• KCID journal
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• v.8 no.1
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• pp.61-69
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• 2001

The Guelph Permeameter (Soil Moisture Equipment Co., 1986) is an in-hole constanthead permeameter, employing the Mariotte Principle. The Guelph Permeameter has been proved to be a useful and versatile instrument for determining the in situ hydraulic prope

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• 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.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.4
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• pp.363-373
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• 1998

In this study, random flow field in a nonstationary porous formation is characterized through cross covariances of the velocity with the log conductivity and the head. The hydraulic head and the velocity in saturated aquifers are found through stochastic analysis of a steady, two-dimensional flow field without recharge. Expression for these cross covariances are obtained in quasi-analytic forms all in terms of the parameters which characterize the nonstationary conductivity field and the average head gradient. The cross covariances with a Gaussian correlation function for the log conductivity are presented for two particular cases where the trend is either parallel or perpendicular to the mean head gradient and for separation distances along and across the mean flow direction. The results may be of particular importance in transport predictions and conditioning on field measurements when the log conductivity field is suspected to be nonstationary and also serve as a benchmark for testing nonstationary numerical codes. Keywords : cross covariance, nonstationary conductivity field, saturated aquifer, stochastic analysis.

• Tunnel and Underground Space
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• v.30 no.6
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• pp.519-539
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• 2020

We reviewed numerical approaches to assess a hydraulic properties of excavation-disturbed zone (EDZ)created in argillaceous sedimentary rocks. It has been reported that fractures in the sedimentary rocks containing expansive clays are gradually closing due to swelling and their permeabilities are evolving to the level of in-tact rock, which is known as a self-healing or self-sealing process. The numerical approaches introduced here are capable of simulating spatio-temporal variation of EDZ permeability during long-term operation of a repository by including the self-healing characteristics of fractures, which wa observed in laboratory as well as in-situ experiments, The applicability of the numerical approaches was verified from the comparison to in-situ measurements of EDZ permeability at underground research laboratories.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.11
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• pp.957-964
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• 2009

Sand tank experiments were performed along with on-site supplier experiments in order to obtain design factors for the raw-water supply system in floodplain filtration. Results of the sand tank experiment elucidated that the infiltration rate was approximately proportional to the soil permeability and was not significantly influenced by short periods of rest. The average daily infiltration rate calculated by taking both flood and rest periods into account increased with increasing flood period, and was observed to reach an asymptote. Under the conditions of this study, the maximum infiltration rates obtained for both Daegu and Mulgeum soils with 15 min/ 30 min of rest/flood periods were 6.3 m/day and 1.4 m/day respectively, which were 42% and 70% of their hydraulic conductivities, respectively. The process of soil filtration resulted in a gradual decrease of hydraulic conductivity; a decrease of 27% was observed for the soil of Mulgeum over a period of 8 days. From the data obtained from the supplier experiment, it was evident that the radius of the flooded area increased as the supply rate increased for soils of Gumi and Sangju, however, there was an inverse correlation between hydraulic conductivity and the rate of increase in the radius. Results also showed that the time required to cover the entire soil surface with water, in other words, the time to reach the maximum flood radius from the commencement of the water emission was as short as 3 to 4 minutes for all the soils. Also, the average infiltration rate for the entire flood period did not change significantly when the rest period was shorter than an hour.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.2
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• pp.132-138
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• 2009

Soils originated from limestone, located at the southern part of Kangwon province and Jecheon, Danyang of Chungbuk province are mainly composed of fine texture, have different properties from soils originated from granite and granite gneiss, especially for water movement. This study was conducted for making PTF(Pedo-Transfer Function) for Kfs(field saturaton hydraulic conductivity) estimation, and for investigating the relation between soil particle distribution and the infiltration and percolation rate in soils originated from limestone. Soils used for the experiment were 6 soils of Gwarim, Mosan, Jangseong, Maji, Anmi and Pyongan series. Infiltration and percolation rate for the soil were measured by a disc tension infiltrometer and a Guelph permeameter, respectively. The particle size distribution and organic matter content of the soils were analyzed. Kfs was not related with sand, silt, clay, and organic mattrer (OM) content because of forest soils which contained high gravel, pebble, and cobble content, and O layer with high OM content. After Mosan soil series and O layer of Gwarim series were excluded for the data analysis, Kfs was explained as a linear function with sand and clay content and a exponential function with OM content. As a result, the PTF equation was obtained as Kfs=-4.20558+0.479706*(S)+0.023187*exp(1.829*OM) ($R^2=0.6558^{*}$).

• Geotechnical Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.81-102
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• 1992

Landslides on hillside slopes with shallow soil cover over a sloping bedrock are frequently caused by increases in porewater pressures following of heavy rainfall and it is one of the most important factors of assessing the risk of landslide to predict the groundwater level fluctuations in hillslopes. This paper presents the comparative study of three unsaturated flow models developed by Sloan et al., Reddi, L.N., and Thomas, H.A., Jr., respectively, which are used to predict the increase of groundwater levels in hillside slopes. The parametric study for each of models is also presented. The Kinematic Storage Model(KSM) developed by Sloan et at. is utilized to predict the saturated groundwater flow. They are applied to the two sites in Korea so as to examine the possibility of use in the groundwater flow model. The results show that two unsaturated models developed by Sloan et al. and Reddi, L. N. are largely affected by the uncertain parameters like saturated permeability and saturated water content : the abed model has the potential of use in unsaturated flow model with the optimal estimates of model parameters utilizing available optimization techniques. And it is also found that the KSM must be modified to account for the time delay effect in the saturated zone. The results of this paper are able to be utilized in developing the predictive model of groan dwater level fluctuations in a hillslope.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.28 no.4
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• pp.727-740
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• 2018

The media in the undersaturated zone is defined as the uppermost layer of the water table at which the groundwater is unsaturated or saturated discontinuously. The properties of the unsaturated zone can affect the reduction of contaminants that flow from the lower part of soil to the water table. In recent, there have been problems in evaluating groundwater contaminations vulnerability because weighted value for permeability is given, regardless of anisotropy and heterogeneity in the unsaturated media. Geological media have various ranges of permeability. When applying the weighted value, representative of permeability for grain sizes standardized, to construction of contamination vulnerability, it will produce more exaggerated result than the case that considers unsaturated geological properties. In this study, we performed laboratory column tests considering two sets of the unsaturated layers in order to investigate the permeability in anisotropic unsaturated zone with anisotropy. On the basis of the tests, average permeability coefficients were calculated considering the properties of unsaturated media obtained from drill cores in the field. The final contamination vulnerability map constructed shows that the contamination vulnerability map applying the properties of geological media of the unsaturated zone coincides much better with the results measured in the field, compared to the case of contamination vulnerability considering the weighted value in the unsaturated zone.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.360-360
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• 2020

조립식 빗물침투형 저류블록은 우수유출 저감시설로, 황토 및 친환경 무기질 결합재를 이용하여 제작한 고강도 투수성 블록의 적층 및 요철에 의한 끼움식 조립에 의해 형성된 공간에 빗물을 저류하고, 저장된 빗물은 시간이 지남에 따라 지반으로 침투시키는 우수유출 저감용 빗물관리시설로, 집중강우 시 유출수가 발생하는 해당지역에 분산식으로 설치하여 국지적 호우 발생에 대처할 수 있으며, 지속적인 침투를 통한 지하수위 확보 및 가뭄현상의 저감은 물론, 미기후 조성과 건전한 물순환 구조 형성에 이바지하는 빗물관리기술이다. 본 기술은 집중형 대규모 빗물저류조의 적용상의 문제점과 단순저류의 한계성을 극복하고, 기존 침투시설의 낮은 침투능을 증대시키고자 저류기능과 침투기능을 동시에 확보하여 집중호우시 빠른 침투저류능을 향상시킨 조립식 빗물침투형 저류시설이다. 보다 구체적으로는 집중강우에 대한 방재적 측면과 함께 가뭄으로 발생하는 지하수위 저하 등에 친환경적으로 대응하기 위한 복합적인 빗물관리 기술로서, 빗물 유출저감과 함께 물순환 회복 및 저영향개발을 위한 각 지자체의 지침과도 부합될 수 있다. 또한, 콘크리트 제품의 환경적 문제점과 플라스틱 제품의 낮은 물성을 극복하였고, 시공 시에는 보다 현장상황에 맞게 가변적 형태로 적용이 가능한 단순조립 적층공법으로 공기단축에 탁월한 장점이 있으며, 유지관리 시에는 별도의 동력이 요구되지 않는 형태로 개발하였다. 조립식 빗물침투저류블록의 구조체를 이루는 단위 블록유닛은 투수성 소재로 제작되며, 상하부가 개방되어 있고 사각형의 내부에 힘을 받는 격벽과 전후벽이 상호 대응되는 요철로 형성되어 있으며, 단위블록 유닛 다수개가 수직수평으로 연속적으로 조립되어 규모의 제한, 형태의 제한이 없는 구조물 형성이 가능하다. 본 구조체의 저류공극율은 80%이상 확보 가능하며, 또한 블록자체의 투수율이 0.83mm/sec로서 순모래나 순자갈의 포화투수계수보다 투수율이 높아 침투저류 효율성이 높으며 시공 후 상부 토지는 자유롭게 활용 가능하다. 본 조립식 빗물 침투형 저류블록을 이용하여 저영향개발 계획, 우수유출 저감대책 수립, 빗물관리시설 계획시 기존의 시설들에 비하여 경제적, 효율적인 설계가 가능하다.