• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.245-245
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• 2021

해양으로 유출된 5 mm 이하의 크기로 분해된 미세플라스틱이 해양 환경 오염의 주요 원인으로 자리잡았다. 최근에는 청정해역으로 알려진 남극해에서도 발견되고 있어 남극해에 잔류하는 미세플라스틱 오염 수준을 이해하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 파랑의 효과를 고려한 남극해의 해수 순환 구조와 미세플라스틱의 고유 특성을 반영한 미세플라스틱의 거동 및 공간적 분포에 대한 복합적 이해는 상대적으로 부족하다. 남극해에서 발견된 미세플라스틱은 과학기지들의 방류수나, 조사선 등과 같은 인위적인 활동으로 인해 집적될 수 있으며, 특히 영구적으로 거주하는 과학기지에서 흘려보내는 방류수에 포함된 미세플라스틱은 과학기지 주변 해수 오염에 직접적인 영향을 줄 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 파랑 효과에 따른 남극 킹조지 섬(King George Island)에 위치한 세종과학기지의 방류수에 포함된 미세플라스틱의 이송에 대해 모의하였다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬과 넬슨 섬(Nelson Island) 사이의 멕스웰 만(Maxwell Bay)의 해수 흐름을 재현하기 위하여 해수 유동 모델(Delft3D-FLOW)이 사용되었다. 또한, 해수 유동 모델에 파랑 모델(Delft3D-WAVE)을 결합하여 파랑의 효과가 미세플라스틱의 이송에 미치는 영향을 확인하였다. 세종과학기지의 방류수가 흘러나가는 마리안 소만(Marian Cove)의 유속장을 바탕으로 이송, 확산, 입자의 침강 속도를 고려하여서, 세종과학기지에서 밀물 시 방출한 입자를 라그랑지안 입자 추적(Lagrangian Particle Tracking) 방법을 이용해 추적하였다. 해수의 밀도보다 가벼운 플라스틱의 경우 해수 표층의 흐름을 따라 소만 내부로 이송되어 해안선에 도달하고, 해수의 밀도보다 무거운 플라스틱의 경우 소만 내부로 이송되나 입자의 침강 속도로 인해 방출 위치 근처에서 집적된다. 파랑의 효과를 고려하게 되면, 고려하기 전보다 두 종류의 미세플라스틱 모두 소만 내부로 더 멀리 이송되는데, 이는 파랑으로 인한 힘(wave-induced force)이 해수 유동 모델의 운동방정식에 추가되며 파랑 에너지 분산으로 인해 해수 흐름에 변화를 준 것으로 보인다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.44 no.5
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• pp.663-672
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• 2024

Nitrate contamination primarily results from agricultural activities and wastewater inputs, potentially leading to groundwater pollution. This study analyzed the reactive transport of nitrate in surface-groundwater interactions in the Gadeok-myeon, Cheongwon-gun, using integrated SWAT, MODFLOW, and RT3D models. The study used SWAT to simulate hydrological cycles, MODFLOW for groundwater flow analysis, and RT3D to model the reactive transport of nitrate. SWAT was used to estimate daily groundwater recharge and nitrate concentrations, which were then input into MODFLOW and RT3D models. The results showed that groundwater flow and reactive transport of nitrate were effectively simulated, providing insights into improving predictive models for groundwater and surface water interactions.

• Economic and Environmental Geology
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• v.56 no.6
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• pp.847-870
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• 2023

The safe disposal of high-level radioactive waste requires accurate predictions of the long-term geochemical behavior of radionuclides. To achieve this, the present study was conducted to model geochemical behaviors of uranium (U), plutonium (Pu), and palladium (Pd) under different hydrogeochemical conditions that represent deep groundwater in Korea. Geochemical modeling was performed for five types of South Korean deep groundwater environment: high-TDS saline groundwater (G1), low-pH CO₂-rich groundwater (G2), high-pH alkaline groundwater (G3), sulfate-rich groundwater (G4), and dilute (fresh) groundwater (G5). Under the pH and Eh (redox potential) ranges of 3 to 12 and ±0.2 V, respectively, the solubility and speciation of U, Pu, and Pd in deep groundwater were predicted. The result reveals that U(IV) exhibits high solubility within the neutral to alkaline pH range, even in reducing environment with Eh down to -0.2 V. Such high solubility of U is primarily attributed to the formation of Ca-U-CO₃ complexes, which is important in both G2 located along fault zones and G3 occurring in granitic bedrocks. On the other hand, the solubility of Pu is found to be highly dependent on pH, with the lowest solubility in neutral to alkaline conditions. The predominant species are Pu(IV) and Pu(III) and their removal is predicted to occur by sorption. Considering the migration by colloids, however, the role of colloid formation and migration are expected to promote the Pu mobility, especially in deep groundwater of G3 and G5 which have low ionic strengths. Palladium (Pd) exhibits the low solubility due to the precipitation as sulfides in reducing conditions. In oxidizing condition, anionic complexes such as Pd(OH)₃^-, PdCl₃(OH)₂^-, PdCl₄^2-, and Pd(CO₃)₂^2- would be removed by sorption onto metal (hydro)oxides. This study will improve the understanding of the fate and transport of radionuclides in deep groundwater conditions of South Korea and therefore contributes to develop strategies for safe high-level radioactive waste disposal.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.5 s.174
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• pp.547-561
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• 2005

General characteristics of groundwater contamination by As were reviewed with several recent researches, and its occurrence in groundwater of Korea was investigated based on a ffw previous studies and a groundwater quality survey in Nonsan and Geumsan areas. In Bangladesh, which has been known as the most serious arsenic calamity country, about $28\%$ of the shallow groundwaters exceeded the Bangladesh drinking water standard, $50{\mu}g/L$, and it was estimated that about 28 million people were exposed to concentrations greater than the standard. Groundwater was characterized by circum-neutral pH with a moderate to strong reducing conditions. Low concentrations of $SO_4^{2-}$ and $NO_3^-$, and high contents of dissolved organic carbon (DOC) and $NH_4^+$ were typical chemical characteristics. Total As concentrations were enriched in the Holocene alluvial aquifers with a dominance of As(III) species. It was generally agreed that reductive dissolution of Fe oxyhydroxides was the main mechanism for the release of As into groundwater coupling with the presence of organic matters and microbial activities as principal factors. A new model has also been suggested to explain how arsenic can naturally contaminate groundwaters far from the ultimate source with transport of As by active tectonic uplift and glaciatiion during Pleistocene, chemical weathering and deposition, and microbial reaction processes. In Korea, it has not been reported to be so serious As contamination, and from the national groundwater quality monitoring survey, only about $1\%$ of grounwaters have concentrations higher than $10{\mu}g/:L.$ However, it was revealed that $19.3\%$ of mineral waters, and $7\%$ of tube-well waters from Nonsan and Geumsan areas contained As concentrations above $10{\mu}g/:L.$. Also, percentages exceeding this value during detailed groundwater quality surveys were $36\%\;and\;22\%$ from Jeonnam and Ulsan areas, respectively, indicating As enrichment possibly by geological factors and local mineralization. Further systematic researches need to proceed in areas potential to As contamination such as mineralized, metasedimentary rock-based, alluvial, and acid sulfate soil areas. Prior to that, it is required to understand various geochemical and microbial processes, and groundwater flow characteristics affecting the behavior of As.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.2
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• pp.149-160
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• 2013

Volcanic activity commonly creates a highly complicated volcanic complex due to the admixture of lava flow and sedimentation of volcanic ash. The Song-Gok site is composed of volcanic rocks that collapsed at the lower part of the slope, in combination with several discontinuities in and around a fault. The results of projection analysis indicated the possibility of plane, wedge, and toppling failure in the failure section. The results of discontinuity modeling using the Distinct Element Method (DEM) revealed a total displacement of 207 mm and a joint shear displacement of 114 mm. The yield surface zone was verified at the fault plane of the failure section. In geotechnical terms, volcanic rock slopes are characteristically vulnerable to failure because of differential weathering among the various rock types, the effect of groundwater based on the permeability of the rocks, and the presence of systematic joints generated by the cooling and contraction of lava. When considering the stability of a volcanic rock slope, it is necessary to consider data such as the geological features of the rock, as obtained through detailed geological survey, and variations in discontinuities and rock blocks.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.223-224
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• 2004

고준위폐기물 혹은 사용후 핵연료의 처분용기 재질은 각 국의 처분개념과 처분공의 주위 환경에 따라 달라질 수 있다. 용기의 후보재질로는 탄소강, 스텐레스 강, 구리, 니켈, 티탄 혹은 이들의 합금이 주로 고려되고 있으나, 국내에서는 아직 선정되지 않았다. 국내 처분환경에서 이들 재질의 부식특성을 조사하고자 모의 화강암 지하수를 가해 만든 겔 상태의 경주 벤토나이트에 탄소강, 스텐레스 강, 구리 시편을 넣고, $70^{\circ}C$, 아르곤 분위기에서 530일 경과한 후 시편의 표면 변화 (그림 1) 및 무게 감소를 측정하였다. 철 부식시편은 검정색의 철 화합물 층으로 덮여 있었으며, 구리표면에는 노란색의 부식층이 형성되었는데, 이를 XRD로 분석한 결과 $Cu_2O$로 판명되었다. 그러나 $700^{\circ}C$에서 각각 0, 24, 96시간동안 예민화시킨 스텐레스 강 시편들은 모두 초기상태 그대로 광택을 유지하고 있었으며, XRD에서 다른 화합물의 형성을 발견할 수 없었다 (그림 2). 시편의 무게 감소가 균일부식에 기인한 것으로 가정하여 환산한 결과, 구리와 스텐레스 강 모두 0.3~0.4 $\mu\textrm{m}/yr$의 부식속도를 나타내었다. 그러나 구리는 부식생성물이 표면에 부착되어 있기 때문에 실제 부식두께는 이 값보다 더 클 것으로 생각된다. 용기가 초기 530일간과 같은 속도로 처분용기의 부식이 진행된다면 한국에서 기준처분 개념으로 삼고 있는 50mm 두께의 내부식성 외벽 금속용기는 적어도 만년이상 견딜 수 있을 것으로 추정된다. 한편, 검정색 부식층을 제거한 무게감소로부터 계산한 철의 부식속도는 구리의 약 30배에 해당하였다. 금속 재질의 정확한 부식 거동을 파악하기 위해서는 보다 장기간의 실험이 요구된다. 시험법 선정에 각계(규제기관, 학계, 발전소 현장 및 산업계 등) 전문가로부터 기술자문회의를 통하여 자문 의견을 받기로 하였다. 특히 현재 폐기물 인수 기술기준치가 설정된 국가의 시험법을 심층 있게 검토하기로 하였다.검토하기로 하였다. 혹은 수성주변 환경이 지배하는 산악이나 구릉지에서 흔히 나타나는 침엽수-낙엽활엽수의 혼합림 식생상태를 잘 대변해 주고 있는 것으로 판단된다. 끝으로, 의림지 호저 퇴적층 중에서 인위적인 교란흔적이 없는 암회색 유기질 니층에 대한 탄소연대측정 결과, 제1호공 12번 시료에서 950$\pm$40 years B.P을 얻었으며, 제3-1호공에서도 아래로 내려가면서 8, 10, 11번 시료에 대하여 500$\pm$30 years B.P, 650$\pm$30 years B.P, 800$\pm$40 years B.P의 연대측정 결과를 획득하였다. 이상과 같은 의림지 호저 퇴적층의 형성환경과 형성시기 연구를 통하여 의림지의 제방축조의 최초시기를 해석해 보면, 의림지의 제방은 적어도 과거 약 827년 전에서 866년 전에는 이미 축조되어 있었음을 알 수 있다. 과거 제천 일대에 살았던 옛사람들이 의림지 하류의 곡지중앙과 고기 충적선상지에 대한 관계용 용수조달의 필요성에 부응하여 상류부 곡지하천의 자연입지 환경을 최대한 이용하여 축조한 것으로 판단된다..준비하였다.전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.se that were all low

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.21 no.1
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• pp.59-67
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• 2005

This paper presents experimental and numerical research results of centrifuge model tests performed to investigate the geotechnical engineering behavior of slag compaction pile as a substitute of sand compaction pile. For centrifuge model tests, bearing capacity of composit soil improved with slag compaction piles, stress concentrations in-between pile and soft clay, settlement characteristics, and failure modes were investigated with slags differing in their relative density. A slag was found to be a good substitute for a sand since the slag compaction pile model showed a greater yield stress intensity up to $30\%$ than the sand compaction pile model under the identical testing conditions. Stress concentration ratio tended to increase with the relative density of slag pile and the clear shear lines in the piles were observed at the depth of $2D{\sim}2.5D$ (D=dia. of model pile) from the top of the piles after loading tests. Numerical analysis with a software of CRISP, implemented with the modified Cam-clay model, was carried out to simulate the results of centrifuge model test. Test results about characteristics of load-settlement curves and stress concentration ratio are in relatively good agreements with numerical estimations.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.21 no.5
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• pp.635-646
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• 2000

Geological achievements of the 20th century revolutionized our views about geological understanding and concept. A good example is the concept of continental drift suggested early in the 20th century and later explained in terms of seafloor spreading and plate tectonics. Our understanding of the compositions of materials forming earth has also improved during the20th century. Radio and stable isotopes together with biostratigraphy and sequence stratigraphy allow us to interpret the evolution of sedimentary basins in terms of plate movement and sedimentation processes. The Deep Sea Drilling Project initiated in 1960s and continued as the Ocean Drilling Project in 1980s is one of the most successful international research observations, and new developments in computational techniques have provided a wholly new view about the interior of the earth. Most of the geological features and phenomena observed in deep sea and around continental margins are now explained in terms of global tectonic processes such as superplumes flowing up from the interior of our planet and interacting with such as Rodinia Pannotia and Nena back in the Precambrian time. The space explorations which began in the late 1950s opened up a new path to astrogeology, astrobiology, and astropaleontology. The impact theory rooted in the discovery of iridium and associated phenomena in 1980s revived Cuvier's catastrophism as a possible explanation for the extinctions of biotas found in the geological record of this planet. Due to the geological achievements made in the 20th century, we now have a better understanding of geologic times and processes that were too long to be grasped by human records.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.1
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• pp.57-66
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• 2015

A numerical analysis was performed of the seepage from and stability of a mine waste-dump slope in Imgi, Busan, considering rainfall intensity. The 40-45° slope angle of the waste dump is relatively steep, and the depth of the waste dump down to bedrock is 7-8 m. The groundwater level was 6.6 m below the surface. Various laboratory tests on samples obtained from the waste dump were performed to determine the input data for seepage and stability analyses of the waste-dump slope during rainfall. The results of seepage analysis for various rainfall intensities using the SEEP/W program show that the wetting front moved down with increasing rainfall duration. When the rainfall intensity was > 50 mm/ hour and the duration was > 24 hours, the waste dump became fully saturated because the wetting front reached the groundwater level. The results of slope stability analysis coupled with seepage analysis using the SLOPE/W program show that the safety factor of the slope decreased as the wetting front moved down due to rainfall infiltration. After continuous rainfall for 5-6 hours, the safety factor of the slope suddenly decreased but then recovered and converged. The sudden decrease was induced by an increase in pore-water pressure and a decrease in matric suction down to a certain depth as the wetting front approached the potential sliding surface.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.193-193
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• 2011

본 연구에서는 산불발생인자들에 대한 정보를 각각의 요인별로 집적화하고 체계화시킴으로써 산불예방활동의 기초자료로 활용할 뿐만 아니라 산불발생 시, 산불의 거동을 예측하기 위한 자료로 활용하고자 하였다. 발생인자는 크게 연료 및 기상조건 관련 인자와 열적특성 관련 인자로 분류하고 연료 및 기상조건 관련 인자는 수종별, 부위별, 지역별, 고도별, 월별 산림연료들의 구성 요인들에 대해서 분석하였다. 수종별로는 생강나무, 초피나무, 조록싸리, 산초, 개암, 청미래, 고추나무, 철쭉, 조릿대, 털진달래 등 관목류 10개 수종과 김의털, 방아풀, 주름조개풀, 칡, 엉겅퀴 등 초본류 5개 수종 그리고 소나무, 잣나무, 리기다소나무, 해송, 구상나무, 주목 등 6개의 침엽수 및 굴참나무, 떡갈나무, 신갈나무, 갈참나무, 졸참나무, 상수리, 산개벚나무, 고채목, 개서어나무, 굴거리나무, 서어나무, 산벚나무, 때죽나무, 당단풍나무, 단풍나무 등 15개의 활엽수로 구성된 교목류를 대상으로 분석하였다. 부위별로는 생엽, 낙엽, 가지, 수피, 솔방울 등으로 구분하여 분석을 수행했으며, 지역별 구성은 강원(삼척/태백산), 경북(응봉산), 경기(용문산), 충북(월악산), 충남(계룡산), 전북(덕유산), 전남(월출산), 부산(금정산), 제주(한라산) 등 9개 지역을 대상으로 선정하였다. 고도별로는 강원도에 소재하고 있는 태백산을 중심으로 소나무와 신갈나무 생엽을 대상으로 900m, 1000m, 1100m, 1200m, 1300m, 1400m, 1500m 고도를 선정하여 분석을 수행하였다. 월별 분석데이터는 소나무 생엽의 경우, 2008년 6월부터 2010년 11월까지 매월 분석을 수행하였으며, 굴참나무 생엽의 경우에는 2008년부터 2010년까지 매년 6월부터 10월까지 생엽을 채취할 수 있는 기간 동안 분석을 수행하였다. 또한, 열적특성 관련 인자로는 착화특성(무염착화온도, 발염착화시간, 소염시간, 화염지속시간), 발열특성(총열방출량, 평균열방출률), 발연특성(총연기방출량, 최대연기밀도, 최대밀도시간) 등을 고찰하였다. 이와 같은 결과들은 산불발생인자 DB구축으로 부터 산불발생 위험도 및 동태예측의 기본 자료로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 지역별 연료별 산림연료의 열적특성 DB로 부터 산불발생시 산불 위험도에 대한 기술정립과 응용성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다. 이외에도 산림연료 종류별 열적특성을 결과를 토대로 문화재보존지역과 같이 문화적 가치가 높은 시설이나 주유소, 가스 충전소 등의 위험 시설에 대한 효과적인 보호를 위한 대처 방안을 사전에 준비할 수 있어 산불 피해에 대한 국민의 불안감을 줄일 수 있을 것으로 생각된다.