• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.6
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• pp.593-609
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• 2021

We proposed a numerical method for the thermo-mechanical behavior of rock fracture using a grain-based distinct element model (GBDEM) and simulated thermally induced fracture slip. The present study is the benchmark simulation performed as part of DECOVALEX-2023 Task G, which aims to develop a numerical method to estimate the coupled thermo-hydro-mechanical processes within the crystalline rock fracture network. We represented the rock sample as an assembly of Voronoi grains and calculated the interaction of the grains (blocks) and their interfaces (contacts) using a distinct element code, 3DEC. Based on an equivalent continuum approach, the micro-parameters of grains and contacts were determined to reproduce rock as an elastic material. Then, the behavior of the fracture embedded in the rock was characterized by the contacts with Coulomb shear strength and tensile strength. In the benchmark simulation, we quantitatively examined the effects of the boundary stress and thermal stress due to heat conduction on fracture behavior, focusing on the mechanism of thermally induced fracture slip. The simulation results showed that the developed numerical model reasonably reproduced the thermal expansion and thermal stress increment, the fracture stress and displacement and the effect of boundary condition. We expect the numerical model to be enhanced by continuing collaboration and interaction with other research teams of DECOVALEX-2023 Task G and validated in further study experiments.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.88-88
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• 2021

최근 수자원과 수질관리 분야에 자료기반 머신러닝 모델과 딥러닝 모델의 활용이 급증하고 있다. 그러나 딥러닝 모델은 Blackbox 모델의 특성상 고전적인 질량, 운동량, 에너지 보존법칙을 고려하지 않고, 데이터에 내재된 패턴과 관계를 해석하기 때문에 물리적 법칙을 만족하지 않는 예측결과를 가져올 수 있다. 또한, 딥러닝 모델의 예측 성능은 학습데이터의 양과 변수 선정에 크게 영향을 받는 모델이기 때문에 양질의 데이터가 제공되지 않으면 모델의 bias와 variation이 클 수 있으며 정확도 높은 예측이 어렵다. 최근 이러한 자료기반 모델링 방법의 단점을 보완하기 위해 프로세스 기반 수치모델과 딥러닝 모델을 결합하여 두 모델링 방법의 장점을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Read et al., 2019). Process-Guided Deep Learning (PGDL) 방법은 물리적 법칙을 반영하여 딥러닝 모델을 훈련시킴으로써 순수한 딥러닝 모델의 물리적 법칙 결여성 문제를 해결할 수 있는 대안으로 활용되고 있다. PGDL 모델은 딥러닝 모델에 물리적인 법칙을 해석할 수 있는 추가변수를 도입하며, 딥러닝 모델의 매개변수 최적화 과정에서 Cost 함수에 물리적 법칙을 위반하는 경우 Penalty를 추가하는 알고리즘을 도입하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 모델을 훈련시킨다. 본 연구의 목적은 대청호의 수심별 수온을 예측하기 위해 역학적 모델과 딥러닝 모델을 융합한 PGDL 모델을 개발하고 적용성을 평가하는데 있다. 역학적 모델은 2차원 횡방향 평균 수리·수질 모델인 CE-QUAL-W2을 사용하였으며, 대청호를 대상으로 2017년부터 2018년까지 총 2년간 수온과 에너지 수지를 모의하였다. 기상(기온, 이슬점온도, 풍향, 풍속, 운량), 수문(저수위, 유입·유출 유량), 수온자료를 수집하여 CE-QUAL-W2 모델을 구축하고 보정하였으며, 모델은 저수위 변화, 수온의 수심별 시계열 변동 특성을 적절하게 재현하였다. 또한, 동일기간 대청호 수심별 수온 예측을 위한 순환 신경망 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 개발하였으며, 종속변수는 수온계 체인을 통해 수집한 수심별 고빈도 수온 자료를 사용하고 독립 변수는 기온, 풍속, 상대습도, 강수량, 단파복사에너지, 장파복사에너지를 사용하였다. LSTM 모델의 매개변수 최적화는 지도학습을 통해 예측값과 실측값의 RMSE가 최소화 되로록 훈련하였다. PGDL 모델은 동일 기간 LSTM 모델과 동일 입력 자료를 사용하여 구축하였으며, 역학적 모델에서 얻은 에너지 수지를 만족하지 않는 경우 Cost Function에 Penalty를 추가하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 훈련하고 수심별 수온 예측결과를 비교·분석하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.8 no.3
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• pp.96-106
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• 2005

The ability of remote sensing and GIS technique, which used to provide valuable informations in the time and space domain, has been known to be very useful in providing permanent records by mapping and monitoring flooded area. In 2000, floods were at the worst stage of devastation in Tonle Sap Lake, Mekong River Basin, for the second time in records during July and October. In this study, Landsat ETM+ and RADARSAT imagery were used to obtain the basic information on computation of the inundation area and volume using ISODATA classifier and segmentation technique. However, the extracted inundatton area showed only a small fraction than the actually inundated area because of clouds in the imagery and complex ground conditions. To overcome these limitations, the cost-distance method of GIS was used to estimate the inundated area at the peak level by integrating the inundated area from satellite imagery in corporation with digital elevation model (DEM). The estimated inundation area was simply converted with the inundation volume using GIS. The inundation volume was compared with the volume based on hydraulic modeling with MIKE 11. which is the most poppular among the dynamic river modeling system. The method is suitable for estimating inundation volume even when Landsat ETM+ has many clouds in the imagery.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.33 no.2
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• pp.257-273
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• 2023

Hydrochemical characteristics and microbial communities of spring (Samtong), surface water, and groundwater in Cheorwon, Korea, were analyzed. Field surveys and water quality analyses were undertaken at 10 sampling points for five spring, two surface, and three groundwater samples on 15 December 2022. Hydrochemical analysis revealed that most water samples were Ca-HCO₃ type and that water-rock interactions were the predominant mineral source. Radon concentrations were <1 kBq m^-3 for surface water, 1~10 kBq m^-3 for spring water, and 1~1,000 kq m^-3 for groundwater. Microbial cluster analysis showed that the main phyla were Proteobacteria, Planctomyceta, Verrucomicrobia, Acidobacteria, and Actinomycetota.Non-metric multidimensional scaling (NMDS) analysis indicated that water temperature, pH, and Si content were closely related to microorganism content. NMDS and canonical correspondence analysis results revealed that environmental factors affecting spring water were temperature, and Mg and Si concentrations, particularly for Acidobacteria and Proteobacteria, and Pseudomonas brenneri. Both hydrochemical and microbial community analyses yielded similar results at some spring and groundwater sampling points, likely due to the effects of a basalt aquifer.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.38 no.4
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• pp.634-649
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• 2020

Recently, stream longitudinal connectivity has been a topic of investigation due to the frequent disconnections and the impact of aquatic ecosystems caused by the construction of small and medium-sized weirs and various artificial structures (fishways) directly influencing the stream ecosystem health. In this study, the international and domestic research trends of the longitudinal connectivity in aquatic ecosystems were evaluated and the applicability of fish-based longitudinal connectivity models used in developed countries was analyzed. For these purposes, we analyzed the current status of research on longitudinal connectivity and structural problems, fish monitoring methodology, monitoring approaches, longitudinal disconnectivity of fish movement, and biodiversity. In addition, we analyzed the current status and some technical limitations of physical habitat suitability evaluation, ecology-based water flow, eco-hydrological modeling for fish habitat connectivity, and the s/w program development for agent-based model. Numerous references, data, and various reports were examined to identify worldwide longitudinal stream connectivity evaluation models in European and non-European countries. The international approaches to longitudinal connectivity evaluations were categorized into five phases including 1) an approach integrating fish community and artificial structure surveys (two types input variables), 2) field monitoring approaches, 3) a stream geomorphological approach, 4) an artificial structure-based DB analytical approach, and 5) other approaches. the overall evaluation of survey methodologies and applicability for longitudinal stream connectivity suggested that the ICE model (Information sur la Continuite Ecologique) and the ICF model (Index de Connectivitat Fluvial), widely used in European countries, were appropriate for the application of longitudinal connectivity evaluations in Korean streams.

• Journal of Korea Game Society
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• v.10 no.3
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• pp.61-71
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• 2010

This study looks into the usage pattern in online games based on genres and socio-demographic characteristics. Compared to the prior studies that adopted survey as their main research method, this study has analyzed the actual data of game login records and adopted parametric modeling and mathematical approach. In terms of the socio-demographic characteristics, the following facts were confirmed: men > women by gender, students > white-collars > housewives > blue-collars > self-employed > jobless(etc.) by occupation, college graduates > K-12 students > high-school graduates > undergrads & grads by academic background, 3∼5 million > 1∼3 million > over 5 million > less than 1 million by income levels, and not married > married by marital status. In terms of genres, the population of the players is in the order of web board games, RPG, action/racing/shooting, and sports. The RPG game is confirmed to have a higher level of MCR (Max Concurrent User Ratio) than any other genres. On the other hand, the hypothesis on the difference in Repeated Use Ratio according to genres is rejected. This study has also confirmed that interactions exist between gender and age; genre and gender; genre and age among online game users, and conducted post-hoc analysis about those interactions.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.12
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• pp.821-827
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• 2014

The 4major river project has caused changes in flow and water quality patterns in major rivers in Korea including the Nakdong River where several toxicant release accidents have had occurred. Three dimensional hydrodynamic model, the Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC), was applied to evaluate the effect of geomorphological change of the river on the advection and dispersion patterns of a conservative toxic pollutant. A hypothetical scenario was developed using historical data by assuming a toxic release from an upstream location. If there is a toxic release at the Gumi Industrial Complex, the toxic material would be detected after 2.22 and 9.83 days at Chilgok and Gangjung weir, respectively, in the new river system. It was estimated that they took at least 12 times longer than those with the river conditions before the project. Effect of relocation of intake towers for Daegu Metro City to upstream of Gumi City was also evaluated using the developed modeling system. It was observed that hydraulic residence time would be increased due to decreased flow rate and thus due to lowered water level. However, peak concentration differences were found to be about 2% lower in both places due to increased dispersion effect after the relocation.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.22 no.4
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• pp.181-196
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• 2019

Floods can be caused by a variety of factors, and the main cause of floods is the exceeding of urban drainage system or river capacity. In addition, rainfall frequently occurs that causes large watershed runoff. Since the existing methodology of preparing for flood risk map is based on hydraulic and hydrological modeling, it is difficult to analyse for a large area because it takes a long time due to the extensive data collection and complex analysis process. In order to overcome this problem, this study proposes a methodology of mapping for flood vulnerable area that considered the surface runoff mechanism. This makes it possible to reduce the time and effort required to estimate flood vulnerabilities and enable detailed analysis of large areas. The target area is Seoul, and it was confirmed that flood damage is likely to occur near selected vulnerable areas by verifying using 2×2 confusion matrix and ROC curve. By selecting and prioritizing flood vulnerable areas through the surface runoff mechanism proposed in this study, the establishment of systematic disaster prevention measures and efficient budget allocation will be possible.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1214-1218
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• 2007

댐 하류로 탁수를 선택적으로 배제하기 위해서는 방류 탁수가 하류에 미치는 영향을 정확히 예측할 수 있는 하천 탁도 예측 및 관리시스템 구축이 필요하다. 낙동강과 반변천의 합류부에서의 이차원적인 혼합에 관한 수치해석 결과는 완전혼합을 가정하는 일차원 수질모델링의 초기 입력자료에 사용됨으로써 낙동강 본류 전체구간의 탁도 모의결과의 정확성을 높이는 데 사용될 수 있다. 본 연구는 낙동강의 중상류에 위치한 반변천 합류부에 평면 이차원 비정상 수치모형인 KU-RLMS 모형을 적용하여 탁도 변화 특성을 규명할 목적으로 수행하였다. KU-RLMS 모형은 하천 및 저수지의 국부적인 수리, 수질, 유사이동 해석을 위해 개발된 평면 이차원 비정상 수치모형이다. 직사각형 격자를 사용하는 유한차분법의 단점을 보완하기 위해, 수심적분된 2차원 연속방정식, 운동량방정식, 이송확산방정식을 불규칙한 경계를 현실적으로 모사할 수 있는 직교곡선 좌표계로 변환한 방정식을 사용한다. 이 모형은 흐름, 농도, 지형변화를 조합하여 계산할 수 있는 모형으로서 점착성 및 비점착성 유사의 이동을 모의할 수 있다. 수치모형 적용을 위한 현황분석으로 안동 및 임하 조정지댐의 방류량, 안동 수위관측소의 수위, 법흥교 및 포진교 지점의 탁도 자료를 분석하였다. 이송확산모형의 보정을 위해, 안동대교 지점의 탁도 횡분포 측정 자료를 사용하여 확산계수에 대한 매개변수 추정 및 검증을 수행하였다. 또한, 안동조정지댐과 임하조정지댐의 방류량 및 방류탁도을 고려하여 수치모의조건을 결정하였으며, 각 조건에 대한 탁도 변화 특성을 분석하였다.된 주변국이 될 수밖에 없을 것이다. 21세기 문화산업에서 우리가 판단하게 될 디자인의 가치는 계몽의 원리에 대한 '역사성'과 '현재성'의 변증법에 달려있는 것이며, 새로운 철학, 새로운 문명, 새로운 세계를 열어가는 것이다.r$ (地理志)에는 추현리와 이미 외리를 언급하면서 상주의 자기제작의 위상을 짐작하는 기록이 언급되면서 전국의 상품의 절반을 담당하고 있었음을 알 수 있었다. $\ulcorner$경상도지리지$\lrcorner$(慶尙道地理志)에는 상주가 8곳으로 1/3의 자기 생산을 담당하고 있었다. $\ulcorner$경상도지리지$\lrcorner$(慶尙道地理志)에는 $\ulcorner$세종실록$\lrcorner$(世宗實錄) $\ulcorner$지리지$\lrcorner$(地理志)와 동년대에 동일한 목적으로 찬술되었음을 알 수 있다. $\ulcorner$경상도실록지리지$\lrcorner$(慶尙道實錄地理志)에는 $\ulcorner$세종실록$\lrcorner$(世宗實錄) $\ulcorner$지리지$\lrcorner$(地理志)와의 비교를 해보면 상 중 하품의 통합 9개소가 삭제되어 있고, $\ulcorner$동국여지승람$\lrcorner$(東國與地勝覽) 에서는 자기소와 도기

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.148-148
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• 2023

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 한편, 우리나라와 같이 몬순 기후대에 속한 댐 저수지의 경우 강우시 유입하는 탁수에 의해 다량의 유기물과 인이 유입되기도 하지만 식물플랑크톤의 제한요인 중 광량에 많은 영향을 미친다. 식물플랑크톤의 광합성은 수체 내 유기탄소 내부생성에 매우 중요한 요소이나 점 단위의 실험적 방법을 활용한 유기탄소 순환 해석은 저수지의 시·공간적인 변동성을 고려하기에 한계가 있다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 탁수가 저수지에서의 유기탄소 순환에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2018년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정 및 검정을 수행하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였으며 유기탄소순환 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였으며 탁수의 영향을 분석하기 위해 탁수 포함여부 시나리오를 구성하고 유기탄소 생성 및 소멸기작별 변동성을 비교 분석하였다. 모델은 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 수온 및 탁도 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수질을 적절하게 모의하였다. 탁수를 고려하였을 시 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 56% 수준이였으나 탁수를 배제한 경우 내부기원 부하량은 82%로 나타났다. 특히, 연평균 Chl-a 농도가 44~48% 차이가 발생하면서 1차생산량이 약 4배가량 증가하였다. 몬순지역에서의 탁수는 체류시간이 긴 성층 저수지에서 식물플랑크톤 성장제어에 큰 영향을 미쳤으며 전반적인 유기탄소 순환을 해석하는데 있어 매우 중요한 인자로 작용하였다.