• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.75-84
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• 2011

The objective of this study is to evaluate the hydrologic impacts of climate and land use changes in a rural small watershed. HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, ver.3) A2 scenario and LARS-WG (Long Ashton Research Station - Weather Generator) were used to generate future climatic data. Future land use data were also generated by the CA-Markov (Cellular Automata-Markov) method. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used to evaluate hydrologic impacts. The SWAT model was calibrated and validated with stream flow measured at the Baran watershed in Korea. The SWAT model simulation results agreed well with observed values during the calibration and validation periods. In this study, hydrologic impacts were analyzed according to three scenarios: future climate change (Scenario I), future land use change (Scenario II), and both future climate and land use changes (Scenario III). For Scenario I, the comparison results between a 30-year baseline period (1997~2004) and a future 30-year period (2011~2040) indicated that the total runoff, surface runoff, lateral subsurface runoff, groundwater discharge, and evapotranspiration increased as precipitation and temperature for the future 30-year period increased. The monthly variation analysis results showed that the monthly runoff for all months except September increased compared to the baseline period. For Scenario II, both the total and surface runoff increased as the built-up area, including the impervious surface, increased, while the groundwater discharge and evapotranspiration decreased. The monthly variation analysis results indicated that the total runoff increased in the summer season, when the precipitation was concentrated. In Scenario III, the results showed a similar trend to that of Scenario II. The monthly runoff for all months except October increased compared to the baseline period.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.103-109
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• 2020

The inflow rate is of interest in the design of underground structures such as tunnels and buried pipes below the groundwater table. Soil permeability governing the inflow rate significantly affects the hydro-geological behavior of soils but is difficult to estimate due to its wide range of distribution, nonlinearity and anisotropy. Volume changes induced by stress can cause nonlinear stress-strain behavior, resulting in corresponding permeability changes. In this paper, the nonlinearity and anisotropy of permeability are investigated by conducting Rowe cell tests, and a nonlinear permeability model considering anisotropy was proposed. Model modification and parameter evaluation for field application were also addressed. Significance of nonlinear permeability was illustrated by carrying out numerical analysis of a tunnel. It is highlighted that the effect of nonlinear permeability is significant in soils of which volume change is considerable, and particularly appears in the short-term flow behavior.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.269-279
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• 2015

최근 지구온난화로 인한 기상이변으로 전세계가 몸살을 앓고 있다. 우리나라도 같은 실정에 직면해 있으며 이에 대비하는 차원으로 대하천 정비사업을 실시한 바 있다. 제방에 대한 정비항목으로는 하천준설, 제내지와 제외지에 대한 성토 및 보강등이 있으며 이로 인해 지하수 흐름양상이 변하게 될 것으로 추정된다. 그러므로 이와 같은 환경을 시뮬레이션을 통해 제내지와 제외지의 높이에 따른 제방의 파이핑 안정성을 분석해볼 필요가 있는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 낙동강의 지류인 회천에 위치한 율지제를 중심으로 본 연구제방에 설치된 간극수압센서를 이용하여 제내지와 제외지의 표고변화에 따른 제방내부의 지하수 침투양상을 SEEP/W를 이용하여 정상류 및 부정류를 고려한 모의를 수행하고 안정성을 검토하였다. 모의결과, 제내지의 표고가 상승할수록 파이핑 안정성이 증가하는 것으로 나타났으며 제외지측은 표고와는 상관없이 하천수위에 따라 파이핑 안정성이 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러므로 제방의 파이핑 안정성을 증대시키기 위해서는 제내지의 성토와 적정하천수위유지와 같은 제방의 외적 요소들도 함께 고려해야할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권5호
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• pp.523-531
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• 2013

In this study, a method of simulating ephemeral stream runoff characteristics in Jeju watershed is newly suggested. The process based conceptual-physical scheme is established based on the SWAT-K and applied to Cheonmi-cheon watershed which shows the typical pattern of ephemeral stream runoff characteristics. For the proper simulation of this runoff, the intermediate flow and baseflow are controlled to make downward percolation should be dominant. The result showed that surface runoff simulated by using the modified scheme showed good agreement with observed runoff data. In addition, it was found that the estimated runoff directly affected the groundwater recharge rate. This conceptual model should be continuously progressed including rainfall interception, spatially estimated evapotranspiration and so forth for the reasonable simulation of the hydrologic characteristics in Jeju island.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-105
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• 2011

중저준위 방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위하여 지하 사일로와 그 주변의 굴착손상영 역 (EDZ) 및 단열암반을 고려한 지하수유동해석과 핵종이동해석의 통합모델을 개발하였다. 사일로를 다중방벽개념으로 고려하여 사일로를 구성하는 3개의 특성지역 (waste, buffer, concrete)으로 구분하여 해석하였고, EDZ는 사일로 주변과 건설운영 터널 주변의 손상영역을 고려하였다. 단열암반의 불균일성은 분리단열 (discrete fractures)로 부터 해석된 불균일한 지하수 유속계로 도출하였고, 그 결과를 핵종의 이동경로를 모사하는데 사용하였다. 현 모델은 핵종누출에 따른 사일로 배치의 최적화와 안전성의 정량화를 도출하는데 사용가능하다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.973-984
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• 2007

This study developed and calculated alternative evaluation index (AEI) from the effectiveness analyses of alternatives for rehabilitation of distorted hydrologic cycle. The feasible alternatives for the poor-conditioned region in the Anyangcheon watershed were proposed and quantitatively analyzed using continuous water quantity/quality simulation model, Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF). The effectiveness analyses include 355th flow and 275th flow of flow duration curve and number of increased days to satisfy the target monthly flow for water quantity and BOD average concentration, total daily loads and number of increased days to satisfy the target concentration and total daily loads. The feasible alternatives are restoration of covered stream, prevention of streamflow loss through sewers, redevelopment of existing reservoir, reuse of treated wastewater, use of groundwater collected by subway stations and construction of small wastewater treatment plant. Therefore, alternative priority ranking was derived from AEIs. It will be effective to make an integrated watershed management for sustainable development.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권6호
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• pp.45-55
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• 2005

한반도의 고 지열류량 지대에 속하는 포항시 흥해지역 일대에 대한 지열수 조사를 수행하였다. 그 결과 이 지역 지열수는 지열수대 연변부로서 저류암과 완전평형을 이루지 못하는 것으로 나타났다. 동위원소분석 결과 심부 지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-10.1\%_{\circ},\;{\delta}D=-65.8\%_{\circ}$), 중간심도(평균: ${\delta}^{18}O=-8.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-59.6\%_{\circ}$), 천부지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-8.0\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.6\%_{\circ}$), 지표수(평균: ${\delta}^{18}O=-7.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.3\%_{\circ}$)를 보여 심부지하수는 강우에서 기원하였고, 지형적으로 고도가 높은 지역에서 함양되었으며, 해수의 영향을 받지 않았음이 밝혀졌다. 물 지질온도계를 이용한 결과 D-2, D-5, D-6, I-04부근에서 이상 고온대가 추정된다. 실리카-엔탈피 혼합모델 추정결과 저류대 온도는 410 kJ/kg으로서 $98^{\circ}C$에 해당하여 Na-K 및 K-Mg온도계에 의한 추정결과와 일치한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권6호
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• pp.119-128
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• 2012

The applicability and accuracy of Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model on the estimation of soil loss at impacted area of shooting range was tested to further the understanding of soil erosion at shooting ranges by using RUSLE. At a shooting range located in northern Kyunggi, the amount of soil loss was estimated by RUSLE model and compared with that estimated by Global Positioning System-Total Station survey. As results, the annual soil loss at a study site (202 m long by 79 m wide) was estimated to be 2,915 ton/ha/year by RUSLE and 3,058 ton/ha/year by GPS-TS survey, respectively. The error between two different estimations was less than 5%, however, information on site conditions should be collected more to adjust model coefficients accurately. At the study shooting range, sediments generated by rainfall was transported from the top to near the bottom of the sloping face through sheet erosion as well as rill erosion, forming a gully along the direction of the storm water flow. Coarser fractions of the sediments were redeposited in the limited area along the channel. Distribution characteristics of explosive compounds in soil before and after summer monsoon rainfall in the study area were compared with the erosion patterns. Soil sampling and analyses results showed that the dispersion of explosive compounds in surface soil was consistent with the characteristics of soil erosion and redeposition pattern of sediment movements after rainfalls.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.553-564
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• 1998

지하저장공동의 적절한 설계와관리를 위해서는 공동주위의 지하수 흐름이 분석되어야 한다. 지하수 흐름은 수리전도도의 공간적인 변동성에 의해 영향을 받게 되므로 본 연구에서는 이러한 영향분석을 위해 추계학적 개념을 도입한 2차원 유한요소모형을 개발하였다. 추계학적으로 정의된 불균일 매질에서의 2차원 정류흐름에 대한 근사해를 얻기 위해 Monte carlo 방법을 이용하엿으며, 이를 위해 알려진 평균과 표준편차를 가진 수리전도도를 발생시켰다. 모형을 통한 예측결과의 불확실성은 수리전도도의 불균일성 뿐 아니라 수막시설이나 경계조건과 같은 흐름계의 성질에도 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서 수두와 동수경사의 예측에 대한 불확실성은 평균동수경사가 상대적으로 큰 공동직상부에서 크고, 경계로부터 멀수록 커지는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 특히 동수경사의 불확실성을 널리 안려진 기밀조건식과 관계시켜 분석하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.53-64
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• 2009

습지는 다양한 생지화학적 반응기작을 통하여 폐수로부터 유입되는 유기오염물질을 완화/정화하는 지역으로 알려져있다. 본 연구에서는 습지에서 다양한 물질의 성상과 거동을 모의하기 위하여 수학적 모형을 개발하였다. 개발한 모형은 1차원 수직 포화 모형으로 이류, 수리학적 분산, 미생물에 의한 생분해, 산화/환원반응, 식생과 조수 등 외부환경의 영향을 고려하였다. 조수의 영향은 퇴적물 내 공극수의 흐름에 주기적인 변화를 일으키고, 계절에 따라 식생은 증발산과 뿌리로부터의 산소공급을 통해 흐름과 근권 내 산화/환원 환경에 영향을 미친다. 개발된 모형을 적용하여 습지퇴적물 내에 존재하는 관심물질의 공간적 및 시간적 분포 모의를 위한 가상의 수치실험을 수행하였다. 또한 대표적인 중금속 오염물질의 하나인 크롬의 습지퇴적물 내 성상과 거동을 모의하였다. 모의 결과는 식생 뿌리와 조수가 습지퇴적물 내 전자수용체, 환원물질, 중금속의 분포에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.