표로부터 하부심도로 내려 갈수록 양수율 증가에 따른 수위강하는 매우 크게 나타났다. 단열암반대수층에서의 우물수두손실은 다공질매질에서와 달리 단열특성(단열의 틈, 간격, 상호 연결성)에 의한 영향으로 나타나므로, 우물수두손실의 $C$ 와 $P$ 값은 단열암 반대수층의 난류구간과 고 저 투수성 단열암반의 특성을 해석하는데 매우 중요하다. 그 결과, 우물수두손실 항의 $C$ 와 $P$ 값에 대한 회귀분석 결과로부터 암반대수층의 난류구간과 수리특성의 관계가 파악되었으며, $C$ 와 $P$ 값의 관계가 단열암반대수층의 수리특성 해석에 있어 매우 유용함을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.245-254
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• 2001

처분덮개는 중.저준위 방사성폐기물 천층처분시설의 성능 유지에 중요한 역할을 하므로 여러가지 시험과 장기관측을 통한 처분덮개의 성능실증 연구는 시설의 안전성 확보에 불가결한 요소이다. 처분덮개의 기본적인 성능요건으로는 불투수성, 건전성, 열화에의 저항력 및 유지보수의 용이성 등을 고려할 수 있다. 이러한 성능요건을 단일층으로는 충족하기 어려운 점을 고려하여 HELP(Hydrologic Evaluation of Landfill Performance) 코드를 사용한 물수지 평가를 통해 상부 보호층, 중간 배수층 및 하부 저투수층 등으로 구성된 다층덮개 개념을 도출하였다. 처분덮개 내에서의 수분이동특성을 규명하기 위해 TDR(Time Domain Reflectometry)과 Tensiometer를 사용하여 각각 함수비와 matric potential의 변화를 3$\times$3$\times$3.3m 크기의 6개 시험고에서 장기관측 할 수 있도록 설계하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2022

토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.13-20
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• 2007

폐기물 매립지에서 발생하는 침출수는 주변 환경오염은 물론 지하수 오염등 2차적 환경오염을 발생시킬 우려가 매우 크다. 따라서, 쓰레기 매립지에서는 차수층을 설치하여 침출수를 차단 정화시켜서 2차적인 환경오염을 막고 있다. 차수층으로 사용되는 재료는 불투수성재료로서 일반적으로 투수계수가 $1{\times}10^{-7}$ cm/sec 이하가 되는 재료를 사용한다. 이러한 저 투수성을 갖는 자연상태의 점성토를 현장 부근에서 대량으로 확보하기는 매우 힘들기 때문에 그에 상응하는 저투수성 재료를 확보하는 방법으로 수밀성이 좋은 혼화재를 현장에 분포하는 현장토에 혼합하여 사용한다. 즉 벤토나이트와 MCG 고화재를 이용한 혼합토는 폐기물매립지에서 차수층으로 널리 이용되는 재료로서 차수효과와 내구성에서 크게 인정받고 있는 재료이다. 본 연구는 배합재료(혼합토)에 따른 폐기물매립지 차수층의 변화를 벤토나이트, MCG 고화재를 이용하여 실험하였다. 이들 재료의 혼합비가 현장에 미치는 영향을 다양한 공학적 실험을 통하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.83-83
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• 2015

최근 수자원 이용량의 증가 및 수자원 공급의 부족에 따라 대안으로 제시되고 있는 지하수 이용은 매년 크게 증가하고 있다. 내륙 지역의 지하수 개발 시와 비교할 때 해안 지역의 지하수 개발에는 해수침투 현상에 대하여 추가적 고려가 필요하다. 알려진 바와 같이 해안 지역의 과잉 양수와 해수면 상승 으로 해수침투가 더욱 깊이 침투하고 있는 실정이다. 이에 대해 정략적인 해수 침투길이 산정과 더불어 해수침투를 허용가능한 범위 내로 제한 시키는 지하수 개발이 필요하다. 해수침투 저감 공법에는 저투수차수벽 설치, 담수주입공법, 해수양수공법으로 크게 3가지로 구분할 수 있다. 저투수차수벽의 해수침투 저감 효율은 크지만 비용이 비싸다는 단점으로 본 연구에서 제외시켰다. 담수주입공법은 대수층에 담수를 주입하여 해수침투를 저감시키는 공법으로 인근에 양질의 수원을 필요로 하는 단점이 있다. 해수양수는 해안가에 양수정을 설치하여 해수침투를 저감시키지만 양수정에서의 담수가 혼합되어 담수낭비가 생기는 단점이 있다. 본 연구에서는 해안지하수의 해수침투를 저감시키기 위한 방법중 담수주입과 해수양수공법의 효율을 검증하고 각각 공법의 장단점을 비교하였다. 지하수 경계면 모델을 이용하여 각각의 수리수문 변수들이 미치는 영향과 해수침투 정도를 사례별로 연구하였다. 담수주입공법의 경우 담수주입량 많을수록 해수침투가 저감되는 경향이 있지만 최적의 담수주입량을 찾는데 목적이 있다. 해수양수공법에는 해수양수량이 증가하고 해수양수정의 위치가 해안선에 접할수록 해수침투 저감 효과가 있었다. 담수주입공법과 해수양수공법을 해수침투 저감을 위해 해안가에 적용할 경우 해당 지역의 특성을 면밀히 분석하여 적용해야 효과를 볼 수 있다.