• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.1
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• pp.23-32
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• 2022

This paper performs two-dimensional numerical simulation of surface water-groundwater coupled flow and solute transport to investigate the effect of the hyporheic exchange at the sediment-water interface (SWI) on surface solute transport. For the impermeable bed case in the absence of hyporheic flow, the trapping effect of flow recirculation associated with the ripple bed controls the shape of breakthrough curves (BTCs). However, the permeable bed case with hyporheic flow stimulates the extended tailing of the BTCs more significantly due to the elevated concentration of the BTC tailing resulting from slow hyporheic velocity. Also, the increased bottom pressure at the SWI with an increase in surface velocity shortens the BTC tailing because of increasing hyporheic velocity. These results infer that hyporhiec flow is critically important in predicting solute residence times in surface water.

• The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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• v.23 no.1
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• pp.13-25
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• 2024

In traffic management, gaps in understanding traffic conditions continue to exist. While the self-belonging problem indicator develops relative to speed, belonging, and self-based relative inclination, it does not apply elimination criteria that may indicate situations that contrast with attribute-specific problems. In this study, we develop integrated indicators that specify communication situations and safety levels for modeling. We review indicators of changes in traffic conditions and raise safety issues, reviewing the indicators so that ITS data can be applied, analyzing the relationships between indicators through factor analysis. We develop combined, integrated indicators that can show changes and stability in traffic situations and that can be applied in traffic information centers to contribute to the development of a traffic environment that can monitor related traffic conditions.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.1
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• pp.75-87
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• 2012

Hyporheic zone is a region beneath and alongside a stream, river, or lake bed, where there is mixing of shallow groundwater and surfacewater. Hyporheic exchange controls a variety of physical, biogeochemical and thermal processes, and provides unique ecotones in a aquatic ecosystem. Field and experimental observations, and modeling studies indicate that hyporheic exchange is mainly in response to pressure gradients driven by the geomorphological features of stream beds. In the reach scale of a stream, pool-riffle structures dominate the exchange patterns. Flow over a pool-riffle sequence develops recirculation zones and stagnation points, and this flow structures make irregular pressure gradient which is driving force of the hyporheic exchange. In this study, 3 D hydro-dynamic model solves the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations for the surface water and Darcy's Law and the continuity equation for ground water. The two sets of equations are coupled via the pressure distribution along the interface. Simulation results show that recirculation zones and stagnation points in the pool-riffle structures dominantly control the upwelling and downwelling patterns. With decrease of recirculation zones, length of donwelling zone formed in front of riffles is reduced and position of maximum downwelling point moves downward. The numerical simulation could successfully predict the behavior of hyporheic exchange and contribute the field study, river management and restoration.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.314-314
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• 2021

홍수(floods)는 인간의 생명과 재산에 큰 피해를 발생시키는 자연재해 중 하나로 최근 지구 온난화와 기후 변화로 인하여 홍수 발생 빈도와 강도가 증가하고 있다. 때문에, 홍수 발생 시 정확한 홍수량 산정을 위하여 유역 내 지표수 및 지하수 흐름 분석을 통하여 전반적인 물 순환의 이해가 필수적이다. 이에 본 연구는 지표수-지하수 연계 모형을 활용하여 홍수 발생 시 미호천 유역에서 지하수가 하천 유량에 미치는 영향을 분석한다. 본 연구는 Hydrological-Ecological Integrated watershed-scale Flow (HEIFLOW) 모형을 적용하여, 국내 유역 특성을 고려하여 시간단위 홍수 사상 분석을 수행한다. 모형 구축을 위하여 2013년과 2014년도의 미호천내의 7개 기상 및 강우관측소, 1개의 수위 관측소의 정보를 활용하여 지표수 모형을 구축하며, 같은 기간의 지하수 모형 구축을 위해 7개의 국가 지하수 관측망의 지하수 수위 자료와 유역의 수문지질도(Hydrogeological map)의 정보를 활용한다. 미호천 유역 내 HEIFLOW 모형의 홍수 모의 결과 산정된 하천 유량은 관측 유량과 0.79 R²의 우수한 모의 성능을 나타내고 있으며, 지하 수위 모의 역시 지하수 수위 변동을 적절하게 모의한다. 또한, 미호천 유역의 하류 지역은 하천으로 유출되는 지하수가 하천의 기저 유량에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타나며 홍수 시에는 지하수 유출의 증가로 인한 급격한 첨두 홍수량의 상승을 보인다. 이와 같은 결과는 홍수 모의 시 지표면 유출 분석에 초점을 두고 있는 홍수 국내의 홍수량 산정 방법에 지하수의 거동 및 하천 유량에 미치는 영향을 정량적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며, 추후 국내 홍수량 산정의 새로운 방법의 하나로 활용될 가능성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.04a
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• pp.307-310
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• 2002

최근 물부족 현상은 심각한 사회ㆍ환경적 문제가 되고 있으며, 이에 대처하기 위한 방안의 하나로 지표수-지하수 연계이용이 대두되고 있다. 지표수와 지하수 연계이용은 수자원을 수문학적 순환 사이클의 관점에서 파악하고 상호보완적 이용을 도모하는 통합적인 방안이다 본 연구는 계획 수립단계에서 연계이용의 가능성, 시급성 측면에서 최적의 대상지역을 선정하기 위한 체계적인 적지분석 방법론을 제시한다. 이를 위해 복잡한 의사결정 문제를 계층적으로 나누어 분석하는 기법(AHP)이 적용되었다. AHP를 통해 분석에 필요한 의사결정인자를 도출하였고, 그 상대적 중요도를 정량화 하였다. 입지인자의 중요도를 바탕으로 가상의 지역에 대한 각 측면의 적합도를 산정하였고, 비중을 달리함으로써 얻어지는 다양한 대안에 대하여 최종적인 적합도가 산정되었다. 이러한 방법론에 의거한 분석자료는 최종적인 의사결정을 위한 기초정보를 제공할 것이며, 지역 간 연계이용 우선순위를 평가하는데도 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.20 no.5
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• pp.559-566
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• 1999

환자의 기능평가를 위하여 중요한 자세균형의 유지는 압력중심(COP) 의 동요 신호를 직접 연속적으로 계측함으로써 가능하다. COP 신호로부터 다양한 종류의 자세안정도지표를 산출할 수 있으나 임상적으로 유용한 최소한의 지표종류로는 규명된 바 없다. 이에 본 연구에서는 인체가 서있는 상태의 정적자세를 유지할 때 압력중심 신호로부터 자세안정도지표를 산출하여 분석함으로써 임상적 유용성이 가장 큰 지표의 종류를 결정하고자 하였다. 양발을 편안히 벌리거나 (FS), 모두 모으거나(FT), 한쪽발 만으로(RL, LL)서있는 자세에 대해서 양쪽 눈을 뜨거나(EO) 감은(EC)8가지 정적자세를 취하며 30초간 자세균형을 유지시켰다. 자세형태에 따른 안정도의 척도로서 신체가 지면을 차지하는 면적(S)을 사용하였다. 자세안정도지표로서 1)position deviation, 2) position turn 3) velocity의 3가지로 분류할 수 있는 18가지 지표를 설정하였다. 피검자는 20, 30, 40 ,50 대 정상인을 연령대 별로 각각 남·녀 5명씩 고르게 총 40명을 선정하여 실험하였다. 자세안정도지표 모두가 S와 비교적 높은 유의한 상관관계를 보인 바 인을 연령대 별로 각각 남·녀 5명씩 고르게 총 40명을 선정하여 실험하였다. 자세안정도지표 모두가 S와 비교적 높은 유의한 상관관계를 보인바 (상관계수=0.6∼0.8, P<0.0001), S가 자세형태를 정량화 할 수 있음을 입증하였다. 모든 지표들에 있어서 시각의 영향이 뚜렷하였으며 특히 자세가 불안해질수록 상대적으로 시각의 영향이 두드러졌다. 그러나 시각의 영향의 지표들간의 차이는 없었다. 반면 노화(연령증가)에 따른 안정도지표의 변화는 미미하였으며 위의 3가지 안정도지표분류 중 position deviation 지표만이 통계적으로 유의한(P<0.05) 상관관계를 보였다. 따라서 정적자세유지시 안정도지표로는 position deviation 지표들이 가장 예민함을 알 수 있었다. 그러나 position deviation 지표들과 연령과의 상관계수는 0.5이하로서 매우 느슨한 상관관계를 보였으며, 연령증가에 따른 자제불안정도의 증가도 매우 작아서 그 임상적 응용가능성은 의문시되었다. 또한 위에서 제시한 3가지의 분류의 지표중 position turn 과 velocity 지표의 의미에 관해서는 향후 심층적인 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.734-734
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• 2012

국내에서는 과거부터 현재까지 하천을 이수, 치수, 하천환경 등 기능별로 구분하여 관리해 오고 있다. 하지만 하천을 보다 합리적으로 관리하기 위해서는 종합적인 관점에서 접근이 필요하며 하천의 현 상황을 제대로 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 하천을 평가하기 위해 제방축조율, 수질 등 다양한 하천지표 및 평가기법들이 개발되어 왔으나 치수 이수 환경 친수 등 하천의 다양한 기능 중 특정 기능들에 대해서만 단편적으로 진단해 오고 있는 실정이다. 또한 4대강 사업, 생태하천조성 등 다양한 하천사업이 시행되고 있어 그 성과와 필요성을 정량적으로 평가 관리할 수 있는 제도 마련이 필요하며, 하천 기능을 종합적으로 진단하고 이를 객관적으로 정량화할 수 있는 체계 구축이 매우 절실하다고 할 수 있다. 따라서 건전한 하천종합관리체계 구축을 위해 하천의 기능인 이수, 치수, 하천환경 및 친수 요소간의 조화와 평가가 가능한 정량적 지표 및 지수의 개발이 필요하다. 보다 건전한 하천관리체계 구축을 위한 국가 수자원 정책 결정 시 정책결정자가 보다 다양한 정보를 획득하고 이를 통한 분석정보를 바탕으로 여러 가지 대안을 도출할 수 있어야 하며 이는 여러 가지 정보를 종합한 지표를 통해 보다 쉽게 얻을 수 있다. 하천의 다양한 기능에 대한 정보를 종합하여 지표화함으로써 정책결정자는 여러 가지 경우를 고려한 다양한 대안을 검토할 수 있게 되어 최적의 대안 도출이 가능해진다(건설교통부, 2006). 본 연구에서는 한정된 수자원을 다양한 목적과 제약조건을 충족시키면서 효율적으로 이용, 보전하기 위해 하천의 다양한 정보의 연계, 공유를 통한 통합관리체계 구축을 하고자 하천 특성을 표현할 수 있는 다수의 대리변수를 조사, 분석하였다. 또한 조사된 대리변수들 중 하천의 각 기능에 미치는 영향을 충분히 고려하여 대리변수를 선정하고 이를 통해 잠재지표를 선정하였다. 선정된 잠재지표를 이용하여 하천의 각 기능을 평가할 수 있는 하천종합관리지표를 개발하여 국내 국가하천에 적용함으로써 하천 특성의 시공간적인 변화를 분석하였다. 개발된 지표를 통해 국내 하천관련 사업에 대한 B&A 분석을 수행하여 사업 성과를 제시하였다. 본 연구에서 개발된 지표는 하천관련 사업의 전, 후 상황을 분석함으로써 사업효과를 분석할 수 있으며 하천관련 사업의 효과에 대한 대국민 홍보효과를 가져올 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.1
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• pp.123-130
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• 2009

Hyporheic zone is an area where hydraulic exchanges occur between surface water and ground water. Such transient area is anticipated to facilitate diverse biogeochemical reactions by providing habitats for various microorganism. However, only a few data are available about microbial properties in hyporheic zone, which would be important in better understanding of biogeochemical reactions in whole streams. The study site is Naesung stream, located in the north Kyoung-Sang Province, of which sediment is sandy with little anthropogenic impacts. Soil samples were collected from a transect placed perpendicular to stream flow. The transect includes upland fringe area dominated by Phragmites japonica, bare soil, and soil adjacent to water. In addition, soil samples were also collected from downwelling and upwelling areas in hyporheic zone within the main channel. Soils were collected from 3 depth in each area, and water content, pH, and DOC were measured. Various microbial properties including extracellular enzyme activities ($\beta$-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase), and microbial community structure using T-RFLP were also determined. The results exhibited a positive correlation between water content and DOC, and between extracellular enzyme activities and DOC. Distinctive patterns were observed in soils adjacent to water and hyporheic zone compared with other soils. Overall results of study provided basic information about microbial properties of hyporheic zone, which appeared to be discernable from other locations in the stream corridor.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.4 no.1
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• pp.49-56
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• 2016

Commercial buildings are generally cooling-dominated and therefore reject more heat to a vertical ground heat exchanger(GHE) than they extract over the annual cycle. Shallow ponds can provide a cost-effective means to balance the thermal loads to the ground and to reduce the length of GHE. The objective of this work has been to develop a design tool for surface water heat exchanger(SWHE) submerged in shallow pond. This paper presents the analysis results of the impact of design parameters on the length of SWHE and its application effect on geothermal heat pump(GHP) system using vertical GHE. In order to analysis, We applied ${\epsilon}-NTU$ method on designing the length of SWHE. Analysis results show that the required pipe length of SWHE was decreased with the increase of approach temperature difference and with the decrease of pipe wall thickness. In addition, when the SWHE was applied to the GHP system, the temperature of vertical GHE was more stable than that of standalone GHE system.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.10
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• pp.799-812
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• 2004

Conjunctive use of surface and ground water has drawn much attention as a promising means to solve water shortage problems. Characterized by its maximum utilization of regional resources and environmental friendliness, conjunctive use is expected to contribute to the integrated water resources management in the coming era. This paper examines the applicability of the methodology for conjunctive use developed in the companion paper (this issue). The method consists of the entire process of conjunctive use, including site assessment using analytic hierarchy process, management scenario development based on drought analysis, and evaluation of benefits obtained. Sokcho City was chosen as the study area, and the application of derived operation scenarios for surface and subsurface reservoirs revealed that water of 4.9∼7.4 million cubic meters a year can be attainable additionally. The developed methodology enables one to devise management schemes and to quantify their effectiveness, which makes the method useful for water resources planners as well as practitioners.