• Title/Summary/Keyword: 지질공학모형

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Assessment of runoff and sediment yield of So-Okcheon watershed using SWAT model and GeoWEPP model considering hillslope hydrological concept (SWAT 모형과 hillslope hydrological 개념의 GeoWEPP 모형을 이용한 소옥천 유역의 유출 및 토사유출량 평가)

  • Kim, Yoonkyung;Kim, Minseok;Jung, Kwansue
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.200-200
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    • 2017
  • 강우에 의한 토양 침식 및 토사유츨량은 하천 및 유역환경관리 관점에서 가장 중요한 인자 중 하나로 보고되고 있으며, 다양한 분야에서 이에 대한 연구를 수행 중에 있다. 일반적으로 유역에서 발생한 토양침식 및 물의 이동에 의한 토사유출량을 해석하기 위해 SWAT 등과 같은 많은 모형이 적용되고 있지만, 대부분 농업지역에서 이용하는 수평형태의 수문학적 개념에 따른 overland flow 개념을 이용하고 있다. 하지만, 우리나라는 약 70% 이상이 산림으로 이루어진 지역으로 유역환경 해석에 있어 수평적인 개념과 함께 사면내에서 lateral flow와 같은 지표하 흐름의 이동에 관한 개념 역시 필요하지만, 이의 영향에 대한 관련 연구는 부족하다. 최근 수문학의 발달과 더불어 수평적인 개념을 탈피한 사면수문학 개념이 전 세계적으로 발달하고 있으며, 많은 발전을 이루고 있다. 이를 통해 GIS를 기반으로 물리학기반의 GeoWEPP 모형이 미국을 중심으로 개발되었고, 이에 대한 많은 적용 및 평가가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 전 세계적으로 평가받고 있는 process 기반의 SWAT 모형과 사면수문학 개념을 반영한 물리학기반의 GeoWEPP 모형을 이용하였다. 이 두 모형은 강우, 지형, 토양도, 토지피 복도 등 두 모형의 입력자료 역시 거의 동일하게 구성되어 있으며, 같은 FORTRAN CODE 및 ArcGIS에서 운영될 수 있도록 이루어져 있어 비교 분석하기 원활하다. 모형의 적용은 매년 심각한 조류가 발생하는 대청호 지류인 소옥천 유역내 중하류에 위치한 옥각교에서 관측된 모니터링 자료(토사유출량과 유출량)를 이용하여 모형의 정확성을 평가 후, 사면수문학 개념의 적용성에 대해 논하였다. 각각의 모형의 결과에 대한 정확성 평가는, Nash-Sutcliffee를 이용하여 실시하였다.

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Physical Model Experiment on the Seepage Characteristics through a Dam by using FDR Sensor (FDR 센서를 활용한 제체 누수특성의 실내 모형 실험 연구)

  • Kim, Gyoo-Bum;Im, Eunsang;Ryu, Ho-Cheol;Hwang, Chan-ik;Kim, Hyeong-Jong
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.28 no.4
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    • pp.715-726
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    • 2018
  • Various methods, such as geophysical exploration, temperature measurement, and fiber optics, have been developed for detecting the seepage at a dam. In this study, in order to investigate the possibility of leakage detection using dielectric constant of FDR sensor, a physical model consisting of weak and no-weak zones is fabricated and the sensors for dielectric constant, temperature and pore water pressure measurements are installed. As a leakage happens, the dielectric constant changes more rapidly through a weak zone than no-weak zone. In addition, comparing three factors (dielectric constant, temperature, and pore water pressure), the response of dielectric constant to seepage is fast and it is easily recognized even at the end measurement point. Considering these features, it is concluded that it could be possible to cope with the leakage detection quickly and efficiently if the dielectric constant is measured at the downstream slope of a dam.

Automatic Parameter Estimation of Hydrogeologic Field Test around Underground Storage Caverns by using Nonlinear Regression Model (비선형 회귀모형을 이용한 지하저장공동 주변 현장수리지질시험 매개변수의 자동 추정)

  • Chung, Il-Moon;Cho, Won-Cheol;Kim, Nam-Won
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.18 no.4
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    • pp.359-369
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    • 2008
  • For the design and effective management of underground storage caverns, preliminary investigation on the hydrogeologic parameters around caverns and analysis on the groundwater flow must be carried out. The data collection is very imporatnat task for the hydrogeologic design so various hydraulic tests have been performed. When analyzing the injection/fall off test data, existing graphical method to estimate the parameters in Theis' equation is widely used. However this method has some sources of error when estimating parameters by means of human faults. Therefore the method of estimating parameters by means of statistical methods such as regression type is evaluated as a useful tool. In this study, nonlinear regression analysis for the Theis' equation is suggested and applied to the estimation of parameters for the real field interference data around underground storage caverns. Damping parameter which reduce the iteration numbers and inhance the convergence is also introduced.

A Experimental Study on the Stabilizing Effect of Anchors against Sliding (사면에 설치된 앵커의 활동억지효과에 대한 실험적 연구)

  • Song, Young-Suk;Hong, Won-Pyo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.3C
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    • pp.171-180
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    • 2006
  • To investigate the stabilizing effect of anchors against sliding, a series of the model test was carried out. An apparatus was developed to perform the model test of the slope reinforced by anchors. An instrumentation system has been applied on the anchors to measure the axial force during slope failure. The maximum stabilizing effect is revealed about 0.5% of the area ratio. The initial loss of anchor force is represented about 24% of initial jacking force. This result is equaled to the proposed range(10%~25%) of the field test result(Yun, 1997). The effective jacking force corresponds to 70% of the initial jacking force. Therefore, the initial jacking force should be determined more than 30% of the design jacking force. As the initial jacking force becomes increase, the reinforced slope is transferred to brittle failure behavior due to increasing the density of slope soils.

Effects of groundwater on the flood runoff (홍수유출에서의 지하수 영향 분석)

  • Joo, Jaewon;Tian, Yong;Jeong, Sujong;Ahn, Sangeok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.314-314
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    • 2021
  • 홍수(floods)는 인간의 생명과 재산에 큰 피해를 발생시키는 자연재해 중 하나로 최근 지구 온난화와 기후 변화로 인하여 홍수 발생 빈도와 강도가 증가하고 있다. 때문에, 홍수 발생 시 정확한 홍수량 산정을 위하여 유역 내 지표수 및 지하수 흐름 분석을 통하여 전반적인 물 순환의 이해가 필수적이다. 이에 본 연구는 지표수-지하수 연계 모형을 활용하여 홍수 발생 시 미호천 유역에서 지하수가 하천 유량에 미치는 영향을 분석한다. 본 연구는 Hydrological-Ecological Integrated watershed-scale Flow (HEIFLOW) 모형을 적용하여, 국내 유역 특성을 고려하여 시간단위 홍수 사상 분석을 수행한다. 모형 구축을 위하여 2013년과 2014년도의 미호천내의 7개 기상 및 강우관측소, 1개의 수위 관측소의 정보를 활용하여 지표수 모형을 구축하며, 같은 기간의 지하수 모형 구축을 위해 7개의 국가 지하수 관측망의 지하수 수위 자료와 유역의 수문지질도(Hydrogeological map)의 정보를 활용한다. 미호천 유역 내 HEIFLOW 모형의 홍수 모의 결과 산정된 하천 유량은 관측 유량과 0.79 R2의 우수한 모의 성능을 나타내고 있으며, 지하 수위 모의 역시 지하수 수위 변동을 적절하게 모의한다. 또한, 미호천 유역의 하류 지역은 하천으로 유출되는 지하수가 하천의 기저 유량에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타나며 홍수 시에는 지하수 유출의 증가로 인한 급격한 첨두 홍수량의 상승을 보인다. 이와 같은 결과는 홍수 모의 시 지표면 유출 분석에 초점을 두고 있는 홍수 국내의 홍수량 산정 방법에 지하수의 거동 및 하천 유량에 미치는 영향을 정량적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며, 추후 국내 홍수량 산정의 새로운 방법의 하나로 활용될 가능성을 보여준다.

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A Study on the Calculation of Lateral Flow Pressure of Polluted Soils with Various Water Contents (함수량이 다른 오염지반의 측방유동압 산정에 관한 연구)

  • 안종필;박경호
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.12 no.1
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    • pp.75-88
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    • 2002
  • When unsymmetrical surcharge is worked on polluted soft soils, large plastic shearing deformation such as settlements, lateral displacement, upheavals and shearing failure occured in the soils and they have often done considerable damages to the soils and structures. Accordingly, this study conducts laboratory pilots test to investigate the determination method of lateral flow pressure of polluted soft soils by comparing it to existing equations. The model test is performed that a model stock device is made and polluted soils are filled in a container which fires the soils. Then the displacement is observed as surcharge load is increased by regular intervals at untrained condition. The result shows that test the lateral flow pressure is adequately calculated by the equation (P=K$_{0}$YH) and the maximum value of lateral flow pressure Is found near 0.3H of layer thickness(H) and is higher to ground surface than synthesis pattern, Poulos distribution pattern and soft clay soils(CL, CH) which is not polluted.

Groundwater Flow Characteristics in Crystalline Rock : Review (결정질암반에서의 지하수유동 연구경향)

  • 김천수
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.1 no.1
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    • pp.137-145
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    • 1991
  • Groundwater flow in fractured rocks generates many challenging problems to scientist and engineers in the projects related to oil and geothermal reservoirs, subsurface contaminations and underground openings. To circumvent these problems, the numerical simulation of groundwater system is used as an established tool in these days. Discrete modelling approach emphasizes geometric parameters, aperture and transport properties of fracture. On the other hand, continuum modelling approach uses the parameters formulated in a way of average hydraulic property. In recent years, the results of field observations from underground opening indicate that groundwater in rock mass flows in a channel form. The channel flow is postulated as the result of the combined effects of geometric pattern and aperture variation.

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Impact of extreme annual weather variability on soil moisture and nitrogen age (가뭄과 홍수의 연간 변동성이 토양 수분 및 질소 나이에 미치는 영향)

  • Woo, Dong Kook;Kumar, Praveen
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.70-70
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    • 2021
  • 강수의 변동성 중 특히 가뭄과 홍수의 급격한 연간 변화는 기후변화로 인하여 근래에 많이 발생하고 있다. 가뭄이 발생한 이후 홍수가 발생하거나 그와 반대의 현상이 발생하는 것을 날씨 편달(weather whiplash)라고 한다. 이러한 현상은 토양에 매설되어 수분을 저감하는 배수시설로 인하여 토양 수분 변동 및 무기질소 손실에 지배적은 영향을 준다. 이러한 질소 손실은 부영양화를 일으켜 생태계에 막대한 영향을 미치게 된다. 하지만, 토양 무기질소는 토양에서 체류시간이 길기 때문에 강우 변동성에 의해 발생하는 상호작용을 특정하고 분석하기에는 많은 어려움이 따른다. 이 문제를 해결하고자 이번 연구에서는 생태수문모형과 생물지질모형을 결함한 3차원 모델인 Dhara를 이용하여 토양 배수시설에서 유출되는 무기 질소의 농도 및 나이를 분석하였다. 여기서 나이란 화합물이 발생 하여 다른 형태로 변화하는데 걸리는 시간을 의미한다. 집중적으로 관리되는 경작지에 Dhara 모형을 적용하여 본 연구를 수행하였다. 토양 수분과 질소의 나이를 분석한 결과 반응 화합물인 질소의 경우 토양 수분(비반응 화합물)과 비교하여 이전의 강우상태에 많은 영향을 받는 것으로 분석이 되었다. 가뭄이후 홍수가 발생할 때 배수시설에서 발생하는 질소의 유출이 그 반대 기상 환경인 홍수 이후 가뭄이 발생할 때 보다 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 하지만 배수 흐름의 경우 질소의 거동과 반대하는 현상을 보였다. 이러한 결과는 질소유출 저감하여 강 및 바다에서 부영양화를 감소하기 위해 강수의 변동성과 연계하여 분석한다면 새로운 질소유출 저감 대책을 수립할 수 있는 가능성을 보여주었다.

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An Experimental Study on the Stabilizing Effect of Nails Against Sliding (사면에 설치된 쏘일네일링의 활동억지효과에 대한 실험적 연구)

  • Hong Won-Pyo;Song Young-Suk
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.2
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    • pp.5-17
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    • 2006
  • In order to investigate the stabilizing effect of nails against sliding, a series of model tests were carried out. The apparatus of model test was designed to perform the model test of soil slope reinforced by nails. The instrumentation system was used to measure the deflection behavior of nails during slope failure. As a result of model tests, the quantity and the occurred position of the maximum bending stress are changed according to the area ratio and the inclination angles of nails. The maximum stabilizing effect against sliding of nails is presented at 0.7$\%$ of the area ratio because the biggest maximum bending stress occurs at this time. But, the stabilizing effect of nails decreases with more than 0.7$\%$ of the area ratio. In the same condition of the area ratio, the stabilizing effect of nails is excellent at -10$^{circ}$ of the inclination angles of nails. The sliding surface can be predicted on the basis of the position of the maximum bending stress in each nails. The shape and depth of sliding surface are changed according to the area ratio and the inclination angles of nails.

A Study on the Lateral Flow in Soft Soils subjected to Unsymmetrical Surcharges (편재하중을 받는 연약지반의 측방유동에 관한 연구)

  • 안종필
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.3 no.2
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    • pp.177-190
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    • 1993
  • When soft soils are effected by unsymmetrical surcharge due to embankement and abutements of a bridge, large plastic sheraring deformations such as settlements, lateral displacements, upheavals and sliding shearing failure in the soils occurred and they have often damaged considerabily to the soils and structure. This study examines the existing theoretical background for the behavior of the displacement of soils by unsymmetrical surcharge on the soft soils and compares the analytical results to the actual measurements performed through the model test. The procedures of model test are that a model stock device is made and soft soils are filled in a container which fixes the soils. Then the displacements observed when surcharge load increa ses by regular interval at undrainage condition. It analyzes the relation of soil characteristics to displacement, critical surcharge and ultimate bearing capadty, condition of plastic flow and lateral flow pressure, comparing them with the existing theories. Understanding the causes of lateral displacement in soft soils due to unsymmetrical surchages will prevent a damage in advance.

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