• 한국수자원학회논문집
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• 제49권1호
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• pp.61-72
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• 2016

얕은 비피압 충적층이 대부분인 우리나라 해안지역 대수층에서의 흐름과 분산을 분석하기 위하여, 비선형 Boussinesq 방정식에 대한 FDM 수치해석 모형을 개발하고, 이와 관련한 분석, 검증을 수행하였다. 수치해석 과정에서 비선형 문제를 해결하기 위하여 반복법을 사용하였으며, 수치모형은 자유 지하수면과 바닥의 굴곡을 고려하는 평면 2차원 모형이므로, 결국 3차원 형태를 나타낸다. 모형의 검증을 위해서, 흐름방정식의 경우 Lee (1989)가 제시한 급상승 혹은 급하강의 경계조건을 갖는 1차원 부정류 해석해와 비교하여 거의 일치하는 결과를 나타내었으며, 분산방정식의 mass balance 산출 결과는 10% 내외의 오차범위를 나타내었다. 개발된 모형은 비피압 대수층에서의 흐름 및 분산에 대한 평가 및 설계에 이용될 수 있다. 지하댐이 설치되어 있는 쌍천 하구역에서 본 모형을 적용하여 역해석에 의하여 관련 매개변수를 도출한 결과 투수계수는 90m/day, 종분산지수는 15 m로 산출되었다. 도출된 매개변수를 대상지역에 적용하여 갈수기를 기준으로 분석한 결과, 양수정은 7호 양수정을 제외하고는 서로 영향권 내에 있는 것으로 나타났다. 대수층을 통한 해안유출량은 $3700m^3/day$로 산출되었다. 또한 지하댐이 없을 경우 양수정의 염소이온($cl^-$) 농도는 1000 mg/L 이상 증가하는 것으로 나타나 지하댐의 역할이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.1-11
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• 2004

다공성 매질내의 거품(foam)은 가스상의 이동성을 감소시키는 특성을 가진다. 이러한 성질은 석유산업에서 중력으로 인한 유체유동을 방지하거나 산(acid)을 이용하여 유정(wellbore) 근처 유체투과율이 낮은 지층을 처리하는데도 사용될 뿐만 아니라, 지하 대수층의 오염물 회수율을 높이는 데도 사용된다. 최근의 연구결과를 통하여 다공성 매질 내 거품의 유동은 유동영역(flow regime)에 의하여 크게 영향을 받는다는 사실을 규명하였다. 이 논문은 실험자료와 수치해석기법을 이용하여, 지하 오염물질 정화를 위한 거품 유동분할 작업의 타당성에 관한 연구이다. 두 종류의 유체 투과율(k=9.1과 30.4 darcy)을 가지고 실험한 결과, 대수층 조건과 비슷한 실험환경에서도 정상상태의 거품은 유동영역에 따라 다른 성질을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 거품의 질이 낮은 영역(low-quality regime)에 있는 거품은 shear thinning 거동을 보이며 고질영역(high-quality regime)에 있는 거품은 Newtonian 거동과 유사하였다. 이상의 실험 결과를 유체투과율이 서로 다른 두 지층에 대하여 거품의 유동분할을 예측하기 위하여 간단한 수치해석 모델을 개발하였다. 수치해석의 결과로부터 고질영역에 있는 거품은 유동분할 양상을 보였지만 저질영역에 있는 거품은 그렇지 않았다. 민감도 분석의 결과 고질영역에서의 유동분할은 각 지층들의 한계 모세관압, 즉 거품이 생성되고 유지되기 위한 최소 모세관압에 의해 좌우된다는 사실을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.85-96
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• 1981

한강유역 강수와 지하수와의 상호연계를 환경동위원소 중수소, 삼중수소 및 산소-18을 이용하여 기초연구를 수행하였다. 본 보고는 \circled1 산업폐수의 방출이 지하수질의 악화에 어떤 영향을 미치는지의 여부와 \circled2 영향이 있다면 어떤 경로를 통하여 침투되어 이동되는가의 연구목적의 일환으로서 지하수 다종특성 중금속 ion과의 관계를 알아보았다. 지표수로부터 지하수로의 물 주입기작은 주로 도시화의 정도에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 즉, 서울 도심지역에서는 강수가 지하로의 유입되는 경우가 적고, 또한 이 지역에는 인구밀도가 높아서 지하수를 펌프하여 사용하기 때문에 지하수위가 낮게되므로 강수가 지하수로 유입되는 것으로 생각된다. 그 외의 상류나 하류의 삼림지나 농림지에서는 지하수의 급원은 주로 강수가 원천이 된다. 그리고 강수량이 적은 봄에는 강수위가 낮아지기 때문에 한강상류지역에서는 지하수가 강으로 유출되는 것으로 생각된다. 지하수중에 중금속수준, 유출동태, 강으로부터의 거리 및 강수와 지하수 사이의 전기전도도 사이에는 특별한 상호관계를 나타내지 않았다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권9호
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• pp.769-779
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• 2015

본 연구에서는 죽산천 주변 지역에 대해 SWAT-MODFLOW 결합모형으로 암반층 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 모의하여 하천-관정 이격거리, 대수층 및 하천바닥층 수리특성 등과의 관계를 파악하고, 양수 위치에 따른 하천수 감소량을 공간적으로 표출하여 그 특징을 분석하였다. 양수정 위치에 따른 하천과의 이격거리, 투수량계수, 저류계수, 하천바닥층 수리전도성 등의 차이로 인해 지하수 양수량 대비 하천수 감소량 비율이 10~90%의 범위를 나타내었으며, 투수량계수가 $10m^2/day$ 보다 크거나 저류계수가 0.1보다 작은 경우 대부분 관정에서 하천수 감소율이 50%를 초과하는 것으로 분석되었다. 암반층에서 지하수를 양수할 경우 5년 동안 평균적으로 53.6%의 하천수 감소율을 나타내어 충적층 양수에 비해 12.9% 만큼 덜 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 죽산천 중하류부에서 양수 영향이 비교적 크게 나타나는 것으로 분석되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.78-85
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• 2005

이 연구에서는 지구물리 및 환경공학적 방법을 동원하여 호주 Queensland 남서부 Goondoola Basin 에서의 2차 염분작용의 원인을 조사하였다. 지표 및 지하 물질과 지하수에 대한 정보와 함께 항공 방사능 및 전자탐사 그리고 지표 전자탐사 자료가 얻어졌다. 방사능과 고도자료 및 측정된 물성간에 얻어진 상관관계로부터 지표 물질 및 지하수 유입 포텐샬의 예측도를 만들 수 있었는데, 가장 큰 지하수 유입은 분지를 둘러싼 풍화 기반암에서 일어나는 것으로 예측되었다. 전자탐사자료(항공, 지표 및 시추공)는 토양 및 시추자료와 함께 천부 소금층의 크기와 지하 구조를 규명하는데 사용되었다. 전기전도도 측정자료는 토양 염분의 분포를 반영하고 있다. 그러나 표토 깊은 곳에서는 염분함량이 상대적으로 일정하여, 항공전자탐사 신호는 공극률 또는 물성의 변화에 따라 영향을 받았으며, 이러한 결과로부터 기반암 풍화대의 수평적인 분포를 탐지할 수 있었다. 이 지역의 염분 작용은 표층 구조에 의해 강하게 좌우되는 국부적 및 중간 크기 과정의 결과로 발생하며, 현재의 지표 현상은 사면의 균열에서 유출되는 천부 염분 지하수 상부에서의 증발 농축의 결과이다. 표층과 지하 자료의 종합으로부터 지하수위 상승에 따른 염분도 증가로 야기되는 유사한 산사태 구조의 규명이 가능하였다. 이 정보는 현재 지방 토지 관리자가 과도한 지하수 유입과 더 이상의 염분 이동을 막는 관리방법의 개선에 이용되고 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권4호
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• pp.255-261
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• 2018

이 연구에서는 해안지역 육상 양식장 주변에 대한 다량의 염지하수 확보를 목적으로, 물리탐사 자료의 복합해석 및 공간분석을 통한 염지하수 개발 가능량 평가 방안을 제시하였다. 경남 하동군 인근 양식장 주변을 대상으로, 굴절법 탄성파 탐사 및 전기비저항 탐사를 수행한 결과, 탄성파 속도가 900 ~ 2,400 m/s 구간이 지층 내 함수비가 높은 주요한 염지하수 대수층으로 파악되었다. 이 구간에 대한 시추조사 결과 현재 한국농어촌공사의 방사상 집수정이 이미 설치된 지역들의 표토 토성과 같은 사양토 지역인 것으로 파악됨에 따라, 연구대상 지역은 대용량 염지하수 개발이 충분히 가능한 것으로 해석되었다. 따라서 향후 전기비저항 탐사와 더불어 굴절법 탄성파 탐사를 병행하여 해석하는 경우, 해안지역의 사질 퇴적층 내 공극률이 높은 모래 및 자갈층으로 구성된 대수층의 탐지에 활용이 매우 클 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.555-561
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• 2020

본 연구에서는 상, 하부 2개의 대수층이 연결된 누수대수층에 대해 상부 1층 지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 산정하기 위해 개발된 Hunt 해석해의 적용성을 평가하였다. 두 대수층의 투수량계수 및 저류계수, 층간 누수계수, 하천-관정 이격거리, 하상의 수리전도도, 하폭 등 다양한 수리특성치 크기 조합에 따라 양수 후 5년 평균 하천수 감소량을 해석해로 산정하고, 범용적으로 사용되고 있는 MODFLOW 지하수유동모형으로 정교하게 모의된 수치해와의 비교를 통해 하폭을 점으로 간주하여 유도한 해석해 적용 결과가 정확한지를 평가하였다. 그 결과 하천-관정 이격거리가 하폭 이상되거나, 하천고갈인자(Stream Depletion Factor)가 약 3,000일 이어야 해석해로 산정한 하천수 감소비의 오차를 0.05 아래로 줄일 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 하상수리전도성이 1 m/d 보다 작거나, 하부대수층의 수리확산계수가 100 ㎡/d 보다 작거나, 상부와 하부대수층의 수리확산계수비가 5 이상, 층간 누수계수가 0.0004 m/d 보다 작을 때 해석해가 수치해에 비해 전반적으로 과다하게 산정되는 것으로 분석되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제45권6호
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• pp.704-715
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• 2012

To examine temporal and spatial variation in salinity and nutrients in the shallow pore water of intertidal sandflats, we measured salinity and nutrient concentrations (dissolved inorganic nitrogen [DIN], phosphorus [DIP], and silicate [DSi]) in pore water of the intertidal zone along the coastline of Jeju Island at two and/or three month intervals from May 2009 to December 2010. Geochemical parameters (grain size, ignition loss [IL], chemical oxygen demand [COD], and acid volatile sulfur [AVS]) in sediment were also investigated. The surface sediments in intertidal sandflats of Jeju Island were mainly composed of sand, slightly gravelly sand and gravelly sand, with a range of mean grain size from 0.5 to 2.5 ${\O}$. Concentrations of IL and COD in sediment were higher along the eastern coast, as compared to the western coast, due to differences in biogenic sediment composition. Salinity and nutrient concentrations in pore water were markedly different across time and space during rainy seasons, whereas concentrations were temporally and spatially more stable during dry seasons. These results suggest that salinity and nutrient concentrations in pore water depend on the advective flow of fresh groundwater. We also observed an imbalance of the DIN/DIP ratio in pore water due to the influence of contaminated sources of DIN. In particular, nutrient concentrations during rainy and dry seasons were characterized by high DIN/DIP ratios (mean-127) and low DIN/DIP ratios (mean-10), respectively, relative to the Redfield ratio (16) in offshore seawater. Such an imbalance of DIN/DIP ratios in pore water can affect the coastal ecosystem and appears to cause outbreaks of benthic seaweed along the coastline of Jeju Island.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.329-338
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• 2003

이 연구는 무주군 적상산 부근에 위치하는 소유역(100$Km^2$)에서 지표수와 천부 지하수의 안정동위원소 조성의 시공간적 변화를 조사하기 위해서 실시되었다. 시료채취는 2001년 8월(여름)과 10월(가을), 2002년 4월(봄), 3회에 걸쳐 실시되었다. 지표수의 동위원소 조성은 계절에 따라 뚜렷이 구분되어 도시되지만 천부 지하수에서는 이러한 변화가 줄어든 것이 관찰되었다. 하지만 지표수와 지하수의 안정동위원소 조성의 변화 폭은 계절별로 서로 유사하게 나타나고 있다. 이것은 이 지역에서 강수, 지표수 및 지하수 사이의 상호작용이 매우 활발하며 지속적으로 일어나고 있음을 의미한다. 무주지역 지표수의 안정동위원소 조성은 남쪽에 위치하는 섬진강의 조성보다는 가벼운 “위도효과”를 나타내고 있다. 또한 하천수에는 동위원소 조성의 계절변화와 아울러 강수의 “고도효과”와 “우량효과”가 잘 반영되어 있음이 관찰되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권3호
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• pp.283-298
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• 2022

Landslides triggered by the combination of heavy precipitation and anthropological disturbance in hilly areas cause severe damage to human lives, properties, and infrastructure constructions. A comprehensive investigation of the influencing factors and failure mechanisms of landslides are significant for disaster mitigation and prevention. This paper utilized the combination of detailed geological investigation, physical experimental testing as well as numerical modelling to determine the failure mechanism, and proposed a countermeasures of the Lantian landslide occurred on 2, July 2017. The results reveal that the Lantian landslide is a catastrophic reactivated slide which occurred in an active tectonic region in Southwest China. Because of the unique geological settings, the fully to highly weathered basalts in the study area with well-developed fractures favored the rainwater infiltration, which is the beneficial to slide reactivation. Engineering excavation and heavy precipitation are the main triggering factors to activate the slide motion. Two failure stages have been identified in the landslide. The first phase involves a shallow mass collapse originated at the upper slopes, which extends from the road to platform at rear part, which is triggered by excavation in the landslide region. Subjected to the following prolonged rainfall from 19 June to 2 July, 2017, the pore water pressure of the slope continually increased, and the groundwater table successively rise, resulting in a significant decrease of soil strength which leads to successive large-scale deep slide. Thereinto, the shallow collapse played a significant role in the formation of the deep slide. Based on the formation mechanisms of the landslide, detailed engineering mitigation measures, involving slope cutting, anchor cable frame, shotcrete and anchorage, retaining wall and intercepting ditch were suggested to reduce the future failure risk of the landslide.