• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2285-2291
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• 2013

본 연구에서는 Kim et al. (2013)이 개발한 부정류상태에서의 지하수위 변동 해석모델을 이용하여 단위시간별 함양량을 산정하였다. 지하수위 변동 해석모델은 지하수의 흐름과 관련된 반응계수와 함양에 관련된 비산출율을 매개변수로 이용한다. 해석모델의 적용을 위해 제주도 한천지역의 관측정 중 강우에 대한 반응이 양호한 JW 공항과 JD 용담1지점에 대한 5년(2006-2010)간의 지하수위 관측자료를 이용하였다. 지하수위 해석모델은 국지적인 규모에서의 단위시간별(일별) 함양량 산정이 가능하며 지하수위 자료와 비교한 결과, 함양량과 매개변수가 지하수위를 잘 반영하고 있었다. 함양량 산정결과 JD 용담1 지점은 520.4~904.0mm (32.7~61.8%), JW 공항지점은 447.4~633.4mm (24.0~45.1%)로 나타났다. 개발된 해석모델은 지하수위 자료를 이용하여 매개변수를 추정과 단위시간별 함양량을 산정하는 방안으로 활용되기를 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.54-59
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• 2007

본 연구에서는 수학적 모델링을 통해 강우에 기인하는 지하수위 변동예측 준-해석학적 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 홍천 지역의 지하수위 변동을 예측에 적용되었으며 이를 위하여 지하수 변동 관측자료 및 강우자료가 이용되었다. 개발된 모델은 비선형 파라미터 예측 코드를 활용하여 2003년 지하수위 변동을 예측하도록 적정되었으며 이렇게 최적화에 이용된 입력 파라미터는 그 다음해인 2004년 지하수위 변동을 예측하는데 활용되었다. 강우자료에 기초한 2004년 지하수위 변동 예측은 RMS 오차가 0.18 m로 관측지하수위의 표준편차가 0.44 m인 것으로 미루어 보았을 때 대체로 양호한 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서는 개발된 모델을 이용하여 지표 피복의 변화에 기인하는 함양율 감소 시 발생되는 지하수위 변동 예측 및 양수에 의한 인공적인 지하수위 강하를 모사하는데 적용하였다. 본 연구의 결과는 보다 정확한 지하수위 변동 예측증 위해서는 지하수 함양율을 상수로 적용하는 것이 적절치 않으며 강우 패턴의 함수로 결정되어야 함을 보인다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.51-57
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• 2001

지하수위의 상승에 따른 간극수압의 증가는 사면의 불안정을 야기할 수 있다. 그러나 모델링 오차, 계측오차, 모델변수의 불확실성 등과 같은 오차로 인하여 사면에서의 지하수위 변동을 예측하는 것은 매우 어렵다. 이러한 불확실성을 극복하고 지하수위 변동을 평가하기 위한 최적의 모델변수를 구하기 위하여 역해석 기법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 사면에서의 지하수위 변동을 예측하기 위하여 포화대에서의 지하수 흐름과 불포화대에서의 지하수 흐름을 동시에 고려할 수 있는 수치해석 모델과 변수예측기법을 적용하였다. 따라서, 본 논문에서는 포화투수계수($K_{s}$ ), 포화흡인력($\psi$$_{e}$) 및 불포화 투수계수의 함수에 사용되는 경험적인 상수(b)를 주요 매개변수로 선정하여 역해석을 실시하였다. 그리고, 역해석 기법 가운데 Maximum Likelihood(MK), Maximum-A-Posterior(MAP) 및 Extended Bayesian Method(EBM)에 대하여 비교연구를 실시하였다. 위의 세가지 방법 가운데 EBM은 가상의 변수(Hyperparameter) $\beta$를 도입함으로써 현장계측치와 사전정보를 가장 잘 조화시키는 방법으로 다른 ML, MAP 보다 탁월한 방법인 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.333-337
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• 2016

제주지역 지하수개발을 위해서는 굴착예정지역의 지하수위를 예측하고, 지하수 해석 모델을 이용하여 사용량에 따른 수위변동을 분석한다. 그러나 지하수 개발예정지역은 관측결과가 없는 미계측 지점으로 정확한 수위를 예측하기에는 한계가 있다. 일반적으로 실무에서는 분석유역 내 관측정의 관측수위와 모델에서 계산된 지점수위만을 비교한 후 부정류 해석을 실시한다. 이러한 경우 관측지점에 한하여 유사한 지하수위를 도출할 수 있지만 미계측 지역의 지하수위는 검증되지 않은 결과이기 때문에 정확한 부정류해석이 어렵다. 특히, 제주지역의 지하수흐름은 지역별 표고분포와 상이한 결과가 나타내기 때문에 실제 지하수흐름과 유사하게 묘사될 수 있도록 분석지역의 특성에 적합한 지하수 모델 분석방법이 필요하다. 본 연구에서는 지하수 해석모형을 이용하여 대정유역의 지하수흐름을 모의하고, 실무에서 적용되는 방법의 문제점을 파악하여 모델의 지하수흐름이 실제 흐름과 유사하게 묘사될 수 있도록 모델경계설정방안을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.131-131
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• 2023

지하수는 담수-염수 경계면의 형성 및 변동 특성, 지하수위 분포 및 변동특성에 따라 기저지하수, 준기저지하수, 상위지하수 등으로 구분된다. 이 중, 기저지하수는 담수(1,000g/cm³)와 염수(1,025g/cm³)의 비중 차이에 의해 담수가 염수 상부에 Ghyben-Herzberg 원리에 의해 부존한다. 본 연구에서는 부존 형태에 따른 지하수위 변동을 보고자 하였다. 먼저 이상화된 지형에서 부존형태에 따른 지하수위 변동의 영향을 확인하고자, OpenGeoSys 모형을 이용하여 3차원 수치모의를 수행하였다. 그 결과 상위지하수의 지하수위보다 기저지하수 조건에서의 지하수위가 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 이는 부존 형태의 차이로 인해 발생되는 담수-염수 비중 차이가 지하수위 변동에 영향을 미친다는 것을 파악할 수 있었다. 또한, 실제 지형에 적용하여 지하수위의 변동성을 분석하기 위해서, 제주 남부 중서귀 유역을 대상으로 수치모의를 수행하였다. 모형 검증은 범위 내 4개의 관측지점에서의 2022년 지하수위 자료를 이용하였다. 검증된 모델에 염분 농도 조건을 추가하여 기저지하수를 형성하여 모의를 수행했다. 따라서 본 연구는 부존 형태의 차이로 인해 발생되는 담수-염수 비중 차이가 지하수위에 끼치는 영향을 파악할 수 있었다. 향후, 상위지하수에서 염수가 침입했을 때, 수위 저하에 따라 감소되는 지하수위량을 예측할 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권4호
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• pp.41-54
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• 1987

본 논문에서는 무한사면에서 강우에 따른 지하수위 변동을 합리적으로 추정할 수 있는 추계론적 수치해석모델이 개발되었다. 특히, 투수계수, 비산출율(Specific Yield) 등의 지하수흐름에 필요한 계수들과 지하암반층의 공간적 변화에 의하여 지하수위가 공간적으로 변하는 효과에 관해 중점적으로 연구하였으며, 이러한 계수들의 공간적 변화를 추정하기 위하여 Kriging 이론을 도입하였다. Kriging 이론은 몇개의 제한된 실측치로부터 실측을 하지 못한 각각의 수치해석 요소에 불편, 최소 분산을 갖는 값들을 추정할 수 있는 방법이다. 사면방향의 일차원 수치해석 모델, Kriging 이론, 1차근사해법을 조합하여 추계론적 1차원 수치해석 프로그램을 개발하였다. 또한 사면방향의 지하수위 변동뿐만 아니라, 횡방향의 변동도 조사하기 위하여 확정론적 2차원 모델도 개발하였다. 한 무한사면에 대하여 개발된 모델을 이용하여 예제해석을 한 결과 투수계수나 비산출율의 공간적 변화뿐만 아니라 지하암반층의 공간에 따른 요철도 지하수위의 공간적 변화에 큰 영향을 미침을 알게 되었다. 또한 지하수위는 사면방향으로 큰 변동을 보일뿐 아니라 횡방향으로의 변동 또한 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다. 개발된 모델의 결과들은 지하수위 변동에 의한 산사태 위 험도 분석시에 이용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2277-2284
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• 2013

본 연구에서 개발하고자 하는 지하수위 변동 해석모델은 지하수의 흐름과 관련된 반응계수 및 함양형태와 관련된 비산출율을 매개변수로 하여 부정류상태에서의 지하수위 변동특성을 해석한다. 모델의 시험적용을 위해 제주도 한천지역의 JD 용담1과 JW 공항지점의 5년(2006-2010)간의 지하수위 관측자료를 이용하였다. 매개변수 산정결과, JD 용담1지점에서는 비산출율 0.023, 반응계수 0.039로 추정되었고, JW 공항지점에서는 각각 0.009와 0.028로 추정되었다. 본 연구에서 개발한 모델을 이용하면, 지하수위에 의한 함양량 및 포화대에서의 매개변수를 추정할 수 있어 수문모형의 매개변수 및 비포화대에서의 침루특성을 확인하는 수단으로 활용되기를 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1409-1420
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• 2014

지하수위 변동 해석모델을 이용하여 제주지역의 대수층 수리지질 매개변수인 반응계수와 배수가능공극을 추정하고 고도에 따른 분포특성 및 민감도분석을 실시하였다. 대수층 매질의 특성치인 배수가능공극은 고도에 대해 일정한 경향성을 보이지 않으며 지하수의 흐름 특성치인 반응계수는 고도가 높아질수록 낮아지는 뚜렷한 경향성을 보였다. 매개변수들에 대한 민감도를 알아보기 위해 매개변수의 평균 및 관계식을 이용하여 추정함양량을 비교한 결과, 전 유역(강정천, 외도천, 천미천, 한천)에 대한 매개변수 관계식을 적용하여도 미계측 유역내 매개변수의 추정이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구의 결과를 통해 대표적인 수리지질 매개변수의 분포특성을 파악하여 미계측지역에서 매개변수를 추정함으로써 지하수모델링의 기초자료로도 활용 가능할 것으로 기대한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권1호
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• pp.47-62
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• 1994

산사면에서 강우에 의한 지하수위 상승은 사면의 안정성에 큰 영향을 미치는 중요한 요소임은 이미 잘 알려져 있다. 그러므로 강우로 인한 지하수위 상승을 예측하는 일은 산사면의 안정성을 해석하기 위한 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 포화흐름과 비포화흐름을 고려한 산사면에서의 지하수위 변동을 예측하기 위한 수치해석 모델의 개발과 적용 가능성을 검토하였으며, 수치해석이 갖는 큰 약점인 입력상수에 대한 불확실성을 고려해주기 위하여 매개변수분석 및 예측법을 제시하였다. 수치해석모델을 개발하기 위해 사용한 수치해석기법은 유한요소법과 유한차분법을 동시에 이용하였다. 이와 같은 방법을 이용하여 2차원 수치해석모델을 개발한 후, 수치해석모델의 입력값들이 갖는 불확실한 상수들에 대한 매개변수분석을 수행하여 본 수치해석모델의 현장 적용성을 검토하였다. 매개변수예측방법은 Maximum-A-Posteriori(MAP)방법을 이용하여 불확실한 입력상수인 $K_e$,$\psi_e$, b에 대한 배개변수분석을 수행하였다. 개발된 수치해석모델의 적용성을 검토하기 위해 실제 산사태가 빈번히 일어났던 서울시 시흥동에 위치한 현장에 적용하여 계측된 지하수위와 비교, 검토하였다. 이 적용결과로부터 본수치해석모델이 강우로 인한 산사면에서의 지하수위 상승을 비교적 잘 예측해주고 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.241-245
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• 2004

최근 국가에서 수자원 개발의 다변화를 모색함에 따라 지하수가 새로운 수자원으로 대두되고 있다. 이러한 지하수를 이용하는 방안 중 하나가 하천의 하류부에 지하댐을 건설하여 지하수자원을 이용하는 것이다. 본 논문에서는 속포시 쌍천 지하댐 유역을 적용대상으로 선정하여 USGS의 MODFLOW 모형을 이용한 수치모형 실험을 통해 양수로 인한 지하수위의 변동 양상을 살펴보았다. 또한 지하댐의 위치와 형태를 조절하여 지하수의 최적 관리방안을 모색해 보았다. 지하댐 건설 지역에서의 수자원 보존과 지속 가능한 개발을 위하여 양수량에 대한 지속적인 평가와 규제가 필수적이고 또한 신뢰성이 높은 모델의 구축이 필요하다. 이를 위해서는 장기간의 지하수 수위 변동자료, 정밀 지질도와 대수층의 분포에 대한 data base 구축 등이 요구되면, 대수층에 대할 수리매개변수 등과 같은 기본 자료의 정확한 평가가 요구된다.