• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.16 no.6
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• pp.27-33
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• 2011

Infiltration plays an important role in the urban water cycle. Infiltration has a potential to contribute to groundwater recharge in addition to runoff reduction. However, infiltration in urban areas has been considered only as a means of runoff reduction. Conventional design methods for infiltration facilities assume soils to be fully-saturated for the sake of simplicity. The amount of groundwater recharge can not be estimated properly with this scheme. Hence, the characteristics of the unsaturated soil condition need to be considered. The finite element model using SEEP/W to estimate infiltration under the unsaturated condition is presented. Infiltration tests for Joomonjin sand are performed and the infiltration behavior of Joomoonjin sand under the unsaturated condition is measured experimentally to verify the validity of the finite element model. The results from comparing infiltrated volume between the saturated and the unsaturated conditions under the same soil and rainfall conditions show that the infiltrated volume in the unsaturated condition is two times bigger than that in the saturated condition.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.24 no.1
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• pp.1-8
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• 2014

Numerical stability analysis of an unsaturated infinite slope under rainfall-induced infiltration conditions was performed using generalized effective stress to unify both saturated and unsaturated conditions The soil-water characteristic curve (SWCC) of sand with a relative density of 75% was initially measured for both drying and wetting processes. The hydraulic conductivity function (HCF) and suction stress characteristic curve (SSCC) were subsequently estimated. Under the rainfall-induced infiltration conditions, transient seepage analysis of an unsaturated infinite slope was performed using the finite element analysis program, SEEP/W. Based on these results, the stability of an unsaturated infinite slope under rainfall-induced infiltration conditions was examined in relation to suction stress. According to the results, the negative pore-water pressure and water content within the slope soil changed over time due to the infiltration. In addition, the variation of the negative pore-water pressure and water content led to a variation in suction stress and a subsequent change in the slope's factor of safety during the rainfall period.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.322-322
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• 2018

우리나라의 기후는 대부분 지역의 강수량이 약 1,350mm 이상의 습윤지역이다. 하계 집중형 강수형태로, 우리나라는 연강수량의 50%이상이 여름철(6월~9월)에 집중된다. 또한 제방이 제 기능을 발휘할 수 있는 시기도 6~9월이 되기 때문에 이전에 제방의 적절한 점검과 보강이 이루어져야 홍수와 태풍과 같은 자연재해를 막을 수 있다(Cha et al, 2010). 제방이 제 기능을 발휘하기 위해서는 홍수나 범람 등에 얼마나 견딜 수 있는지를 알아야 한다. 그러기 위해서는 무엇보다도 제방이 자연재해로부터 손상을 입게 되는 원인과 과정, 하천수의 침투로 인한 제체내부의 역학적 거동 등에 대한 충분한 이해와 지식을 함양해야 한다. 본 연구에서는 하천 제방에 대한 홍수취약성을 평가하는 새로운 기법을 기후변화에 따라 달라지는 하천의 수위변화를 고려하여 제방의 취약성 변화 정도를 파악해보고자 한다. 이를 위해 미래 기후변화 시나리오를 기반으로 대상유역의 홍수량을 산정하여 홍수위를 구하고 제방의 2차원 지하수침투 모형인 SEEP/W를 이용하여 침투거동을 분석함으로써 침투안정성을 평가하였다. 대상지역은 한강 본류 서울 구간으로 선정하여 대표 제방을 선정한 후, 대표 제방의 현재 계획홍수위와 기후변화를 고려한 홍수위를 고려하여 제방의 안전율을 분석하였다. 제방의 취약성 분석에 필요한 인자를 도출하고 이를 활용하여 기후변화 시나리오에 따른 제방의 수위변화를 고려한 제방의 취약성 분석을 실시하였으며 분석결과를 본 연구자가 기 개발한 제방홍수취약성지수(Levee Flood Vulnerability Index, LFVI) 값을 이용하여 제방의 취약성에 미치는 영향을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.313-313
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• 2019

제방이 제 기능을 발휘하기 위해서는 홍수나 범람 등에 얼마나 견딜 수 있는지를 알아야 한다. 그러기 위해서는 무엇보다도 제방이 자연재해로부터 손상을 입게 되는 원인과 과정, 하천수의 침투로 인한 제체내부의 역학적 거동 등에 대한 충분한 이해와 지식을 함양해야 한다. 본 연구에서는 하천 제방에 대한 홍수취약성을 평가하는 새로운 기법을 제시하고 기후변화에 따라 변화하는 수위에 대하여 제방에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 먼저 2차원 지하수침투 모형인 SEEP/W를 이용하여 제방의 침투거동을 분석하여 침투안전성을 평가하였다. 침투거동뿐만 아니라 기후변화에 따른 하천환경여건을 고려하는 제방의 취약성 분석 기술이 필요함으로써 본 연구에서는 추가적으로 제방의 취약성 분석에 필요한 인자를 도출하여 제방의 홍수취약성지수(levee flood vulnerability index； LFVI)에 의한 취약성 평가기법을 새로이 개발 하였다. 대상지역을 국가하천과 지방하천으로 구분하였다. 이들 대표 제방지점에서 현재의 계획홍수위와 기후변화 시나리오 RCP8.5를 고려한 계획홍수위를 적용하여 제방의 활동 안전율과 제방홍수취약성지수를 분석하였다. 그리고 제방홍수취약성지수를 구성하는 각각 인자들에 대하여 기후변화에 따른 변화 정도를 파악하였다. 이들 인자들을 종합적으로 활용한 제방홍수취약성지수 값을 이용하여 최종적으로 기후변화에 따른 제방의 취약성을 추정할 수 있도록 하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.8
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• pp.159-166
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• 2004

In this study, experiments on the SWCC were performed in order to find out the characteristics of unsaturated soil and to analyze the stability of unsaturated weathered slopes with rainfall-induced wetting. Several soil types classified by mixture portion of clay (CH) in the weathered soil (SW) were used in experimental tests. To achieve the SWCC, the filter paper method was used on SW with varying clay contents. A tensiometer test was used for measuring wetting front suction of the soils in a laboratory with varying relative densities. Based on the experimental results, it is shown that the wetting front suction increases as clay contest of mixture soil increases : in particular, the wetting front suction increases sharply as the clay contents increase. It is also found that wetting front suction affects the initial wetting band depth and stability of the slope.

• Tunnel and Underground Space
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• v.17 no.1 s.66
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• pp.56-65
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• 2007

A new underground LNG storage concept in the rock mass has been developed by combining underground cavern construction and new ice-ring harrier technologies with the conventional cryogenic insulation system. Technical feasibility of the storage system has been verified through construction and operation of the pilot storage cavern and a full-scale project is expected to start in the near future. One of the most important issues in the LNG storage system is the operational efficiency of the storage to minimize heat loss during a long period of operation due to the cryogenic heat transfer. This paper presents several important results of heat transfer and coupled hydro-thermal analyses by a finite element code Temp/W and Seep/W. A series of heat transfer analyses for full-scale caverns were performed to determine design parameters such as boil-off gas ratio (BOR), insulation thickness and pillar width. The result of the coupled hydro-mechanical analysis showed that BOR for underground storage system remains at about 0.04 %/day during the early stage of the operation. This value could be even much lower when the discontinuities in the rock masses are taken into consideration.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.19 no.1
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• pp.25-31
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• 2009

This study was conducted to characterize the relationship of rainfall intensity and slope stability by using numerical analysis. The maximum precipitation rate for 10 minutes, 1 hour and 1 day was determined as 28 mm, 70 mm and 271 mm, respectively, by investigating 36 years of KMA data. Then slope infiltration analysis was performed to obtain the ground water level in the slope by using computer programming SEEP/W, and slope stability analysis was done for each time step by using program SLOPE/W. The factor of safety was minimized when the slope was saturated under each rainfall intensity; the time required for saturation was 2 hours with 10 minutes rainfall intensity of 28 mm, 7 hours with 1 hour rainfall intensity of 70 mm and 3 days with 1 day rainfall intensity of 271 mm. When accumulated rainfall was 196 mm for the 10minutes rainfall intensity of 28 mm with duration of 2 hours, the factor of safety was decreased to 1.0, while accumulated rainfall of 468 mm and 820 mm for the 1 hour and 1 day rainfall intensity, respectively, was required to reach the factor of safety, 1.0. Since the normalized rainfall intensity was 13 mm and 1.9 mm for 1 hour and 1 day maximum rainfall, respectively, those results showed that the rainfall intensity could have a more effect on the slope stability than the accumulated rainfall.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2003.03a
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• pp.177-184
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• 2003

매립장 내의 설치된 중간 복토층(intermediate cover)은 매립 도중 혹은 매립완료 후 종종 침출수가 하부의 침출수 집배수관으로 이동하는 것을 막아 매립장 내에 일정 침출수위를 형성시킨다. 이렇듯 중간 복토층은 침출수의 원활한 순환을 막아 매립장 바닥에 형성되어야 하는 침출수위가 중간복토층 위에 형성되도록 하는데, 이는 매립장의 구조적 안정성을 깨뜨리고 주변으로 침출수 누출을 유발시키게 된다. 본 연구에서는 이처럼 중간복토층 상부에 형성된 침출수위를 저하시키기 위하여, 폐기물 매립시 중간복토층에 투수성이 뛰어나고 역학적 강도와 화학적 내구성을 갖는 배수파일(Drain Pile)을 설치할 것을 제안하였다. 배수파일은 중간복토층 상부에 형성될 수 있는 침출수를 매립장 바닥으로 배수시키고, 침출수 집배수정으로 이송이 가능하게 만든다. 또한 배수파일은 매립장 내부에 설치됨으로써 폐기물의 자체 강성을 증가시키고, 동시에 매립장의 측방유동을 막아 구조적 안정성을 확보하는 효과도 기대할 수 있다. 실내시험을 통해 배수파일 충진재로서 굴패각의 활용가능성을 확인한 결과, 산업 폐기물인 굴패각이 침출수의 pH를 중화시키고 유해물질인 NH$_{4}$$^{+}$를 제거하는데 효과적임을 확인할 수 있었다. 한편, 실제현장의 침출수흐름을 모사하기 위해 범용 프로그램(SEEP/W)을 이용하여 매립지 내에서 배수 파일의 효과를 확인하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.19 no.1
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• pp.41-49
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• 2003

Rainfall-induced landslides in a weathered granite soil slope usually happen on shallow slip surfaces above the groundwater table. The pore-water pressure of soil above the groundwater table is usually negative. This negative pore-water pressure (or matric suction) has been found to make a large contribution to the slope stability. Therefore, the variation of in-situ matric suction profiles with time elapse in a soil slope should be understood. In this study, a field measurement program was carried out from June to August, 2001 in order to monitor in-situ matric suctions and volumetric water contents in a weathered granite soil slope. Finite-element transient seepage analyses are also conducted using SEEP/W. The influence of climatic conditions on the variation of in-situ matric suctions could be found to decrease rapidly with the change of depth. It could be found that decrement of matric suction induced by precipitation is affected not only by the amount and duration of rainfalls but also by the initial matric suction just prior to rainstorms. The soil-water characteristic from the field monitoring tends toward the wetting path of SWCC obtained from the laboratory test.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.231-231
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• 2016

산업혁명 이후 인간사회의 산업화 및 도시화의 가속으로 지구온난화는 기후변화를 야기해 왔으며, 이로 인한 각종 부정적인 영향과 심각성은 날로 커져가고 있는 현실이다. IPCC(Intergoverment Panel on Climate Change)는 기후변화의 주범인 온실가스를 감축할 지라도 기후의 탄성 때문에 앞으로 수세기 이상 계속 진행될 것으로 전망하였으며, 기후변화 영향의 근원적 방지는 불가능하기 때문에 결국 수자원 관리 측면에서도 기후변화에 적응하기 위한 각종 적응전략 개발의 필요성을 강조하였다(IPCC, 2007). 또한, 극한강수의 발현비율이 도시 및 비도시 지역의 구분 없이 과거 30년에 비해 크게 증가하고 있으며 이러한 추세는 수공구조물의 치수안전도 저하에 큰 영향을 준다. 우리나라는 그동안 하천, 유역 홍수저감 시설물과 댐 등 대형 수공구조물에 대한 안전성 평가를 주기적으로 수행해 왔으나 단순히 모니터링을 통하여 현재의 안전기준의 부합 여부만을 판단하는 수준에 그치고 있다. 장래 증가하는 홍수피해에 대처하기 위해서는 다양한 극한강우 및 극한홍수시나리오를 기반으로 시설물 설계기준별 홍수 위험도와 취약성을 평가하고, 극한홍수 방어기준을 재설정하여 현재 설계기준을 제고할 필요가 있으며, 시설물별 안전도 평가와 위험도 저감계획 및 경제성 평가를 종합적으로 고려한 실행프레임워크 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SEEP/W 모형을 이용하여 일반적인 하천 제방을 바탕으로 침투해석을 실시하여 그 결과를 이용하여 안정성 평가에 대하여 검토하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 수문특성 변화분석 결과를 바탕으로 향후 발생할 수 있는 극치 수문사상의 값을 반영한 설계기준 강화 수방시설 계획 등의 연구에 활용하며, 여러 가지 수문학적 불확실성에 의하여 가변 가능한 도시하천 유역의 취약성 평가 및 위험도 분석을 통한 기후변화 대응과 수공구조물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.