• 한국토양비료학회지
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• 제49권6호
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• pp.655-661
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• 2016

Relationships between saturated conductivity (Ks) and separate contents were evaluated from 44 soil series of arable lands: 18 for paddy fields and 26 for upland crop fields. Saturated hydraulic conductivities of A, B, and C horizons were determined with tension infiltrometer and Guelph permeameter in situ. Sand, silt, clay, and organic matter content of each horizon were analyzed. Based on correlation analysis, sand separate had a positive relationship with Ks for both paddy (r=0.27, p=0.017) and upland fields (r=0.24. p=0.030). Clay content had a negative relationship with Ks for paddy soils (r=-0.32, p=0.005) while significant correlation between them was not found for upland crop fields (r=-0.20, p=0.07). Organic matter content showed a positive relationship with Ks only for upland crop fields (r=0.33, p=0.002). Due to low correlation coefficients between separate contents and Ks, performance of pedotransfer functions was not enough to estimate Ks. It implies that hydraulic properties of arable lands were affected by other factors rather than particle characteristics. Platy structure and plow pan were suggested to limit Ks of paddy fields. Soil compaction and diversity of parent materials were proposed to influence Ks of upland crop fields. It suggests that genetic processes and artificial managements should be included in pedotransfer functions to estimate hydraulic properties appropriately.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권3호
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• pp.51-64
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• 2015

In the present study, we develop two history matching techniques based on Markov chain Monte Carlo method where radial basis function and Gaussian distribution generated by unconditional geostatistical simulation are employed as the random walk transition kernels. The Bayesian inverse methods for aquifer characterization as the developed models can be effectively applied to the condition even when the targeted information such as hydraulic conductivity is absent and there are transient hydraulic head records due to imposed stress at observation wells. The model which uses unconditional simulation as random walk transition kernel has advantage in that spatial statistics can be directly associated with the predictions. The model using radial basis function network shares the same advantages as the model with unconditional simulation, yet the radial basis function network based the model does not require external geostatistical techniques. Also, by employing radial basis function as transition kernel, multi-scale nested structures can be rigorously addressed. In the validations of the developed models, the overall predictabilities of both models are sound by showing high correlation coefficient between the reference and the predicted. In terms of the model performance, the model with radial basis function network has higher error reduction rate and computational efficiency than with unconditional geostatistical simulation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권2호
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• pp.187-220
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• 2015

Soil disturbance induced by installation of mandrel driven vertical drains decreases the in situ horizontal hydraulic conductivity of the soil in the vicinity of the drains, decelerating the consolidation rate. According to available literature, several different profiles for the hydraulic conductivity variation with the radial distance from the vertical drain, influencing the excess pore water pressure dissipation rate, have been identified. In addition, it is well known that the visco-plastic properties of the soil also influence the excess pore water pressure dissipation rate and consequently the settlement rate. In this study, a numerical solution adopting an elastic visco-plastic model with nonlinear creep function incorporated in the consolidation equations has been developed to investigate the effects of disturbed zone properties on the time dependent behaviour of soft soil deposits improved with vertical drains and preloading. The employed elastic visco-plastic model is based on the framework of the modified Cam-Clay model capturing soil creep during excess pore water pressure dissipation. Besides, nonlinear variations of creep coefficient with stress and time and permeability variations during the consolidation process are considered. The predicted results have been compared with V$\ddot{a}$sby test fill measurements. According to the results, different variations of the hydraulic conductivity profile in the disturbed zone result in varying excess pore water pressure dissipation rate and consequently varying the effective vertical stresses in the soil profile. Thus, the creep coefficient and the creep strain limit are notably influenced resulting in significant changes in the predicted settlement rate.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.37-47
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• 2014

불포화 수리전도도는 Mualem 모세관 모델에 의하여 이론적으로 함수특성곡선으로부터 적분된다. 하지만 예측된 수리전도도는 포화 부근에서 모관흡수력의 미소한 변화에도 극도로 민감하다. 원활한 형태의 함수특성곡선에 의한 Mualem 수리전도도는 포화 부근에서 급격하게 감소하며, 수리적 거동을 신뢰할 수 있게 모델하지 못하거나 수치해의 안정성을 저해 한다. van Genuchten-Mualem(VGM) 수리전도도를 개선하기 위하여, 낮은 모관흡수력 수준에 있는 임의의 공기함입치이내에서 van Genuchten 함수특성곡선을 수정하였다. 수정 VG 곡선은 대수축에서 임의의 공기함입치에서 포화상태까지 선형화된다. 수정 VG 함수특성곡선은 실제 함수특성거동의 회귀분석에 영향을 끼치지 않으며 원래의 VG 함수특성곡선의 계수를 그대로 사용한다. 수정 VG 곡선을 이용하여, VGM 수리전도도는 임의의 공기합입치를 기준으로 구간별 적분하여 수정되었다. 수정 VGM 수리전도도가 해석적 해로 제안되었으며, 포화부근 영역에서 수리전도도가 급격하게 감소하는 현상이 제거되었다. 실제 사면의 2차원 침투해석을 통하여 VGM 수리전도도와 제안된 모델에 따른 수리거동을 비교하였다. 제안된 모델은 여러 강우조건에 따른 해의 수렴성을 확보하였지만, VGM 수리전도도를 적용하면, 포화부근의 수리전도도가 급격하게 감소하여 강우량이 많은 경우 해가 수렴하지 않았다. 특히 선행강우에 의한 초기 안전율과 집중강우 후 최종 안전율을 크게 평가할 수 있었다. 제안된 수리전도도 모델은 침투해석과 안정해석을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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• pp.71-80
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• 2005

Effects of low temperature ($8^{\circ}C$) on the hydraulic conductivity of young roots of a chilling-sensitive (cucumber; Cucumis sativus L.) and a chilling-resistant (figleaf gourd; Cucurbita ficifolia Bouche) crop have been measured at the levels of whole root systems (root hydraulic conductivity, $Lp_r$) and of individual cortical cells (cell hydraulic conductivity, Lp). In figleaf gourd, there was a reduction only in hydrostatic $Lp_r$ but not in osmotic $Lp_r$ suggesting that the activity of water channels was not much affected by low root temperature (LRT)treatment in this species. Changes in cell Lp in response to chilling and recovery were similar asroot level, although they were more intense at the root level. Roots of figleaf gourd recovered better from LRT treatment than those of cucumber. In figleaf gourd, recovery (both at the root and cell level) often resulted in Lp and $Lp_r$ values which were even bigger than the original, i.e. there was an overshoot in hydraulic conductivity. These effects were larger forosmotic (representing the cell-to-cell passage of water) than for hydrostatic $Lp_r$. After a short term (1 d) exposure to $8\;^{\circ}C$ followed by 1 d at $20\;^{\circ}C$, hydrostatic $Lp_r$ of cucumber nearly recovered and that of figleaf gourd still remained higher due to the overshoot. On the contrary, osmotic $Lp_r$ and cell Lp in both species remained high by a factor of 3 as compared to the control, possibly due to an increased activity of water channels. After pre-conditioning of roots at LRT, increased hydraulic conductivitywas completely inhibited by $HgCl_2$ at both the root and cell levels. Different from figleaf gourd, recovery from chilling was not complete in cucumber after longer exposure to LRT. It is concluded that at LRT, both changes in the activity of aquaporins and alterations of root anatomy determine the water uptake in both species. To better understand the aquaporin function in plants under various stress conditions, we examined the transgenic Arabidopsisand tobacco plants that constitutively overexpress ArabidopsisPIP1;4 or PIP2;5 under various abiotic stress conditions. No significant differences in growth rates were found between the transgenic and wild-type plants under favorable growth conditions. By contrast, overexpression of PIP1;4 or PIP2;5 had a negative effect on seed germination and seedling growth under drought stress, whereas it had a positive effect under cold stress and no effect under salt stress. Measurement of water transport by cell pressure probe revealed that these observed phenotypes under different stress conditions were closely correlated with the ability of water transport by each aquaporin in the transgenic plants. Together, our results demonstrate that PIP-type aquaporins play roles in seed germination, seedling growth, and stress response of Arabidopsis and tobacco plants under various stress conditions, and emphasize the importance of a single aquaporin-mediated water transport in these cellular processes.

• 상하수도학회지
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• 제22권6호
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• pp.681-687
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• 2008

It is well known that the water infiltration rate depends on soil properties such as soil water content, water head, capillary suction, density, hydraulic conductivity, and porosity. However, most of proposed infiltration models assume that the air phase is continuous and in equilibrium with the atmosphere or air compression and air entrapment on infiltration was not considered. This study presents experimental results on unsaturated water infiltration to relate air entrapment and hydraulic conductivity function based on soil air properties. The objectives of this study were to measure change of soil air pressure ahead of wetting front under air drain and air confined condition to find the confined air effect on infiltration rate, to reduce the entrapped air volume related with soil air pressure to increase the soil permeability, and to make a basis of infiltration process model for the purpose of improvement of infiltration rate in the homogeneous soil column. The results of the work show that soil air pressure increases according to increasement of the saturated soil depth rather than the wetting front depth during infiltration process.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권1호
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• pp.29-35
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• 1999

본 연구는 경기도 광주지역의 낙엽송 임분에 인공 강우기를 설치하여 수리특성과 관련한 공간 변이와 상관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 수분유속과 보유능은 원래 토성, 구조와 유기물을 근거로 지표면에서 인공가우기로 수분을 일정속도로 가하면서 측정하였다. 이 방법은 간단히 유기물을 제거하거나 기존의 상태에서 수평한 지표면에 3가지의 강우 강도에서 실시하였으며 한편 경계면은 안정하며 포화상태의 습윤 토양에서 투수계수와 매트릭 유속기능을 조사하였다. 투수계수는 $_1$( $Z_{c}$) = $_2$( $Z_{c}$) = $_{c}$ 이라는 지속적 유속 조건하에서 $K_{i+}$$_1$ $_{c}$= $K_{i}$( $_{c}$) [1-d /dz]의 공식을 적용하였다. 본 연구 결과 토양내에서 유속에 영향을 미치는 공극 특성과 유기물 함량이 광범위하게 수분 보유능과 포화투수계수의 공간 변이에 영향을 미치는 것으로 조사되었다.것으로 조사되었다.되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.363-373
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• 1998

본 논문에서는 다공성 매질의 투수계수장이 비정체형인 경우 대수투수계수 및 수두와 속도의 교차공분산을 통하여 불규칙한 유동장을 규명하였으며, 포화대수층 내의 속도 및 수도 분포는 유입이 없는 2차원, 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 구하였다. 이들 교차공분산들은 준 해석적 형태로 나타낼 수 있으며 비정체형 투수장과 수두의 평균 기울기를 나타내는 매개변수들로 표현된다. 투수계수의 상관 함수가 가우스 분포를 가지고 그 경향이 평균 수두 기울기와 평행한 경우와 수직인 두 특수한 경우의 교차공분산을 평균 유동 방향과 같은 방향이거나 수직 방향에 관하여 해석하였다. 이 교차공분산들은 투수계수장이 비정체형인 경우에 물질 이동의 예측 및 현장에서 측정시 conditioning에 유효하게 쓰일 수 있고 비정체형 수치해석 프로그램의 검증에도 활용할 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.394-398
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• 2004

This study was carried out to plan the prevention of the generation and discharge of acid mine drainage (AMD). Hydraulic characteristics were tested with the disk tension infiltrometer around the waste rock dump of the Imgi abandoned pyrophyllite mine in Busan, Korea. Because the waste rock dump of the Imgi mine have very low infiltration rate, most of rain was expected flowing into adjoined stream through the slope or plane as surface flow rather then throughflow or ground water. But slopes of the waste rock dump have many 'V' type erosion gullies and consist multi-layers. These gullies and multi-layers have coarse clastic particle layer which have very large hydraulic conductivity. So through these coarse clastic particle layers a large part of rain flow into ground. And also these layers could be played a function of aeration path, which induced oxidation of sulfide minerals and generation of AMD continuously.tinuously.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권2호
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• pp.132-138
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• 2009

강원도 남부(영월)와 충북 제천, 단양 등지에 널리 분포하는 석회암에서 유래된 토양은 점토 및 철분함량이 많은 식질계 토양으로 세립(細粒)질로 구성이 되어 있고 자갈이나 잔돌이 있는 토양으로 분류되므로 토양의 침투 및 투수속도가 화강암이나 화강편마암 유래 토양과는 다른 양상을 보인다. 본 연구는 석회암 유래 토양의 침투속도와 토양층위별 투수속도 측정결과인 현장 포화수리전도도(Kfs, field saturation hydraulic conductivity)에 토양의 입도 분포 및 유기물 함량이 미치는 영향을 파악하고자 그들 사이의 상호관계를 분석하였다. 실험을 위해 이용된 토양은 과림, 모산, 장성, 마지, 안미, 평안의 6개 토양통이었고 장력 침투계(disc tension infiltrometer)와 투수속도 측정계(Guelph permeameter)로 침투 및 투수속도를 측정하고 입도 분포와 유기물함량을 분석했다. 전체 측정대상 토양의 표토 및 층위별 Kfs와 그 토양들의 모래, 미사, 점토 및 유기물 함량과는 유의한 상관관계를 찾을 수 없었다. 그것은 측정 토양이 농경지 토양 외에도 산림 토양이 포함되어 있고, 산림토양도 유기물 층이 존재한다거나 다량의 자갈이나 잔돌 등의 함량이 존재하기 때문인 것으로 여겨진다. 이것은 포화수리 전도도가 토양의 입도분포나 유기물 함량과의 관계가 있다고 했던 다수의 연구와는 상반된 결과이므로 이를 더 검토해볼 필요성이 있다. 이를 위해, 측정된 6개의 대상 토양 중에서 암쇄토인 모산통과 유기물 함량이 9.2%로 일반토양보다 월등히 높은 과림통의 O충을 제외하고 토양 입도분포 및 유기물 함량과 침투 및 투수속도와의 관계를 살펴보았다. 분석결과 모래의 함량과 Kfs의 관계는 결정계수($R^2)가 0.309로 비교적 낮게 나타나고 있지만 정의 직선 상관관계를 나타냈으며, 미사함량과는 관계가 없었고, 점토함량과는 결정계수가 0.3164로서 부의 직선 상관관계를 나타냈다. 유기물 함량과는 다른 토양 입도분포들보다 결정계수가 높으며($R^2=0.4884^{*}$) 지수함수 관계를 나타내고 있다. 이러한 결과들을 종합하면 석회암 유래토양에서의 현장포화수리 전도도는 모래나 유기물 함량이 많으면 증가하고 점토 함량이 많으면 감소할 것이므로 이들을 조합한다면 현장 포화수리전도도를 예측하는 PTF(Pedo-Transfer Function)를 작성할 수 있다. 본 연구에서는 이를 위해 모래, 점토, 유기물 함량을 고려해 PTF를 분석한 결과 점토는 다중 공선성 때문에 제외를 하고 모래와 유기물 함량만을 이용해 Kfs를 예측할 수 있는 PTF를 작성했다.