• 자원환경지질
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• 제22권4호
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• pp.381-393
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• 1989

익산지역의 지하수 유동계를 평가하기 위한 수리지질학적 모델링이 수행되었다. 연구지역의 범위는 $790km^2$이다. 본 지역의 지질은 쥬라기의 대보화강암과 편마상화강암 그리고 선캠브리아기의 변성암으로 구성되어 있다. 채수량은 편마상화강암지역에서 가장 높으며 이는 10km내지 25m두께의 비교적 두껍게 발달된 풍화대 때문이다. 본 모델 시뮬레이션에는 콜로라도 주립대학의 유한차분법모델이 사용되었다. 본 모델은 불균일한 격자간격을 가지며, 28행과 31열로 이루어져 있다. 본 모델은 정류상태와 부정류상태에서 보정되었다.. 정류상태 시뮬레이션의 결과를1985년 9월의 수위등고선과 비교하여 투수율과 우기의 순충전률을 결정하였다. 부정류상태 시뮬레이션은 지하수 채수에 따른 대수층의 반응을 알기 위한 것이다. 부정류상태를 보정에서는 1986년5월의 수위등고선과 맞춤으로서 비산출율의 크기와 분포 그리고 건기의 채수량과 충전량을 결정하였다. 보정된 모델을 이용하여 1985년 10월부터 1995년 9월까지의 지하수채수 및 자연적인 충전에 의한 지하수위변동을 예측하여 보았다. 보정된 모델은 광역적인 지하수개발계획에 이용될 수 있다. 그러나 국부적인 지하수위변동을 예측하는데는 이용될 수 없다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.487-499
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• 2014

최근 지열에너지 활용 증가 추세와 더불어 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형의 효율이 더 높다는 연구결과가 제시됨에도 불구하고, 국내 지열냉난방시스템의 열교환 방식은 수직밀폐형 방식이 주를 이루고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형 방식의 효율성을 검증하기 위하여, 수리지질 및 열적 특성을 반영한 최적의 지열에너지 활용 방식을 수치 모의하였다. 1차 모의 결과, 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 지열냉난방시스템을 활용하는 경우 수직밀폐형보다 지하수를 직접 이용하는 수직개방형이 더욱 효과적인 것으로 분석되었으며, 수직개방형 중에서는 SCW (standing column well)형 보다는 주입정과 추출정이 분리된 복수관정형에서 지반과 열교환을 통해 얻을 수 있는 주입수와 추출수의 온도차 (${\Delta}$)가 커 더욱 효율적인 것으로 나타났다. 2차 모의에서는 수직개방형 지열에너지 공급방식인 단일관정형, SCW형, 복수관정형을 대상으로 열 이송, 이격거리 및 유량, 지하수 수리경사 등을 고려한 최적의 활용 방식을 검토하였으며, 이를 바탕으로 지열냉난방시스템의 지중 열교환 방식 선정 시 활용할 수 있는 흐름도를 제시하였다. 본 연구결과 제시된 다양한 선정 기준을 기초로 실제 선정 시에는 전체 지열냉난방 시스템에 대한 COP (coefficient of performance) 계산 및 세부적인 타당성 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.2-11
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• 2006

In the processes of hydrological cycle, when precipitation reaches the ground surface, water may become surface runoff or infiltrate into soil and then possibly further percolate into groundwater aquifer. A part of the water is returned to the atmosphere through evaporation and transpiration. Soil moisture dynamics driven climate fluctuations plays a key role in the simulation of water transfer among ground surface, unsaturated zone and aquifer. In this study, a one-layer canopy and a four-layer soil representation is used for a coupled soil-vegetation modeling scheme. A non-zero hydraulic diffusivity between the deepest soil layer modeled and groundwater table is used to couple the numerical equations of soil moisture and groundwater dynamics. Simulation of runoff generation is based on the mechanism of both infiltration excess overland flow and saturation overland flow nested in a numerical model of soil moisture dynamics. Thus, a comprehensive hydrological model integrating canopy, soil zone and aquifer has been developed to evaluate water resources in the plain region of Huaihe River basin in East China and simulate water transfer among precipitation, surface water, soil moisture and groundwater. The newly developed model is capable of calculating hydrological components of surface runoff, evapotranpiration from soil and aquifer, and groundwater recharge from precipitation and discharge into rivers. Regional parameterization is made by using two approaches. One is to determine most parameters representing specific physical values on the basis of characterization of soil properties in unsaturated zone and aquifer, and vegetations. The other is to calibrate the remaining few parameters on the basis of comparison between measured and simulated streamflow and groundwater tables. The integrated modeling system was successfully used in the Linhuanji catchment of Huaihe plain region. Study results demonstrate that (1) on the average 14.2% of precipitation becomes surface runoff and baseflow during a ten-year period from 1986 to 1995 and this figure fluctuates between only 3.0% in drought years of 1986, 1988, 1993 and 1994 to 24.0% in wet year of 1991; (2) groundwater directly deriving from precipitation recharge is about 15.0% t of the precipitation amount, and (3) about half of the groundwater recharge flows into rivers and loses through evaporation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.65-75
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• 2002

본 연구에서는 TOPMODEL의 매개변수 m, $T_{0}$에 따른 토양수분 변동성을 검토하고, 일단위 관측 지하수위자료를 이용하여 모형내 포화층에서의 흐름인 지하유출과의 상대적 비교 및 유역출구에서의 관측유량 및 계산유량을 비교하여 TOPMODEL의 토양수분 모의 능력을 규명하였다. 이를 위해 국제수문개발계획(IHP)의 평창강 상류 상안미 유역을 대상으로 94~98년 사이의 여름철 호우사상과 지하수위자료를 선택하였다. 매개변수 m, $T_{0}$에 따른 TOPMODEL의 토양수분 변동성은 토양내 지하수면의 유효깊이를 나타내는 m이 증가할수록 토양수분 보유능력이 증가하고, 특히 큰 값의 $T_{0}$와 결합되면 이러한 현상이 현저한 것으로 나타났다. 모형에 의해 산정된 지하유출과 실측 지하수위자료를 상대적으로 비교한 결과 첨두량이 유사하게 지체되는 경향으로 나타났으며, 강우가 끝난 후의 수문곡선 하강부는 대부분이 지하유출에 기인하고 있음을 잘 표현하고 있다. 따라서 TOPMODEL은 유역 출구에서의 유출량 산정뿐 아니라 유역의 토양수분 변화 모의에도 적합한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 1999

여름철 집중강우시 발생하는 공주 송산리고분군의 누수 원인을 분석하기 위하여 인공함양시험을 실시하였다. 함양시험을 모사하는 2차원 불포화 지하수 유동 모델을 개발하고, 시험 중 측정한 관측정 수위와 함양량의 변화를 이용하여 모델변수의 보정을 수행하였으며 보정된 모델변수에 의하여 함양시험 모사를 실시하였다. 함양시험 및 모사 결과 고분군 누수현상의 주된 원인은 고분군 상부의 누수방지층에 발생한 균열을 통한 지하수의 직접적인 유입에 의한 것으로 분석되었다. 장기간 강우가 지속될 경우 고분군 북측의 원지반으로부터 불포화대를 통한 지하수의 유입 가능성이 존재하나 고분군 북측 벽체에 10% 내외의 유효포화도 증가만을 일으킬 것으로 정류상태 모사를 통하여 분석되었다. 따라서 고분군 누수 방지를 위한 대책으로는 트렌치에 의한 유도배수시설보다는 효과적인 누수방지층의 보강이 더 시급한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.613-624
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• 2022

A study of the evolution of overburden fractures under the solid-fluid coupling state was conducted based on the geological and mining characteristics of the coal seam depth, weak strata cementation, and high-intensity mining in the mining areas of West China. These mining characteristics are key to achieving water conservation during mining or establishing groundwater reservoirs in coal mines. Based on the engineering background of the Daliuta Coal Mine, a non-hydrophilic simulation material suitable for simulating the weakly cemented rock masses in this area was developed, and a physical simulation test was carried out using a water-sand gushing test system. The study explored the spatial distribution and dynamic evolution of the fractured zone in the mining overburden under the coupling of stress and seepage. The experimental results show that the mining overburden can be vertically divided into the overall migration zone, the fracture extension zone and the collapse zone; additionally, in the horizontal direction, the mining overburden can be divided into the primary fracture zone, periodic fracture zone, and stop-fracture zone. The scope of groundwater flow in the overburden gradually expands with the mining of coal seams. When a stable water inrush channel is formed, other areas no longer generate new channels, and the unstable water inrush channels gradually close. Finally, the primary fracture area becomes the main water inrush channel for coal mines. The numerical simulation results indicate that the overlying rock breaking above the middle of the mined-out area allows the formation of the water-conducting channel. The water body will flow into the fracture extension zone with the shortest path, resulting in the occurrence of water bursting accidents in the mining face. The experimental research results provide a theoretical basis for the implementation of water conservation mining or the establishment of groundwater reservoirs in western mining areas, and this theoretical basis has considerable application and promotion value.

• Water Engineering Research
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• 제5권3호
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• pp.133-146
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• 2004

Soil and water assessment tool (SWAT) was simulated based on the default parameters and a priori soil parameter estimation method in Bocheong watershed of Korea. The performance of the model was tested against the measured daily runoff data for 5 years between 1993 and 1997. The sensitivity analysis of SWAT model parameters was conducted to identify the most sensitive model parameters affecting the model output. The results of SWAT simulation indicate that the overall performance of SWAT in calculating daily runoff is reasonably acceptable. However, there is a problem in estimating the low flow components of streamflow since the low flow components simulated by SWAT are significantly different from the measured low flow. The sensitivity analysis with SWAT points out that soil related parameters are the most sensitive parameters affecting surface and ground water balance components and groundwater flow related parameters exhibit negligible sensitivity.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.705-712
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• 2000

The fluid generally flows through fractures in crystalline rocks where most of underground storage facilities are constructed because of their low hydraulic conductivities. The fractured rock is better to be conceptualized with a discrete fracture concept, rather continuum approach. In the aspect of fluid flow in underground, the simultaneous flow of groundwater and gas should be considered in the cases of generation and leakage of gas in nuclear waste disposal facilities, air sparging process and soil vapor extraction for eliminating contaminants in soil or rock pore, and pneumatic fracturing for the improvement of permeability of rock mass. For the purpose of appropriate analysis of groundwater-gas flow, this study presents an unsteady-state multi-phase FEM fracture network simulator. Numerical simulation has been also conducted to investigate the hydraulic head distribution and air tightness around Ulsan LPG storage cavern. The recorded hydraulic head at the observation well Y was -5 to -10 m. From the results obtained by the developed model, it shows that the discrete fracture model yielded hydraulic head of -10 m, whereas great discrepancy with the field data was observed in the case of equivalent continuum modeling. The air tightness of individual fractures around cavern was examined according to two different operating pressures and as a result, only several numbers of fractures neighboring the cavern did not satisfy the criteria of air tightness at 882 kPa of cavern pressure. In the meantime, when operating pressure is 710.5 kPa, the most areas did not satisfy air tightness criteria. Finally, in the case of gas leaking from cavern to the surrounding rocks, the resulted hydraulic head and flowing pattern was changed and, therefore, gas was leaked out from the cavern ceiling and groundwater was flowed into the cavern through the walls.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 추계학술발표회
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• pp.39-43
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• 1999

불포화대에서 LNAPL의 이동과 분포를 수치 모의를 통하여 예측하였다. 균질한 매질에서 LNAPL의 이동은 조립질 매질에서 빠르고, 세립질 매질에서 더 많은 면적으로 확산되며, 더 많은 LNAPL이 불포화대에 잔류한다. 조립질 매질내에 세립질층이 존재할 경우, 이 층이 지하수면으로부터 멀수록 LNAPL이 많이 포획된다. 조립질 매질에 세립질 또는 더 조립질인 매질이 렌즈 상으로 존재하는 환경에서는, LNAPL이 이들 렌즈를 통과하지 못한다. 불균질한 렌즈가 존재할 때의 LNAPL 분포를 초기조건으로 이용하여, 지하수 면의 수직 이동과 물의 침투에 따른 LNAPL의 이동을 모의하였다. 두 경우 모두 불포화대에 잔류되어 있던 LNAPL의 수직방향 이동이 증가되었다. 특히, 지하수면의 하강 시 LNAPL이 조립질 렌즈를 통해 이동하나, 세립질 렌즈를 통해서는 이동하지 못한다.