• 제목/요약/키워드: Stream depletion rate

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해석적 모형을 이용한 심부대수층 지하수 양수로 인한 하천수 감소량 분석 (Evaluation of Stream Depletion from Groundwater Pumping in Deep Aquifer Using An Analytical Model)

  • 이정우;정일문;김남원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.769-777
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    • 2016
  • 본 연구에서는 2층 누수대수층 시스템에 관한 Ward and Lough (2011)의 해석해를 이용하여 심부대수층 양수로 인한 하천수 감소량을 분석하였다. 하천변에 위치한 110개 지하수 관정 각각에 대해 양수량 대비 하천수 감소량을 산정한 결과 양수기간 5년 동안 작게는 0.1미만에서 크게는 0.8을 초과하여 관정 위치에 따라 큰 차이를 나타내었다. 단일 대수층 구조에 대한 Hunt (1999) 해석해 적용 결과와의 비교를 통해서 Ward and Lough (2011)의 해석해로 구한 하천수 감소량은 두 층의 수리특성의 상이함과 연직 방향 지체의 영향으로 평균적으로 약 50 % 만큼 작게 산정되었다. 충적층에 대한 하천고갈인자가 약 1,000 보다 크거나 암반층의 하천고갈인자가 100보다 큰 경우, 또는 연직 누수계수가 $10^{-5}s^{-1}$보다 작을 경우에는 지하수 양수가 하천수 감소에 미치는 영향이 작은 것으로 분석되었다. 또한 미 측정값인 충적층의 투수량계수 및 저류계수, 충적층과 연결된 하천의 하상수리전도도, 암반층 연직수리전도도 등의 크기에 따른 하천수 감소량의 변동 특성을 평가하였다.

누수대수층 지하수 양수에 따른 하천수 감소율 거동 분석 (Analysis of Stream Depletion Rate by Groundwater Abstraction in Leaky Aquifer)

  • 이정우;정일문;김남원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권6호
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    • pp.1001-1008
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    • 2017
  • 누수대수층-하천-양수정 경계치 문제에 관한 Zlotnik and Tartakovsky 해석해를 이용하여 하천-관정 이격거리, 대수층의 투수량계수 및 저류계수, 누수층의 누수계수, 하상의 수리전도성 값의 다양한 조합에 대해 지하수 양수로 인한 하천수 감소율을 산정하고 그 변동 특성을 분석하였다. 본 연구에서 적용한 수리조건에 대해서는 하상수리전도성과 반대수층 누수계수가 하천수 감소율 크기에 지배적인 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 하부대수층의 수위변화를 무시하고 고정수두 경계조건을 부여한 Zlotnik and Tartakovsky 해석해의 적용성을 평가하기 위해서 상하부 대수층의 수위변화를 동시에 고려한 보다 실제적인 조건에 대해 유도된 Hunt 해석해와 비교하였다. 그 결과 Zlotnik and Tartakovsky 해석해는 양수기간 1년 이하의 단기간 영향을 예측하는데 적절하며, 하천고갈지수가 2,500일 보다 크거나 누수계수와 하천-관정이격거리의 곱이 10cm/s 미만인 경우에 적용하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다.

Hunt 해석해를 이용한 천부대수층 지하수 양수로 인한 하천수 감소 영향 분석 (Evaluation of stream depletion from groundwater pumping in shallow aquifer using the Hunt's analytical solution)

  • 이정우;정일문;김남원;홍성훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권11호
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    • pp.923-930
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    • 2016
  • 본 연구에서는 2층 누수대수층-하천 시스템에 관한 Hunt (2009)의 해석해를 이용하여 천부대수층 지하수 양수가 하천수량에 미치는 영향을 분석하였다. 대수층 및 하상의 수리특성 조건에 따라 총 2,187가지 경우의 수에 대해서 양수량 대비 하천수 감소량을 산정한 결과 하천고갈인자가 1,000-10,000 보다 큰 경우에 비교적 작은 값을 나타내었으며, 하천바닥층 수리전도도보다는 1, 2층간 반대수층의 수리전도도 크기에 상대적으로 민감한 반응을 보였다. 또한, Hunt (1999)의 해석해로 산정한 하천수 감소비에 비해 최대 0.3을 넘는 차이가 발생하는 등 1층의 하천고갈인자가 큰 경우에는 2층의 수리특성치에 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 실제로 충주시에 위치한 임의의 천부지하수 관정에 적용하여 양수 경과시간에 따른 하천수 감소비를 산정한 결과 수일 내로 0.8을 초과하여 하천수에 미치는 영향이 단기간에 크게 발생하였으며, 또한 누수계수가 작고 천부대수층의 수리확산계수가 큰 지역에서는 하천-관정 이격거리가 하천수 감소량 크기를 결정하는데 지배적인 인자인 것으로 분석되었다.

비닐하우스 지역의 지하수 양수에 따른 지하수-하천수 상호 유동 변화 분석 (Change of Groundwater-Streamflow Interaction according to Groundwater ion in a Green House Land)

  • 김남원;이정우;정일문;김창환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권10호
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    • pp.1051-1067
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    • 2012
  • 겨울철 작물재배를 위해서 비닐하우스 보온을 위한 수막시설의 이용이 늘어나고 있어 과다한 지하수 이용에 따른 수위 강하 및 하천수 감소를 유발하고 있다. 따라서 수막시설재배 지역에서의 지하수 양수가 지하수 대수층과 연결된 하천에 어떠한 영향을 미치는 지를 정량적으로 평가해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 경기도 이천시 신둔면 수하리 일대 수막시설재배지역에 지하수위와 온도를 계측하기 위한 지하수 관측공을 제내지와 제외지에 설치하고 관측 결과를 분석하여 지하수 양수에 따른 하천-지하수 상호유동계의 변화를 평가하였다. 연구대상지역은 수위와 수온 관측 결과, 수막시설재배기간 동안 지하수 양수의 영향으로 하천수가 지하수계로 유입되는 손실하천의 양상을 나타내었다. 하천바닥층에 대해 침윤계 실험을 통해서 유도한 수두차와 침윤량간의 관계에 자동관측된 수위자료를 대입하여 하천과 지하수계 상호간 유동량의 연속적인 변화를 산정한 결과 수막시설재배가 한창인 2월말에는 지하수 이용량의 약 16% 만큼의 하천수가 감소하는 것으로 분석되었다.

인공하천에서 유량감소로 모사한 가뭄효과가 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 영향 (The Effect of Drought Simulated by Discharge Control on Water Quality and Benthic Diatom Community in the Indoor Experimental Channel)

  • 박혜진;김백호;공동수;황순진
    • 생태와환경
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    • 제45권1호
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    • pp.129-138
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    • 2012
  • 본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L $min^{-1}$, 이후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L $min^{-1}$), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L $min^{-1}$), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L $min^{-1}$)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영양염 및 Chl-$a$ 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-$a$와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p=0.000). $NH_4$-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chl-$a$는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 $Aulacoseira$ $ambigua$, $Achnanthes$ $minutissima$, $Aulacoseira$ $granulata$ 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 $A.$ $ambigua$는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.

Propagation of radiation source uncertainties in spent fuel cask shielding calculations

  • Ebiwonjumi, Bamidele;Mai, Nhan Nguyen Trong;Lee, Hyun Chul;Lee, Deokjung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권8호
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    • pp.3073-3084
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    • 2022
  • The propagation of radiation source uncertainties in spent nuclear fuel (SNF) cask shielding calculations is presented in this paper. The uncertainty propagation employs the depletion and source term outputs of the deterministic code STREAM as input to the transport simulation of the Monte Carlo (MC) codes MCS and MCNP6. The uncertainties of dose rate coming from two sources: nuclear data and modeling parameters, are quantified. The nuclear data uncertainties are obtained from the stochastic sampling of the cross-section covariance and perturbed fission product yields. Uncertainties induced by perturbed modeling parameters consider the design parameters and operating conditions. Uncertainties coming from the two sources result in perturbed depleted nuclide inventories and radiation source terms which are then propagated to the dose rate on the cask surface. The uncertainty analysis results show that the neutron and secondary photon dose have uncertainties which are dominated by the cross section and modeling parameters, while the fission yields have relatively insignificant effect. Besides, the primary photon dose is mostly influenced by the fission yield and modeling parameters, while the cross-section data have a relatively negligible effect. Moreover, the neutron, secondary photon, and primary photon dose can have uncertainties up to about 13%, 14%, and 6%, respectively.

대용량 splitter less full-feed depletion SPLITT 분획법 (Large scale FFD-SF)에서의 분획효율(FE)및 시료처리량(TP)의 최적화 (Optimization of fractionation efficiency (FE) and throughput (TP) in a large scale splitter less full-feed depletion SPLITT fractionation (Large scale FFD-SF))

  • 음철헌;노아람;최재영;유영석;김운중;이승호
    • 분석과학
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    • 제28권6호
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    • pp.453-459
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    • 2015
  • Split-flow thin cell fractionation (SPLITT fractionation, SF)은 밀도와 입자 크기에 따라 입자성 물질이나 거대분자를 연속적으로 분리 및 분획하는 기술이다. SF 모드 중 full-feed depletion mode (FFD)는 오직 한 개의 주입 구를 가지고 있으며, outlet에만 flow stream splitter가 존재한다. SPLITT은 두 가지의 중요 인자가 있다. 하나는 시간에 따라 통과되는 시료의 양 (throughput, TP)과 또 다른 하나는 이론에 의해 예측된 크기를 가지는 입자들의 수 퍼센트로 정의하는 분획효율 (fractionation efficiency, FE)이다.. 기존 FFD 모드에서는 splitter가 outlet에 존재하여, 채널 규모를 확장시키는 데 제한이 있어 시료 처리량의 한계가 있다. 따라서 splitter를 제거하고 채널규모를 증가하여 시료 처리량을 대폭 증가시킬 수 있는 대규모 중력장 FFD-SF 채널을 사용하였다. 따라서 이 논문에서는 대용량 중력장 FFD-SF의 TP와 FE 최적화를 위하여 시료농도와 유속변화로 실험을 진행하였다. 이 실험에서는 두 개의 다른 입자 분포 (3~7 µm, 2~30 µm) 를 가지는 Polyurethane (PU) latex beads가 사용되었다. 시료의 농도는 0.2~0.8% (wt/vol)을 사용하였으며, 채널의 유속은 70~160 mL/min을 사용하였다. 분획된 입자는 광학 현미경으로 확인하여 직접 크기 관찰을 하였으며 시료 회수율 (recovery)은 수집된 입자를 0.1 µm 맴브레인 필터로 거른 후 무게측정으로 실험하였다. 본 연구를 통해 fraction-a의 분획효율 (FE)은 이론에 따라 정확히 맞춰준다면 언제든 좋은 수치를 얻을 수 있다는 것이 확인되었고, 시료의 입자크기가 커서 채널에 쌓일 경우, 시료 회수율을 높이기 위해서는 이동상을 더 흘려주는 방법을 사용하면 효과적인 것을 확인하였다. 또한 효율적인 TP로 실험을 진행하기 위해서는 최소한 0.4% 농도는 사용해야 효율적인 분획이 이뤄진다는 것을 확인하였다.

물수지분석 기법에 의한 논에서의 회귀율 조사분석 (Return flow analysis of paddy field by water balance method)

  • 정상옥;손성호
    • 한국농공학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.59-68
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    • 2001
  • A water balance analysis was performed for a paddy field neighboring the Dongchang stream, downstream of the Unmun reservoir, which is constructed for the urban water supply. Daily rainfall data were collected and irrigation water flow rate, drainage flow rate, evaportranspiration, infiltration, and piezometeric head were measured in the field. The flow rates were continuously observed by water level logger during the growing season. The evaportranspiration and the infiltration were measured by N-type depletion meter and cylindrical infiltrometer, respectively. PVC pipes with 12mm diameter were used for piezometric head measurement. Total Irrigation and drainage flows were 3,608mm and 1,170mm in 1999, and 3,971mm and 1,548mm in 2000, respectively. The mean and range of the daily infiltration rate were 4.4mm/d and 3.4mm/d to 5.5mm/d in 1999 and 5.1mm/d and 4.1mm/d to 6.5mm/d in 2000, respectively. The net ground water flow including the change of soil water storage was 2,855mm in 1999 and 2,540mm in 2000. The evapotranspiration was 458.3mm in 1999 and 553.5mm in 2000. The range of daily evapotranspiration rate was from 1.6 to 8.7mm/d. The return flow ratio was about 32% in 1999 and 39% in 2000 and three year average was 35% including previous study in 1997. The amount of irrigation water was much higher than design standards or references in this study, This was caused by the inadequate water management practice in the area where water was oversupplied on farmers’ request rather than following sound water management principles.

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화상정보처리를 위한 엔트로피 부호화기 설계 (Design of Entropy Encoder for Image Data Processing)

  • 임순자;김환용
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권1호
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    • pp.59-65
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    • 1999
  • MPEG-II 기반의 HDTV/DTV Encoder 구성부중 하나인 엔트로피 부호화기(entropy encoder)를 설계하였다. 설계된 엔트로피 부호화기는 생성된 비트스트림이 버퍼에 저장될 경우 버퍼의 고갈을 막기위해 제로 스터핑 블록을 첨가함으로써 9Mbps의 비트율로 출력된다. 또한, AC 계수와 DC 계수 table로 PROM이 아닌 조합회로를 사용하여 회로내부에 Critical path가 발생하지 않도록 하였다. 패커부의 경우 배럴 쉬프트 하나를 사용하여 24비트 단위로 패킹을 하도록 하였으며, 헤더정보 부호화부, 입력정보지연부, 부호화부 그리고 버퍼 제어부로 구성된다. 설계된 회로는 VHDL function 시뮬레이션을 통하여 검증하였고, 설계공정 파라미터로는 $0.8{\mu}m$ Gate Array 설계방식을 적용하여 Gate compiler로 P&R을 수행한 결과 전체 Layout의 핀 수와 Gate수는 각각 235개와 120,000개로 측정되었다.

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Size-sorting of Micron-sized Particles using Two Gravitational SPLITT Fractionation (GSF) Connected in a Series (Tandem GSF)

  • Kwon, Min-Hyuk;Moon, Yoon-Jung;Jung, Euo-Chang;Lee, Kyou-Ho;Lee, Seung-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권2호
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    • pp.681-686
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    • 2011
  • SPLITT Fractionation (SF) provides separation of sample into two subpopulations. Separation into more than two subpopulations requires repeated SF operations. In this study, two Gravitation SF (GSF) channels were connected in a series (Tandem GSF) to obtain a separation into three subpopulations and to improve the fractionation efficiency (FE) of the fraction-b in the full-feed depletion (FFD) mode. In a single channel FFD-GSF operation, the fraction-a contained mostly the beads smaller than the cutoff diameter ($d_c$), while the fraction-b contained beads smaller than $d_c$ as well as those larger than dc, as expected. The measured FE's of the fraction-b are much lower than those of the fraction-a in all cases. The FE's of the fraction-a are higher than 84% with the average of about 91%, while those of the fraction-b are lower than 60% with the average of about 43%. No particular trends were found between FE and $d_c$, indicating the performance of FFD-GSF does not change with $d_c$ in the range where tested. Also no clear trends were observed between the FE and the sample-feeding flow rate, indicating higher sample-feeding rate can be used to increase the sample throughput without losing resolution. When two GSF channels were connected so that the flow stream emerging from the outlet-b of the channel-1 is fed directly into the channel-2, all three FE's measured for the fraction-1a were high with the average value of 99%, indicating it contains almost purely the beads smaller than $d_c$. The FE's measured for the fraction-2a are still good with the average value of 92%. The FE's measured for the fraction-2b are 64% in average, which is about 20% improvement from those obtained in a single channel FFD-GSF at the same conditions.