• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.43-54
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• 2005

지하수위 아래에서의 터널굴착은 지하수 영역의 변화를 초래하게 되고, 지하수의 공급이 충분하게 이루어지지 않는 경우 자유수면의 하강현상이 발생하게 된다. 이러한 거동을 수치 해석적으로 모사하기 위해서는 자유수면위의 불포화토 거동을 포함하는 자유수면의 변화를 고려하기 위한 복잡한 해석 알고리즘을 채택하여야 하고, 불포화 토의 수리거동을 포함하므로 통상 구속흐름조건으로 가정하여 해석하게 된다. 그러나 이 방법은 실제 많은 상황에서 발생하는 지하수위 저하를 고려하지 못하며 지하수위 저하가 터널 및 주변지반의 거동에 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 어렵다. 본 연구에서는 비구속 흐름조건하의 지하수위 아래 배수형 터널을 건설하는 경우 지하수 영역의 변화와 이 변화가 터널과 지반에 미치는 영향을 수치 해석적 모델링 방법을 통하여 파악하고, 이를 통상적 해석방법인 구속조건의 흐름과 비교 고찰하였다. 해석결과 지하수위 변화는 지표, 특히 지하수위 상부의 거동에는 지대한 영향을 미칠 수 있지만 터널라이닝 거동은 구속흐름의 경우와 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.127-130
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• 1998

이 연구에서는 부정류의 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 지하수위 거동을 비교 연구하였다. 균열내 지하수위 거동 해석은 판상 이중공극 프랙탈 모델은 Hmm과 Bidaux(1996)을 이용하였고 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 경우에는 입방체블록과 같은 크기의 구상체 블록으로 간주하여 지하수위 거동을 해석하였다. 그리고 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3차원에 대해서 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 이론적인 수위강하 곡선을 작성하여 비교, 분석하였다. 부정류의 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델은 기반암내 균열의 분포가 프랙탈망을 형성하고, 균열과 매트릭스 블록이 거의 수평의 층상으로 발달하는 경우와 균열이 수평방향과 수직방향으로 발달하면서 매트릭스 블록이 입방체를 이루는 경우에 적용될 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.385-388
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• 2003

폐광석에 함유되어 있는 총중금속함량을 측정하기 위한 전함량분석과 중금속을 다량 함유한 폐광석이 산성환경에 노출되어 있을 경우 중금속의 지화학적 거동을 파악하기 위해 산도를 변화시키면서 용출실험을 실시하였다. 전함량분석과 용출실험을 종합한 결과, 중금속 및 미량원소의 용출거동 특성을 크게 As-Co-Fe 형태와 Cu-Mn-Cd-Zn형태와 Pb로 구분할 수 있었다. As-Co-Fe의 용출특성은 약산성의 환경에서는 용출이 미약하나, 최종 pH 1.5이하의 강산성환경에서는 용출량이 급격하게 증가하며, Cu-Mn-Cd-Zn형태에서는 최초로 용해되는 pH가 5.0-3.0으로 As-Co-Fe 보다 다소 높았다. Pb는 다른 형태에 비해 상당히 적게 용출되었다 최종 용출된 함량과 관계없이 초기 용출이 발생하는 pH값을 기준으로 한 각 원소의 상대적인 이동성은 Mn =Zn>Cd=Cu>>Fe=Co>As>Pb 순서이며, 산성비는 Zn, Mn 및 Cu를 쉽게 용출시켜 이동도를 증가시킬 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 창립총회 및 춘계학술발표회
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• pp.153-156
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• 2000

본 연구에서는 지하수내에서의 오존의 거동과 오존산화공정에 의한 디젤의 분해를 조사하였다. 오존의 초순수와 지하수내에서의 반응은 모두 2차 분해반응속도식을 나타냈고, 초순수와 지하수내에서의 반감기는 각각 평균 37.5분, 14.7분으로 계산되었다. 지하수내에서 오존의 자가분해반응속도가 더 빠른 것으로 나타났는데 이는 오존이 지하수내에 존재하는 각종 유기·무기물질들과의 빠른 반응때문이라고 생각된다. 오존의 TCE, PCE 그리고 디젤의 빠른 제거효율을 통하여 디젤로 오염된 지하수를 처리하는데 있어서 오존산화공정은 효과적으로 적용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.67-70
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• 2001

터널 굴착에 따른 연구지역내 지하수체의 거동 특성을 파악하기 위하여 터널 굴착시 그라우팅 이전의 초기 유출량과 초기 그라우팅 이후의 구간별 유출량을 측정하였고 단열구조와 비교, 분석하였다. 초기 유출량은 120,990 m$^3$/day이며, 초기 유출이 심했던 구간은 크게 6개 구간으로 세분할 수 있다. 초기 그라우팅 후 지하수 유출이 심했던 구간 역시, 그라우팅 이전과 마찬가지로 6개 구간으로 세분할 수 있다. 그라우팅 전, 후의 유출량을 비교해 보면 그라우팅후의 유출량은 42,844m$^3$/day으로, 그라우팅 전에 비해 많이 감소되었다. 터널 굴착시 터널내로 유출되는 지하수의 대부분은 터널과 직교 혹은 사교하여 관통하고 있는 단층 및 단층 파쇄대와 연장성이 양호한 절리면들을 따라서 유동되고 있다. 터널내의 지하수 유출에 영향을 미치는 단열들은 대체로 4조의 불연속면군으로 분류 할 수 있는데, 주 분포방향은 크게 TSet 1 : N60-85$^{\circ}$W, TSet 3 : N40-50$^{\circ}$E, TSet 3 : N10-20$^{\circ}$E, TSet 4 : N70-80$^{\circ}$E이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.67-86
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• 2009

이 연구에서는 u-w 정식화에 근거하여 일반적인 3차원 문제에 적용할 수 있는 지하수로 포화된 가로등방성 층상지반에서의 3차원 전달경계를 개발하였다. 지반 원역에서의 동적거동을 Fourier 급수로 전개하고, 각 항에 대한 동적강성을 u-w 정식화에 근거하여 유도하였다. 그리고 이를 Cartesian 좌표계에서 표현된 지반 근역의 3차원 유한요소와 결합할 수 있도록 변형하여 일반적인 3차원문제에도 적용할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 방법을 강체 원형 기초의 동적거동 해석에 적용하고 기존의 해석 결과와 비교하여, 이 연구에서 개발된 전달경계가 정확함을 확인하였다. 또한 다양한 형태의 강체 기초 동적거동 해석에 개발된 전달경계를 적용하였고, 지하수로 포화된 가로등방성 층상지반에서 지하수위에 따라 강체 기초 동적거동의 변화 양상을 조사하여, 이 연구에서 개발된 방법의 활용성을 입증하였다.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.561-574
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• 2009

본 연구에서는 농업지역에서의 양수, 관개, 탈질작용을 고려한 불포화대 및 포화대 지하수 흐름 및 용질이동 모델인 VSFRT2D(Variably Saturated Flow and Reactive Transport model)를 개발하였다. VSFRT2D는 Richards equation을 지하수 흐름 지배방정식으로 이용하며, Thornthwaite 방법을 이용하여 강수가 일어나지 않을 때 지표면 증발산량 계산 절차를 포함하는 새로운 모델을 개발함으로써 기존의 불포화대 모델을 개선하였다. 또한 Monod kinetics에 기반한 생분해 기작을 네 개의 비선형 오염물 거동식과 세 종류의 미생물 거동식을 이용함으로서 탈질작용을 이 모델에 반영하였다. 개발된 모델을 질산성질소로 오염된 홍성 지역의 현장 관측 자료에 적용하였다. 본 연구에서는 강수, 양수, 증발산, 관개, 비료 투여 및 다양한 생분해 과정들이 지하수 흐름 및 오염물 거동에 미치는 효과들을 확인하기 위하여 각각의 과정을 개별적으로 나누어서 수치 모의한 후 각각의 결과를 상호 비교하였다. 수치 모의 결과 이 지역에서의 질산성 질소 농도 변화는 생분해에 의한 영향은 매우 미미하게 나타났다. 반면에 관개에 의한 양수, 강수, 질소 비료 시비에 의해서는 크게 영향을 받았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1244-1248
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• 2008

지표수-지하수 통합모형인 SWAT-MODLFOW는 토양수가 침루과정을 거쳐 지하수로 유입되는 일방향 구조를 갖고 있어 지하수위 상승 및 하강에 따른 토양수량, 침루량, 중간유출량 등 수문성분량의 변화를 고려할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 변화에 따른 토양수의 분포양상 변화를 고려할 수 있도록 토양수-지하수간의 연결 구조를 양방향으로 개선하여 두 영역간의 연결성을 강화하였다. 지하수위가 상승할 경우 토양대와 지하수대간의 중첩 영역이 생기게 되는데, 이 중첩 영역을 지하수대로 간주하여 영역 내 흐름거동이 지하수 유동 메커니즘을 따르는 토양수-지하수 결합루틴을 새롭게 제시하였다. 이 결합루틴은 지하수 상승, 하강에 따라 토양수대의 두께가 변하는 가변 토양층 방식(variable soil layer method)으로 계산을 수행할 수 있도록 코드를 구성하였다. 개선된 SWAT-MODLFOW 모형을 무심천 유역에 적용하여 토양수와 지하수간의 상호작용을 해석하고 하천저지대와 같이 지하수위 상승지역에서의 수문성분량의 분포를 보다 현실적으로 구현할 수 있음을 입증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.167.2-167.2
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• 2010

본 연구에서는 지열 에너지원으로써 터널 내부 벽면의 항온성을 이용하여 터널 외벽에 텍스타일 형태의 열교환기를 설치하고 열적 거동을 평가하였다. 터널의 라이닝 부분에서는 여러 가지 요인에 의해 지하수가 터널 내부로 유입하게 되므로 지하수의 유무에 대한 열적 거동 및 유동액의 순환 속도에 따른 영향, 열교환 파이프 배열 형태에 따른 영향을 현장 시험 시공과 현장 열응답시험을 통하여 평가하고자 하였다. 또한 3-D 유한체적해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 숏크리트와 라이닝의 열전도도를 고려한 열교환기의 성능을 분석하였다. 수치해석 결과 열교환 파이프 주변에 지하수의 흐름이 존재할 경우 열전달이 상대적으로 더 원활히 이루어졌으며 순환속도가 빠를 때 보다 느릴수록 효율이 높게 나타났다. 또한, 파이프의 간격이 넓을수록, 파이프의 길이가 길수록 효율이 높게 나타났다. 라이닝 및 숏크리트의 열전도도가 증가함에 따라 에너지 텍스타일의 열전달 효율이 높게 나타났다. 현장 시험을 통해 비슷한 길이의 파이프가 사용된 경우, 파이프 배열 형태에 따라 수평형보다는 수직형 배열의 효율이 높게 측정되었다.