• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.62-62
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• 2023

강우가 지표면 아래로 침투할 때 초기에는 투수층이 불포화 상태이어서 부압이 작용하면서 침투할 것이다. Richards 식(Richards, 1931)을 써서 불포화 투수층의 침투를 모의할 수 있다. 강우가 지속되는 동안 하상 아래 어느 구간은 포화 상태가 되어 Richards 식을 더 이상 사용할 수 없다. 하지만 현재까지의 연구는 Richards 식을 사용하여 침투를 모의하는 오류를 범하고 있다. 강우에 의한 침투를 예측할 때 지표면에서의 침투율 q_b 가 필요한 데 현존하는 연구에서는 Horton 식(Horton, 1941)을 사용하여 초기 침투율 f_o 와 장시간 후 침투율 f_c 와 시간에 따라 지수함수로 감소하는 계수 k 의 3가지 계수값을 실험이나 현장 관측값에서 찾아서 쓰고 있다. 그런데, 이 계수값은 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q 가 커지는 물리 현상을 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서 먼저 포화 투수층에서의 침투를 모의하는 식을 개발하였다. 지표면 아래에서 불포화 투수층에는 Richards식을 사용하고 포화 투수층에는 개발한 식을 사용하여 침투를 모의하였다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 를 구하는 공식을 개발하였다. 하상에서의 침투율의 최대값은 $q_{bmax}=-{\lambda}{\sqrt{2g(s-b)}}$ 일 것이다. 여기서 λ 는 투수층의 공극율, s 는 유출수면의 위치, b 는 지표면의 위치이다. 지표면에서의 침투율의 최소값 q_bmin 은 지표면 바로 아래 지점에서의 침투율일 것이다. 지표면에서의 침투율 q_b 로 q_bmax 와 q_bmin 사이의 적절한 값을 선택한다. 강우강도를 r_i 라고 하면 지표면 위 유출수의 연속방정식은 다음과 같다: $s-b={\int}(r_i-{\mid}q_b{\mid})dt$. 즉, 유출수면의 위치 s 는 강우강도 r_i 가 클수록 또는 지표면에서의 유출율의 크기 |q_b| 가 작을수록 크다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 와 지표면 아래에서의 침투율 q 는 s - b 가 클수록 크다. 따라서, 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q_b, q 가 큰 현상이 잘 반영되었다. 강우-침투-유출 모형실험을 수행하여 강우강도에 따라 침투율과 유출량이 다른 현상을 관측하여 수치실험 결과와 비교·검증하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.4
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• pp.363-373
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• 1998

In this study, random flow field in a nonstationary porous formation is characterized through cross covariances of the velocity with the log conductivity and the head. The hydraulic head and the velocity in saturated aquifers are found through stochastic analysis of a steady, two-dimensional flow field without recharge. Expression for these cross covariances are obtained in quasi-analytic forms all in terms of the parameters which characterize the nonstationary conductivity field and the average head gradient. The cross covariances with a Gaussian correlation function for the log conductivity are presented for two particular cases where the trend is either parallel or perpendicular to the mean head gradient and for separation distances along and across the mean flow direction. The results may be of particular importance in transport predictions and conditioning on field measurements when the log conductivity field is suspected to be nonstationary and also serve as a benchmark for testing nonstationary numerical codes. Keywords : cross covariance, nonstationary conductivity field, saturated aquifer, stochastic analysis.

• Journal of the Speleological Society of Korea
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• v.8 no.9
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• pp.6-14
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• 1983

성유굴도 다른 석회동굴과 같이 지면에 투수된 지하수에 의하여 그 지반을 덮고 있는 석회암층이 용해, 용식되면서 지면하에 용출이 생겼다. 물론 지하수대가 순환수대인 경우도 있고 한편 포화수대상태에 있는 경우의 두 가지가 있는데 성유굴은 포화수대의 지하수면하에서 형성된 것이다. 그리고 그후에 순환수류의 영향을 받게 되었다. (중략)

• Journal of the Speleological Society of Korea
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• v.9 no.10
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• pp.57-65
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• 1984

성유굴도 다른 석회동굴과 같이 지면에 투수된 지하수에 의하여 그 지반을 덮고 있는 석회암층이 용해, 용식되면서 지면하에 동굴이 생겼다. 물론 지하수대가 순환수대인 경우도 있고 한편 포화수대상태에 있는 경우의 두가지가 있는데 성유굴은 포화수대의 지하수면하에서 형성된 것이다. 그리고 그후에 순환수류의 영향을 받게 되었다. (중략)

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.3
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• pp.9-17
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• 2009

Most of the current drainage criteria have been developed on the basis of experimental field results and theoretical analyses of infiltration under saturated conditions. The objective of this study is to extend the understanding of pavement drainage systems by considering unsaturated condition in the sublayers. Analyses of unsaturated flows through pavements was performed by running finite element program(SEEP/W) with a range of pavement materials and drainage parameters. Meanwhile, the widely used DRIP program developed by FHWA is based on assumption of saturated condition of pavements. Differences between saturated and unsaturated condition in the sublayers of the pavements are verified. It is verified that for unsaturated conditions time to drain would take longer time compared to saturated condition.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.22 no.1
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• pp.45-52
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• 2006

A theoretical equation, from which we can get a suitable ratio of bentonite at bentonite-mixed soil, was derived for desigri of the impermeable condition. Bentonite is a soil with great expansion property and it has the permeability lower than $1\times10^{-7}cm/sec$ in spite of its maximum expansion state. Accordingly if the void of soil is filled with the liquid of bentonite, water will flow only through the veid of bentonite liquid. And the permeability of bentonite-mixed soil will always satisfy the condition as impermeable zone. However, because it is very difficult to mix uniformly bentonite with soil, it is thought that the actual mixing ratio fur the impermeable zone will be grater than that by theoretical equation. Permeability tests were performed to check the equation and a modified equation was suggested from the experimental results.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.179-184
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• 2008

Silt or clay alluvium fully saturated with water generally shows low resistivity. Sometimes it is believe that the low resistivity layer is considered as good aquifer but this makes problems in the development of groundwater. To overcome this problem, we adopted induced-polarization(IP) method with resistivity method. Laboratory experiments and resistivity/IP field surveys with non-polarization electrodes were conducted for the study. Laboratory experiments shows that the increase of clay contents in the sample mixed with sand and clay give low resistivity and high chargeability. We used this experiment results in the interpretation of resistivity/IP field data which were obtained in riverbank filtration. Finally, the layer which has low resistivity and chargeabilty would be regarded as a good aquifer for the development of groundwater intake.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.97-105
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• 2007

수문학적 토양유형은 복잡하게 세분되어 있는 토양의 종류를 수문학적인 목적에 따라 단순화하기 위해 만든 것으로 미농무성 토양보전국에서 고안한 개념이다. 우리나라 토양을 이 방법으로 구분하고자 하는 몇번의 시도가 있으며 그 중 대표적인 것이 정 등(1995)이 분류한 수문학적 토양군이다. 이는 토양의 침투 투수특성에 대한 실측자료가 부족한 우리나라의 실정을 감안하여 토성속(textural family), 배수등급(drainage class), 불투수층(impermeable layer), 투수성(permeability)의 네가지 토양특성을 분류특성으로 하여 각각에 1-4점 범위로 점수를 매긴 후 합산한 점수를 기준으로 수문학적 토양유형을 분류하는 것이다. 최근에는 토양의 한계침투속도에 따라 수문학적 토양유형을 분류하고자 하는 시도가 있으며 본 논문에서는 새로운 방법으로 분류할 때 기존의 방법과 어떠한 차이가 있는지 비교하고자 하였다. 정 등(1995)의 분류방법은 개념상 몇가지 문제점을 안고 있다. 먼저 토양의 수리특성은 같은 토성속이라 하여도 토양생성 과정과 토지이용 방법에 따라 그 차이가 매우 큼에도 불구하고 이에 대해 고려하지 못하였으며 다음으로 지표유거가 많아 배수가 양호한 토양의 강우 유출을 과소평가한다. 또한 얕은 토심에 존재하는 불투수층이 존재하는 경우 토양의 수리특성에 관계없이 적은 양의 강우에도 유출이 발생하므로 별도의 제한인자로 간주하여야 한다. 토양의 한계 침투속도를 이용한 분류방법은 이러한 문제점을 상당 부분 개선할 수 있다. 토양의 한계침투속도를 산정하기 위해 현장에서 지표 한계침투속도와 투수속도를 측정하였으며 이 자료를 확장하여 해석하기 위해 입자특성을 이용한 Pedo Transfer Function을 개발하였다. 토심 50 cm 포화시 토양 투수성을 한계 침투속도로 가정하였으며 50 cm 이내에 암반층과 지하수위가 존재할 경우 투수성에 관계없이 D유형으로 분류하였다. 새로운 방법으로 분류한 결과 기존의 분류와 몇가지 차이점이 발견되었다. 가장 큰 차이는 대부분의 논토양이 느린 한계침투속도의 영향으로 D유형에 속한 것이다. 산림토양과 밭토양은 기존 방법과 마찬가지로 A, B유형이 많았으며 암반층을 고려하기 전에는 기존 분류에 비해 강우 유출 가능성이 적은 쪽으로 평가되었다. 그러나 암반층이 존재하는 토양을 고려한 결과 A 또는 B 유형에 속하던 상당수의 산림토양이 새로운 분류에서 D유형으로 분류되었다. 지표 유거가 많아 배수등급이 매우양호로 분류되던 토양은 정 등(1995)의 분류와 비교하여 대부분 강우 유출 가능성이 큰 쪽으로 조정되었다. 새로운 수문학적 토양유형을 이용할 경우 낮은 토심에서 암반층이 발견되는 산림토양이 분포한 유역이나 산림, 밭 등에 식질 토양이 많이 분포하는 유역에서는 기존의 방법을 이용하는 것보다 강우 유출량이 높게 평가될 것으로 판단된다. 앞으로 강우 유출량 실측자료와의 비교를 통해 지속적인 보정을 하여야 할 것이며 특히 불투수층의 존재시 일괄적으로 D유형으로 분류된 토양의 경우 깊이에 따라 C 또는 D 유형으로 세분하여 조정할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1197-1204
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• 2008

강원도 남부(영월)와 충북 제천, 단양 등지에 널리 분포하는 석회암에서 유래된 토양은 점토 및 철분함량이 많은 식질계 토양이며 pH와 염기포화도(Base Saturation)가 높은 붉은색 토양이다. 이 토양은 식양질과 식질 등의 세립(細粒)질로만 구성이 되어 있고 자갈이 있는 토양으로 분류된다. 따라서, 토양의 침투 및 투수속도가 우리나라 토양의 주 모재인 화강암이나 화강편마암 유래 토양과는 다른 양상을 보인다. 본 연구는 세립질 특성을 보이는 석회암 유래 토양의 지표면에서의 침투속도와 토양층위별 투수속도를 측정해 복잡하게 세분되어 있는 토양의 종류를 수문학적인 목적에 따라 단순화하기 위해 만든 수문학적 토양유형을 분류하고자 하였다. 실험을 위해 이용된 토양은 과림, 모산, 장성, 마지, 안미, 평안통의 6개 토양이었고 장력 침투계(Disc tension infiltrometer)와 투수속도 측정계(Guelph permeameter)로 침투 및 투수속도를 측정했다. 현장측정 이후 추정식의 개발을 위해 토양층위별로 시료를 채취하여 실험실조건에서 입도분포, 유기물함량을 측정했다. 토양통별 침투 및 투수속도를 측정한 결과는 유기물 층이 존재하는 과림통은 공극이 많고 토층 내에 나무 및 식물뿌리가 존재해 전체적으로 침투 및 투수속도가 빠른 특성을 보여 수문유형을 A로 분류되었다. 모산통은 토층 내에 자갈함량이 아주 높고 투수속도가 다른 토양에 비해 월등히 빠른 특성을 나타냈으나 50cm이내에서 암반층이 존재하는 관계로 수문유형이 C로 분류되었다. 토층이 깊지 않은 장성통은 토층 내에 나무 및 식물뿌리가 많고 암석노출지가 존재해 침투속도가 빠름에도 불구하고 C 수문유형으로 분류됐다. 자갈이나 잔돌이 많은 마지통은 잔자갈이 존재하고 침투나 투수속도가 빠른 편으로 A유형이었다. 논으로 사용되는 안미통은 다른 석회암 유래토양에 비해 토층이 깊은 편이며 석회암 충적층에서 유래된 토양으로 선상지 및 곡간지에 분포한다. 관개된 상태에서 로타리 작업에 의해 표토의 특성이 교란되는 논으로 이용되는 특성 때문에 침투 및 투수속도는 느려 C유형으로 분류됐다. 잔돌이 존재하는 평안통은 석회암 붕적, 퇴적층으로부터 유래된 토양으로 산록경사지 및 선상단구에 분포하며 표토층인 A층에서 중입상구조를 보이며 공극이 많고 작물뿌리가 매우 많아 침투속도는 빠르나 B층에서는 점토 함량이 감소했다 증가하면서 토성이 급격히 바뀌는 특성을 나타내 투수속도는 느린 값을 보였으나 수분학적 토양유형은 B유형으로 분류됐다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.7 no.2
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• pp.59-65
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• 2000

The vertical distribution of pore water pressure in the highly saturated sand layer under the oscillating water pressure is studied theoretically and experimentally. By the experiments it is shown that the water pressure acting on the sand surface propagates into the sand layer with the damping in amplitude and the lag in phase, and that the liquefaction, the state that the effective stress becomes zero, occurs under certain conditions. These experimental results are explained fairly well by the same theoretical treatment as for the ground water problems in the elastic aquifer. The main characteristics of liquefaction clarified by the analysis are as follows: 1) The depth of the liquified layer increases with the increase of the amplitude and the frequency of the oscillating water pressure. 2) The increase of the volume of the water and the air in the layer increases the liquified depth. Especially the very small amount of the air affects the liquefaction significantly. 3) The liquified depth decrease rapidly with the increase of the compressibility coefficient of the sand. 4) In the range beyond a certain value of the permeability coefficient the liquified depth decrease with the increase of the coefficient.