• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.26 no.1
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• pp.79-89
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• 2024

Excessive inflow of groundwater during tunnel excavation not only affects the stability and constructability of the tunnel, but is also one of the main causes of ground settlement due to groundwater level drawdown. The most commonly applied measure against excessive groundwater inflow during tunnel excavation in soil or fractured zone is to reduce the ground permeability coefficient by injecting grout material. Generally, the grouting area is assumed to be same as the plastic zone that occurs during tunnel excavation, but injecting grout material in the area of plastic zone is appropriate only for reinforcement grouting. In order to determine the thickness of cutoff grouting, the amount of reduction in the water permeability coefficient due to the application of cutoff grouting must be considered. In this study, a method for estimating the range of cutoff grouting considering the reduction in permeability coefficient was mathematically derived and evaluated through computer numerical analysis.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.19 no.2
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• pp.109-120
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• 2017

Groundwater seepage into a tunnel is one of the main causes triggering tunnel collapse and the consequent ground subsidence. Thus, it is important to estimate adequately the groundwater inflow rate and porewater pressure change during tunneling with time elapse. In current practice, Goodman's analytical solution (or image tunnel method) assuming homogeneous ground condition around a tunnel is commonly used for estimating groundwater inflow rate. However, the generally-used analytical solution for estimating groundwater inflow rate does not consider groundwater level drawdown and permeability change with depth, and the inflow rate can be overestimated in design phase. In this study, parametric study was performed in order to investigate the effect of groundwater level drawdown and permeability reduction with depth, and transient flow analysis was carried out for studying the inflow rate change as well as groundwater level and porewater pressure change around a tunnel with time elapse.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.7 no.2
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• pp.67-76
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• 2006

For a hydro power plant project, the headrace tunnel having a finished diameter of 3.3 m was constructed in volcanic rocks with well-developed vertical joint and high groundwater table. The intake facility was located 20.3km upstream of the powerhouse and headrace tunnel of 20km in length and penstock of 440m in height connected the intake and the powerhouse. The typical caldera lake, Lake Toba set the geology at the site the caving of the ground caused tension cracks in the vertical direction to be developed and initial stresses at the ground to be released. High groundwater table(the maximum head of 20bar) in the area of well-connected vertical joints delayed the progress of tunnel excavation severely due to the excessive inflow of groundwater. The excavation of tunnel was made using open-shield type TBM and mucking cars on the rail. High volume of water inflowraised the water level inside tunnel to 70cm, 17% of tunnel diameter (3.9m) and hindered the mucking of spoil under water. To improve the productivity, several adjustments such as modification of TBM and mucking cars and increase in the number of submersible pumps were made forthe excavation of severe water inflow zone. Since the ground condition encountered during excavation turned out to be much worse, it was decided to adopt PC segment lining instead of RC lining. Besides, depending on the conditions of the water inflow, rock mass condition and internal water pressure, one of the invert PC segment lining with in-situ RC lining, RC lining and steel lining was applied to meet the site specific condition. With the adoption of PC segment lining, modification of TBM and other improvement, the excavation of the tunnel under severe groundwater condition was successfully completed.

• Korean Journal of Organic Agriculture
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• v.9 no.1
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• pp.91-108
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• 2001

농업영농활동으로 인한 지하수와 지표수오염이 증가함에 따라 유럽연합(EU)과 각국 정부는 상수원보호를 위한 규제를 마련해 나가고 있다. 농민들의 영농활동을 제한하는 이러한 각종 규제에도 불구하고, 농지로부터 유입되는 상수원의 질산염 함량과 농약농도는 계속적으로 증가하고 있다. 지하수 용탈(질산염)과 지표수 유거(인산염, 농약)는 상수원오염은 주범으로 인식되고 있으며, 어느 지역 상수원의 질산염 오염 위험성은 1) 년간 양분균형 계산, 2) 규칙적 토양질산염 분석 등에 의해 파악이 가능하다. 질산염 용탈 이전에 토양질산염 분석을 통한 토양진단은 질산염 용탈 위험성과 작부체계의 지속성에 대한 필수적인 정보들을 제공하게 된다. 유기질비료를 다량 투입하는 유기농업의 지속성은 1) 양분균형의 과다 계산(질소, 인산, 칼리), 2) 토양질산염진단법, 3) 경운층의 토양인산진단법 등에 평가될 수 있다. 상수원을 가장 효과적으로 보호하기 위해서는 토양진단 최적시비전략과 작부체계가 함에 개발되어져야 한다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.72-74
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• 2005

본 연구 결과 관거가 길수록, 노후와 될 수록 침입수/유입수량이 증가됨을 알 수 있다. 그러나 도시와 달리 농촌의 경우 관거 오접합 등 시공 부실 및 유지관리 부족에 의한 침입수/유입수량 보다 주변의 계곡, 농업용수 및 지하수 용출에 의한 불명수가 대다수를 차지하고 있다. 또한 정확한 상수사용량 분석이 어려워 I/I가 과다하게 분석되는 경향이 있다. 따라서, 관거 정비 및 유지 보수를 위한 자료 구축 및 평가를 위해선 도시와 농촌의 지역적 특성과 현장 상황을 충분히 고려하여 신중히 적용해야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.283-283
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• 2020

국가의 논의 타작물 재배 권장 정책과 농한기 수익을 위해서 동절기에도 농사가 가능한 시설농업이 발달했으며, 1990년 초부터 재배면적이 증가하여 2000년에는 10만 ha를 넘어섰고, 2018년에는 80만ha의 규모를 보이고 있다(농사로, 2019). 시설농업단지의 동절기 난방을 위한 에너지원으로 화석연료와 전기열원을 사용하고 있고, 특히 강변의 경우 지하수를 난방 열원으로 사용가능해 수막재배를 이용한 대규모 시설단지가 발달함에 따라 지하수의 이용량이 증가하고, 2015년 농업용 지하수 이용량은 연간 20억 톤에 이른다(GIMS, 2019). 난방이 필요한 동절기에 수막용수를 위한 지하수 이용량이 급증하여 계절적인 수위변화를 보이며, 특히 강변의 대규모 시설농업단지의 지하수의 부족현상이 빈번히 발생하는 실정이다(송성호, 2017). 본 연구지역은 낙동강 하구댐 설치 전만조 시 해수의 유입으로 암반지하수의 심도가 증가할수록 EC가 증가하는 특성을 보이는 곳으로, 지하수의 이용량이 급증하는 동절기에 특히 급격히 증가하여 지하수의 안정적인 수질관리를 위해 염분변화의 관리가 필요한 지역이다. 지하수의 계절적인 변화를 위해 시설농업단지내에 지하수 관측정이 설치되어 관측되고 있으며 본 연구에서는 관측정의 2013년 1월~2019년 1월까지 지하수의 EC변화를 관측하였다. 지하수의 수위(GL.m), 온도, EC를 1시간 주기로 관측하여 계적적인 변화를 분석하였고, EC의 증가가 큰 곳은 심도별로 센서(다중심도)를 설치하여 염도의 변화를 관측하였다. 지하수성분의 지질학적 기원분석을 위한 양음이온 분석을 연 1회 실시하였다. 또한 관측정의 심도별 변화를 알기 위해 동일지역에 충적, 암반 관측정을 따로 설치하고 관측하여 지표수와 지하수의 심도별 영향의 차이를 분석하였다. 동일지역의 관측결과 평균 5m이하의 수위변화를 보이나, 5m 이상의 수위변동을 보이는 관측망은 15년 14개소 17년 19개소로 증가추세를 보이며, 이는 주로 밀집된 시설하우스 단지의 수막재배를 위한 겨울철 지하수 사용량 증가가 원인인 것으로 판단된다. 본 연구지역은 강변지역에 밀집된 시설하우스단지의 동절기 수막재배를 위한 지하수 과다 사용으로 수위급감 및 수량부족현상이 반복되고 있어, 예방과 대책강구를 위해 지표수의 함양과 지하수사용량의 상관관계 분석과 자료축적 및 추가연구를 위한 장기관측이 요구된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.469-469
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• 2012

제주 지역은 대부분 지하수를 이용하고 있으며, 제주 서부지역의 경우, 지하수의 과다한 취수로 인해 지하수 하강은 물론 해수침투현상도 나타나고 있다.(제주미디어 2009.10) 제주지역의 지하수 적정 개발량은 약 97%에 이르고 있어 국지적으로는 지하수 개발이 한계에 이른 것으로 평가된다. 따라서, 농촌용수 공급을 위한 사업이 필요하며, 농업 환경 피해를 최소화할 수 있는 방안이 필요하다. 또한 농촌지역의 도시화에 따라 하수처리장의 농촌지역에도 늘어가고 있으며 이제는 농촌지역과 도시지역이 구분되지 않고 혼합되어 있는 형태로 발전하고 있기 때문에 과거의 농업활동도 변화되고 있으며, 하천에서 취수하는 용수중에서 농업용수로의 사용이 부적합한 용수가 취수되고 있다. 따라서 하수처리수의 농업용수 재이용시스템과 같이 수처리를 이용한 농업용수의 공급방안이 확대될 것으로 판단된다. 한국농어촌공사 농어촌연구원에서는 (주)필로스, (주)블루인바이로먼트엔텍과 함께 글로벌탑 환경기술개발사업의 과제를 수행하고 있으며, 본 연구를 통하여, 고내구성 고기능성의 복합막 기능이 부여된 UF/NF 분리막 소재 및 모듈을 개발하고 전기분해/오존조합에 의한 에너지 절약형 재이용수 공정기술을 개발하여, 판포하수처리장을 Test-bed로 선정하여 개발 기술을 적용하고자 한다. 제주도 한경면 판포리에 위치한 판포하수처리장은 하수재이용 사업을 통해 수처리 및 용수 공급 관로가 설치되어 있으며, 개발한 재이용수를 현지에서 공급 활용할 수 있어, 연구개발에 국한되지 않고 실증 플랜트에서 용수 사용자까지 연결이 가능하여 최적의 입지 연건을 가지고 있다. 개발될 시스템은, 유입조, ECR 반응조, AOPs, 나노버블을 이용한 막세정 시스템, UF/NF 시스템으로 공정이 설계되며, 제염처리는 물론 제주지역의 농업용수로써 안정적인 용수를 확보할 수 있는 시스템을 구축하고 있다. 본 연구개발을 통한 최종 목표는 하수처리장의 방류수 고도처리를 통해 도시, 농촌지역에 필요한 고품질 맞춤형 재이용수로 공급하고, 국내 외 하수 재이용시장으로 진출하는데 있다.

• Geotechnical Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.125-140
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• 1995

Generally, the groundwater pressure is not considered in the design of concrete lining of bottom drainage tunnel. This design method implies that the phreatic surface is drawdown to the bottom of tullnel. When tile groundwater is continually supplied without changing of groundwater table, there is a possibility at which the groundwater pressure acting on the tunnel lining after the completion of tunnel. Therefore, the safety of tunnel lining must be checked in this case. In this paper, the stability of bottom drainage tunnel which is affected by groundwater discharge is analzed by using of the Finite Element Method at the 2 sections of subway where the groundwater level has a tittle change during the construction. As the result of analysis, the grouting for the water tightness and the permanent monitoring system of tunnel are required for maintaining of long-term stability of bottom drainage tunnel for the case of groundwater plassure acting on the tunnel lining is greater than that of design stage.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.11a
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• pp.3-21
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• 2002

국내의 휴ㆍ폐탄광 수는 2002년 현재 230여 개에 이르고 있다. 이에 따라 갱도, 폐석적치장 및 광산 시설물들은 방치상태로 남게 되며 광해의 주요인자가 되고 있다. 광해현상은 이들로부터 유출되는 산성광산배수(Acid Mine Drainage : AMD), 폐석 및 오염토양의 유실 및 하류부 퇴적, 채굴적 상부 및 인접지역의 지반침하 등이다. AMD는 pH가 6.0 미만이고 총산도(total acidity)가 총알카리도(total alkalinity)를 초과하는 물로서 노천광이 가행되었던 지역, 가행중이거나 휴광 또는 폐광된 광산에서 유출된다. 또한 도로사면 절개부나 지하철 터널에서도 황철석(pyrite)이나 백철석(marcasite)등을 함유하는 층이 공기 중에 노출되면 산성수가 침출되어 나오기도 한다. AMD에 의한 하천수의 오염이 매우 극심하여 때로는 미생물마저도 그 속에 살 수 없게 된다. AMD에 의해 오염된 하천수의 오염범위는 산성수의 양, 농도, 하천에 유입되는 산성수의 분포, 상류에서 흘러드는 오염되지 않은 물의 양, 지류에서 유입되는 물의 양에 따라 좌우된다. AMD 오염이 문제시되고 있는 나라는 미국을 포함하여 호주, 일본, 한국, 러시아, 남아연방 등이다. AMD를 처리하기 위해 여러 기술이 도입 적용되었으며 일부 기술들은 현재도 사용되고 있다. 각 기술마다 일장일단이 있으므로 경비의 과다, 유지 및 관리에 대한 지속성 여부, 공간의 확보 여부, 지역적 특수성에 맞춰 가장 적합한 방법을 채택하여야 하며 꾸준히 채택한 기술의 개량 및 새로운 기술의 첨가가 요구되고 있다. 따라서, AMD 오염지대에 대해 획일적으로 같은 처리방법을 채택하여 사용하는 것보다 각 지역 또는 AMD가 유출되어 나오는 광산폐기물의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다. 우리나라에서도 폐탄광을 복원하기 위하여 여러 시도가 있었으나 시간적, 경제적으로 충분히 고려하지 않아 시행착오을 범하고 있다. 따라서, 복원 대상광산에 대한 실제적인 조사, 평가 및 복구설계의 과정을 예로 들어 적절한 처리과정을 토의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2001.02a
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• pp.29-48
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• 2001

일반적인 폐수처리 시 여러 광물들이 사용되는 데 예를 들면, 수산화칼슘 및 탄산나트륨은 중화제, 점토는 응집제, 알룸(alum) 및 염화철은 인 제거제로 사용되고 있다. 산성광산배수인 경우에는 알칼리성의 중화제로 석회 (CaO), 석회석 (CaCO$_3$), 가성소다 (NaOH), 탄산나트륨 (NaCO$_3$) 등이 사용된다. 그러나, 설비비 및 유지비가 많이 들어 몇 십년 동안 계속해서 침출되는 산성광산배수를 처리하기에는 문제가 있다. 산성광산배수 (Acid Mine Drainage, AMD)는 pH가 6.0 미만이고 총산도 (totalacidity)가 총알카리도 (total alkalinity)를 초과하는 물로서 노천광이 가행되었던 지역, 가행중이거나 휴광 또는 폐광된 광산에서 유출된다. 또한 도로사면 절개부나 지하철 터널에서도 황철석(pyrite)이나 백철석 (marcasite)을 함유하는 층이 공기 중에 노출되면 산성수가 침출되어 나오기도 한다. 산성광산배수에 의한 하천수의 오염이 매우 극심하여 때로는 미생물마저도 그 속에 살 수 없게 된다. 산성광산배수에 의해 오염된 하천수의 오염범위는 산성수의 양, 농도, 하천에 유입되는 산성수의 분포, 상류에서 흘러드는 오염되지 않은 물의 양, 지류에서 유입되는 물의 양에 따라 좌우된다. 산성광산배수 오염이 문제시되고 있는 나라는 미국을 포함하여 호주, 일본, 한국, 러시아, 남아연방 등이다. 산성광산배수는 환원환경에서 생성된 석탄층 및 접촉교대 또는 열수에 의해 생성된 금속광이 공기 및 물에 노출되어 생성되는 자연적인 현상이다. 그러나 국지적인 지역에서 인간이 이 광상들을 환경영향을 고려하지 않고 대규모로 개발할 때 인간 생활에 심각한 영향을 미치는 것이다. 광산산성배수를 처리하기 위해 상기와 같이 여러 기술이 도입 적용되었으며 일부 기술들은 현재도 사용되고 있다. 각 기술마다 일장일단이 있으므로 경비의 과다, 유지 및 관리에 대한 지속성 여부, 공간의 확보 여부, 지역적 특수성에 맞춰 가장 적합한 방법을 채택하여야 하며 꾸준히 채택한 기술의 개량 및 새로운 기술의 첨가가 요구되고 있다. 따라서, 산성광산배수 오염지대에 대해 획일적으로 같은 처리방법을 채택하여 사용하는 것보다 각 지역 또는 광산산성폐수가 유출되어 나오는 광산폐기물의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다.