• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.5 no.2
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• pp.87-97
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• 2000

The effects of environmental conditions, initial dissolved oxygen concentrations, pH, and the presence of electron carrier vitamin $B_{12}$, on the reduction rate of Tn by $Fe^0$ was quantitatively analyzed using a batch reactor In all experiments, TNT reduction was best described with a first order reaction and the reduction rate decreased with the increase in the initial DO concentration. However, the specific reaction rate did not decrease linearly with the increase in the initial DO concentration. In the presence of HEPES buffer 0.2 and 2.0 mM(pH 5.7$\pm$0.2), the specific reaction rate increased more than 5.8 times, which showed reduction rate is rather significantly influenced by the pH of the solution. To test the possibility of reaction rate enhancement, well-known electron carrier(or mediator) , vitamin $B_{12}$, has augmented besides $Fe^0$. In the presence of 8.0 $mu\textrm{g}$/L of vitamin $B_{12}$, the specific reaction rate increased as much as 14.6 times. The results indicate that the addition of trace amount of vitamin $B_{12}$ can be a promising rate controlling option for the removal of organics using a $Fe^0$ filled permeable reactive barrier.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.101-101
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• 2021

본 연구에서는 금강 유역(9,645.5 km²)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 장기간 지하수 양수와 산림 성장이 수문에 미치는 영향을 평가하였다. 1976년부터 2015년까지 40년의 지하수 이용량(GU)과 산림 성장(FG) 자료를 10년 단위(1980s; 1976~1985, 1990s; 1986~1995, 2000s; 1996~2005, 2010s; 2006~2015)로 구축하고, SWAT 입력자료와 증발산량 매개변수로 사용하여 연대별 지하수 양수와 산림 생장을 반영하였다. 금강 유역 내 위치한 2개의 다목적댐과 3개의 다기능 보에서 관측된 일별 유량으로 2006년부터 2015까지 10년을 검·보정하여 모델의 적용성을 검증하였다. 5지점에 대한 검보정 결과, NSE는 0.76에서 0.79, R²는 0.78에서 0.81, RMSE는 0.55 mm/day에서 1.96 mm/day, PBIAS는 -5.48%에서 8.56%로 통계적으로 유의한 수준으로 분석되었다. 적용성을 검증한 SWAT에 각 연대에 맞는 GU와 FG 정보를 입력하여 수문을 모의하였으며, 두 요인이 물순환에 미치는 영향을 평가하기 위하여 기상조건은 2010s로 고정하였다. 모의결과, GU와 FG 변화가 주는 영향으로 유역 출구의 총유출량은 7.8%(60.7 mm/year) 감소하였으며, 1980s과 2010s에서 각각 775.0 mm/year, 714.3 mm/year의 값을 보였다. 물순환 분석 결과, 지표유출, 중간유출, 기저유출, 침투량, 토양수분은 감소하는 경향을 보였고, 증발산량과 지하수 충전량(GWR)은 증가하는 경향을 보였다. GU의 증가로 인한 지하수위의 지속적인 감소가 GWR이 증가하는 원인으로 판단하였으며, 강우 기간에 포장용수량 이상의 토양수가 빠르게 흘러 지하수 충전량을 증가시켰다고 추론하였다. 또한, 유황 곡선을 분석한 결과, 유량이 지하수 양수와 산림 생장에 영향을 받은 지역에서 시간 흐름에 따라 감소하였고, 저유량 구간에서 상대적으로 많이 감소하였다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.13 no.1
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• pp.92-100
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• 2008

Experimental studies were conducted to identify the active agents for reductive dechlorination of TCE in cement/Fe(II) systems focusing on cement components such as CaO, $Fe_2O_3$, and $Al_2O_3$. A hematite that was used to simulate an $Fe_2O_3$ component in cement was found to have degradation efficiencies (k = 0.641 $day^{-1}$) equivalent to that of cement/Fe(II) systems in the presence of CaO/Fe(II), only when it contained an aluminum impurity$(Al_2O_3)$. When the effect of $Al_2O_3$ content of hematite/CaO/$Al_2O_3$/Fe(II) system was tested, the mole ratio of $Al_2O_3$ to CaO affected the rate of TCE degradation with an optimum ratio around 1 : 10 that resulted in a rate constant of 0.895 $day^{-1}$. In the SEM images of hematite/CaO/$Al_2O_3$/Fe(II) systems, acicular crystals were also found that were also observed in cement/Fe(II) systems. Thus it was suspected that these crystals were reactive reductants and that they might be goethite or ettringite that are known to have acicular structures. An EDS element map analysis revealed that these crystals were not goethite crystals. A subsequent experiment that tested reactivities of compounds formed during the ettringite synthesis showed that ettringite and minerals associated with ettringite formation are not reactive reductants. These observations conclude that a mineral containing CaO and $Al_2O_3$ with a acicular structure could be a major reactive reductant of cement/Fe(II) systems.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.12 no.3
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• pp.43-53
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• 2013

In this study, an analysis about the causes of different types of excavation on accidents is required in order to prevent the frequently occurring accidents related to the earth retaining structure and excavation. Also, analysis of influence was performed by using numerical typical soil conditions and construction trend using numerical analysis method. According to the analysis results of 25 accident cases, the main influence factors were found as following: insufficient of soil survey, instability of temporary facility and lack of groundwater treatment, etc. Furthermore, in the numerical analysis result of 22 cases, drainage method was occurred larger settlement than waterproof method in the Inland. In case of applying the earth anchor method, it needs more detailed in the regions, which are discovered soft ground or rock discontinuities. Also, The consolidated clay absolutely needs further consideration of excess hydrostatic pressure.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.6
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• pp.35-42
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• 2006

Experimental study was conducted to identify the active agent for reductive dechlorination of TCE in cement/Fe(II) systems. Several potential materials-hematite (${\alpha}-Fe_2O_3$), lepidocrocite (${\gamma}$-FeOOH), akaganeite (${\beta}$-FeOOH), ettringite ($Ca_6Al_2(SO_4)_3(OH)_{12}$)-that are cement components or parts of cement hydrates were tested if they could act as reducing agents by conducting TCE degradation experiments. From the initial degradation experiments, hematite was selected as a potential active agent. The pseudo-first-order degradation rate constant ($k\;=\;0.637\;day^{-1}$) for the system containing 200 mM Fe(II), hematite and CaO was close to that ($k\;=\;0.645\;day^{-1}$) obtained from the system containing cement and 200 mM Fe(II). CaO, which was originally added to simulate pH of the cement/Fe(II) system, was found to play an important role in degradation reactions. The reactivity of the hematite/CaO/Fe(II) system initially increased with increase of CaO dosage. However, the tendency declined in the higher CaO dosage region, implying a saturation type of behavior. The SEM analysis revealed that the hexagonal plane-shaped crystals were formed during the reaction with increasing degradation efficiency, which was brought about by increasing the CaO dosage. It was suspected that the crystals could be portlandite or green rust ($SO_4$) or Friedel's salt. The XRD analysis of the same sample identified the peaks of hematite, magnetite/maghemite, green rust ($SO_4$). Either instrumental analysis predicted the presence of the green rust ($SO_4$). Therefore, the green rust ($SO_4$) would potentially be a reactive agent for reductive dechlorination in cement/Fe(II) systems.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1955-1959
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• 2009

본 연구에서는 토양층에서 지하수 수리경사와 주 흐름 방향을 산정하여 변동특성을 분석하고, 그 원인에 대해 고찰하였다. 연구부지는 부경대학교 환경연구동 앞 잔디밭이며, 2008년 10월 18일 ${\sim}$ 11월 1일의 기간 중 12일(10월 21, 28일은 관측 못함) 동안 24회 관측되었다. 관측된 지하수공은 9개공이며, 4 m ${\times}$ 4 m의 정방형으로 설계되었다. 지하수위에 의한 수리경사와 주 흐름 방향의 산정은 총 9가지 형태의 평면으로 가정하여 산정하였다. 수리경사와 주 흐름 방향을 산정하기 위한 평면은 모두 9가지 형태로 가정하였다. 첫 번째는 9개공 모두를 이용한 정방형 평면(TW), 두 번째는 6개공을 이용한 4가지 경우의 삼각형 평면(T1, T2, T3 및 T4), 세 번째는 6개공을 이용한 4가지 경우의 직사각형 평면(R1, R2, R3 및 R4)으로 가정하여 각각의 평면에서 수리경사와 주 흐름 방향을 산정하였다. 이상에서 가정된 9가지 평면에서 산정된 평균 수리경사는 0.0094(R2) ${\sim}$ 0.0123(T2)의 범위로 나타났으며, 9개공 모두를 이용한 평면(TW)에서의 평균 수리경사는 0.0109로 산정되었다. 관측기간 동안 T1과 T3 평면의 평균 주 흐름 방향은 각각 -84.9818과 -86.2487로서, 다른 7개 평면의 평균 주 흐름 방향이 79.7045(T4) ${\sim}$ 85.8405(TW)의 범위로 나타난 것과는 반대의 흐름 방향을 보였다. 이러한 결과는, 본 연구에 적용된 수리경사와 주 흐름 방향의 산정기법(Devlin, 2003)이 삼각형 형태의 평면에는 부적합할 수 있음을 보여주는 것이다. 관측기간 중 10월 12일에 내린 소량의 강우(12 mm)에 의한 수리경사와 주 흐름 방향의 변동은 크게 나타나지 않았다. 본 연구에서는 정방형, 삼각형 및 직사각형의 평면 토양층에서 지하수의 수리경사와 주 흐름 방향을 산정하여 전체 및 국부적인 부지에서의 차이를 파악하고, 평면의 형태에 따른 수리경사와 주 흐름 방향의 차이 또한 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.84-84
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• 2017

IPCC 4차 보고서(2007)에 따르면, 미래 기후변화로 인한 가장 취약한 부분으로 강수패턴의 시 공간 변화로 인한 가용 수자원의 변화를 선정하였으며 IPCC 5차 보고서(2014)는 특히 아시아지역은 지역별 대처전략수립, 물 재활용 등 수자원 다양화, 통합형 수자원 관리를 권고하였다. 지하수의 변화와 같이 흐름속도가 느리고 지속적인 요소의 경우에는 지표 기후변화의 영향을 쉽게 인식할 수 없으나 지표변화에 따른 변동이 지하수 환경에서 관측되기 시작하면 그 영향은 지표보다 훨씬 장기적으로 나타남에 따라 미래 기후변화에 따른 수자원의 효율적 관리를 위해서 지하수 거동에 대한 분석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 금강유역($9,865km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 기후변화에 따른 지하수 거동을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 금강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 다목적댐(대청댐, 용담댐)과 다기능보(공주보, 백제보, 세종보) 운영자료와, 국가지하수정보센터에서 관측 및 관리하고 있는 지하수위 관측 자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 금강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 실측 지하수위, 토양수분 자료를 이용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2015)을 실시하였다. 기후변화에 따른 지하수 거동 분석을 위해 기후변화 시나리오는 기상청의 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 시나리오를 적용하였으며, 기준년(1975-2005)년에 대해 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 지하수위 거동을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.401-401
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• 2021

최근 급격한 기후변화로 인한 기온, 강수량 등의 시·공간적 변화는 홍수, 가뭄 등과 같은 자연재해의 빈도와 규모를 증가시키고 있다. 특히 한강수계 주요 하천에서는 급격한 도시화 및 산업화로 인한 물 수요의 증가와 기후변화로 인한 강수량 감소 그리고 하천변 시설에서의 과다한 지하수 이용으로 인해 지하수위 변동이 발생하고 있다. 2017년 국가 지하수관측연보 및 지하수조사연보에 따르면 한강수계에 위치한 전체 569개 관정 중 암반층 관정과 충적층 관정의 최근 5년간 지하수위 평균 변동폭은 각각 3.91 m, 2.73 m로 조사되었으며, 10년 이상 장기관측 자료를 보유한 430개소 관정 중 228개소 관정에서 지하수위 하강 추세를 보이는 것으로 조사된 바 있다. 이처럼 강우나 하천수위 등 자연적인 원인과 양수, 유출 등 인위적인 원인에 의해 발생하는 지하수위의 하강은 지반 침하의 주요 원인이 되며, 하천 기저유출의 변화에도 큰 영향을 미치고 있다. 기저유출은 하천으로 단기 유출되는 지하수로 평수기 및 갈수기 하천 유량의 대부분을 차지하고 있기 때문에 건기시 하천 수질과 수생태계 관리에 있어 매우 중요한 요소에 해당된다. 따라서, 기후변화에 의한 이상가뭄 발생 등을 대비하기 위한 비상용수 또는 대체수자원으로서의 지하수 개발수요가 증가하는 추세에 따라 기저유량 확보 및 수질 개선 방안을 수립하는 것은 지속가능한 수자원 이용·관리 측면에 있어서 매우 중요하다. 현재 활용되는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)과 HSPF(Hydrological Simulation Program Fortran) 수문모형의 경우 지표유출 모의에 있어서 다양하게 활용되고 있으나 기저유량의 특성을 고려하기 위해서는 지표하 수문거동 모의가 어렵다는 한계가 있다. 또한 지표하 수문거동 모의가 가능한 MODFLOW의 경우 지표유출을 모의하기 어려운 한계가 있다. 이를 극복하기 위하여 SWAT-MODFLOW 모형이 개발되었으며, 본 연구에서는 SWAT-MODFLOW 모형을 활용하여 신둔천 유역을 대상으로 유량 및 지하수위 모의결과를 검보정하여 기저유량을 산정하고 변동특성을 분석하였다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.38 no.5
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• pp.259-268
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• 2005

Most of the tailings have been left without any management in their mines and have become the main source of serious environmental problems in nearby groundwater, stream and cultivated lands. To compare fractionation and potential mobility of heavy metals in tailings and paddy soils near abandoned 10-metalliferous mines in Korea, the distribution and chemical fractions of heavy metal and their mobility in relation to chemical compositions were investigated. The pollution index of heavy metal in mine tailing calculated with the permissible levels were in the order Cheongyang>Dogok>Beutdeun>Baegwoul mine, which were considered sufficient to raise environmental problems. The rates of 0.1M-HCl extractable Cd, Cu, Pb, Zn, and Ni to total content in paddy soils were 49.1, 50.7, 26.8, 18.4 and 2.9%, respectively, and their rates of heavy metals in paddy soils were higher than that of mine tailing. Dominant chemical forms of heavy metals in tailings were sulfide and residual form (63-91%), specially, the exchangeable portion of Cd (21%) was relatively higher than that of other metals in paddy soils. The mobility factor of heavy metals in tailings and paddy soils was in the order Cd>Zn>Cu>Pb, and the mobility factor in tailing varied considerably among the mines. The potential mobility of heavy metals in tailings showed significant positive correlation with water-soluble $Al^{3+}$ and $Fe^{3+}$ contents, while in paddy soils, it correlated negatively with soil pH values.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.11
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• pp.875-889
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• 2021

This study compares and analyzes the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and Terra MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) as coniferous, deciduous and mixed forest with Yongdam Dam upstream (904.4 km²). The hydrologic evaluation period was set to 10 years from 2010 to 2019, and the applicability of the 8-day MOD15A2 Leaf Area Index (LAI) data, 3 TDR (Time Domain Reflectometry) (GB, JC, CC), and 1 Flux Tower (DU) evaporation volume (YDD) data was simulated. As a result, the R² of coniferous forest, deciduous forest and mixed forest are 0.95, 0.89, 0.90, soil moisture and evaportranspiration stations R² were analyzed at 0.50 to 0.55 and 0.51, respectively, with R² at 0.74, RMSE 2.75 mm/day, NSE 0.70 and PBIAS 14.3% for Yongdam inflow. Based on the calibrated and validated watersheds, the annual average evaportranspiration was calculated as coniferous 469.7 mm, deciduous 501. mm and 511.5 mm mixed forest, total runoff were estimated at coniferous 909.8 mm, deciduous 860.6 mm and 864.2 mm mixed forest. In the case of annual average evaportranspiration, it was evaluated that deciduous were high, but in the case of streamflow, it was evaluated that coniferous were high. Unlike other hydrologic with similar patterns throughout the year, the average annual evapotranspiration was about 7% higher than coniferous due to the higher evapotranspiration of deciduous with high leaf area index in summer and fall. In addition, deciduous were 9% and 6% higher for surface runoff and lateral flow, but the groundwater of coniferous was 77% higher. Therefore, it was confirmed that the total runoff was in order of coniferous, mixed forest, and deciduous.