• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.127-135
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• 2009

Reid and Kajiura(1957)은 해저면에 무한한 깊이의 투수층이 존재할 경우에의 파의 감쇠율을 유도하였다. 본 연구에서는 유한한 깊이의 투수층이 존재할 경우에의 파의 감쇠율을 선형파이론을 이용하여 유도하였다. 그리고 이를 확장하여 해저면에 재질이 다른 2 층 또는 3 층의 투수층이 존재할 경우에 파의 감쇠율을 제시하였다. 다음으로 이를 완경사 방정식에 적용하여, 해저면에 투수층이 존재할 경우에의 파의 투과율을 계산하였으며, 1층 투수층이 존재할 경우의 수치계산결과를 Flaten and Rygg(1991)의 적분식 방법과 비교하여 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2023

강우가 지표면 아래로 침투할 때 초기에는 투수층이 불포화 상태이어서 부압이 작용하면서 침투할 것이다. Richards 식(Richards, 1931)을 써서 불포화 투수층의 침투를 모의할 수 있다. 강우가 지속되는 동안 하상 아래 어느 구간은 포화 상태가 되어 Richards 식을 더 이상 사용할 수 없다. 하지만 현재까지의 연구는 Richards 식을 사용하여 침투를 모의하는 오류를 범하고 있다. 강우에 의한 침투를 예측할 때 지표면에서의 침투율 q_b 가 필요한 데 현존하는 연구에서는 Horton 식(Horton, 1941)을 사용하여 초기 침투율 f_o 와 장시간 후 침투율 f_c 와 시간에 따라 지수함수로 감소하는 계수 k 의 3가지 계수값을 실험이나 현장 관측값에서 찾아서 쓰고 있다. 그런데, 이 계수값은 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q 가 커지는 물리 현상을 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서 먼저 포화 투수층에서의 침투를 모의하는 식을 개발하였다. 지표면 아래에서 불포화 투수층에는 Richards식을 사용하고 포화 투수층에는 개발한 식을 사용하여 침투를 모의하였다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 를 구하는 공식을 개발하였다. 하상에서의 침투율의 최대값은 $q_{bmax}=-{\lambda}{\sqrt{2g(s-b)}}$ 일 것이다. 여기서 λ 는 투수층의 공극율, s 는 유출수면의 위치, b 는 지표면의 위치이다. 지표면에서의 침투율의 최소값 q_bmin 은 지표면 바로 아래 지점에서의 침투율일 것이다. 지표면에서의 침투율 q_b 로 q_bmax 와 q_bmin 사이의 적절한 값을 선택한다. 강우강도를 r_i 라고 하면 지표면 위 유출수의 연속방정식은 다음과 같다: $s-b={\int}(r_i-{\mid}q_b{\mid})dt$. 즉, 유출수면의 위치 s 는 강우강도 r_i 가 클수록 또는 지표면에서의 유출율의 크기 |q_b| 가 작을수록 크다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 와 지표면 아래에서의 침투율 q 는 s - b 가 클수록 크다. 따라서, 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q_b, q 가 큰 현상이 잘 반영되었다. 강우-침투-유출 모형실험을 수행하여 강우강도에 따라 침투율과 유출량이 다른 현상을 관측하여 수치실험 결과와 비교·검증하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.292-295
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• 2003

제주도 전역의 88개소에서 측정한 양수시험자료를 분석하여 투수량계수를 산출하였으며, 투수량계수계수와 비양수량의 관계식을 산출하였다. 제주도의 화산암 대수층은 대체로 투수성이 크고 대수층의 상.하부로부터 상당량의 지하수가 공급되므로 누수피압대수층이 적합한 모델로 판단된다. 투수량계수는 0.405~1038.52m$^2$/d로서 넓은 범위에 걸쳐서 분포하며 이는 제주도 화산 암의 투수성이 지역에 따라 다양하다는 것을 의미한다. 비양수량(Q/s)-투수량계수(T) 관계식은 T = 0.582(Q/s)$^{0.974}$ 로 계산되었으며, 이 관계식은 지역적으로 투수량계수 산출이 불가능할 경우에 비양수량만으로 투수량계수를 추정하는데 이용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제43권4호
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• pp.359-369
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• 2010

본 연구는 서반부지역(북서부 소지역, 서부 소지역, 남서부 소지역)에 광역상수도용 수원지 개발을 위하여 굴착된 지하수공을 중심으로 대수층 체계를 분류하고, 수리지질 특성을 규명하였다. 북서부 소지역의 대수층 체계는 상부 투수층-상부 저투수층-하부 투수층-하부 저투수층으로 구성되고, 서부 소지역과 남서부 소지역의 대수층 체계는 상부 저투수층-투수층-하부 저투수층으로 구성된다. 투수량계수와 비양수량은 북서부 소지역, 서부 소지역, 남서부 소지역의 순으로 낮아진다. 비양수량과 응회암의 산출 고도는 비교적 높은 반비례 관계(상관계수 -0.848)를 보이며, 이는 응회암이 대수층의 밑바닥 역할을 하기 때문으로 판단된다. 3개 소지역에 대해서 2004년 수마트라 지진에 의한 지하수위 변동 분석결과, 북서부 소지역에서 평균 23.74 cm로 가장 크며, 서부 소지역에서는 평균 9.48 cm이고, 남서부 소지역 에서는 지하수위 변동이 나타나지 않았다. 그리고 지진에 의한 지하수위 변화는 투수량계수 및 비양수량과 정비례관계를 가지는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.11-21
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• 2020

본 연구는 대수층과 저투수층이 존재하는 단일시스템에서 trichloroethylene (TCE)과 tetrachloroethylene (PCE)의 거동에 대해 1차원 확산 해석해를 사용하여 저투수층의 농도 분포, 대수층과 저투수층의 경계면에서 확산 선속, 그리고 역확산에 의한 대수층의 오염 지속성을 모델링하였다. 모델링에 사용된 해석해는 이전 연구에서 많이 사용되었던 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 본 연구에서 제시한 저투수층의 두께가 유한한 조건을 고려한 해석해를 모두 사용하였다. 제시된 해석해의 타당성을 평가하기 위해 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 Yang et al.(2015)이 개발한 1차원 확산 해석해의 결과를 Nash-Sutcliffe 유효계수(NSE)로 비교하였다. 저투수층의 농도 분포, 확산 선속, 그리고 대수층의 오염 지속성 등 모든 결과에서 무한한 조건의 해석해를 이용하였을 때 과소평가되는 결과를 나타내었다. 그리고 본 연구에서 제시한 해석해의 결과와 Yang et al. (2015)이 개발한 해석해의 결과는 높은 일치성(NSE = 0.99)을 보였다. 본 연구에서 제시한 해석해를 실제 오염된 부지에 효율적으로 적용하기 위해 유효확산계수, 저투수층의 두께, 그리고 확산된 시간을 이용하여 확산 거리(Z_d)라는 용어를 소개하였다. 확산 거리가 0.7 보다 작은 경우 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해를 사용할 수 있으며, 확산 거리가 0.7 보다 큰 경우 저투수층의 두께가 유한한 확산 해석해를 사용하여야 모델링의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.915-922
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• 2008

불투수층은 자연적인 침투를 허용하지 않는 인위적인 토지피복상태로, 도시화율을 추정하거나 도시의 환경변화 정도를 분석하기 위한 척도로 사용되어 왔다. 수문학적인 관점에서 불투수층은 단기 유출현상에 큰 영향을 끼치는 요소로 급속한 도시화로 인해 불투수층의 영향이 더욱 커짐에 따라 불투수층의 추정에 대한 필요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 불투수층을 추정하기 위해 중랑천 유역을 대상지역으로 선정하고, $30m{\times}30m$ 공간해상도의 Landsat-7 ETM+ 영상과 $1m{\times}1m$의 고해상도 위성영상을 구축하였으며 tasselled cap 변환과 식생지수(NDVI) 변환을 수행하여 다양한 예측변수를 고려하였다. 수집된 학습자료에 분류 및 회귀트리를 적용하여 불투수층 추정모델을 구성하였고, 이를 지도화하여 중랑천 유역의 불투수층을 나타냈다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3B호
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• pp.325-335
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• 2010

본 연구에서는 투수층 매설에 따른 해빈안정화의 효과를 논의하기 위하여, 파 투과성구조물 해빈/해저지반의 상호간섭을 직접해석 할 수 있는 3D-수치모델(LES-WASS-3D; 허동수와 이우동, 2007)을 이용하였다. 이 모델은 투과성구조물 내부의 유체저항으로서 층류저항, 난류저항, 관성저항을 포함하고 있으며 격자 크기보다 작은 와류를 고려하기 위하여 LES기법을 도입하고 있다. 먼저, 기존의 수리모형 실험치와 본 연구의 계산치를 비교 검토하여 이용한 수치모델의 타당성 및 유효성을 검증한 후, 해빈 내부에 투수층을 설치하여 수치시뮬레이션을 실시하였다. 수치실험결과를 통하여 투수층 매설에 따른 평균지하수위의 하강, 이안류 강도의 저하 등, 배수의 메커니즘을 파악한 후, 투수층의 배치형태(평균입경, 두께, 매설깊이, 경사) 및 입사파조건(파고, 주기)에 따른 해빈 내부의 평균지하수위분포에 대하여 고찰하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.344-344
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• 2022

최근 기후변화에 따른 집중호우, 태풍의 규모 및 빈도가 증가하고 있다. 도시지역은 전통적인 배수체계가 한계에 도달함에 따라 기후변화에 대한 취약성이 다른 지역에 비하여 더욱 크게 나타나 기후변화에 효과적으로 적응하기 위한 방안으로 도심녹지, 빗물정원, 투수포장 등 그린인프라 확충의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 도시하천 유역 내 그린인프라 확충에 따른 강우유출특성의 변화를 살펴보고자 하였다. 그린인프라의 확충은 불투수층을 투수층으로 변화시켜 물순환 건전화에 기여한다. 본 연구에서는 부산의 대표적인 도시하천 유역인 온천천유역을 대상으로 강우유출모형인 HSPF를 적용하여 유역 내 투수층 증가에 따른 유출특성의 변화를 살펴보았다. 온천천 유역을 세 개의 소유역(온천천 상류, 세병교, 온천천 하류)으로 구분하고 현재 상황(불투수면적비 각각 90.98, 92.96, 94.25%)에서 불투수면적을 10%씩 감소시켜가며 유역 내 지표유출량, 침투량의 변화를 살펴보았으며, 온천천 유량(갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량, 홍수량)의 변화를 분석하였다. 분석 결과 유역 내 불투수면적 감소에 따라 강수의 침투가 증가하고 이에 따른 지표유출이 감소함을 확인할 수 있었다. 유역 내 불투수층이 감소함에 따라 지표유출량은 최대 32%까지 감소하고 침투량은 최대 71%까지 증가하는 것으로 나타났다. 또한 온천천의 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량은 증가하는 반면, 홍수 시의 유량을 의미하는 홍수량은 최대 15% 이상 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 유역 내 불투수층의 감소를 통해 평상시에는 추가적인 하천유량 확보가 가능하며, 홍수 시에는 반대로 홍수량을 저감시킴으로써 이에 따른 피해를 줄일 수 있음을 의미한다. 본 연구를 통해 그린인프라가 하천유량 확보 및 홍수량 저감을 통해 유역의 물순환 건전화에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 기후변화 적응을 위해 도시하천 유역의 그린인프라 확충을 위한 노력을 기울일 필요가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.199-205
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• 2012

본 연구에서는 유한한 깊이의 투수층에 의한 에너지 감쇠효과를 고려한 파랑의 변형을 해석하였다. 파의 에너지 감쇠율과 상대수심의 관계식을 제시하였으며, 에너지 감쇠율을 고유함수전개법에 사용하여 투수층에 의한 에너지 감쇠를 계산하였다. 투수성이 있는 수중둔덕에 대해서, 수치실험 결과는 해석해로 간주할 수 있는 적분방정식의 결과와 비교하여 잘 일치하였다. 또한, 투수경사에 의한 반사율을 다양한 주파수에 대해서 실험하였으며, 수치실험 결과, 수심이 매우 커서 수면파가 투수층의 영향을 받을 정도가 아닌 경우에는 상대적으로 파장이 짧은 파랑일수록 투수층의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.180-187
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• 1999

일반적으로 비양수량은 쉽게 구해지지만 투수량계수를 구하려면 정규 양수시험을 시행하는데 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 비양수량 자료로부터 투수량계수를 추정하는 방법이 이용되기도 한다. 대개 Theis(1963). Brown (1963). Logan(1964)등이 유도한 해석적 방법이 이용되는데 이 방법들은 충적 대수층에서 영향반경 또는 저류계수등을 가정하여 대입하므로서 비양수량으로부터 투수량계수를 예측하는 것이 통상적이다. 그러나 암반 대수층이나 비균질 대수층에서 이렇게 구한 투수량계수는 실측된 투수량계수와 잘 맞지 않는다. Razack-Huntley(1991). Huntley-Steffey(1992). Mace(1997) 등은 비균질 충적대수층, 균열암반대수층. 용해성 석회암대수층 등에서 비양수량과 투수량계수의 관계식을 제시하였다. 본 연구에서는 제주도의 화산암 대수층에서 투수량계수와 비양수량 자료를 비교 분석한 바. 투수량계수의 대수값과 비양수량의 대수값 사이에 선형적인 관계가 성립(상관계수 0.951)하는 것을 확인 하였다. 또한 투수량계수의 $\pm$0.25 log cycle 범위내에 대부분의 자료가 포함되고 있다(96.6%).