• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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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.

• Economic and Environmental Geology
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• v.28 no.5
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• pp.503-512
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• 1995

Groundwater flow in fracture networks is simulated using a discrete fracture (DF) model which assume that groundwater flows only through the fracture network. This assumption is available if the permeability of rock matrix is very low. It is almost impossible to describe fracture networks perfectly, so a stochastic approach is used. The stochastic approach assumes that the characteristic parameters in fracture network have special distribution patterns. The stochastic model generates fracture networks with some characteristic parameters. The finite element method is used to compute fracture flows. One-dimensional line element is the element type of the finite elements. The simulation results are shown by dominant flow paths in the fracture network. The dominant flow path can be found from the simulated groundwater flow field. The model developed in this study provides the tool to estimate the influences of characteristic parameters on groundwater flow in fracture networks. The influences of some characteristic parameters on the frcture flow are estimated by the Monte Carlo simulation based on 30 realizations.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.7
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• pp.75-89
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• 2013

This paper describes a GIS-based geohydrologic methodology, called YSGWF (YonSei GroundWater Flow) for predicting the rainfall infiltration-groundwater flow of slopes. This physical-based model was developed by the combination of modified Green-Ampt model that considers the unsaturated soil parameters and GIS-based raster model using Darcy's law that reflects the groundwater flow. In the model, raster data are used to simulate the three dimensional inclination of bedrock surface as actual topographic data, and the groundwater flow is governed by the slope. Also, soil profile is ideally subdivided into three zones, i.e., the wetting band zone, partially saturated zone, and fully saturated zone. In the wetting band and partially saturated zones the vertical infiltration of water (rainfall) from surface into ground is modeled. When the infiltrated water recharges into the fully saturated zone, the horizontal flow of groundwater is introduced. A comparison between the numerical calculation and real landslide data shows a reasonable agreement, which indicate that the model can be used to simulate real rainfall infiltration-groundwater flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.116-116
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• 2017

지하수 인공함양은 수자원확보 및 비상시 용수를 목적으로 세계적으로 연구 및 프로젝트가 진행되고 있다. 인공함양의 방법에는 여러 가지의 방식이 있지만 본 연구는 관정을 통해 주입하는 ASTR(Aquifer Storage Transfer and Recovery)방법을 이용하여 연구하였다. ASTR이란 지표수를 인공적인 방법으로 대수층에 주입시키고, 일정기간 저장시키거나 유하시킨 후 양수하는 방법이다. 염수로 포화된 피압대수층에 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화된 대수층에서 인공함양기술을 성공시키기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수비율이 0%을 만족하며, 주입으로 인한 수위상승량은 지반변형을 일으키지 않는 최소한의 값을 가지는 것이다. 본 연구는 앞서 언급한 인공함양기술을 성공시키기 위해 지하수 흐름모델과 최적화 모델을 결합한 최적전산모델을 이용하여 모의하였다. 지하수 흐름모델은 경계면모델을, 최적화 기법은 GA(Genetic Algorithm)을 이용하였다. 구축된 목적함수로는 양수정의 담수비율 최대화, 주입정에서의 수위상승량 최소화 그리고 양수개시시간 최소화로 구성하였다. 제약조건으로는 총 주입량 및 양수량 그리고 주입 및 양수정 개수이다. 서술한 목적함수와 제약조건을 만족하는 주입/양수정의 위치 및 유량을 최적전산모델로부터 얻을 수 있다. 기존 지하수 인공함양 및 개발은 사례별 연구 또는 전문가의 주관적 판단에 의존하는 경향이 있었다. 본 연구는 최적화 기법을 통해 복수의 관정에서 정량적인 산정이 가능하다. 현재 모델링에 의존한 연구로써 한계가 있지만, 추후 실제현장에 적용하여 모델 검정을 통해 신뢰도를 높이며 지하수 인공함양 개발에 많은 공헌을 할 수 있을 것으로 예상한다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.532-535
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• 2003

새만금 방조제를 통하여 새만금호로 유입되는 해수 침출수량과 새만금 방조제 내부에서의 해수와 담수 사이의 상호작용 등에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에는, 밀도 차이에 의한 흐름을 고려한 지하수 흐름 지배 방정식과 염류의 분산 및 이송 지배 방정식을 결합시킨 수치해석 모델이 이용되었다. 밀도류를 고려한 경우에는 밀도류를 고려하지 않았을 경우보다 해수 침출량은 다르지 않았으나, 해수 침출면의 길이가 축소되고 유속이 증가하였다. 부정류상태의 해수-담수 경계면은 정류 상태의 결과와 매우 달랐으며, 해수 침출면이 방조제의 하부가 아닌 상부에 존재함을 보였다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.4 no.2
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• pp.219-229
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• 1994

Since groundwater flow in fractured rocks is controlled by the distribution of fractures irregu1arly developed in space, it is not possible to understand the hydraulic characteristics of fractured aquifers using Theis equation which is applicable only to homogeneous isotropic confined aquifer. This study deals with the theoretical background of the fractal groundwater flow model with leakage, the methodology of calculation of the hydraulic parameters, and the application of the developed model to field data. From the result of the application of the fractal model to two field data in Hongcheon and Yusung areas, we obtained a good match between theoretical curves and observed curves, with the same hydraulic parameters at the pumping well and the observation well. In the two pumping test analyses, we have determined 1.9 of the fractal dimension. This means that the dimension of groundwater flow at these two sites is slightly smaller than radial flow.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.2
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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.

• Economic and Environmental Geology
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• v.42 no.6
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• pp.561-574
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• 2009

Unsaturated/saturated groundwater flow and solute transport model, VSFRT2D(Variable Saturated Flow and Reactive Transport model) was developed considering effects of pumping, irrigation, and denitrification. VSFRT2D employed Richards equation as governing equation for groundwater flow and previously existing unsaturated models modified by including computational procedure of evapotranspiration at surface using Thornthwaite method when precipitation doesn't occur. Bioremediation processes based on monod kinetics are described using four nonlinear contaminant transport equations and three nonlinear microbes transport equations. The developed model was applied to field data in Hongsung area contaminated with nitrate. In order to identify the effect of precipitation, pumping, evapotranspiration, irrigation, fertilizer application, and various bioremediations on groundwater flow and contaminant transport, individual processes were separated and simulated. Then all results obtained from the individual processes are compared with each other. The simulation results show that bioremediation had a negligible effect on nitrate concentration change. However, pumping for irrigation, precipitation, and nitrogen fertilizer application showed profound influences on nitrate concentration change.

• Geotechnical Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.5-20
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• 1992

The physical-based and lumped-parameter hydrologic groundwater flow model for predicting the rainfall-triggered rise of groundwater levels in hillside slopes is developed in this paper to assess the risk of landslides. The developed model consists of a vertical infiltration model for unsaturated zone linked to a linear storage reservoir model(LSRM) for saturated zone. The groundwater flow model has uncertain constants like soil depttL slope angle, saturated permeability, and potential evapotranspiration and four free model parameters like a, b, c, and K. The free model parameters could be estimated from known input-output records. The BARD algorithm is uses as the parameter estimation technique which is based on a linearization of the proposed model by Gauss -Newton method and Taylor series expansion. The application to examine the capacity of prediction shows that the developed model has a potential of use in forecast systems of predicting landslides and that the optimal estimate of potential 'a' in infiltration model is the most important in the global optimum analysis because small variation of it results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard 알고리즘을 사용하였다. 서울 구로구 시흥동 산사태 발생 지역의 산사면에 대하여 개발된 모델을 적용하여 예제 해석을 수행함으로써, 지하수 흐름 모델이 산사태 발생 예측을 위하여 이용할 수 있음을 입증하였다. 또한, 매개변수분석 연구를 통하여, 변수 a값은 작은 변화에 대하여 목적함수값에 큰 변화를 일으키므로 a의 값에 대한 최적값을 구하는 것이 가장 중요한 요소라는 결론을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1998.11a
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• pp.131-133
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• 1998

LPG 공동이 위치한 곳의 지하수 흐름은 단층이나 절리면 같은 자연적인 요인과 수막터널, LPG 공동의 인공적 요인에 의해 동시에 영향을 받게 된다 1985년부터 1997까지의 수위변화를 통해 분석한 결과 연구지역의 지하수위 변동은 크게 강우와 공동운영압에 의해 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 관측정의 수위 강하와 공동누입수의 감소에 대한 문제는 94, 95년 연구지역의 가뭄에 따른 지하수 유입량의 감소에 따른 것으로 판단되며 미생물에 의한 clogging은 명확하지 않은 것으로 판단된다. 지하수의 수리지구화학 분석 결과 연구지역 지하수는 단층이 지하수 흐름의 통로가 될 수 있음을 보여주었으며 강우와 세정제가 지하수 화학에 가장 영향을 많이 미치는 것으로 분석되었다. 미생물 세정작업에 사용된 차아 염소산나트륨용액은 pH, Na, Cl의 증가를 유발하였으며 지화학 모델 계산 결과 방해석의 포화지수를 증가시키는 것으로 나타났다.