• Title/Summary/Keyword: 수리적모델링

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Sensitivity Analysis of Hydrogeologic Parameters by Groundwater Table Fluctuation Model in Jeju Island (지하수위 변동 해석모델을 이용한 제주지역의 수리지질 매개변수 민감도 분석)

  • Kim, Nam Won;Kim, Youn Jung;Chung, Il-Moon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.34 no.5
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    • pp.1409-1420
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    • 2014
  • In this work, we have carried out a sensitivity analysis of hydrogeologic parameters such as reaction factor and drainable pore space in groundwater table fluctuation model and have found characteristics of parameter distribution according to the altitude. We found that drainable pore space which is hydrogeologic parameter of aquifer didn't show any trend with altitude while reaction factor which is groundwater flow characteristic showed clear trend with altitude. To find a sensitivity of parameters, we compared RMSE of estimated groundwater recharges by using the mean value and linear relationship of parameters. As results, the linear equation derived for entire watersheds could be applied to estimate parameters for ungauged watershed. Furthermore, the features of parameter distribution can be used to predict hydrogeologic parameter in ungauged watersheds and it is expected that those features could be used for a basic data for groundwater modeling.

Development of 2D hydrodynamic model for successive dam failure analysis (연속 댐 붕괴 해석을 위한 2차원 수리동역학 모형 개발)

  • Kim, Byunghyun;Han, Kun Yeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.67-67
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    • 2016
  • 최근 기후온난화로 인한 이상기후와 지진의 발생가능성으로 인해 직렬 혹은 병렬로 위치한 2개 이상의 댐(저수지)들의 연속 붕괴 가능성도 점점 커지고 있어 연속 댐 붕괴에 대한 비상대처계획도 수립에 대한 관심도 증대되고 있다. 국내에서는 댐(저수지) 붕괴로 인한 극한홍수해석이나 비상대처계획 수립시 국내에서는 DAMBRK, FLDWAV, HEC-RAS와 같은 1차원 수리동역학 모형이 주로 사용되어지고 있다. 하지만 1차원 모형은 흐름을 하나의 방향으로만 한정하여 해석하고, 각각의 적용 횡단면에서 동일 수위를 가지다는 가정으로 홍수범람해석을 수행하므로 정확성뿐만 아니라 실제 적용성에서도 한계를 가질 수밖에 없다. 댐(저수지) 붕괴로 인한 홍수범람해석에서 2차원 이상의 고차원 모형은 앞서 언급한 1차원 모형에 적용된 비현실적인 가정을 포함하지 않으므로 더욱 정교하고 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있다. 하지만, 홍수범람해석을 위한 상용 프로그램들은 단일 댐(저수지) 붕괴의 적용에는 큰 어려움이 없으나, 지형단면을 초기에 한번만 고려하는 문제로 인하여 연속 댐(저수지) 붕괴의 고려에는 한계를 가진다. 따라서 본 연구에서는 댐(저수지)의 연속 붕괴를 해석할 수 있는 2차원 수리동역학 모형을 개발하고자 한다. 각 댐(저수지)의 붕괴 전과 후의 지형 단면을 여러 번 반영할 수 있는 모형을 개발함으로써 시간차를 두고 붕괴되는 댐(저수지)의 연속 붕괴를 해석할 수 있도록 하였다. 개발모형은 2002년 태풍 루사로 인해 실제로 붕괴된 저수지에 적용되었으며, 이 저수지들은 붕괴시 시간차이를 두고 붕괴가 이루어져 개발모형의 적용 유역으로 선택하였다. 저수지의 연속붕괴 모델링을 위해 지형자료로는 저수지 단면, 댐 제체 및 여수로 붕괴 단면, 하천 단면 그리고 홍수터 지형 반영을 위한 수치지도, 경계조건으로는 저수지로의 유입유량과 하류단 조위조건이 고려되었다. 그리고 태풍 루사 당시의 기록적인 강우를 반영하기 위해 연구유역 인근에 관측된 강우를 모형에서 하천 및 홍수터에서 고려할 수 있도록 하였다.

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A Strategy of Adjusted Internet Traffic Modeling using Heavy-Tailed Distributions (두꺼운 꼬리 분포를 이용한 수정된 인터넷 트래픽 모델)

  • Ji, Seon-Su
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.12 no.3
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    • pp.10-18
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    • 2007
  • According to the recent growth of the internet commercialization and differentiated QoS(quality of service), statistical traffic modeling is necessary for forecasting and controlling future network capacity. This paper reviews tile essential components in web workloads. And I propose adjusted internet traffic modeling using heavy-tailed distributions and intervention techniques.

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Numerical Optimization Applied to Estimate the Composition of Nonlinear Electric Loads (비선형 전기부하구성 예측을 위한 최적화 기법 비교 평가)

  • Lee, Soon;Park, Jung-Wook
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.576-577
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    • 2007
  • 본 논문은 전력시스템 수용가를 구성하는 비선형 부하에 흐르는 왜곡된 파형을 가진 전류의 상대적 비율을 결정하여 비선형 전기부하구성을 예측하기 위한 연구이다. 본 논문에서는 수용가 전기부하 구성 예측을 위한 해결 절차로써 수용가의 수리적 모델링을 통한 시스템 방정식을 도출하였고 최적화 이론을 적용하였다. 또한, 본 시스템에 적용한 최적화 알고리즘으로 steepest descent, conjugate gradient, Broydon-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) 기법을 사용하였고, 예측된 결과들의 성능을 나타내는 지표인 수렴 속도와 정확도 비교를 통하여 분산 전력시스템의 전기부하구성 예측을 위해 BFGS 기법을 적용하는 것이 가장 효율적인 방안임을 보였다.

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A Proposal of Systematic Hydro-Environmental Impact Assessment of Tunnel Construction in Fractured Rock Masses (균열 암반 내 터널 설계 시 체계적인 지하수 환경 영향 평가 시스템 제안)

  • Kim Hyoung-Soo;Yoon Woon-Sang
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.16 no.3 s.62
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    • pp.195-202
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    • 2006
  • Hydro-environmental impact assessments (HEIA) in tunnel constructions have been performed through various methods including preliminary investigations, field tests, numerical simulations, and monitoring. Specially, it is very important to evaluate quantitatively groundwater inflows into tunnels as well as drawdowns caused by tunnelling. Obvious definitions between porous and fractured rock media in hvdrogeologic properties of study regions must be needed to execute HEIA for rational tunnel construction in fractured bedrocks. In this paper, we propose a HEIA on tunnel constructions in fractured rocks media resulted from various hydrogeologic field tests and numerical models on given regions and determination of systematic order, i.e. the technical road map (TRM) of HEIA. These systematic HEIAs are expected to be usefully applied to base data in tunnel construction in fractured rock media.

Sustainable Closed-loop Supply Chain Model using Hybrid Meta-heuristic Approach: Focusing on Domestic Mobile Phone Industry (혼합형 메타휴리스틱 접근법을 이용한 지속가능한 폐쇄루프 공급망 네트워크 모델: 국내 모바일폰 산업을 중심으로)

  • YoungSu Yun
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.29 no.1
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    • pp.49-62
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    • 2024
  • In this paper, a sustainable closed-loop supply chain (SCLSC) network model is proposed for domestic mobile phone industry. Economic, environmental and social factors are respectively considered for reinforcing the sustainability of the SCLSC network model. These three factors aim at minimizing total cost, minimizing total amount of CO2 emission, and maximizing total social influence resulting from the establishment and operation of facilities at each stage of the SCLSC network model. Since they are used as each objective function in modeling, the SCLSC network model can be a multi-objective optimization problem. A mathematical formulation is used for representing the SCLSC network model and a hybrid meta-heuristic approach is proposed for efficiently solving it. In numerical experiment, the performance of the proposed hybrid meta-heuristic approach is compared with those of conventional meta-heuristic approaches using some scales of the SCLSC network model. Experimental results shows that the proposed hybrid meta-heuristic approach outperforms conventional meta-heuristic approaches.

A Systematic Approach for Integrated Management of the Geum River Estuary in Korea (하구의 통합적 관리를 위한 시스템적 접근: 금강하구해역 사례)

  • Lee, Chang-Hee;Kim, Tae In;Cho, Honglae;Ryu, Jongseong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.18-18
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    • 2020
  • 금강하구와 같이 막힌 대형 하구는 근본적으로 복잡한 물리화학적 프로세스와 다양한 이해당사자간의 갈등 때문에 단편적인 접근으로는 관리의 한계가 있을 수밖에 없는 환경이다. 더욱이 하굿둑의 갑문을 열어 하구순환을 복원하는 해수유통 사업은 그 자체가 가지는 환경적 효용성의 확인과 기존 용수이용 체계의 전면적 변화와 관련된 상당한 비용이 요구된다는 면에서 특별한 논란이 되어왔다. 본 연구는 해수유통으로 인한 금강 하구해역의 수리, 수질, 퇴적 및 생태 등 다양한 환경적 변화를 집중적인 현장 조사 및 통합 모델링을 통해 정량적으로 예측하고 이를 지역 이해당사자 논의 체계인 금강하구해역정책협의회에 제공함으로써 해수유통과 연관된 이해당사자 간 갈등을 완화하고 과학적 자료에 근거한 정책결정을 지원하기 위해 수행되었다(과학-정책의 통합). 조사연구는 하굿둑 갑문 개방에 따른 다양한 시나리오별로 해수유통으로 인한 영향을 하구해역(하굿둑의 바다 쪽 해역)과 하구호(하굿둑의 하천 쪽 담수역)에 미치는 영향을 검토하였다(하천-하구호-연안해역의 공간적 통합). 시나리오는 하구해역정책협의회의 요구사항을 반영하여 개발되었고, 시나리오별 영향파악은 수리(조석 및 파랑 포함), 퇴적물 이동 및 수질은 Delft3D모델을, 유역으로부터의 유량 및 오염물질 부하량은 분포형 비점모델인 STREAM을, 김양식과 이매패류 생산량을 추정하는 생태모델은 통계기반의 포인트 모델을 통해 이루어졌다(수리-퇴적-수질-생태계 모델의 통합). 시나리오 분석결과, 상시 해수유통을 제외한 대부분의 하굿둑 부분 개방 시나리오에서는 하구해역에 미치는 영향이 제한적으로 나타나는 것으로 예측되었다. 이는 하굿둑 부분 개방에 따른 담수방류량 및 이에 대응하는 해수의 유동패턴이 현재와 크게 달라지지 않음을 반영한다. 반면 하구호에 대한 영향은 하구해역에 비해 하굿둑 갑문 운영시나리오에 따라 상대적으로 민감하게 변화되는 것으로 예측되었다. 갑문의 부분 개방을 통해 하구호의 수위를 현재 대비 5cm~50cm 변화시켰을 때 1psu 염분의 저층에서의 침투거리는 하굿둑 상류 6km~18km 정도로 예측되었고 갑문 개방에 의해 염분 침투 거리의 조절이 가능할 것으로 나타났다. 단, 사용된 통합모델은 수년간의 검보정 과정을 반복적으로 수행하여 예측의 정확도를 지속적으로 개선하였지만, 모델운영 자체의 불확실성을 고려할 때 실제 해수유통을 위해서는 시범개방을 통해 모델 예측의 결과를 확인할 필요가 있다.

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Analysis of a Groundwater Flow System in Fractured Rock Mass Using the Concept of Hydraulic Compartment (수리영역 개념을 적용한 단열암반의 지하수유동체계 해석)

  • Cho Sung-Il;Kim Chun-Soo;Bae Dae-Seok;Kim Kyung-Su;Song Moo-Young
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.16 no.1 s.47
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    • pp.69-83
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    • 2006
  • This study aims to evaluate a complex groundwater flow system around the underground oil storage caverns using the concept of hydraulic compartment. For the hydrogeological analysis, the hydraulic testing data, the evolution of groundwater levels in 28 surface monitoring boreholes and pressure variation of 95 horizontal and 63 vertical water curtain holes in the caverns were utilized. At the cavern level, the Hydraulic Conductor Domains(fracture zones) are characterized one local major fracture zone(NE-1)and two local fracture zones between the FZ-1 and FZ-2 fracture zones. The Hydraulic Rock Domain(rock mass) is divided into four compartments by the above local fracture zones. Two Hydraulic Rock Domains(A, B) around the FZ-2 zone have a relatively high initial groundwater pressures up to $15kg/cm^2$ and the differences between the upper and lower groundwater levels, measured from the monitoring holes equipped with double completion, are in the range of 10 and 40 m throughout the construction stage, indicating relatively good hydraulic connection between the near surface and bedrock groundwater systems. On the other hand, two Hydraulic Rock Domains(C, D) adjacent to the FZ-1, the groundwater levels in the upper and lower zones are shown a great difference in the maximum of 120 m and the high water levels in the upper groundwater system were not varied during the construction stage. This might be resulted from the very low hydraulic conductivity$(7.2X10^{-10}m/sec)$ in the zone, six times lower than that of Domain C, D. Groundwater recharge rates obtained from the numerical modeling are 2% of the annual mean precipitation(1,356mm/year) for 20 years.

Comparative Analysis of QUAL2E, QUAL2K and CAP Steady State Water Quality Modeling Results in Downstream Areas of the Geum River, Korea (QUAL2E, QUAL2K 및 CAP 모델을 이용한 금강 하류 하천구간 정상상태 수질모델링 결과 비교 분석)

  • Seo, Dongil;Yun, Jong Uk;Lee, Jae Woon
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.22 no.1
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    • pp.121-129
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    • 2008
  • Major factors affecting water quality in rivers are transportation, input of pollutant loads and kinetic transformation of pollutants. Government level decision makings on water quality management are based on steady state water quality modeling. However, it is more than often that such a steady state assumption is far from real situations in rivers. Therefore, it is unavoidable to have modeling errors in water quality modeling especially for steady state modeling for longer period of time. Authors attempted to identify sources of errors in results of steady state models and thus tried to find out ways to minimize those errors. Three water quality models, QUAL2E (Brown et al., 1983), QUAL2K (Chapra et al., 2006) and CAP (Seo and Lee, 2000) were applied to the lower stream of the Geum River. $BOD_5$ and COD tend to underestimate observed data while TN and TP showed relatively smaller errors. QUAL2E model provided best calibration results for BOD5 and TP and QUAL2K model showed best calibration results for TN. Since these errors are only relative values, it was difficult to conclude which model is better performing in certain situations. The most probable reasons for errors in water quality modeling are; 1) inappropriate consideration on flow characteristics, 2) lack of information on incoming pollutant load and 3) inappropriate location of sampling for water quality analysis.

Water-Level Fluctuation due to Groundwater-Surface Water Interaction in Coastal Aquifers (해안대수층에서 지하수-지표수 상호작용에 의한 지하수위 변화)

  • Kim Kue-Young;Lee Cheol-Woo;Kim Yongje;Kim Taehee;Woo Nam-Chil
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.9 no.4
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    • pp.32-41
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    • 2004
  • Analysis of water-level fluctuation due to goundwater-surface water interaction in coastal aquifers is carried out by numerical modeling. The conceptual model used in this study has a stream boundary and a tidal boundary that forms a right angle and the stream partially penetrates the aquifer. We analyzed the effect of each boundary and the simultaneous effect of the two boundary conditions. The area of influence caused by the stream boundary increased during the simulation, while the influence zone of the coastal boundary was relatively constant. The groundwater level near the zone where two boundaries meet may rise by the action of combined effect of the two boundaries or may not change by cancelling the effect of each boundary. Thereafter, care must be taken when hydraulic parameters are estimated using sinusoidal oscillations of hydraulic head in coastal aquifers. Sensitivity analysis is employed to develop insight into the controls on groundwater level fluctuations. In this study our analyses focused on the effect of conductance and the stream width to the aquifer nearby.