• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.5
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• pp.1137-1143
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• 1994

Through the numerical analysis of the capillary pressure-based Richards equation with and without the effect of the capillary hysteresis under the boundary condition having an antecedent rainfall. the moving tendency of the wetting front, the redistribution of the moisture content, infiltration rate, cumulative infiltration etc, were computed. The effect of the capillary hysteresis cannot be neglected in analyzing an unsaturated flow, and the more accurate results may be obtained by the consideration of the hysteresis effect. If the effect of the hysteresis cannot be considered, the analysis by the use of the main wetting curve may give more reliable result than that of the main drying curve.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1998.05a
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• pp.395-403
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• 1998

오염원의 이송확산에 관한 많은 연구들이 수행되어 왔으나 특히 비포화 영역에서 오염원 이송확산을 측정하는 것은 매우 어려운 것으로 알려지고 있다. 비포화 토양에서의 오염원 이송확산은 매질의 함수량 변화에 영향을 받기 때문에 오염원 거동특성을 이해하려면 비포화 흐름 분석을 선행한 후 오염원의 이송확산 특성을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 비포화 영역에서의 오염원 이송특성을 분석하기 위하여 TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용하여 비포화 흐름 및 오염원 이송을 측정하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 TDR을 이용하여 오염원 이송을 측정하는 방법을 개발하였으며, 이 방법을 이용하여 1차원의 토양기둥시료에서 비포화 흐름 및 오염원 이송확산에 관한 실험을 수행하고 수치모형을 적용함으로써 비포화 영역에서 오염원의 이송확산에 관한 거동특성을 규명하였다. 본 연구에서는 두 종류의 국내 토양시료(SUS, KUS)를 사용하였는데, 토양의 물리적 특성을 예비실험을 통하여 규명한 후 토양기둥시료를 이용한 본실험을 수행하였다. 비포화 천이흐름하의 오염원 이송확산 실험에서는 급격한 습윤전선의 전진에 따른 종형의 함수량변화를 관측할 수 있었고, 이때 오염원의 농도는 함수량의 천이구간의 중심점으로부터 전방영역의 농도분포가 습윤전선에서의 함수량 분포와 유사한 종형을 이루고 있음을 관측할 수 있었다. 비포화 정상흐름하의 오염원 이송확산 실험에서는 오염원이 이송하며 농도 천이구간이 확장되어지는 전형적인 형태를 보였다. 또한 예비실험에서 측정한 매개변수를 입력자료로하여 수행한 수치결과와 실험결과를 비교하였는데 비포화 흐름특성은 실험결과와 수치결과가 정량적으로 일치하는 경향을 보였으나, 오염원 이송확산 특성은 정량적으로 수치결과가 실험결과보다 더 많이 확산되는 경향을 보였다. 따라서 수치모형을 현장에 적용할 경우 확산지수 결정에 주의하여야 할 것으로 판단된다. 즉, 수치모형에 적용할 확산지수는 BTC 실험을 통하여 측정한 확산지수, 수치확산, 흡착계수, 적용영역의 크기 등을 고려하여 결정하여야 한다. 특히 본 논문에서는 TDR을 이용하여 최초로 천이상태의 함수량과 오염원 농도를 측정하였는데 이를 위하여 전기전도도와 함수량관계를 추정하는 식을 제안하였으며, 전기전도도와 토양수 농도, 전기전도도와 함수량의 관계를 이용한 천이상태의 오염원 농도 측정방법을 개발하였다. 특히 제안식에서는 한계함수량의 개념을 도입하여 전기전도도와 함수량관계를 추정하므로 추정식의 실험값 반영 정도를 증가시켰다. 본 연구에서 제안된 식을 이용하여 추정된 전기전도도와 함수량관계는 다른 제안식에 비하여 개선된 결과를 보여 주었고, 본 연구에서 개발한 오염원 농도 측정법을 이용하여 측정한 결과 함수량이 0.15이하에서는 측정오차가 크지만 함수량이 0.15이상일 경우 매우 좋은 결과를 보였는데 질량평형을 검토한 결과 약 5-10%의 오차율을 보였다. 따라서 본 논문에서 개발된 천이상태의 오염원 농도측정법은 용존 오염물질의 이송에 관한 정확한 실험을 제공할 것으로 판단된다.

• Water for future
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• v.24 no.1
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• pp.109-117
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• 1991

The governing equation of flow in porous media is developed on the bases of the continuity equation of fluid for transient flow through a saturated-unsaturated zone, and substitution of Darcy's law. The numerical solutions are obtained by finite element method based on the Galerkin principles weighted residuals. The analysis are carried out by using the unsteady storm data observed and rainfall intensities which are obtained by using the rainfall excess model in considering of the initial losses. The functional relationships between the hydraulic conductivity, capillary pressure head and volumetric water content are applied to the flow of water through unsaturated soil varied with changes of water content.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1993.07a
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• pp.183-190
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• 1993

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1997.05a
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• pp.465-470
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• 1997

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.6
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• pp.751-762
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• 1999

In this study, a 1-D laboratory experiment was conducted to investigate the characteristics of transient unsaturated solute transport by using two kinds of soils of which properties were known by test. Especially the TDR method which is proposed in this study was used to measure water content and solute concentration. As results, in the transient flow, the wetting front moves down rapidly, and the distribution of solute concentration near the wetting front showed the similar type of the water content distribution(semi-bell type). A numerical model HYDRUS was used to compare with the experimental results. Numerical results for the water movement are similar to experimental result. However, numerical results of the distribution of solute concentration are more scattered than experimental results. It means that measured dispersivity, numerical dispersion, adsorption coefficient, and soil sample size etc. should be considered in order to determine the dispersivity used in the numerical model. The present measuring method was proved to be superior to other formula and to be an available method to apply to solute transport test. The measuring error of the developed method is estimated smaller than 10% while water content is larger than 0.15.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.125-131
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• 1997

In order to analyze the feasibility of the drain layer construction method, which is one of the beach protection methods, a hybrid model is constructed by combining the wave model and the seepage flow model. The used wave model is the analytic solution given by Shuto (1972). and the seepage flow model is used by Richards equation which governs the saturated-unsaturated flow in the porous media. It is concluded by the sensitivity analysis of the hybrid model that the most sensitive parameter in the flow field within the beach is the saturated hydraulic conductivity. The developed hybrid model will be efficiently used in the analysis of the parameter when the drain layers are constructed in the beach, if the field datas are obtained more.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1992.07a
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• pp.504-505
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• 1992

이질적 지하수계에서 물과 DNAPL(dense nenaqueous phase liquids)의 동시적 움직임을 연구하기 위한 수직단면 2차원 유한요소모형이 개발되었다. 물과 DNAPL의 흐름방정식은 비포화 영역 뿐만 아니라 연속적으로 모사하기 위하여 유체 압력항으로 형식화하였다. 이들 지배방정식의 비선형성을 다루기 위하여 mass lumping과 수정 Picard 기법이 이용되었고, 수치진동과 분산을 줄이기 위하여 전방가중이 사용되었다. 본 수치모형의 검증은 중력과 모세관 효과를 모두 고려한 McWhoter와 Sudana(1990)의 해석해와 비교함으로써 행하였다. 또한 수치모형의 타당성 검토의 연구는 진행되고 있다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.4
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• pp.131-140
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• 1993

A new model which requires one branch of main curves for the model calibration is developed based on the assumption that the weighting factor accounting for the pore blockage effect against air entry, $P_a({\theta})$, in Mualem's Model III-1 has a linear relation to the dimensionless pore radius r. The proposed model simulates experimental data more accurately than existing models which require one branch of main curves for the model calibration. Previous study showed that Model III-1 is the most appropriate model among domain models which require two branches of main curves for the model calibration. In comparison of the proposed model with Model III-1, both simulate hysteresis curves with almost the same accuracy. The proposed model can be applied efficiently in analyzing the unsaturated flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1997.05a
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• pp.475-479
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• 1997

다공질매체에서의 포화-비포화 흐름 거동을 파악하기 위하여는 시간에 따른 함수량의 변화과정을 정확하고 빠르게 측정하여야 한다. 본 연구는 실험실에서 함수량을 측정하는 방법의 하나로서 TDR(Time Domain Reflectometer)을 사용하는 실험 방법에 관한 연구이다. TDR 이란 전기신호의 전도특성 이용하여 토양내 설치된 탐침(probe)의 전기신호 반향시간을 측정하는 기기로서 이 반향시간과 토양의 유전율상수(dielectric constant)의 관계를 이용하여 함수량을 추정할 수 있다. 본 연구에서는 TDR의 원리설명과 이를 이용한 함수량측정방법을 제시하고 있다.