• 제목/요약/키워드: hydraulic parameter

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Calibration and uncertainty analysis of integrated surface-subsurface model using iterative ensemble smoother for regional scale surface water-groundwater interaction modeling

  • Bisrat Ayalew Yifru;Seoro Lee;Woon Ji Park;Kyoung Jae Lim
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.287-287
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    • 2023
  • Surface water-groundwater interaction (SWGI) is an important hydrological process that influences both the quantity and quality of water resources. However, regional scale SWGI model calibration and uncertainty analysis have been a challenge because integrated models inherently carry a vast number of parameters, modeling assumptions, and inputs, potentially leaving little time and budget to explore questions related to model performance and forecasting. In this study, we have proposed the application of iterative ensemble smoother (IES) for uncertainty analysis and calibration of the widely used integrated surface-subsurface model, SWAT-MODFLOW. SWAT-MODFLOW integrates Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and a three-dimensional finite difference model (MODFLOW). The model was calibrated using a parameter estimation tool (PEST). The major advantage of the employed IES is that the number of model runs required for the calibration of an ensemble is independent of the number of adjustable parameters. The pilot point approach was followed to calibrate the aquifer parameters, namely hydraulic conductivity, specific storage, and specific yield. The parameter estimation process for the SWAT model focused primarily on surface-related parameters. The uncertainties both in the streamflow and groundwater level were assessed. The work presented provides valuable insights for future endeavors in coupled surface-subsurface modeling, data collection, model development, and informed decision-making.

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낙동강에서 수질모델 실행을 위한 탈산소계수의 평가 (Estimation of CBOD Decay Rate for the Execution of Water Quality Model in the Nakdong-River Basin)

  • 유재정;윤영삼;이혜진;김문수;양상용;이영준
    • 한국물환경학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.511-515
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    • 2005
  • CBOD(carbonaceous BOD) decay rate was investigated for the execution of water quality model in Nakdong-Rive basin. Estimation of laboratory-derived CBOD decay rate, $k_l$ and CBOD decay rate in natural waters, $k_d$ were carried out. Hydraulic factors were applied for the calculation of $k_d$. Values of biochemical oxygen demand were investigated in Weagwan, Koreong, Jeokpo, Namgi and Mulgeom sites for the four times. The ranges of $k_l$ value were $0.04{\pm}0.01{\sim}0.14{\pm}0.03$. The values of $k_l$ in upstream sites were much larger than those in the downstream sites. The values of $k_d$ were 0.025, 0.036, 0.005 and 0.001 at Weagwan, Jeokpo, Namgi and Mulgeom, respectively, indicating that values of $k_d$ were generally larger than those of $k_l$.

국내 암종별 고심도 암반대수층 수리지질특성 연구 (A Study on Hydrogeological Characteristics of Deep-Depth Rock Aquifer by Rock Types in Korea)

  • 이항복;박찬;천대성;최준형;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제34권4호
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    • pp.374-392
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    • 2024
  • 고준위방사성폐기물 심층처분 시, 부지선정을 성공적으로 진행하기 위해서는 단계별 접근법과 그에 따라 국내 지질환경에 적합한 지질환경특성 평가인자의 체계적인 선정 및 조사평가가 중요하다. 본 연구에서는 실제 처분시설이 위치할 것으로 예상되는 고심도의 암반대수층을 대상으로, 수리지질분야의 가장 핵심적인 평가인자로 고려되고 있는 수리전도도 특성을 평가하였다. 특히 국내에 분포하는 다양한 암종지역(화강암/화산암/편마암/이암)에서 각각 500 m 이하 750 m에 이르는 깊은 심도까지, 직접 시추공 내 수리시험을 수행하여 현지 압력-유량 자료를 획득하고, 검증된 해석방법을 통해 암종별/심도별 수리전도도 값을 도출한 일련의 수행 과정과 분석 결과들은 국내 최초의 종합적 고심도 수리특성 연구 시도라 할 수 있다. 이를 위해, 본 연구를 통해 자체적으로 개발된 정밀수리시험장비가 사용되었으며, 표준시험법을 바탕으로 한 상세조사절차가 현장시험에 적용되었다. 분석 결과, 화강암/화산암/편마암 지역에서 모두 평균 10-9 m/s 범위의 수리전도도 값이 나타났으며, 이암 지역에서는 이보다 100배(2 order)정도 낮은 수준인 평균 10-11 m/s 수리전도도 값이 도출되었다. 또한 암반절리가 다수 포함되어 있는 균열암반대수층인 화강암과 화산암 지역에서는 전체적으로 심도에 따라 투수성이 약간 감소하는 경향을 보였다. 편마암 지역은 심도보다는 지층의 암상과 그에 따른 파쇄대의 발달 여부에 따라 국부적으로 투수성 차이가 큰 경향을 나타냈다. 균열 발달이 미약한 이암 지역에서는 심도에 따른 암반 투수성의 변동이나 뚜렷한 경향성이 관찰되지 않았다. 본 연구에서 제시된 암종별/심도별 수리전도도 결과 자료들은 국내 처분부지 선정과 처분시설 설계 및 건설을 위한 기반 데이터베이스 구축에 활용될 것으로 기대된다.

가남지역 대수층의 전기적, 수리적 특성 사이의 관계 (Relations between Electrical and Hydraulic Properties of Aquifer in the Ganam Area)

  • 이기화;최병수;한원석
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.78-84
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    • 1995
  • 1983년 경기도 여주군 가남면에서 83점의 Wenner 배열 수직전기비저항탐사와 22점의 양수시험 이 농업진흥공사에 의해 수행되었으며, 10개의 시추공도 개발되었다. 이번 연구에서는 위의 결과로 얻어진 자료들을 바탕으로 하여 대수층의 전기적, 수리적 특성에 관하여 고찰하였다. 지하를 1차원 구조로 가정하여 수직탐사 자료를 해석한 결과, 이 지역은 4층의 비저항 구조를 가지며, 대수층으로 생각되는 10 m의 평균 두께와 506 ohm-m의 평균비저항을 갖는 제 3층은 비저항이 높은 기반암 위에 위치하는 것으로 해석되었다. 이러한 경우에는 전류의 대부분의 흐름이 대수층에 평행하여 수평 단위 컨덕턴스(longitudinal unit conductance)가 겉보기비저항 곡선을 결정하는 중요한 변수가 되고 이 지역에서는 이것과 대수층의 투수량 계수가 서로 밀접하게 연관될 수 있기 때문에 이들 두 량 사이의 관계가 얻어졌다. 수직탐사의 해석에 의해 각 층의 비저항과 두께가 구해지므로 투수량계수와 비저항의 관계식, 수리전도도와 비저항 사이의 관계식도 얻어졌다. 이 지역의 투수량계수와 수평 단위 컨덕턴스 사이에는 비례하는 관계, 투수량수와 비저항 사이에는 반비례하는 관계, 수리전도도와 비저항 사이에도 반비례하는 관계가 있음이 밝혀졌다.

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중·저준위 방사성폐기물 천층처분시설 근계영역의 2차원 통합성능평가 모델 개발 (Development of Two-Dimensional Near-field Integrated Performance Assessment Model for Near-surface LILW Disposal)

  • 방제헌;박주완;정강일
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.315-334
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    • 2014
  • 월성원자력환경센터 중저준위방사성폐기물 처분시설은 서로 다른 방식의 처분시설이 혼재하고, 월성 원자력발전소와도 인접해있다. 이와 같은 높은 복잡성으로 인해 처분시설 안전성 평가 시 보다 면밀한 현상이해가 필요하다. 기존 1단계 사일로 처분시설의 성능평가모델들에 포함된 불필요한 보수성을 줄이고 복합처분시설에 대한 보다 실제적인 성능을 파악하기 위해서는 다차원 수리/핵종이동 모델이 필요하다. 이와 함께 향후 복합처분시스템의 특성에 기인한 다양한 불확실성을 관리하고 파라미터의 중요도를 분석하기 위해 많은 계산이 필요할 것으로 예상하며, 이를 위해 보다 효율적인 성능평가 모델이 요구된다. 본 논문에서는 두 요건을 충족시키기 위해 수리성능 모델과 핵종이동 모델을 연계한 2단계 천층처분시설의 근계영역 2차원 통합성능평가 모델을 개발하였다. 수리 및 핵종이동은 PORFLOW와 GoldSim 전산 코드를 이용해 평가하였으며, GoldSim 핵종이동 모델은 PORFLOW 핵종이동 모델과의 벤치마크를 통해 검증하였다. GoldSim 모델은 계산효율이 뛰어났으며 기존의 모델에 비해 핵종이동거동을 이해하는데 용이하였다.

수중 카고 펌프의 흡입성능에 관한 수치해석적 연구 (A numerical study on the suction performance of a submerged cargo pump)

  • 김준형;최영석;이경용
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.18-23
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    • 2008
  • In this paper, effects of inlet shape on the performance of a submerged cargo pump were numerically studied using a commercial CFD code ANSYS-CFX. The inlet shape, especially the gap between pump and suction well, is an important parameter in a point of view of performances of submerged cargo pump due to its effects on the residual and also hydraulic performance of the pump, respectively. To investigate the optimized gap, the overall performance degradations were calculated with the gap. In addition to that, the flow field through the gap was investigated to explain the effect of velocity non-uniformity on the performance of the pump impeller.

상수관망내 잔류염소농도 분포 예측 (Prediction of Chlorine Residual in Water Distribution System)

  • 주대성;박노석;박희경;오정우
    • 상하수도학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.118-124
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    • 1998
  • To use chlorine residual as an surrogate parameter of the water quality change during the transportation in the water distribution system(WDS), the correct prediction model of chlorine residual must be established in advance. This paper shows the procedure and the result of applying the water quality model to the field WDS. To begin with, hydraulic model was calibrated and verified using fluoride as an tracer. And chlorine residual was predicted through simulation of water quality model. This predicted value was compared with the observed value. With adjusting the bulk decay coefficient(kb) and the wall decay coefficient(kw) according to the pipewall environment, the predicted chlorine residual can represent the observed value relatively well.

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적응제어 및 시스템 규명을 이용한 Field Robot의 궤적 제어 (Trajectory Control of Field Robot Using Adaptive Control and System Identification)

  • 김승수;서우석;양순용;이병룡;안경관
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.728-735
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    • 2002
  • The Field robot means the machinery applied for outdoor tasks in construction, agriculture and undersea etc. In this study, to field-robotize a hydraulic excavator that is mostly used in construction working, we have developed an automatic excavation system and an adaptive control system. A model-reference adaptive controller has been designed based on the model that is obtained through off-line system identification. It is illustrated by computer simulations that the proposed control system gives good performance in the trajectory tracking control and the adaptation to parameter variation.

유한요소법에 의한 펌프축계의 안정성해석 (Stability analysis of pump using finite element method)

  • 양보석
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.31-40
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    • 1986
  • With the tendency toward high speed and high pressure in centrifugal pumps, the problem of sub-synchronous vibration has arisen, caused by the hydraulic forces of the working fluid, such as wearring, balance piston, impeller, etc.. These forces can drastically alter the rotor critical speeds and stability characteristics, and can be acted significant destabilizing forces. For preventing such self-excited vibration, the desing of the rotor system needs, which would secure the stability of the machine. In this paper, a procedure is presented for dynamic modeling of rotor-bearing-seal-impeller systems which consist of rigid disks, distributed parameter finite rotor elements and discrete bearings, seals and impellers. A finite element model including the effects of rotatory inertia and gyroscopic moments is developed using the consistent matrix approach. The technique of dynamic matrix reduction is applied to the shaft matrices to reduce them to a set of matrices of dynamic of significantly fewer degrees of freedom. The representation of bearing, seal and impeller elements is in term of linearized stiffness and damping matrices by reasonably small perturbations from equilibrium. The stability behavior of a typical double suction centrifugal pump is presented. Results show the influence of clearance and flow conditions on running speeds and stability characteristics.

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적응제어 및 시스템 규명을 이용한 Field Robot의 궤적 추종 제어 (Trajectory Tracking Control of Field Robot using Adaptive Control and System Identification)

  • 서우석;김승수;양순용;이병룡;안경관
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.469-474
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    • 2002
  • The Field Robot means the machinery applied for outdoor tasks in construction, agriculture and undersea etc. In this study, to field-robotize a hydraulic excavator that is mostly used in construction working, we have developed an automatic excavation system and adaptive control system. A model- reference adaptive controller has been designed on the model that is obtained through off-line System Identification. It is illustrated by computer simulations that the proposed control system gives good performances in the trajectory tracking control and adaptation to parameter variation.

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