• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.27-30
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• 2001

Flow and transport at fracture intersections, and their effects on network scale transport, are investigated in three-dimensional random fracture networks. Fracture intersection mixing rules complete mixing and streamline routing are defined in terms of fluxes normal to the intersection line between two fractures. By analyzing flow statistics and particle transfer probabilities distributed along fracture intersections, it is shown that for various network structures with power law size distributions of fractures, the choice of intersection mixing rule makes comparatively little difference in the overall simulated solute migration patterns. The occurrence and effects of local flows around an intersection (local flow cells) are emphasized. Transport simulations at fracture intersections indicate that local flow circulations can arise from variability within the hydraulic head distribution along intersections, and from the internal no flow condition along fracture boundaries. These local flow cells act as an effective mechanism to enhance the nondiffusive breakthrough tailing often observed in discrete fracture networks. It is shown that such non-Fickian (anomalous) solute transport can be accounted for by considering only advective transport, in the framework of a continuous time random walk model. To clarify the effect of forest environmental changes (forest type difference and clearcut) on water storage capacity in soil and stream flow, watershed had been investigated.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.5-14
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• 2009

본 연구에서는 유효수직응력의 영향을 받고 있으며, 공간적으로 상관된 간극분포를 포함하고 있는 단일 균열 내에서의 용질이동에 대한 공간적 거동을 수치적으로 분석하였다. 분석결과 단일 균열에서의 용질이동은 간극분포의 공간적 상관정도와 적용된 유효수직응력에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 공간적 상관길이가 증가함에 따라 용질입자의 평균이동시간은 감소하였으며, 또한 용질이동에 대한 굴곡도와 Peclet 수(유체흐름에 의한 용질의 이송율과 분자확산율과의 관계를 나타내는 무차원 수)가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 공간적 상관길이가 증가할수록 단일 균열 내의 간극분포가 용질입자의 이동에 유리하다는 것을 의미한다. 그러나 유효수직응력이 증가할수록 용질입자의 평균이동시간과 굴곡도는 증가하는 경향을 나타냈으며, Peclet 수는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 유효수직응력이 증가할수록 접촉면의 증가로 인해 한 두 개의 상대적으로 큰 국부유량을 가지는 유로를 따라 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 용질이동에 대한 모의된 결과에 근거하여 공간적 상관길이에 따른 유효수직응력과 용질의 평균이동시간과의 관계를 나타내는 지수형태의 상관식을 제안하였다.

• Water Engineering Research
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• 제6권2호
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• pp.49-61
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• 2005

This paper presents the numerical study to examine characteristics of fluid flow and solute transport in a rough fracture subject to effective normal stresses. The aperture distribution is generated by using the self-affine fractal model. In order to represent a nonlinear relationship between the supported normal stress and the fracture aperture, we combine a simple mechanical model with the local flow model. The solute transport is simulated using the random walk particle following algorithm. Results of numerical simulations show that the flow is significantly affected by the geometry of aperture distribution varying with the effective normal stress level while it is slightly affected by the fractal dimension that determines the degree of the fracture surface roughness. However, solute transport is influenced by the effective normal stress as well as the fracture surface roughness.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.90-101
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• 2004

The present trend of disposing treated sewage water by allowing it to infiltrate the soil brings a new dimension to environmental problems. It is therefore necessary to identify the chemicals likely to be present in treated sewage water. A soil column experiment was conducted to determine the behavior of chemical species in soil columns applied with secondary treated sewage water. To predict the behavior of chemical species, a multicomponent solute transport model that includes the biochemical redox process and cation exchange process was developed. The model computes changes in concentration over time caused by the processes of advection, dispersion, biochemical reactions and cation exchange reactions. The solute transport model was able to predict the behavior of the different chemical species. The model reproduced the sequential reduction reaction. To design the safe depth of plow layer where $NO_3^-$ is totally reduced, a numerical study of $NO_3^-$ leach was done and it was found out that the pore velocity and concentration of $CH_2O$ at the inject water was found to affect $NO_3^-$ reduction in the mobile pore water phase. It is revealed that the multicomponent solute transport model is useful to design the land treatment system for $NO_3^-$ removal from wastewater.

• 자원환경지질
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• 제29권6호
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• pp.713-724
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• 1996

현장에서의 주요 운송 메카니즘을 연구하기 위하여 시간별 잔존수 농도분포곡선 자료를 이용하였다. 운송개념을 대표하는 모델로서 2개의 상반된 가설에 근기한 모델, 즉 CDE와 CLT모델을 사용하였으며 파라미터 추정을 위하여 깊이별 평균농도자료에 최적화기법을 적용하였으며 잔존수 농도의 도달시간을 나타내는 확율밀도함수를 이용하여 모멘트해석도 시행되었다. 모멘트 해석결과 잔존수농도의 1차 및 2차 시간 모멘트는 침출수농도의 것들보다 크게 나타났다. 또한 시간 모멘트를 이용하여 오염물질 운송시간의 변이도와 확산 파라미터도 도출되었다. 변이도 및 확산계수와 운송거리간의 상관관계는 침출수농도 및 잔존수농도에 대해서 동일하게 나타났다. 이러한 관계를 이용하여 2가지 모델을 검정하였으나 운송거리에 따른 운송파라미터의 불규칙한 변화로 확정적 결론을 얻을 수 없었다. 따라서 첫 번째 깊이에서 얻은 파라미터를 이용하여 다른 깊이에서의 오염물질 운송 방식을 예측하여 실측자료와 비교하여 각 모델을 검정하였다. 그 결과 CLT 모델이 CDE 모델보다 현장실측자료에 근접하였다. 이는 오염물질이 이동함에 따라 완전한 혼합이 발생하는 것이 아니라 상관흐름 즉, "오염물질이 각 층을 통과할 때 빠른 물질은 빠르게 느린 물질은 지속적으로 느리게 움직인다"는 사실을 뒷받침한다고 볼 수 있다. 특히 첨두농도에 대한 CDE 모델의 과대예측은 오염물질 확산의 과소평가에 기인하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.753-759
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• 1997

밀도가 변하는 지하수의 흐름과 용질의 수송 현상을 정확히 모델링할 수 있는 수치모델을 개발하였다. 수치모델의 정확도는 이송이 지배적인 경우에 발생하는 수치진동을 피할 수 있어야 얻을 수 있다. 이를 위하여 변분법에 기초한 비선형 수치진동흡수 유한요소법을 적용하였다. 개발된 수치모델은 기존 수치모델들과 달리 확장성이 뛰어나다. 본 수치모델의 정확도를 해석해와 다른 수치모델 결과와 비교하여 평가하였다.

• Advances in environmental research
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• 제4권2호
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• pp.105-117
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• 2015

The groundwater is a very important part of the environment and must be protected for the benefit of the present and future generation. The contamination of soil and groundwater by chemicals has become an increasing concern in the recent past. These chemicals enter the groundwater system by a wide variety of mechanisms, including accidental spills, land disposal of domestic and industrial wastes and application of agricultural fertilizers. Once introduced into an aquifer, these contaminants will be transported by flowing groundwater and may degrade water quality at nearby wells and streams. For improving the management and protection of groundwater resources, it is important to first understand the various processes that control the transport of contaminants in groundwater. Predictions of the fate of groundwater contaminants can be made to assess the effect of these chemicals on local water resources and to evaluate the effectiveness of remedial actions. In this study, an attempt has been made to investigate the behaviour of solute transport through porous media using laboratory experiments. Sodium chloride was used as a conservative chemical in the experiment. During the experiment, pulse boundary condition and continuous boundary conditions were used. Experimental results have been presented for conservative solute transport in the sand. The pattern of the break through curve remains almost same in all the cases of varying flow rate and initial concentration of conservative chemical.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권3호
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• pp.1-7
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• 2003

지하 유류저장탱크에서 유류가 지속적으로 누출되는 경우에는 지하수 이동에 비해서 LNAPL의 이동을 무시할 수 없다. 본 연구에서는 지하수면 위에서 LNAPL의 이동을 고려한 수정된 용질이동 모델을 개발하였다 LNAPL 이동을 고려하지 않는 기존 모델과 비교한 결과 수두 구배, 누출되는 기름의 양, 분산지수에 따라 두 모델은 차이점을 보였다. 수두 구배가 낮을수록, 누출되는 유류의 양이 증가할수록 수정된 모델과 기존 모델 사이의 평균편차가 증가하였다. 분산지수가 변화함에 따라서 평균편차는 변하지 않았지만, 분산지수가 증가할수록 두 모델 사이의 편차는 공간적으로 보다 넓게 나타났다. 수직방향으로의 분산이 크게 나타날 경우에는 LNAPL의 이동을 고려한 모델과 이동을 고려하지 않은 모델과의 차이가 지하수 유동 방향뿐만 아니라 수직방향으로도 크게 나타났다. 결국 LNAPL의 이동을 무시할 수 없는 지하환경에서는 기존의 모델을 가지고 용질이동을 모사할 경우 실제보다 농도가 낮게 추정될 가능성이 높다. 이 연구의 결과로 LNAPL이 지하수면 위에서 얼마나 빨리 이동하는지 아는 것이 올바른 오염물의 농도 예측에 중요하다는 것을 파악하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.23-32
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• 2022

본 연구는 지표수-지하수 연계 2차원 흐름 및 용질거동 수치모의를 통해 혼합대 흐름에 의한 지표수-하상 경계층 용질교환이 지표수 내 용질거동에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저, 혼합대 흐름이 부재한 불투수성 하상의 경우 사련 하상파에 의해 발달한 바닥면 근처 재순환 흐름의 포착 효과가 용질 파과곡선 형태를 결정하였다. 반면, 용질이 혼합대로 유입되는 투수성 하상에서는 지표수 대비 유속이 느린 혼합대 흐름에 의해 파과곡선 꼬리 부분 농도가 증가하여 파과곡선 꼬리 연장이 급격히 증가하였다. 또한, 지표수 유속 증가는 바닥면 압력 상승과 함께 혼합대 흐름을 빠르게 하여 파과곡선 꼬리의 연장을 단축시켰다. 이러한 본 연구의 결과는 지표수 내 용질 체류시간 예측에 있어 혼합대 흐름의 중요성을 시사하는 바이다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.3-7
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• 1996

A rigorous analysis on the effect of colloidal interactions on the separation characteristic has been extended to the case of non-dilute charged solute concentration. The solute partitioning within slit pores for a wide range of solute concentration has been predicted by performing the Monte Carlo technique. Using a hindered transport model, rejection coefficients have been estimated from the predicted concentration profile.