• 대한지하수환경학회지
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• 제6권2호
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• pp.87-94
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• 1999

본 연구는 GIS를 활용하여 미국 EPA에서 개발한 DRASTIC 모델에 구조선 밀도, 토지이용을 추가한 변형된 DRASTIC 모델을 개발하고 경기도 평택군 지역의 지하수 오염 가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 부가적인 인자를 사용한 이유는 구조선 밀도의 경우 우리 나라의 수리지질 환경에서 대수층은 대부분 암반 대수층인 점을 고려했을 때, 지하수 및 오염 물질 유동에 있어서 구조선의 역할이 매우 중요하기 때문이며, 토지 이용은 점오염원 혹은 비점오염원의 영향을 간접적으로 연구지역에 적용할 수 있기 때문이다. 통계적인 분석을 위하여 각각의 인자별 벡터 레이어를 격자 레이어로 전환하고 각 인자별 상관계수. 3 방향의 주성분 분석에 의한 공분산. 고유치, 고유벡터 등을 구하여 인자들간의 상관관계를 비교 분석하였다. 또한 일반적인 DRASTIC 레이어와 구조선 밀도 레이어, 토지이용 레이어간의 상관계수를 각각 구하고, 이를 각각의 가중치로 적용하여 최종적인 변형된 DRASTIC 모델을 구축하였다. 변형된 DRASTIC 모델을 사용한 결과 일반적인 DRASTIC 모델에 비해 오염 가능 지역이 많이 세분화되었고. 그 결과 오염 가능성이 높은 취약 지역을 구체적으로 구분할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.499-507
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• 2004

본 연구에서는 준 분포형 지표수 유출모형인 SWAT과 3차원 지하수 유동모형인 MODFLOW의 완전 연동형 결합모형을 독자적인 방식에 따라 개발했다. SWAT의 지하수 모형성분은 집중형이므로 분포형 매개변수와 변화하는 양수량, 지하수위의 변화 등을 고려하지 못하며 MODFLOW 모형은 주요 입력자료인 함양량의 정확한 산정이 어렵다는 한계를 안고 있다. 이를 극복하기 위해 준분포형 모형인 SWAT의 HRU를 분포형 모형인 MODFLOW의 격자로 대응시키기 위해 DEM을 이용한 HRU-GRID변환기법을 독자적으로 개발하였으며, 수문성분 교환은 지하수 함양량의 전달과정과 하천네트워크-대수층간의 상호작용을 고려하여 완성하였다 결합모형을 이용하면 지표수나 지하수 모형만으로는 해결되지 않는 하천-대수층간의 경계유량을 고려한 유출해석이 가능해짐으로써 지하수 유출량을 포함한 유역내 총 유출량의 신뢰성이 증대될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.387-395
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• 2017

기후변화에 따른 해수면 상승으로 인하여 해안지역의 지하수계에 해수침투가 가중된다. 지하수의 염분농도가 증가하면 지하수면 상부의 불포화 토양에서도 염분 농도가 증가할 수 있으며, 이는 농경지에서 작물피해를 일으킬 수 있다. 해수면이 상승함에 따라 내륙의 지하수위도 함께 상승한다. 이는 불포화 토양층의 두께를 감소시켜 해안 저지대의 경작에 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서 지하수 해수침투는 3차원 모델, 토양 염류화 평가는 연직 1차원 모델을 합성 적용하여 해안 농경지에 대한 해수면 상승 피해를 평가하는 방법을 개발하였다. 3차원 해수침투 모델에서 지하수면의 수위와 농도분포를 계산하고 최상부 절점 중에서 염분 농도가 기준 값 이상인 절점에서 지하수면과 지표면 사이의 토양층에서 연직 1차원 모델링으로 토양층의 염분 농도와 불포화대 두께를 계산하였다. 농경지의 토양 염류화는 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판단하였다. 개발된 모델링 방법을 가상의 간척농경지에 적용하였다. 해수면 상승자료로 IPCC의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 사용하였다. 평가 결과는 2050년과 2100년에 대하여 제시하였다. 연구결과 대상지역에서 기후변화 시나리오 RCP 8.5에서 2100년에는 지하수 염류화 피해 면적은 간척지 육지면적 대비 7.8%, 염류화 토양 면적은 6.0%, 불포화층의 두께가 뿌리심도보다 적은 지역의 면적은 1.6% 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권2호
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• pp.65-79
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• 2003

본 연구에서는 지리정보시스템(GIS)을 사용하여 Visual MODFLOW 지하수 유동 모델링 툴에 필요한 입력 인자(자료)를 과학적으로 만들어줄 뿐만 아니라, 모델링을 위해 입력된 인자들과 모델링 후 생성된 결과물들을 DB화하고 이를 체계적으로 관리할 수 있도록 하는 Visual MODFLOW 지하수 유동 모델링을 위한 GIS 기반 전 후처리기를 개발하였다. 이 전 후처리기의 모듈로서 가장 특징적인 것은 모델구역 내에서 관정 주변에 상대적으로 조밀하게 즉, 셀의 크기가 다양한 그리드를 GIS ArcView에서 자동 또는 반자동으로 형성하는 툴을 개발하였다는 것이다. 모델링 구역 내에서 다양한 경계조건(boundary condition)을 반영한 DXF 생성을 위한 툴 개발도 들 수 있다. 아울러 2차원인 ArcView를 이용하여 3차원 수리지질구조를 생성하고, MODFLOW 프로그램의 입출력 자료형태와 동일한 위상구조를 유지한 채 전 후처리하도록 한 것은 이 연구의 가장 큰 성과이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.22-35
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• 2016

Global climate change could have an impact on hydrological process of a watershed and result in problems with future water supply by influencing the recharge process into the aquifer. This study aims to assess the change of groundwater recharge rate by climate change and to predict the sustainability of groundwater resource in Pyoseon watershed, Jeju Island. For the prediction, the groundwater recharge rate of the study area was estimated based on two future climate scenarios (RCP 4.5, RCP 8.5) by using the Soil Water Balance (SWB) computer code. The calculated groundwater recharge rate was used for groundwater flow simulation and the change of groundwater level according to the climate change was predicted using a numerical simulation program (FEFLOW 6.1). The average recharge rate from 2020 to 2100 was predicted to decrease by 10~12% compared to the current situation (1990~2015) while the evapotranspiration and the direct runoff rate would increase at both climate scenarios. The decrease in groundwater recharge rate due to the climate change results in the decline of groundwater level. In some monitoring wells, the predicted mean groundwater level at the year of the lowest water level was estimated to be lower by 60~70 m than the current situation. The model also predicted that temporal fluctuation of groundwater recharge, runoff and evapotranspiration would become more severe as a result of climate change, making the sustainable management of water resource more challenging in the future. Our study results demonstrate that the future availability of water resources highly depends on climate change. Thus, intensive studies on climate changes and water resources should be performed based on the sufficient data, advanced climate change scenarios, and improved modeling methodology.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.19-27
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• 2017

최근 도심지에서 상하수도 등의 지중매설관 노후 및 접합 불량에 따른 누수에 의해 일어나거나, 터널굴착 및 지하구조물 시공 시 부실시공 또는 관리 부실로 인한 지하수의 유입으로 지중공동이 발생하고 이로 인하여 지반침하가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 포화-불포화 다공성 매질에 대한 지하수 변동을 예측할 수 있는 수치모델(SEEFLOW3D)을 개발하였으며 개착식 및 비개착식 굴착 시나리오를 구성하여 지반굴착에 따른 영향을 모사하였다. 또한, 개발모델의 검증을 위해 범용수치해석 프로그램(Visual MODFLOW)과 비교 분석을 수행하였다. 그 결과 평균 오차는 -3.95~5.72%이며 정규화 된 RMSE는 0.56~4.62%로 나타났다. 향후 본 연구의 개발모델은 지반굴착 공사 시 지하수 유출량을 예측하고 이에 따른 차수벽의 최적 설계 등을 위한 해석툴로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.111-115
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• 1997

파쇄매질에서 불규칙한 양상의 유체유동과 용질이동의 모의를 위하여 연속체 모델을 대체하는 분리단열망 모델의 이용이 확산되고 있다. 분리단열망 모델은 단열내 유량이 단열 간극의 삼승에 비례한다는 삼승법칙과 매질이 이러한 단열의 통계적 조합으로 구성된다는 가정에 바탕을 두고 있다. 본 연구는 단열교차점에서 삼승법칙의 유효성이 유지될 수 있는가를 평가하기 위하여 경계좌표계 변환법을 이용하여 단열간 교차각과 단열에서 유량분포의 관계를 분석하였다. 단열 교차각의 변화에 따른 유선의 분포에 대한 분석을 통하여 단열의 기하학적 형태가 단열의 유량분포에 영향을 미침을 확인하였다. 따라서, 삼승법칙에 대한 엄밀한 수치적 실험적 검증이 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.944-944
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• 2012

Urbanization leads to a change of hydrologic responses because impervious area is increased by urbanization. Decrease of groundwater recharge and increase of overland flow are general hydrologic characteristics caused by urbanization. This can be a source of damages such as increased flooding and reduced groundwater levels. Daily streamflow in Gabcheon watershed, South Korea is simulated by ARCSWAT model, an extension of SWAT2005. After calibration and validation of model, the simulated daily streamflow from 1997 to 2001 are statistically analyzed. The phenomenon that $T_{Qmean}$ is inversly proportional to coefficient of variation for the simulated daily streamflow is demonstrated. Also, hydrologic response was more influenced by weather than land use for high flow. This study also examines the effect of land use change on daily streamflow with spatially and quantitatively different land use maps. The simulated stream flow is tested by Mann-Whitney method. The median between stream flows simulated for 1990 and 2000 land use maps is significantly different, but the simulated streamflow for spatially different land use maps is almost unchanged.

• 지질공학
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• 제14권3호
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• pp.287-300
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• 2004

Visual Modflow를 이용하여 터널 굴착 시 터널 내 지하수 유입 량과 영항반경에 영향을 미치는 수리 인자들에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 터널의 심도 및 수리전도도의 민감도가 가장 크게 나타났으며, 굴착 후 경과 시간에 따라 민감도의 순위가 달라지는 것으로 분석되었다. 비산출률의 경우 굴착 후 시간이 경과함에 따라 민감도가 지속적으로 증가하는 것으로 나타나 배수형 터널 설계 시 수리전도도와 함께 중요하게 고려되어야 할 변수인 것으로 밝혀졌다. 터널굴착 및 방수 처리 과정을 모사할 수 있는 부정류 모델링 기법을 제시하였으며, 실제 터널 설계 지역에 적용하여 굴착과정에서 발생하는 터널 내 지하수 유입량 주변 지역 지하수계의 변화를 예측하였다. 예측 모델의 결과는 모델 보정을 통하여 설정한 수리 전도도에 매우 민감하므로, 사후 모니터 링을 통한 모델 검증이 요구된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.33-36
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• 2007

최근 들어 preferential flow같은 현장조건의 불균질한 매질을 이동하는 지하수 거동해석에 이류 분산 방정식을 적용하는데 많은 문제점들이 제기되어 왔다. 이에 따라 Kim 등(2005)은 최소한의 모형인자로 preferential flow 경로를 통한 토양지하수의 흐름을 예측할 수 있는 간단한 모형을 개발한 바 있다. Kim 등(2005)이 제시한 Generalized Preferential Flow Model(GPFM)은 토양을 표층주변의 분배 층(distribution layer)과 그 밑의 운반구역(conveyance zone)으로 나누어 거동을 예측하고 있다. 본 연구에서는 GPFM을 간단히 소개하고 기존의 다른 실험결과에 적용한 후 이류분산방정식(CDM)과의 비교를 통해 모형을 검증해 보고자 하였다. 기존에 발표된 두 개의 실험값에 GPFM을 적용해본 결과, GPFM은 세 가지 인자-유효함수비, 유속, 분산계수-를 입력하여 silty 및 sandy loam 토양 내 추적자의 파과곡선을 잘 예측하였다. CDM을 이용한 예측 값과 비교한 결과 GPFM과 CDM 모두 실제 관측된 파과곡선과 일치된 경향을 보였으나, GPFM에 의해 추측된 인자들이 더 현실적으로 가능한 값을 나타내었다. 인용된 두 실험값에 GPFM을 적용할 경우 예측 값에 가장 영향을 끼친 인자는 유효함수비로 나타났는데, 이는 Kim 등(2005)이 같은 종류의 토양에서 유속이 GPFM의 결과에 가장 영향을 끼쳤다고 보고한 것에 비해, 다른 성질의 토양에서는 유효 함수비가 가장 결정적인 인자임을 보여준다. 본 연구를 통해 GPFM이 이용하기가 쉽고 여러 가지 현장조건에 적용성이 높아 preferential flow 경로를 통한 토양지하수의 흐름을 예측할 수 있는 유용한 도구임을 확인하였다.