• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.387-395
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• 2017

기후변화에 따른 해수면 상승으로 인하여 해안지역의 지하수계에 해수침투가 가중된다. 지하수의 염분농도가 증가하면 지하수면 상부의 불포화 토양에서도 염분 농도가 증가할 수 있으며, 이는 농경지에서 작물피해를 일으킬 수 있다. 해수면이 상승함에 따라 내륙의 지하수위도 함께 상승한다. 이는 불포화 토양층의 두께를 감소시켜 해안 저지대의 경작에 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서 지하수 해수침투는 3차원 모델, 토양 염류화 평가는 연직 1차원 모델을 합성 적용하여 해안 농경지에 대한 해수면 상승 피해를 평가하는 방법을 개발하였다. 3차원 해수침투 모델에서 지하수면의 수위와 농도분포를 계산하고 최상부 절점 중에서 염분 농도가 기준 값 이상인 절점에서 지하수면과 지표면 사이의 토양층에서 연직 1차원 모델링으로 토양층의 염분 농도와 불포화대 두께를 계산하였다. 농경지의 토양 염류화는 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판단하였다. 개발된 모델링 방법을 가상의 간척농경지에 적용하였다. 해수면 상승자료로 IPCC의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 사용하였다. 평가 결과는 2050년과 2100년에 대하여 제시하였다. 연구결과 대상지역에서 기후변화 시나리오 RCP 8.5에서 2100년에는 지하수 염류화 피해 면적은 간척지 육지면적 대비 7.8%, 염류화 토양 면적은 6.0%, 불포화층의 두께가 뿌리심도보다 적은 지역의 면적은 1.6% 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.764-771
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• 2010

The stability analysis method of an unsaturated slope considering the suction stress was performed on the infinite sand slope. During drying and wetting processes, the Soil-Water Characteristics Curve (SWCC) of the sand with the relative density of 75% was measured using the automated SWCC apparatus. Also, the Suction Stress Characteristics Curve (SSCC) was estimated. Based on these results, the stability analysis of an unsaturated infinite slope was carried out considering the slope angle, the weathering zone and the relative change in friction angle as a soil depth. According to the result of slope stability analysis, the safety factors of slope were less than 1 when the slope angles were more than $50^{\circ}$. The safety factors of slope tend to increase with increasing the depth from the ground surface. Especially, the safety factors have a tendency to increase and decrease above near the ground water level due to the suction stress. The maximum safety factor of slope in this analysis was occurred at the Air Entry Value (AEV) of drying process. The influence range of suction stress above the ground water level can be found out and can be defined as the funicular zone which means the metric suction range from the air entry point to the point of residual volumetric water content.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.63-72
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• 2011

본 논문은 TDR센서를 이용하여, 지반 내 지하수의 거동을 계측하고 이를 이동 평균법과 푸리에 변환을 통한 필터링 기법으로 포화 및 불포화 영역의 구분 및 변화를 수치적으로 결정하고자 하였다. 먼저 실내실험을 통하여 포화도 변화에 따른 TDR데이터의 변화를 계측하고 이를 포화도에 대한 함수로 만들었다. 다음으로 아크릴 실내모형실험을 통하여 현장의 지하수위 변화 및 측방 침투조건을 재현하고 이에 대한 TDR데이터 변화를 계측한 후 해석하여, TDR센서의 현장 적용을 위한 계측자료 교정함수를 만들었다. 이 후 현장 제방에 TDR센서를 설치하고 지하수위를 변화시켜 가며 지반의 지점별 포화도를 파악함으로써 지하수위 및 건조, 불포화영역을 결정하였다.

• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.55-68
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• 2008

현재 한국에서는 도로 터널, 철도 터널, 지하 석유저장시설 및 방사성 폐기물 저장시설과 같은 지하구조물들이 많은 곳에서 건설되고 있다. 지하구조물 건설을 위해서는 자연적인 요인(지질, 수리지질, 토양, 식생, 지형 및 수계 인위적인 요인(토지이용, 도시화, 인구, 문화 및 교통)이 고려되어야 한다. 특히, 수리지질은 지하구조물의 안정성과 구조물에 의한 지하수계의 영향을 평가하기 위해서 중요한 요소로서 고려되어야 한다. 본 연구는 부산시 지하철 3호선 건설을 위해서 굴착된 45개 시추공을 이용하여 동래교차로에서부터 서동까지 지역의 천부지층의 순리지질 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구지역의 30개 시추공에서는 불포화대와 포화대의 슬러그시험을 실시하였다. 슬러그시험 결과, 불포화대의 구간별 수리전도도 평균값은 포화대의 구간별 수리전도도 평균값 보다 더 높은 것으로 나타났다. 또한, 포화대의 슬러그시험 결과는 포화대의 최상부의 수리지질 특성을 잘 반영하는 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.91-100
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• 1988

하루에 두번씩 10m의 진폭을 가지고 조위(潮位)가 계속해서 변화(變化)한다고 가정하여 한 대표적인 호안제(護岸提) 단면에 대해 사면안정해석(斜面安定解析)을 행한다. 조위(潮位)가 변화(變化)하는 동안 호안제내(護岸提內) 간극수압(間隙水壓)의 변화(變化)는 전산 프로그램 "FLUMP"에 의해 수행되며 이 프로그램은 포화(飽和)흐름은 물론 비포화(非飽和)흐름과 비정상(非正常) 흐름까지 고려될 수 있도록 짜여져 있다. 이 프로그램으로 얻어진 결과는 조위변동시(潮位變動時)의 자유수면(自由水面) 변화(變化)와 정(正) 및 부간극수압(負間隙水壓)의 크기와 분포를 명확하게 결정할 수 있음을 보여주고 있다. 조위(潮位)가 최저(最低)까지 내려갔을 때 제체내(堤體內) 어느 부분에서는 압력수두(壓力水頭)가 자유수면(自由水面)의 높이보다 더 높게 나타난다. 즉 이것은 조위변동(潮位變動)을 받는 호안제(護岸堤)의 일부에 과잉간극수압(過剩間隙水壓)이 발생함을 의미한다. 또한 부간극수압(負間隙水壓)이 나타나는 불포화영역(不飽和領域)이 조위강하시(潮位降下時)에 일시적(一時的)으로 발생한다. 이 불포화영역(不飽和領域)의 흙의 전단강도(剪斷强度)는 간극수압(間隙水壓)이 정(正)의 상태로부터 부(負)로 바뀔때 증가(增加)되며 이 값은 Fredlund 등이 제안한 방법에 따라 결정될 수 있다. 호안제(護岸堤) 사면(斜面)의 안정해석(安定解析)에 있어서는 조위변동시(潮位變動時) 발생되는 과잉간극수압(過剩間隙水壓)과 불포화영역(不飽和領域)의 부간극수압(負間隙水壓)이 반드시 고려되어야 한다는 것을 이 논문에서 강조하고 있다. 이것들이 고려되었을 때 임계활동원은 조위(潮位)가 최저(最低)로 되었을 때 얻어지는 자유수면(自由水面)보다 아래에 존재하는 것 같다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.39-43
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• 2015

This study extends the Distributed Temperature Sensing (DTS) application to delineate the saturated zones in shallow sediment and evaluate the groundwater flow in both downward and upward directions. Dry, partially and fully saturated zones and water level in the subsurface can be recognized from this study. High resolution seepage velocity in vertical direction was estimated from the temperature data in the fully saturated zone. By a single profile, water level can be detected and seepage velocity in saturated zone can be estimated. Furthermore, thermal gradient analysis serves as a new technique to verify unsaturated and saturated zones in the subsurface. The vertical seepage velocity distribution in the recognized saturated zone is then analyzed with improvement of Bredehoeft and Papaopulos' model. This new approach provides promising potential in real-time monitoring of groundwater movement.

• 한국농공학회지
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• 제34권1호
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• pp.87-99
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• 1992

A mathematical model, UNSATR which predicts the seepage flow through the body of dike especially under the tidal fluctuation has been developed. This model has been revised from UNSAT2 model which was developed on the basis of the saturated-unsaturated theory by Neuman. UNSATR has been verified and applied to the hydraulic model in order to estimated the seepage quantity, the formation of free water surface etc. The results lead to the following conclusions : 1. Seepage rates between the mathematical model and hydraulic model experiment are very similar to each other both in constant and transient water level conditions. 2. The lapsed time to be steady state of the free water surface becomes late as the tidal levels are relatively low mainly due to the seepage flow from the unsaturated zone of the body of dike. 3. Under the transient state of water levels, owing to the flow from the unsaturated domain, streamlines crossing to the free water surface are found and time lag during a falling tide may allow the free water surface inside the body of dike to stand at a high level than the outside water level. 4. The utility and validity of UNSATR model are convinced when the analyses on seepage problems through the porous embankment of the soil structures on the conditions of the steady and unsteady states are carried out.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.123-132
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• 1998

비포화대에서의 지하수 오염원의 이송을 관측하는 것은 매우 어려운 거승로 알려져 있다. 본 연구에서는 함수량과 농도가 다른 시료를 이용하여 비포화 용존 오염원의 농도를 측정하기 위한 TDR의 적용가능성에 대한 검정실험을 수행하였다. 초기전자기파에 대한 TDR반향파의 감쇄정도를 이용하여 토양의 총전기전도도를 측정하게 되는데 이때 함수량이 일정할 경우 총전기전도도와 토양수의 농도관계는 선형관계를 유지한다는 가정을 기본으로한다. 본 연구에서는 세가지의 농도와 체적함수량을 갖는 시료를 성형하고 이때의 TDR 반향곡선을 측정하여 Dalton 등(1984), Topp 등(1988), Yanuka 등(1988), Zegelin 등 (1989)이 제안한 추정식으로 통초양전기전도도를 구하였다. 실험결과 Zegelin등이 제안한 식을 제외한 세 가지 식들은 매우 좋은 토양수의 농도와 총전기전도도의 선형관계를 나타내었다. 따라서 이 세가지 추정식들은 용존 오염원의 농도를 추정함에 있어 매우 유용한 식으로 판단되며 이 추정식들을 이용하는 TDR 비포화 용존 오염원 측정법은 실내실험과 현장실험에 있어 매우 유용하리라 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권4호
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• pp.423-433
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• 2018

A three-dimensional model is constructed to simulate water infiltration in an unsaturated slope from a leaking pipe. Adaptive mesh refinement and time stepping are used, assisted by an automatic procedure for progressive steepening of the hydraulic property function for better convergence. The model is justified by comparing the simulated results with experimental data. Steady-state flow is investigated considering various pipe water pressures, locations and sizes of the opening, and soil layering. The opening size significantly affects the soaked zone around the pipe. Preferential flow dominates along the pipe longitudinal direction in the presence of a loose backfill around the pipe.

• 한국농공학회지
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• 제33권4호
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• pp.61-72
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• 1991

A lumped deterministic model(DAWAST model) was developed to predict the daily streamflow. Since the streamflow is dominantly determined by the soil water storage in the watershed, the model takes the soil water accounting procedures which are based on three linear reservoirs representing the surface, unsaturated, and saturated soil layers. The variation of soil water storage in the unsaturated zone is traced from the soil water balance on a daily basis. DAWAST model consists of 5 parameters for water balance and 3 parameters for routing. A optimization technique of unconstrained nonlinear Simplex method was applied for the determination of the optimal parameters for water balance. Model verification was carried out to the 7 hydrologic watersheds with areas of 5.89-7,126km$^2$ and the results were generally satisfactory. The daily streamflow can be arbitrarily simulated with the input data of daily rainfall and pan evaporation by the DAWAST model at the station where the observed streamflow data of short periods are available to calibrate the model parameters.