• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.140-143
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• 2003

Air permeabilities in unsaturated fractured tuff at the Apache Leap Research Site (ALRS) near Superior, Arizona, exhibit a self-affine behavior, thus renders a field random fractal. Based up fractal scaling, the observed scale effect has been interpreted [Hyun et al., 2002]. Recently, Frantziskonis and Hansen [2000] presented that fractal scaling can be represented based on wavelets. This study deals with the way of using wavelets for fractal scaling. A numerical study is presented to examine the applicability of wavelet-based approach to determining upscaled air permeability values on various data supports at the site. To characterize the scaling property of self-affine fields generated based upon wavelets, Hurst coefficient, H. was inferred by applying the average wavelet coefficient (AWC) method. The result yielded H = 0.24, which is very close to the result of geostatistical analysis using a power variogram (H = 0.22). The study concludes that wavelet-based scaling is a useful way of determining parameter values on different data supports, which is an essential task for modeling of subsurface flow and mass transport in a numeric grid with different resolutions (grid size).

• 지질공학
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• 제12권1호
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• pp.35-51
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• 2002

본 논문은 화산암지역에 건설되는 비축기지를 대상으로 지표지질조사, 지표단열조사, 시추조사, 수리시험 결과 등을 토대로 지하수유동 수치모델 해석을 통하여 저유공동의 기밀성 요건을 만족시킬 수 있는 수벽시스템을 설정하고, 이러한 시스템 하에서의 공동유입량과 인접시설과의 수리간섭 영향을 평가하였다. 수리지질 안정성 해석을 위한 접근방법 3차원 연속체 수치모델링과 더불어 이의결과를 비교 또는 보완하기 위한 단열망 모델링 해석방법을 병행하였다. 저유공동의 심도를 결정하고 투수성단열의 확률적인 상호연결성 정도를 계산한 결과와 연직 수리경사, 수벽공 효율성, 저유공동과 수벽시스템간 이격거리 등의 제반 요건을 만족시키는 수벽시스템을 계산하였다. 연속체 모델에 의한 저유공동으로의 누수량은 건설기간 중에는 130 ~ 140m$^3$/day, 운영 중에는 약 120m$^3$/day일 것으로 예측되었고, 단열망 모델에서는 80~175m$^3$/day의 범위인 것으로 계산되었다. 신규 시설의 건설로 인하여 기존 시설지구의 함양유역 감소가 불가피하고, 이로 인하여 지하수위 강하 및 유동량의 감소가 발생될 것으로 예상되므로, 보수적인 관점에서 기준 지하수위를 유지하기 위하여 인공적인 수압을 가해줄 수 있는 별도의 지상 혹은 지하의 수직 수벽시스템이 요구된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권3호
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• pp.20-26
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• 2004

2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD)로 오염된 토양의 현장 광분해 정화 과정에서 가장 중요한 이동 메커니즘인 지표에서의 증발 및 광분해에 의한 유기 용매의 이류 상방향 이동에 대한 수식화와 모델 개발을 수행하였다. 각 유체 분포에 대한 다상 유동 효과, 구동력으로서의 중력, k-S-p 관계의 정확한 묘사를 위한 van Genutchen 방정식을 포함한 유한요소법 기반의 수치 모델을 제안하였다. 실험실 규모의 비포화 토양 컬럼 내 용매 이동에 중요한 영향을 미치는 인자들을 조사하기 위하여 수행한 계산의 결과들을 제시하였다. 중력은 고투수성 토양의 유체 분포와 증발에 상당한 영향을 미쳤다. 토양의 종류 또한 증발 과정 중 유체 포화도 분포에 큰 영향을 미친다. 용매의 이류 이동량은 증발량이 증가할수록 초기 물 포화도가 감소할수록 증가하였다. 본 연구에서 수행한 시뮬레이션은 개발된 모델이 토양 환경 내에서 유기 용매의 이류 이동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향을 분석하는데 유용함을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.719-729
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• 2008

본 연구에서는 지구화학 모델을 활용하여 지하수 환경에서의 우라늄의 존재 형태, 흡착 및 이동 특성을 모사해 보았다. 흡착에 의한 우라늄의 지연 이동을 효과적으로 모사하기 위하여 3차원 지하수 유동 모델과 반응성 용질 이동 모델을 활용하였다. 모사 결과, $pCO_2=10^{-3.6}$조건에서 대부분의 우라늄 흡착(최대 99.5%)은 pH 5.5와 띠에서 발생하였다. $pCO_2$가 $10^{-2.5}$인 경우 우라늄이 대부분 흡착되는 pH범위는 6에서 7사이로 매우 좁았으며, 반면 $pCO_2=10^{-4.5}$인 경우에는 흡착되는 pH가 범위가 상대적으로 넓어 pH 5.5에서 8.5사이에서 대부분 흡착되었다. 음이온 화합물을 고려한 경우에는 pH 6 이하에서는 불소착물의 형성에 의해 우라늄 흡착이 감소하였다. 본 연구를 통하여, 우라늄 이동이 pH, $pCO_2$ 및 음이온의 종류와 농도 등 지하수의 지화학적 조건에 의해 상당히 영향을 받음을 알 수 있었다. 향후 여러 부지 조사 및 평가와 관련하여 우라늄 및 기타 유해성 화합물의 환경 영향을 예측하는데 있어 지구화학 모델이 중요한 도구로 활용되어야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제16권1호
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• pp.69-83
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• 2006

본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 조사된 단열체계 및 수리 인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동 내에서 확인된 단열분포특성과 지하공동굴착과 동시에 지표관측공 28개를 통해 측정된 지하수위 및 수평수벽공 95개와 수직수벽공 63개에 의해 일별로 계측된 압력 및 주입량을 통해 연구지역은 지하수의 방벽역할을 하는 3개의 투수성구조영역과 4개의 수리암반영역으로 구분이 가능하였다. 공동심도에 발달된 투수성 구조는 국지적 큰 규모 단열대인 NE-1과 2개의 국지규모 단열대로 구성되고 있으나, 수리암반영역은 국지규모 단열대에 의하여 4개 영역으로 구분된다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 수평수벽공의 초기압이 최대 약 $15kg/cm^2$까지 높으며, 지하공동 굴착 시 상 하부의 지하수위변화의 차이가 $10\sim40m$로 상 하부의 수리적 연결성이 양호한 것으로 평가된다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 이중수위측정 시설 설치시 상부와 하부의 지하수위차는 최대 약 120 m로 매우 크게 나타났으며, 상부 지하수는 공동굴착 시 수위 가 크게 변화하지 않았다. Domain C, D의 하부암반의 수리 전도도$(7.2X10^{-10}m/sec)$는 상대적으로 낮은 지하수 함양량의 원인을 제공하고 있으며, 연속체개념 의 지하수유동모델링을 통해 계산된 4개 영역의 함양량은 연구지역의 20년간 평균 강수량(1,356 mm/year)의 2%로 계산되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.21-35
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• 2016

This study is to evaluate the applicability of SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model for multi-purpose dams and multi-function weirs operation in Namhan river basin ($12,577km^2$) of South Korea. The SWAT was calibrated (2005 ~ 2009) and validated (2010 ~ 2014) considering of 4 multi-purpose dams and 3 multi-function weirs using daily observed dam inflow and storage, evapotranspiration, soil moisture, and groundwater level data. Firstly, the dam inflow was calibrated by the five steps; (step 1) the physical rate between total runoff and evapotranspiration was controlled by ESCO, (step 2) the peak runoff was calibrated by CN, OV_N, and CH_N, (step 3) the baseflow was calibrated by GW_DELAY, (step 4) the recession curve of baseflow was calibrated by ALPHA_BF, (step 5) the flux between lateral flow and return flow was controlled by SOL_AWC and SOL_K, and (step 6) the flux between reevaporation and return flow was controlled by REVAPMN and GW_REVAP. Secondly, for the storage water level calibration, the SWAT emergency and principle spillway were applied for water level from design flood level to restricted water level for dam and from maximum to management water level for weir respectively. Finally, the parameters for evapotranspiration (ESCO), soil water (SOL_AWC) and groundwater level fluctuation (GWQMN, ALPHA_BF) were repeatedly adjusted by trial error method. For the dam inflow, the determination coefficient $R^2$ was above 0.80. The average Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) was from 0.59 to 0.88 and the RMSE was from 3.3 mm/day to 8.6 mm/day respectively. For the water balance performance, the PBIAS was between 9.4 and 21.4 %. For the dam storage volume, the $R^2$ was above 0.63 and the PBIAS was between 6.3 and 13.5 % respectively. The average $R^2$ for evapotranspiration and soil moisture at CM (Cheongmicheon) site was 0.72 and 0.78, and the average $R^2$ for groundwater level was 0.59 and 0.60 at 2 YP (Yangpyeong) sites.

• Computers and Concrete
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• 제26권3호
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• pp.227-237
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• 2020

Strain rate investigations are needed to calibrate strain-rate-dependent material models and numerical codes. An appropriate material model, which considers the rate effects, need to be used for proper numerical modeling. The plastic concrete cut-off wall is a special underground structure that acts as a barrier to stop or reduce the groundwater flow. These structures might be subjected to different dynamic loads, especially earthquake. Deformability of a structure subjected to dynamic loads is a principal issue which need to be undertaken during the design phase of these structures. The characterization of plastic concrete behavior under different strain rates is essential for proper designing of cut-off walls subjected to dynamic loads. The Cowper-Symonds model, as one of the most commonly applied material models, complies well with the behavior of a plastic concretes in low to moderate strain rates and will be useful in explicit dynamics simulations. This paper aims to present the results of an experimental study on mechanical responses of one of the most useful types of plastic concrete and Cowper-Symonds constant determination procedures in a wide range of strain rate from 0.0005 to 107 (1/s). For this purpose, SHPB, uniaxial, and triaxial compression tests were done on plastic concrete samples. Based on the results of quasi-static and dynamic tests, the dynamic increase factors (DIF) of this material in different strain rates and stress state conditions were determined for calibration of the Cowper - Symonds material models.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.702-706
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• 2007

본 연구에서는 실측 강수 자료를 적용하여 장기 지하수위의 변동을 수치모의하고, 그 결과를 관측정으로부터 측정된 실측 지하수위와 비교하였다. 모형의 구축은 제주도 한라산 중산간으로부터 해안까지 이르는 유역 면적 $310km^2$의 천미천 유역을 대상으로 하였으며, 2001년 11월 부터 2002년 10월까지 12개월간의 강우에 따른 지하수위의 변동을 평형상태로 해석하였다. 미국 지질조사국 (USGS) 에서 개발한 3차원 유한차분 해석 프로그램인 MODFLOW 모형을 선정하여 적용한 결과를 유역 내의 12개 관측정 측정수위와 비교하였으며, 대상지역에서 14.7m의 평균 오차와 21% 정규 실효치를 나타내었다. 향후 모형 구축 및 모의 결과의 신뢰도를 향상시키기 위해 격자수와 크기의 조절 및 공간적 분포에 따른 대수층의 투수계수와 저류계수의 민감도 분석을 수행하여야 할 것으로 판단되며, 계속 연구 수행 중에 있다.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.135-142
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• 2007

토목구조물의 기초가 되는 암반은 암석자체로서는 강도가 높고 투수성이 작지만 공학적 성질은 암반내의 존재하는 크랙, 절리 등 불연속면의 영향을 크게 받는다. 천부 암반내에 지배적으로 분포하는 것은 절리이지만 그 수가 적은 지하심부에 있어서 지하수 투수성의 가능성을 고려하면 암석자체의 미소크랙의 연결성이 투수성 크랙으로서 충분히 고려되어져야 한다. 이 연구에서는 절리성 암반의 절리분포 및 투수성 해석 모델화 방법을 화강암 공시체의 미소크랙에 응용하여 손상진행에 따른 화강암의 투수 특성을 추정하는 것을 목적으로 하였다. 미소크랙 데이터로부터 투수모델을 작성하여 해석한 결과 평균투수계수에 있어서 실제의 투수시험 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 3차원 모델의 가시화를 가지고 모델표면에서의 미소크랙과의 비교로부터 손상발달에 의한 미소크랙 발생수와 유출면으로부터 계산한 평균투수계수는 비례관계로 실험결과와 잘 일치하는 것으로 해석되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.106-117
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• 2021

The purpose of this study is prediction of landslide occurrence reflecting the subsurface flow characteristics within the soil layer in the future due to climate change in a large scale watershed. To do this, we considered the infinite slope stability theory to evaluate the landslide occurrence with predicted soil moisture content by SWAT model based on monitored data (rainfall-soil moisture-discharge). The correlation between the SWAT model and the monitoring data was performed using the coefficient of determination (R²) and the model's efficiency index (Nash and Sutcliffe model efficiency; NSE) and, an accuracy analysis of landslide prediction was performed using auROC (area under Receiver Operating Curve) analysis. In results comparing with the calculated discharge-soil moisture content by SWAT model vs. actual observation data, R² was 0.9 and NSE was 0.91 in discharge and, R² was 0.7 and NSE was 0.79 in soil moisture, respectively. As a result of performing infinite slope stability analysis in the area where landslides occurred in the past based on simulated data (SWAT analysis result of 0.7~0.8), AuROC showed 0.98, indicating that the suggested prediction method was resonable. Based on this, as a result of predicting the characteristics of landslide occurrence by 2050 using climate change scenario (RCP 8.5) data, it was calculated that four landslides could occur with a soil moisture content of more than 75% and rainfall over 250 mm/day during simulation. Although this study needs to be evaluated in various regions because of a case study, it was possible to determine the possibility of prediction through modeling of subsurface flow mechanism, one of the most important attributes in landslide occurrence.