• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.28-31
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• 2002

The water level fluctuation (WLF) method is a conventional method for quantifying groundwater recharge by multiplying the specific yield to the water level rise. A 2-D unconfined flow model with a time series of the recharge rate is developed. It is used for elucidating the errors of the WLF method which is implicitly based on the tank model where the horizontal flow in the saturated zone is ignored. Simulations show that the recharge estimated by the WLF method is underestimated for the observation well near the discharge boundary. This is due to the fact that the hydraulic stress resulting from the recharge is rapidly dissipating by the horizontal flow near the discharge boundary Simulations also reveal that the recharge was significantly underestimated with increase in the hydraulic conductivity and the recharge duration, and decrease in the specific yield.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권2호
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• pp.57-67
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• 2001

본 연구는 난지도 매립지에서 기반암 및 풍화대층을 통해서 거동하는 침출수의 속도와 침출수량을 부정류 상태에서 예측하기 위해 실시되었다. 본 연구에서는 3차원 지하수 거동 모델인 MODFLOW와 지하수에 용해되어 있는 오염물질의 확산, 분산, 화학반응 등을 해석할 수 있는 MT3D를 이용하여 안정화 공사 이후 부정류 상태에서 침출수 거동을 해석하였다. 침출수 발생량은 최근 10년간의 기상자료를 이용해서 HELP모델로 산출하였다. 침출수 거동은 차수벽, 차수층 설치 전,후의 침출수위 변화에 의해 예측되었다.

• 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.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권2호
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• pp.101-109
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• 1998

암반대수층의 수리적 특성은 지하수의 통로가 되는 지질구조에 의해서 크게 좌우된다. 본 연구에서는 수직 지질구조와 관련된 일차원 흐름의 이론들에 대해서 논하였다. 그리고, 경북 영일군 대송면 옥명리에서 행한 두 번의 양수시험(양수시험 1과 양수시험 2)에 대해서, 프락탈 모델을 적용하여 이 지역 수리 특성을 분석하였다. 양수시험분석에 의하면, 양수시험 1(양수정 : D9호공, 관측정 : C3호공과 D7호공)의 시험공 주변은 무한한 길이의 그리고 무한소의 폭을 가지는 수직 지질구조에 의해서 지배되는 일차원 흐름으로 대표되나, 양수시험2의 양수정(D10호공) 주변은 이차원에 가까운 흐름(1.9∼2차원)을 보인다. 이와 같이, 균열암반대수층의 특징은 공간적으로 또는 시간적으로 유동 차원이 달라지는 경우가 많다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.344-351
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• 2005

In this paper, a reliability-groundwater flow program is developed by coupling the 2-D finite element numerical groundwater flow program with first and second order reliability program. From the parametric study of hydraulic conductivity of soil layers, the increase of both mean and variance of hydraulic conductivity results in the increase of probability of exceeding the threshold hydraulic head. The probability of failure was more sensitive to parameters of weathered granitic soil and rock located at the middle and bottom of the excavation than those at the other locations. It can be recommended from this study that the reliability method, which can include the uncertainty of soil parameters, should be performed together with the deterministic analysis to compensate the weakness of the latter analysis for the groundwater flow problem of underground excavations.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권4호
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• pp.513-530
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• 2015

Commonly, the base stability of sheeted excavation pits against seepage failure by heave is evaluated by using two-dimensional groundwater flow models and Terzaghi's failure criterion. The objective of the present study is to investigate the effect of three-dimensional groundwater flow on the heave for sheeted excavation pits with various dimensions. For this purpose, the steady-state groundwater flow analyses are performed by using the finite element program ABAQUS 6.12. It has been shown that, in homogeneous soils depending on the ratio of half of excavation width to embedment depth b/D, the ratio of safety factor obtained from 3D analyses to that obtained from 2D analyses $FS_{(3D)}/FS_{(2D)}$ can reach up to 1.56 and 1.34 for square and circular shaped excavations, respectively. As failure body, both an infinitesimal soil column adjacent to the wall (Baumgart & Davidenkoff's criterion) and a three-dimensional failure body with the width suggested by Terzaghi for two-dimensional cases are used. It has been shown that the ratio of $FS_{(Terzaghi)}/FS_{(Davidenkoff)}$ varies between 0.75 and 0.94 depending on the ratio of b/D. Additionally, the effects of model size, the shape of excavation pit and anisotropic permeability on the heave are studied. Finally, the problem is investigated for excavation pits in stratified soils, and important points are emphasized.

• 물과 미래
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• 제27권1호
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• pp.79-88
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• 1994

부곡온천 지역의 지속적인 지하수위 하강에 대비하여 온천지역의 지하수 흐름을 3차원 모형인 MODFLOW를 이용하여 해석하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 변수보정 과정에서 대수층의 투수계수는 0.0134m/d로, 저류계수는 0.020으로 나타났으며, 모형이 추정한 장기간의 지하수위 변동은 관측치와 잘 맞았다. 2) 여러 가지 시나리오에 대하여 1년간의 기간에 대한 시뮬레이션을 한 결과 가장 나쁜 조건인 년간 함양량이 작고 년간 양수량이 큰 경우에는 시뮬레이션 기간의 초기에 비해 말기에 지하수위가 저하되었으나 그 외의 경우에는 말기의 수위가 초기의 수위보다 낮아지지 않았다. 3) 온천지역의 안전채수량은 함양율의 크기와 지하수위의 고저에 크게 영향을 받는 바, 양수량의 결정은 년중 지하수위가 가장 낮은 4월경에 과다한 수위저하가 발생하지 않도록 하여야 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권1호
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• pp.61-72
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• 2016

얕은 비피압 충적층이 대부분인 우리나라 해안지역 대수층에서의 흐름과 분산을 분석하기 위하여, 비선형 Boussinesq 방정식에 대한 FDM 수치해석 모형을 개발하고, 이와 관련한 분석, 검증을 수행하였다. 수치해석 과정에서 비선형 문제를 해결하기 위하여 반복법을 사용하였으며, 수치모형은 자유 지하수면과 바닥의 굴곡을 고려하는 평면 2차원 모형이므로, 결국 3차원 형태를 나타낸다. 모형의 검증을 위해서, 흐름방정식의 경우 Lee (1989)가 제시한 급상승 혹은 급하강의 경계조건을 갖는 1차원 부정류 해석해와 비교하여 거의 일치하는 결과를 나타내었으며, 분산방정식의 mass balance 산출 결과는 10% 내외의 오차범위를 나타내었다. 개발된 모형은 비피압 대수층에서의 흐름 및 분산에 대한 평가 및 설계에 이용될 수 있다. 지하댐이 설치되어 있는 쌍천 하구역에서 본 모형을 적용하여 역해석에 의하여 관련 매개변수를 도출한 결과 투수계수는 90m/day, 종분산지수는 15 m로 산출되었다. 도출된 매개변수를 대상지역에 적용하여 갈수기를 기준으로 분석한 결과, 양수정은 7호 양수정을 제외하고는 서로 영향권 내에 있는 것으로 나타났다. 대수층을 통한 해안유출량은 $3700m^3/day$로 산출되었다. 또한 지하댐이 없을 경우 양수정의 염소이온($cl^-$) 농도는 1000 mg/L 이상 증가하는 것으로 나타나 지하댐의 역할이 큰 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.1-13
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• 2016

Groundwater flow paths and groundwater ages at a radioactive waste repository located in a coastal area of South Korea were evaluated using the hydrochemical and hydrogeological characteristics of groundwater, surface water, rain water, and seawater, as well as by numerical modeling. The average groundwater travel time in the top layer of the model, evaluated by numerical modeling and groundwater age (34 years), approximately corresponds to the groundwater age obtained by chlorofluorocarbon (CFC)-12 analysis (26-34 years). The data suggest that the groundwater in wells in the study area originated up-gradient at distances of 140-230 m. Results of CFC analyses, along with seasonal variations in the δ¹⁸O and δD values of groundwater and the relationships between ²²²Rn concentrations and δ¹⁸O values and between ²²²Rn concentrations and δD values, indicate that groundwater recharge occurs in the summer rainy season and discharge occurs in the winter dry season. Additionally, a linear relationship between dissolved SiO₂ concentrations and groundwater ages indicates that natural mineralization is affected by the dilution of groundwater recharge in the rainy summer season.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.145-156
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• 2005

도심지 지하철 및 산악 터널의 굴착과 관련한 지하수유동 해석 및 환경 영향 평가를 위해 3차원 유한 차분 모형인 MODFLOW가 널리 이용되고 있는 추세이다. 수치해석 결과는 일반적으로 경계조건, 초기조건, 개념 모델 설정 및 수리 물성치 등에 의해 차이가 난다. 따라서 대상 해석 영역의 실제 상황을 반영한 지하수 모델링은 매우 중요하다. 일반적으로 지하수 유동 해석과 관련한 많은 경우, 경계 조건 설정보다는 수리 물성치의 결정에 어려움이 많으며, 이는 제한된 조사나 실험 결과로부터 전체 대상 영역의 매질을 결정하기 때문이다. 본 연구에서는 모의 담금질(SA : Simulated Annealing) 기법을 활용하여 지반 조사 자료, 특히 물리탐사 결과 이미지와 제한된 개소의 수리 전도도 자료를 병합하여 수리 매질들을 실현시켰다. 지구통계학적 등가 매질들을 대상으로 하여 수리 전도도의 불확실성을 고려한 지하수 유동 해석을 수행하였다. 지하수 환경 영향 평가 및 터널 내 유입 지하수 문제에 있어 수리 전도도의 불확실성을 고려함으로써 확률론적 접근이 가능하였다.