• 제목/요약/키워드: Water-Table Model

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배수개선공법개발에 관한 연구(I) -각종 지하배수용 암거재료의 배수성능- (Drainage Performance of Various Subsurface Drain Materials-)

  • 김철회;이근후;유시조;서원명
    • 한국농공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.104-120
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    • 1979
  • I. Title of the Study Studies on the Development of Improved Subsurface Drainage Methods. -Drainage Performance of Various Subsurface Drain Materials- II. Object of the Study Studies were carried out to select the drain material having the highest performance of drainage; And to develop the water budget model which is necessary for the planning of the drainage project and the establishment of water management standards in the water-logged paddy field. III. Content and Scope of the Study 1. The experiment was carried out in the laboratory by using a sand tank model. The drainage performance of various drain materials was compared evaluated. 2. A water budget model was established. Various parameters necessary for the model were investigated by analyzing existing data and measured data from the experimental field. The adaptability of the model was evaluated by comparing the estimated values to the field data. IV. Results and Recommendations 1. A corrugated tube enveloped with gravel or mat showed the highest drainage performance among the eight materials submmitted for the experiment. 2. The drainage performance of the long cement tile(50 cm long) was higher than that of the short cement tile(25 cm long). 3. Rice bran was superior to gravel in its' drain performance. 4. No difference was shown between a grave envelope and a P.V.C. wool mat in their performance of drainage. Continues investigation is needed to clarify the envelope performance. 5. All the results described above were obtained from the laboratory tests. A field test is recommended to confirm the results obtained. 6. As a water balance model of a given soil profile, the soil moisture depletion D, could be represented as follows; $$D=\Sigma\limit_{t=1}^{n}(Et-R_{\ell}-I+W_d)..........(17)$$ 7. Among the various empirical formulae for potential evapotranspiration, Penman's formular was best fit to the data observed with the evaporation pans in Jinju area. High degree of positive correlation between Penman;s predicted data and observed data was confirmed. The regression equation was Y=1.4X-22.86, where Y represents evaporation rate from small pan, in mm/100 days, and X represents potential evapotranspiration rate estimated by Penman's formular. The coefficient of correlation was r=0.94.** 8. To estimate evapotranspiration in the field, the consumptive use coefficient, Kc, was introduced. Kc was defined by the function of the characteristics of the crop soil as follows; $Kc=Kco{\cdot}Ka+Ks..........(20)$ where, Kco, Ka ans Ks represents the crop coefficient, the soil moisture coefficient, and the correction coefficient, respectively. The value of Kco and Ka was obtained from the Fig.16 and the Fig.17, respectively. And, if $Kco{\cdot}Ka{\geq}1.0,$ then Ks=0, otherwise, Ks value was estimated by using the relation; $Ks=1-Kco{\cdot}Ka$. 9. Into type formular, $r_t=\frac{R_{24}}{24}(\frac{b}{\sqrt{t}+a})$, was the best fit one to estimate the probable rainfall intensity when daily rainfall and rainfall durations are given as input data, The coefficient a and b are shown on the Table 16. 10. Japanese type formular, $I_t=\frac{b}{\sqrt{t}+a}$, was the best fit one to estimate the probable rainfall intensity when the rainfall duration only was given. The coefficient a and b are shown on the Table 17. 11. Effective rainfall, Re, was estimated by using following relationships; Re=D, if $R-D\geq}0$, otherwise, Re=R. 12. The difference of rainfall amount from soil moisture depletion was considered as the amount of drainage required. In this case, when Wd=O, Equation 24 was used, otherwise two to three days of lag time was considered and correction was made by use of storage coefficient. 13. To evaluate the model, measured data and estimated data was compared, and relative error was computed. 5.5 percent The relative error was 5.5 percent. 14. By considering the water budget in Jinju area, it was shown that the evaporation amount was greater than the rainfall during period of October to March in next year. This was the behind reasonning that the improvement of surface drainage system is needed in Jinju area.

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Numerical Modeling of Water Transfer among Precipitation, Surface Water, Soil Moisture and Groundwater

  • Chen, Xi;Zhang, Zhicai;Chen, Yongqin
    • 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.

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수리해석 모형과 GIS를 이용한 통합 용수배분 시스템 (Integrated Water Distribution Network System using the Mathematical Analysis Model and GIS)

  • 권재섭;조명희
    • 한국지리정보학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.21-28
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    • 2001
  • 본 연구에서는 기존에 개발된 상수도 관련 GIS(geographic information system)에서 관로해석을 위한 자료를 자동으로 입력할 수 있고, 사용자를 위한 GUI(geographic user interface)를 제공하는 GNLP(GIS linked non-linear pipe network analysis program)프로그램을 개발하였다. 관로시스템의 수리해석은 Hazen-Williams의 손실수두방정식을 기초로 한 비선형 해석기법을 이용하여 시행하였으며, 데이터베이스 응용 프로그램을 작성하기 위해서 관계형 데이터베이스 관리시스템(RDBMS ; relational database management system)인 Microsoft사의 Microsoft Access를 사용하였다. 이 GNLP 프로그램은 실제 관망설계자가 관로시스템의 수리해석에 필요한 자료의 입력을 용이하게 할 수 있도록 시스템환경을 개선하였다. 그리고 압력 및 유량 등 관로시스템의 수리적 해석 결과를 표 및 챠트 형태로 출력이 가능하고, Excel 파일로 변환이 가능하다. 또한 GIS의 중요 요소인 질의(query) 기능이나 분석된 자료를 확인하고자 할 때 이를 효과적으로 디스플레이가 가능하도록 개발되었다.

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지하수위 시계열 예측 모델 기반 하천수위 영향 필터링 기법 개발 및 지하수 함양률 산정 연구 (A Method to Filter Out the Effect of River Stage Fluctuations using Time Series Model for Forecasting Groundwater Level and its Application to Groundwater Recharge Estimation)

  • 윤희성;박은규;김규범;하규철;윤필선;이승현
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권3호
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    • pp.74-82
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    • 2015
  • A method to filter out the effect of river stage fluctuations on groundwater level was designed using an artificial neural network-based time series model of groundwater level prediction. The designed method was applied to daily groundwater level data near the Gangjeong-Koryeong Barrage in the Nakdong river. Direct prediction time series models were successfully developed for both cases of before and after the barrage construction using past measurement data of rainfall, river stage, and groundwater level as inputs. The correlation coefficient values between observed and predicted data were over 0.97. Using the time series models the effect of river stage on groundwater level data was filtered out by setting a constant value for river stage inputs. The filtered data were applied to the hybrid water table fluctuation method in order to estimate the groundwater recharge. The calculated ratios of groundwater recharge to precipitation before and after the barrage construction were 11.0% and 4.3%, respectively. It is expected that the proposed method can be a useful tool for groundwater level prediction and recharge estimation in the riverside area.

포화된 경사 사질토 지반의 액상화 수치모델 거동평가 (Evaluation of Liquefaction Model using Dynamic Centrifuge Test)

  • 이진선;이상운
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권11호
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    • pp.31-42
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    • 2022
  • 본 논문에서는 원심모형시험을 이용한 국제공동연구인 LEAP-2017의 결과를 이용하여 액상화 수치모델의 거동에 대한 검증을 실시하였다. 동적원심모형시험은 Ottawa F-65모래로 수면 아래 조성된 경사각 5°의 지반에 1Hz 테이퍼형 사인파를 가진하여 시행되었다. 원심모형시험의 원형스케일로 모델링 된 수치해석 모델은 유한차분법을 이용한 2차원 및 3차원 해석을 시행하였다. 수치해석의 검증은 깊이별 가속도와 간극수압 시간이력, 잔류변위에 대해 이루어 졌다. 검증결과, 모든 모델에서 시험과 유사한 가속도 시간이력을 나타내었으나, 일부모델이 나타내는 간극수압의 변화는 시험결과와 차이를 나타내었다. 수치해석결과로 나타난 액상화 후 잔류변위는 원심모형시험 대비 매우 작은 크기로 확인되어, 이에 대해서는 추후 LEAP-2017에 참여한 다른 기관의 시험결과와 비교분석이 필요한 것으로 확인되었다.

GIS 수치지도를 이용한 수리지질학적 변수와 지하수 유동의 분포 (Distributions of Hydrogeological Variables and Flow Field on GIS Digital Map)

  • 이처경
    • 한국지리정보학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.45-58
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    • 1999
  • 경북 포항 북부 지역의 지하수면고도(수두)와 로그-투수량계수의 분포 상황을 효과적으로 나타내기 위해 수치지도를 활용하였다. 특히 분포 상황 구현을 위해 자연 지하수층내의 유한한 측정치들에 지하탐사 통계학적 방법 kriging을 이용하였다. 계산된 variogram들은 spherical model로 근사하였으며 nugget과 range는 각각 0과 6km로 취하였다. 수두의 분포는 북서쪽의 peak로부터 대체로 동쪽 방향으로 낮아지며, 로그-투수량계수는 중심부근에서 최대값을 보이고 외곽쪽으로 감소한다. 지하수면고도와 로그 투수량계수의 분포로부터 지하수의 동쪽 및 북쪽 방향 유량을 유한차분법을 이용하여 계산하였다. 유동의 방향은 peak로부터 대체로 동향이고 peak의 동쪽방면에서 발산하는 경향을 보인다. 지역내의 몇 지점에서는 수렴하는 유동이 나타나기도 한다.

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실지진 모사를 위한 조합형 정현하중의 적용성 검증 (Verification of Combined Sinusoidal Loads for Simulating Real Earthquakes)

  • 최재순
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.811-819
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    • 2019
  • 2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

지진시 배면지반 조건이 중력식 안벽의 하중성분에 미치는 영향 (Influence of Backfill Condition on Force Components of Gravity Walls During Earthquakes)

  • 김성렬;황재익;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.15-23
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    • 2006
  • 지진시 중력식 안벽에 작용하는 하중성분은 벽체 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있는데 이러한 하중성분은 배면지반의 밀도, 자갈 뒤채움 등 배면지반 조건에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 배면지반의 다짐정도, 자갈 뒤채움재의 설치여부를 달리한 총 4가지 배면지반 조건에 대한 진동대 실험을 수행한 후, 중력식안벽에 작용하는 벽체 관성력, 수압 그리고 배면토압의 크기와 위상관계를 분석하였다. 그 결과 자갈 뒤채움과 지반 다짐이 과잉간극수압 발생을 억제하는데 효과적이며, 배면 동적작용력의 크기와 위상은 과잉간극수압의 크기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 입력가속도 진폭이 0.1g 일때 전체하중에서 관성력, 전면동적수압 그리고 배면 작용력이 차지하는 비율은 각각 $64\%,\;21\%$ 그리고 $16\%$로 나타났으며 과잉간극수압의 크기가 증가함에 따라 전체합력에서 배면작용력이 차지하는 비율이 증가하였다.

In vitro와 in vivo에서의 온도에 따른 스쿠티카충 성장의 수리 모델 (The mathematical model of temperature dependent growth of Scuticociliate Miamiensis avidus in vitro and in vivo conditions)

  • 오춘영
    • 한국어병학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.65-75
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    • 2013
  • 실험실에서 온도 별로 스쿠티카충을 배양한 데이터(Table 1)를 사용 스쿠티카충 개체군의 변화율(1.2)과 성장 방정식(1.3)을 in vitro 조건에서 구했다. 이 모델에서는 스쿠티카충의 증가모델 식은 로지스틱 증가함수로 두 가지 온도에서의 스쿠티카충의 증가율 매개변수를 구하였고, 기생충으로 인한 숙주인 넙치에 치명적일 수 있는 기생충의 임계밀도를 구하였다. 또 다른 데이터는 같은 온도에서 스쿠티카충 수를 다양하게 넙치의 복강에 주사하는 그룹과 동일한 스쿠티카충 수를 복강에 주사한 후 온도를 다르게 한 두 그룹의 스쿠티카충의 감염으로 폐사한 실험데이터(Table 2)에 근거하여 넙치의 감염에서 폐사가 되는 시스템 식(1.5)을 세웠다. 정리에서는 감염된 넙치와 폐사된 넙치의 미분방정식계는 감염넙치와 폐사 넙치와의 평형점을 찾고 그 평형점에 대한 안정성과 불안정성을 설명하였다. 각 온도에서의 매개변수를 사용하면 방정식 (1.6)은 시간에 대해 넙치의 누적 폐사량을 알 수 있는 방정식이다. 이 논문에서는 다양한 초기값 $P_0$값에 따른 넙치의 폐사를 중심으로 보았으므로 온도와 $P_0$가 동시에 넙치폐사에 어떠한 관계를 갖는 연구를 하기에는 제약을 갖고 있다. 이 연구의 제한점에서 언급했듯 실험을 여러 번 시행한 것이 아니기 때문에 단지 근사적인 값으로 이해를 해야 한다. 또한 넙치의 면역력을 알 수 있다면 기생충으로부터 저항력을 연구하는데 오차를 좀 더 줄인 근사치를 구할 수 있을 것을 기대할 수 있을 것이다.

산지돌발홍수 예측을 위한 TOPLATS 지표해석모델 적용성 평가 (The Evaluation of TOPLATS Land Surface Model Application for Forecasting Flash Flood in mountainous areas)

  • 이병주;최수민;윤성심;최영진
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권1호
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    • pp.19-28
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 TOPLATS 지표해석모형으로부터 생산된 격자 수문기상성분과 통계적 돌발홍수지수모형을 이용하여 격자 돌발홍수지수를 생산하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 2009~2012년동안 38건의 돌발홍수 구조요청 사례가 발생한 수도권 지역을 선정하였다. 지표해석모형의 시공간 해상도는 1 h, 1 km 이며 동일한 해상도의 모의를 위해 필요한 격자 기상자료는 기상청 AWS (automatic weather stations)의 시단위 자료를 역거리법을 이용하여 구축하였다. 돌발홍수 피해사례 38건에 대해 대응되는 모의격자의 수문성분을 분석하였으며 27건(71%)에서 구조요청시점에 대해 강우량, 지표유출량, 토양수분량, 지하수면깊이가 적절하게 모의되는 것을 확인하였다. 강우조건에 따른 격자 돌발홍수지수의 정확도는 구조요청시점 기준 선행시간 4~6시간까지 71~87%, 구조요청시점으로 한정된 0시간에서 42~52%로 나타났다. 이상의 결과로부터 지표해석모델을 이용한 격자 수문성분과 통계적 돌발홍수지수모형으로부터 산정된 격자 돌발홍수지수는 산지 돌발홍수를 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.