• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.561-574
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• 2009

본 연구에서는 농업지역에서의 양수, 관개, 탈질작용을 고려한 불포화대 및 포화대 지하수 흐름 및 용질이동 모델인 VSFRT2D(Variably Saturated Flow and Reactive Transport model)를 개발하였다. VSFRT2D는 Richards equation을 지하수 흐름 지배방정식으로 이용하며, Thornthwaite 방법을 이용하여 강수가 일어나지 않을 때 지표면 증발산량 계산 절차를 포함하는 새로운 모델을 개발함으로써 기존의 불포화대 모델을 개선하였다. 또한 Monod kinetics에 기반한 생분해 기작을 네 개의 비선형 오염물 거동식과 세 종류의 미생물 거동식을 이용함으로서 탈질작용을 이 모델에 반영하였다. 개발된 모델을 질산성질소로 오염된 홍성 지역의 현장 관측 자료에 적용하였다. 본 연구에서는 강수, 양수, 증발산, 관개, 비료 투여 및 다양한 생분해 과정들이 지하수 흐름 및 오염물 거동에 미치는 효과들을 확인하기 위하여 각각의 과정을 개별적으로 나누어서 수치 모의한 후 각각의 결과를 상호 비교하였다. 수치 모의 결과 이 지역에서의 질산성 질소 농도 변화는 생분해에 의한 영향은 매우 미미하게 나타났다. 반면에 관개에 의한 양수, 강수, 질소 비료 시비에 의해서는 크게 영향을 받았다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.370-376
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• 2011

광산 배수시스템을 설계하기 위해서는 채굴적이나 갱도 내로 유입되는 지하수량을 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 가곡광산 선곡구에 개설된 갱도 주변 암반에서의 지하수 유동을 평가하기 위해서 정상류해석을 실시하였다. 암반의 포화 특성 모델로는 포화모델과 포화/불포화모델을 사용하였다. 길이가 1216 m인 선곡 160갱내로 유입되는 지하수량은 포화모델을 사용한 경우 1450 $m^3$/day, 포화/불포화모델을 적용한 경우 1071 $m^3$/day로 나타났다. 투수계수가 갱도 내 유입량 변화에 미치는 영향이 강수량 보다 큰 것으로 나타났고 투수계수를 증가시키는 경우 유입량도 선형적으로 증가하였다. 또한 투수계비와 투수계수 방향의 변화도 유입량과 지하수위에 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권1호
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• pp.81-102
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• 1992

얇은 토층을 가지는 가파른 산사면에서 발생하는 산사태는 흔히 호우, 폭우, 태풍 등의 강우 사상 발생으로 초래된 지하수위 증가가 그 원인이 되며, 결국 산사면에서의 지하수위를 예측하는 것이 산사태 발생 위험도를 추정하는데 중요한 요소가 된다. 본 눈문에서는 산사면에서 지하수 유입량을 예측할 수 있는 비포화대 흐름 모델들 중 Sloan 등이 제안한 모델, Reddi가 제안한 모델, Thomas abcd 모델들을 선택하여 서로 비교 연구를 수행하였다. 또한, 포화투수계수와 모델변수들에 대하여 매개변수분석 연구를 수행하였다. 포화대 흐름에 대해서는 Sloan등이 개발한 Kinematic Storage Model(KSM)을 선택하여 한국의 산사면에 대한 적용 가능성을 연구하였다. 이들 모델들은 한국의 두 산사태 발생 지 역에 적용하였고, 그 적용 가능성 에 대한 연구가 이루어 졌다. 그 결과, Sloan 등과 Reddi가 제안한 두 모델들은 포화투수계수와 같은 불확실성을 지닌 실험 상수들의 영향을 많이 받으며, abcd모델은 지하수위 변동에 대하여 고려할 수 있도록 수정하고 적절한 최적화 기법을 사용하여 모델변수들을 구한다면, 비포화대 모델로서 현장 지역에 적용 가능하다는 결론을 얻었다. 또한, KSM은 포화대에서의 시간 지체 효과를 고려해 줄 수 있도록 수정되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문의 결과는 가파른 산사면 에서의 산사태 발생 위험도를 추정하기 위한 지하수위 예측 모델 을 개발하는 데 이용할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.65-69
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• 1993

강우에 의해 발생되는 토양(soil)에서의 Recharge를 구하기 위해 두가지 모델 즉, ((i) Simple Mass Balance Model (ii) Numerical Model : UNSAT 1)을 사용했는데, 이 두 모델들은 불포화상태의 흙(unsaturated zone : above groundwater table)에서 그의 가정과 개념에 약간 차이가 있다. Unsaturated Zone에서의이 두 모델의 적용에 있어서 몇가지 중요한 사항이 지적되고 있는데, 균질의 불포화 영역(unsaturated zone)의 토양에서 Mass Balance Model을 사용함으로써 얻은 Recharge는 UNSAT 1(numerical model)을 통해 얻은 결과와 비교할 때 서로 상이한 결과를 보였다. 또한, Recharge의 계산에 있어서 지하수위의 변화에 따른 영향을 알아보기 위해 Sensitivity Analysis를 수행하였다. 즉, 고정수위(fixed groundwater table)로 가정했을 때 발생되는 오차를 한개의 수리학적 계수(hydraulic parameter)의 함수로 보고 계산을 했으며 이 결과를 그림으로 나타내어 보았다. 이 연구의 결과는 Model Simulation에 있어서 수리학적 경계조건을 결정하는데 큰 도움이 될 것이며, 또한 이 연구에서는 Unsaturated-Saturated Flow Model이나 Drainage Model을 함께 병행시켜 Simulation을 수행하는데 촛점을 두고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.75-89
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• 2013

본 연구에서는 산사태 해석을 위한 GIS기반의 지반수문학적인 강우침투-지하수 흐름 모델(YSGWF, YonSei GroundWater Flow)을 개발하였다. 이 모델은 흙의 불포화 특성을 반영하기 위하여 개선된 Green-Ampt 모델을 적용하였으며, 지하수의 흐름을 계산하기 위하여 Darcy의 법칙과 GIS의 래스트 모델을 사용하였다. GIS 수치표고모델을 그리드 형태의 래스트 모델(Raster Model)로 변환하여 기반암 데이터를 모델링 하였으며, 경사와 흐름 방향을 분석하여 지하수 흐름 해석이 가능하도록 하였다. 지하수의 분포는 지표면으로 부터 강우 침투에 의해 일시적으로 형성되는 습윤대, 함양되기 전까지의 불포화대, 기반암 상부의 지하수대로 구분하였으며, 지하수대 상부의 연직방향 침투와 지하수대에서의 수평방향 흐름을 고려하여 3차원적인 지하수 흐름을 계산하도록 하였다. 실제 사례와 비교한 결과, 본 지하수 예측모델(YSGWF)에 의한 산사태 해석 결과는 산사태 발생지역을 비교적 정확히 예측하는 것으로 판단되며, 이러한 검증을 토대로 실제 산지에 대한 산사태 해석을 위한 지하수 예측에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 물과 미래
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• 제22권3호
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• pp.289-298
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• 1989

A review is made of transient phenomena ralation to flow in the vadose zone. Reviewed topics include rapid water table response to rainfall, pulsating flow due to pressure perturbations in the vasoes zone, and the wave-like propagation of increased soil moisture caused by intermittent rainfall. As a basis of interpreting these phenomena, zoning of the vadose zone into a residual water zone, an unsaturated capillaty zone, and a saturated capillary zone are proposed. Possible implications with respect to hydrological processes relating to these phenomena are discussed.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 1999

여름철 집중강우시 발생하는 공주 송산리고분군의 누수 원인을 분석하기 위하여 인공함양시험을 실시하였다. 함양시험을 모사하는 2차원 불포화 지하수 유동 모델을 개발하고, 시험 중 측정한 관측정 수위와 함양량의 변화를 이용하여 모델변수의 보정을 수행하였으며 보정된 모델변수에 의하여 함양시험 모사를 실시하였다. 함양시험 및 모사 결과 고분군 누수현상의 주된 원인은 고분군 상부의 누수방지층에 발생한 균열을 통한 지하수의 직접적인 유입에 의한 것으로 분석되었다. 장기간 강우가 지속될 경우 고분군 북측의 원지반으로부터 불포화대를 통한 지하수의 유입 가능성이 존재하나 고분군 북측 벽체에 10% 내외의 유효포화도 증가만을 일으킬 것으로 정류상태 모사를 통하여 분석되었다. 따라서 고분군 누수 방지를 위한 대책으로는 트렌치에 의한 유도배수시설보다는 효과적인 누수방지층의 보강이 더 시급한 것으로 판단된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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• pp.431-434
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• 2003

This research developed a method for the estimation of groundwater recharge by yielding daily soil moisture content and watershed evapotranspiration from the water balance concept of the unsaturated and saturated layers in rainfall-runoff model called DAWAST. The goal of the research is to estimate the groundwater recharge fulfilling conditions of the safe discharge for any season. To meet this goal, the data of groundwater level and stream flow rate have been monitored in a study area and used to validate the model.