• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.4
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• pp.381-387
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• 2013

In compiling flood hazard maps for the case of dam-failure, a scenario-based numerical modeling approach is commonly used, involving the modeling of important parameters that capture peak discharge, such as breach formation and progress. In this study, an earth-dam-break model is constructed assuming an identical mechanism and hydraulic process for all dam-break processes. A focus of the analysis is estimation of the hydrograph at the outlet as a function of time. The constructed hydrograph then serves as an upper boundary condition in running the flood routing model downstream, although flood routing is not considered here. Validation was performed using the record of the Tangjishan dam-break in China. The results were satisfactory, with a coefficient of determination of 0.974, Nash-Sutcliffe Coefficient of Efficiency (NSC) of 0.94, and Root Mean Square Error (RMSE) of $610m^3/sec$. The proposed model will contribute to assessments of potential flood hazards caused by dam-break.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.4
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• pp.409-425
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• 2013

This study presents a prediction of a time-series of the area inundated by effluent from Heavenly Lake caused by ground behavior prior to a volcanic eruption. A GIS-based hydrological algorithm that considers the multi-flow direction of effluent, the absorption and storage capacity of the ground soil, the storage volume of the basin or the depression terrain, was developed. To analyze the propagation pattern, four hypothetical collapse zones on the cheonji ground were set, considering the topographical characteristics and distributions of volcanic rocks at Mt. Baekdu. The results indicate that at 3 hours after collapse, for both scenarios 1 and 2 (collapses of the entire/southern boundary of cheonji), a flood hazard exists for villages in China, but not for those on the North Korean side of the mountain, due to the topographical characteristics of Mt. Baekdu. It is predicted that villages in both North Korea and China would be significantly damaged by flood inundation at 3 hours elapsed time for both scenarios 3 and 4 (collapses on the southern boundary of cheonji and on the southeastern-peak area).

• Economic and Environmental Geology
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• v.47 no.6
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• pp.635-643
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• 2014

Sustaiable development yield of groundwater in Korea has been determined according to 10 year drought frequency of groundwater recharge in the standard mid-sized watershed or relatively large area of district. Therefore, the evaluation of groundwater impact in a small watershed is hard to apply. Fot this purpose, a novel approach to estimate cell based sustainable development yield of groundwater (SDYG) is suggested and applied to Gyeongju region. Cell based groundwater recharge is computed using hydrological component analysis using the SWAT-MODFLOW which is an integrated surface water-groundwater model. To estimate the potential amount of groundwater development, the existing method which uses 10 year drought frequency rainfall multiplied by recharge coefficient is adopted. Cell based SDYGs are computed and summed for 143 sub-watersheds and administrative districts. When these SDYGs are combined with groundwater usage data, the groundwater usage rate (total usage / SDYG) shows wide local variations (7.1~108.8%) which are unseen when average rate (24%) is only evaluated. Also, it is expected that additional SDYGs in any small district could be estimated.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.28 no.4
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• pp.541-552
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• 2018

The implementation of drought measures in the upstream areas of river basins is seldom considered with respect to water supply. However, the demand for such measures is increasing rapidly owing to the occurrence of severe droughts, and interventions on streams and the water supply are needed. Physical interventions are an option to prevent streams from becoming dry and to maintain stream water flow, but dam construction is challenging because of environmental and ecological considerations. Here, a feasibility study was conducted to assess the potential effects of sand dams, which are widely used in arid regions in Africa. The SWAT-K model, which is a hydrologic model used for Korean watersheds, is used to estimate the flow rate of water in an ungauged watershed. The changes in water storage of the sand-dammed reservoir and in downstream flow rates are estimated for two types of sand dam (natural and dredged). The results show that sand dams are capable of increasing the downstream flow rate during normal conditions and of mitigating water supply problems caused by the withdrawal of water during drought periods.

• Economic and Environmental Geology
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• v.54 no.1
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• pp.61-67
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• 2021

Isotopic compositions of snow or ice have been used to reconstruct paleoclimate and to calculate contribution to streamwater using isotopic hydrograph separation as an end member. During freezing and melting of snow or ice, isotopic fractionation occurs between snow or ice and liquid water. Isotopic evolution during melting process has been studied by field, melting experiments and modeling works, but that during freezing has not been well studied. In this review, isotopic fractionation during equilibrium freezing is discussed using the linear relationship between two stable water isotopes (oxygen and hydrogen) and the Rayleigh fractionation. Snow, evaporated from nearby ocean and condensated, follows the Global Meteoric Water Line (slope of 8), but the melting and freezing of snow affect the linear relationship (slope of 19.5/3.1~6.3). The isotopic evolution of liquid water by freezing observed in the open system during Rayleigh fractionation is also seen in the closed system. The isotopic evolution of snow or ice in the open system where the snow or ice is continuously removed becomes more enriched than the residual liquid water by the fractionation factor. The isotopic evolution of snow or ice in the closed system eventually equals the original isotopic compositions of liquid water. It is expected the understanding of isotopic evolution of snow or ice by freezing to increase the accuracy of the paleoclimate studies and hydrograph separation.

• Economic and Environmental Geology
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• v.55 no.1
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• pp.45-51
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• 2022

Whether Dokdo can sustain human habitation or economic life of their own plays an important role to the legal status of the island in the international maritime law. This study reports the hydrological survey results regarding the water resource of the island occurred at Moolgol in Seodo. The amount of underground discharge at Moolgol was estimated at least 1.1 m³/d, conforming the results of previous studies. Based on the oxygen and hydrogen isotope ratios of water, the discharge appeared to originate from precipitation, and about 36% of the daily precipitation moves fast to the Moolgol through the joints developed in the volcanic bedrocks. Quality of the discharged water shows relatively higher concentrations in Cl and NO₃ to be used for drinking and domestic purposes, probably affected by the sea spray and waves from surrounding sea and the birds' excretion such as black-tailed gulls.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.1 no.2
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• pp.113-120
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• 1994

One of the delicate problems in aquifer management is the identification of the spatial distribution of tile hydrological parameters. The observed data are insufficient to identify the distribution of transmissivities in LAN aquifer. To determine the distribution of the transmissivity in LAN aquifer, it would be required to transform the observed heads at the pilot points into transmissivities. Therefore, three procedures wire tackled for the identification of the spatial distribution of the hydrological parameters; geostatistical estimate of the parameter field on the basis of known well point, heads reconstructed by a numerical model, and modification of the values at pilot points by a minimization algorithm. The variogram of Kriging has been applied to a total of 258 transmissivity value in attempt to quantify their distribution of LAN aquifer. Variogram of the observed and optimized transmissivities at pilot points are adapted to the exponential form. So, it is fitted by theoretical one with coefficients of w=0.623, a=2.743. Values of head obtained through numerical analysis are adjusted to the observed values so that heads have been transformed completely into the transmissivities at the observation wells. The procedure represented contour map of the estimated transmissivities and the calculated head.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1063-1067
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• 2009

강원도 홍천군에 위치한 기타광물질 지역의 유출과 수질농도의 특성을 파악하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구기간동안 13회의 강우사상에 대하여 모니터링을 실시하였다. 13회의 강우모니터링 기간동안 발생한 강우량은 6.5 ${\sim}$ 149.0 mm의 범위를 나타냈고, 유출계수는 0.28${\sim}$0.98의 범위를 나타냈다. 유출률은 수리, 수문,지형 및 지질학적 특성 등 여러 가지 요인에 의하여 변화할 수 있다. 어느 한 지역의 강우사상에서 강우량과 강우강도 그리고 선행무강우일수 등의 수리, 수문학적 특성은 유출량과 유출율의 크기에 큰 영향을 준다. 강우량과 선행무강우일수 그리고 강우강도와 유출율의 상관관계에서 유출률은 강우량과 강우강도가 증가할수록 선행무강우일수가 감소할수록 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 유출율과 강우량, 선행무강우일수, 평균강우강도 그리고 최대강우강도의 Pearson 상관계수는 0.75857, -0.36346, 0.68323 그리고 0.74594로 나타났으며, 강우량, 평균강우강도, 최대강우강도는 유의수준 0.05에서 통계적으로 유의하며 유출율과 강우량의 관계가 가장 큰 것으로 나타났다. 기타광물질 지역의 수질농도들 사이의 상관관계는 $COD_{Cr}$과 $COD_{Mn}$에서 0.81097로 가장 큰 상관계수가 나타났으며, 유기물질인 $COD_{Cr}$, $COD_{mn}$, BOD 그리고 TOC는 통계적으로 유의한 상관 계수를 갖는 것으로 나타났다. 하지만 유기물을 제외한 다른 수질항목은 큰 관계가 없는 것으로 나타났다. 기타광물질 지역의 유출수와 수질농도의 특성을 더 신뢰성있고 과학적으로 검증하기 위한 장기적인 연구와 노력이 더욱 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.24 no.4
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• pp.74-84
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• 1997

최근. 급격한 도시화 현상으로 인한 불투성 지표의 증가는 도시의 생태적 측면에 변화를 일으키고 있으며, 도시의 온난화 현상. 도시의 사막화 현상 등이 그 결과로 나타나고 있다. 특히, 분투수성 지표가 많은 도시에서는 그 수문학적 기능이 투수성 지표에 의존하고 있으며, 도시의 투수성 지표에는 오픈 스페이스와 주변의 생산녹지 등이 있다 이러한 관점에서 투수성 지표에 관한 연구가 필요함에도 불구하고 많지 않았고, 대부분 포인트별 연구였다. 본 연구는 도시 내의 수문기능 환경변화개선에 관한 기초자료로 동경의 대표적 도시공원인 코카네이 (소금정) 공원과 동경 근교의 치바현 (천엽현)위치한 치바(천엽)대학 부속 카시와 (상) 농장을 대상지로 선정 토양환경기능의 간접적 지표가 되는 토양경도를 나카야마식(산중식) 토양경도 계륵 사용하여 5120 Cm의 라인위에 10 Cm간격으로 512개씩 코카네이(소금정) 공원에서 9라인. 카시와(상) 농장에서 7라인을 공간별로 측정하고. 그 측정값을 다중비교검정과 Bartlett's 검정에 의하여 검정후에, 랜덤 데이타분석에 적합한 FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하여 분석하였다 본 연구의 측정값을 다중비교검정과 Bartlett's 검정한 결과, 유의타가 없었고, 각 데이터를 분석한 결과. 공원의 9라인과 농장의 7라인은 분석 그래프의 유형에 의해 각각 2가지로 분류되었고, 전체적으로는 3가지로 분류할 수 있었다 특히 공원과 농장의 분석 그래프에서는 수평 방향으로의 변화에 대한 수직방향의 변화가 비슷한 스펙트럼이 공통적으로 나타났고. 각각 최대 값은 다르나 제1주기 부분에서는 답압과 같은 인위적인 요인에 의한 논은 수직방향의 스펙트럼 변화가 관찰되었다. 또한, 강우가 녹지의 경도변화에 미치는 가를 관찰하기 위하여 강우전과 강우후에 같은 라인(Line1과 Line2)을 측정하여 분석한 결과, 측정값의 평균에서는 차이를 보였으나. 주기의 변화는 거의 없었다. 전체적으로 분석 그래프에서는 공간별로 스펙트럼의 수평방향에 대한 수직방향의 변화량의 차이는 보였으나 비슷한 주기를 나타냈고, 가작의 유형은 공원의 녹지공간(lawn-area)과 나지공간(bare-area)으로, 농장을 녹지공간(lawn-area)과 경작공간(field-area)으로 분류할 수있었다. 종합적으로 녹지를 지질학적 구조의 고유한 특징이 아닌. 답압 등과 같은 인위적인 요인에 따른 속성들에 의하여 나타나는 스펙트럼의 분석을 통하여 녹지공간(lawn-area). 나지공간(bare-area)그리고, 경작공간(field-area)으로 분류할 수 있었다..

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.929-929
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• 2012

제주도는 연평균 강우량이 1,975mm에 달하는 우리나라 최다우 지역이지만 하천은 주로 한라산 정상을 중심으로 남 북사면 방향으로 급한 경사를 이루며 발달하고 있으며 하천연장은 대부분 15km 내외로 내륙지역의 하천에 비하여 매우 짧은 특성을 보이고 있다. 투수성이 높은 지질학적 특성으로 인하여 집중 호우시 짧은 기간 동안만 유출이 발생하고 평상시 대부분의 하천은 건천의 상태로 유지되고 있다. 향후 기후변화에 의하여 강우량 및 강우강도의 증가로 인한 강우패턴 변화로 집중호우 및 강력한 태풍의 가능성이 지속적으로 증가할 것으로 예측되고 있으나 제주도에서는 기초 수문자료의 확보조차 어려운 실정이며 강우사상에 따른 하천유출 특성 해석 연구는 거의 전무한 실정이다. 본 연구에서는 제주도 도심부에 위치한 화북천 유역을 대상으로 SWAT 모델 및 WMS(HEC-HMS) 모델을 이용하여 장단기 강우에 따른 유출 특성을 해석하고자 한다. 유역 내 수문 기상 자료는 기상청 관할 AWS 및 기상관측지점 자료를 수집하여 사용하였으며 DEM(미국 USGS), 토지피복도(국가수자원 종합정보시스템), 토양통도(농업과학기술원)의 자료를 각각 구축하여 모델의 입력자료로 사용하였다. 또한 제주특별자치도 수자원본부에서 운영하는 화북천 하류지점의 실 관측자료를 이용하여 모델의 결과치를 검 보정 하였으며, 모의결과의 적합성을 판단하기 위하여 상관계수의 제곱( ), 평균 제곱근 오차(RMSE), 모형 효율성계수(ME)를 이용하였다. 모델링 기법을 이용하여 장기간(2008.1.1~2010.12.31) 동안의 유출량을 산정한 결과 2008년에는 전체 유역 평균 강우량 중에서 5.66%가 유출되었으며, 2009년도에는 3.47%, 2010년도에는 8.12%가 유출되었다. 화북천 유역은 단일강우 40~50mm 발생시에도 유출은 발생하지 않으나 선행강우가 발생시에는 20mm의 강우에도 반응을 하고 50mm 이상에서 급격한 유출이 발생하는 특징을 도출하였다. 향후 유역 내의 많은 실측 유출량 관측자료를 구축하고 모델 개선을 통하여 모델링 기법을 적용한다면 보다 정밀한 하천유출량 산정 및 유출특성 해석이 가능할 것으로 판단된다.