• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.7-14
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• 2019

압축 벤토나이트는 고준위폐기물을 처분하기 위한 공학적방벽 시스템에서 중요한 구성요소 중 하나인 완충재의 후보물질로 가장 적합한 것으로 고려되고 있다. 완충재는 처분공 내 사용후핵연료가 담긴 처분용기와 근계 암반 사이에 채워지는 방벽재로서 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분 초기에는 처분용기로부터 발생하는 고온의 열량으로 인해 완충재의 포화도는 감소하지만, 그 후 주변 암반으로부터 유입되는 지하수로 인해 완충재의 포화도는 증가한다. 이렇듯 완충재는 처분 운영 조건에 따라 불포화에서 포화 상태로 도달하게 되기에 완충재의 불포화-포화 거동 특성은 공학적방벽의 전체 안전성을 좌우할 수 있는 중요한 입력자료이다. 따라서 본 연구에서는 국내 압축 벤토나이트 완충재에 대한 수분보유특성을 규명하고자 하였다. 처분 초기 온도 증가에 따라 완충재의 포화도가 감소하는 상황을 고려하여 상온에서부터 125도까지 압축 벤토나이트의 온도 증가에 따른 체적 함수비와 수분흡입력을 측정하였다. 또한 이를 상온에서 동일한 함수비에서의 수분보유능과 비교하였으며 상온에서의 수분흡입력은 1~15% 정도 크게 측정되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.86-91
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• 2005

일본의 제 3 기 퇴적암이 분포하고 있는 대규모 산사태 지역에 있어서 계절에 따른 지하수위 변동을 파악하기 위하여 전기비저항탐사를 적용하였다. 기존의 시추조사가 수행된 NE-SW 방향으로 탐사측선을 설치하고, 동일 탐사측선에 대해서 눈이 녹은 6월과 눈이 오기전의 10월에 각각 전기비저항탐사를 실시하였다. 또한 산사태 지역에 두껍게 분포하고 있는 화산쇄설성 퇴적물 시료를 재취하여 실내에서 함수비를 인위적으로 조절하면서 전기비저항을 측정하고, 이 결과로 부터 포화상태의 화산쇄성설 퇴적물의 전기비저항이 573 ohm-m 임을 밝혔다. 이 값을 이용하여 2 회에 결쳐 실시한 산사태 지역의 전기비저항분포로부터 화산쇄설성 퇴적층 내에 분포하고 있는 지하수위를 추정할 수 있었다. 그 결과 눈이 오기 전보다 눈이 녹은 후의 융설기에 지하수위가 $1.1\~4.7m$ 정도 높은 것으로 평가되었으며, 화산쇄설성 퇴적층이 두껍게 쌓여 있는 산사태 지역의 상부에서 지하수위 변동이 큰 것으로 나타났다. 이러한 이유는 눈이 녹은 시기에 다량의 융설수가 지표로 침투되어 지하수위가 상승하고 있으며, 산사태 지역의 지하수 공급이 상부의 두꺼운 화산쇄설성 퇴적층에서 일어나고 있기 때문임을 알았다.

• 터널과지하공간
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• 제31권3호
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• pp.167-183
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장의 장기 안전성 확보를 위해서는 공학적방벽 및 천연방벽 내에서 발생하는 복잡한 열-수리-역학-화학적(THMC) 복합거동 해석에 대한 이해가 필수적이다. 특히 고준위방사성폐기물에서 발생하는 열로 인해 암반 및 완충재 내의 지하수에서 압력 증가 및 상변화가 발생하게 되며, 지하수의 유입으로 인해 공학적방벽 내 포화도가 변화하게 된다. 또한 포화도의 변화는 완충재 내에서의 열전달 및 다상 유동 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 복합거동 특성의 복잡성으로 인해 수치해석은 처분시스템에서의 THMC 복합거동 평가와 예측 및 안전성 평가에 있어 강점을 지니고 있으며, DECOVALEX 국제공동연구는 THMC 복합거동에 대한 이해도 증진 및 해석기법 검증을 목적으로 1992년부터 시작되었다. 국내에서는 2008년부터 한국원자력연구원이 지속적으로 참여하여 연구를 수행하고 있으며, 본 기술보고에서는 현재 진행 중인 DECOVALEX-2023의 주요 연구내용을 국내 암반 및 지반공학자들에게 소개하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권3호
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• pp.223-231
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• 1999

1. 만경강 수계 수질변화 만경강 수계의 농업용수의 수질 변화를 조사 분석하기 위해 '94, '95년, '97년도 4월에서 9월까지 13개지점을 대상으로 평가하였다. $NH_4-N$, $SO{_4}^{2-}$, $Cl^-$의 농도는 4월에 가장 높았으며 $NO_3-N$는 8월에 높았다. COD 함량은 고온기인 9월에 높게 나타났다. 만경강 주요지천중 $NH_4-N$와 $SO{_4}^{2-}$ 이온이 농업용수 기준을 초과하였으며, 만경강 중류(Mk-8), 고산천(Mk-9) 그리고 소양천(Mk-11)을 제외하고는 만경강 주요 지천은 농업용수로서 부적당하였다. 만경강 하류(Mk-2, Mk-3)와 전주천(Mk-12) 그리고 삼천천(Mk-13)은 도시생활하수와 산업 폐수에 의해 오염도가 높았으며, 익산천(Mk-6)은 양돈 오수에 의해 오염도가 증가되었다. 만경강의 이온들의 당량합은 산업폐수와 생활하수가 다량 유입되는 만경강 하류인 유천 갑문(Mk-3)이 가장 높았으며 음이온의 당량은 $SO{_4}^{2-}$, $Cl^-$, $NO{_3}^-$, $PO{_4}^{3-}$ 순으로 많았고 양이온은 $Na^+$, $Ca^{2+}$, $NH{_4}^+$, $Mg^{2+}$, $K^+$ 순이었다. 2. 시설원예지 지하수중 화학성분 변화 만경강유역 인근에 있는 시설원예 주산단지에서 사용하는 지하수 수질을 '94년부티 '98년까지 지하수심, 조사시기 영농형태, 경작연수별로 검토하였다. 채수수심이 깊어질수록 $NH_4-N$, NO-N함량이 낮아졌으며, $SO{_4}^{2-}$와 $Na^+$는 10~15m 이하에서는 큰 차이가 없었다. 지하수중 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $PO{_4}^{3-}$, $SO{_4}^{2-}$, $Na^+$, $Cl^-$ 함량기에 비해 갈수기에 높았다. 시설원예연작에 비해 미나리 윤환재배로 지하수중 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $PO{_4}^{3-}$, $Na^+$, $Cl^-$함량이 낮아졌다. 완주군 용진면은 지하수중 $NO_3-N$ 함량이 농업용수 기준을 초과하였고, $SO{_4}^{2-}$ 농도는 완주군 용진면, 완주군 삼례면 지역이 타지역보다 높았고 익산시 석탄 등은 지하수중 $PO{_4}^{3-}$, $Na^+$, $Cl^-$ 함량이 타지역보다 높았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.127-127
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• 2016

지난 수년간 4대강 살리기 사업으로 해당 하천은 16개 보로 막혔고 이로 인해 하천수위는 과거 대비 보상류지역은 높아지고 보 하류지역은 낮아졌다. 이에 따라 수문학적 관점에서 기존의 지표수-지하수 연계 특성에 많은 변화가 발생하였다. 이러한 특성 변화 등을 관측하기 위하여 4대강 사업 전, 후로 주요하천 주변 제내지에 지하수 관측정이 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 주변 관측정을 대상으로 각 관측정의 지하수위와 지하수위 영향인자들 간의 상관관계를 분석하고, 관측정의 주요영향인자를 판단할 수 있는 지하수 관측정 평가방법을 제시하였다. 각 인자별 상관관계 분석은 피어슨 상관계수를 이용하였으며, 관측정 수위와 주요 영향인자(하천수위, 강우량)의 피어슨 상관계수가 0.7 이상이면 상관성이 높은 것으로 평가하였다. 낙동강 하천 주변 30개소 관측정에 적용한 결과, 10개소는 지하수위와 하천수위와의 상관계수가 0.70~0.93로 상관도가 높은 것으로 평가되었고, 20개소는 지하수와 하천수위와의 상관계수, 지하수와 강우량과의 상관계수 모두 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 대상 관측정의 모니터링 지속여부 결정, 목적에 맞는 대체 관측정 설치 등 향후 관측정들의 효율적이고 합리적인 관리를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제3권1호
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• pp.27-36
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• 1996

난지도 매립지는 바닥차수재나 침출수 차집시설과 같은 오염방지시설이 전혀 설치되어 있지 않은 대표적인 불량 매립지로써 투수성 충적층상에 조성되어 현재 그 인근 지하수와 지표수환경에 심각한 악영향을 미치고 있다. 침출수에 의해 오염된 주변 지하수환경의 오염운(구간) 탐지시 사용할 수 있는 오염지시인자를 결정하고 난지도 매립지를 중심으로 거리별로 설치된 10개의 관측정과 1개의 BTMW＊정을 이용하여 물시료를 채취 분석하거나 Electric data logger를 이용하여 그 오염물질의 수직 및 수평적인 분포특성을 파악하였다. 그 결과 온도와 전기전도도는 매립지에서 가까운 지점일수록 높았으며 침출수는 지표하 85 m 지점까지 거동하였다. 오염성분중 전기전도도와 온도는 매립지 인근지에서 오염지시인자임이 판명되었다. 완전스크린설치정(Fully screened well)에서 측정한 오염물질의 심도별 농도는 공내 전구간을 통해 일정하거나 하부구간이 약간 높은데 반해 BTMW에서 측정한 오염물질의 농도는 심도가 깊어짐에 따라 점이적으로 감소하였다. 이는 상하구간이 완전히 관통된 완전스크린설치정에서는 오염물질의 온도나 밀도차이 혹은 침출수의 수직흐름 때문에 농도가 공내에서 평준화되었기 때문이다. 따라서 매립지 인근지역에서 침출수의 수직 및 수평분포상태나 그 거동을 규명하기 위해서는 BTMW나 다점시료 채취정(multi level sampling well)을 이용하여 물시료를 채취 분석한 값을 이용해야 한다.

• 자원환경지질
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• 제36권6호
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• pp.481-490
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• 2003

본 연구는 국내 폐금은광산 지역에서의 광산활동의 의한 (1)계의 물시료 및 퇴적물 내의 As의 오염 수준, (2)오염된 자연수 중에 존재하는 As의 화학종의 조사, (3)수계내 As의 건/우기에 따른 계절적 변화, (4)연속추출분석법을 이용한 퇴적물내의 As의 화학적 형태연구를 목적으로 한다. 본 연구를 위하여 국ㆍ내 6개의 폐금은광산 지역에 대하여 갱내수, 하천수 및 지하수 등의 자연수와 하강퇴적물을 채취하였다. 동일광산 갱내수의 As의 함량이 524${\mu}m$/L로 국내 광산폐수내 기준치(500 ${\mu}m$/L)를 초과하였으며, 하천수 역시 동일(63.7∼l17.6${\mu}m$/L) 구봉(56.1∼62.9${\mu}m$/L) 광산지역에서 부화되어 있었다. 연구지역내에서 음용수로 사용하고 있는 지하수내 비소의 함량은 동일, 옥동과 구봉광산에서 각각 11.3∼63.5${\mu}m$/L, 0.2∼68.9 ${\mu}m$/L과 2.0∼101.0${\mu}m$/L으로 일부 시료에서 국내 먹는 샘물 기준치(50${\mu}m$/L)를 초과하였다. 대부분의 수계에서 arsenate(As(V), $H_2AsO_4^-$)가 arsenite[As(III), $H_3AsO_3$]에 비해 우세한 존재형태이나 총As함량에 대한 arsenite(III)의 함량 비가 옥동광산지역의 하천수 시료에서 최고 95%까지 존재하고 있었으며 옥동과 동정광산 지역의 지하수에서는 70∼82%를 나타내었다. 수계내의 A저 계절적 변화의 관찰 결과, 동일광산지역의 수계에서 우기(9월 채취시료)에 비해 건기(4월 채취시료)에 상대적으로 부화된 양상을 명확히 보였다. 퇴적물에 대한 연속추출분석결과 As는 동정과 구봉광산의 시료에서 주로 비결정질 철수산화물과 공침전한 형태로 존재하고 있었으며(35.9∼40.5%) 이는 환원환경 하에서의 As의 재 용출에 의한 오염의 진행을 야기할 수 있다. 그러나, 동일 및 옥동 광산지역의 하강퇴적물은 주로 황화물 형태로 존재했다 (55.2∼83.4%).

• 자원환경지질
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• 제44권4호
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• pp.289-302
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• 2011

최근 들어 우리나라에서도 지진의 발생빈도가 증가함에 따라 지진관련 재해에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 지진의 발생빈도가 증가함에 따라 지진에 의해 유발되는 산사태의 발생 가능성에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 최근 필리핀 레이테섬 산사태의 경우처럼 집중강우에 의해 포화된 사변에서는 소규모의 지진에 의해서도 대규모의 산사태가 유발될 수 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 소규모 지진의 발생빈도가 증가하고 있는 우리나라에서도 지진에 의한 산사태의 발생 가능성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강우에 의해 지하수위가 상승하여 포화된 지반 조건에서 소규모 지진에 의해 유발될 수 있는 산사태의 가능성에 대한 분석을 수행하고자 하였다. 이를 위하여 국내의 지질 및 지형특성을 고려할 수 있는 Newmark displacement model을 해석모델로 선정하고 GIS 분석기법을 활용하여 연구대상지역에 대한 산사태 취약성 분석을 실시하였다. 연구 수행을 위하여 수치지형도와 지질도 등을 이용, 사변의 기하학적 특성과 지질공학적 특성에 대해 커버리지 형태인 10 m ${\times}$ 10 m 크기 격자(grid) 형태의 주제도를 작성하였으며 이를 지진특성에 의해 결정되는 Arias intensity와 임계가속도와 결합하여 Newmark 변위를 계산하였다. 본 연구에서는 특히 2007년 l윌 연구지역 주변에서 발생한 규모 4.8의 지진에 대하여 지진에 의해 유발되는 산사태의 취약성을 분석하였으며 지반의 포화정도가 취약성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 지하수위를 변동시켜가며 분석을 수행하였다. 또한 지진의 규모와 진앙까지의 거리가 산사태의 취약성 해석결과에 미치는 영향을 파악하기 위하여 3.0 - 4.0 규모의 지진이 연구지역 내의 다양한 위치에서 발생하는 것을 가정하였으며 집중강우에 의해 지반에 포화된 상황을 고려하기 위해 지하수위를 변동시켜가며 산사태의 취약성을 분석하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.99-110
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• 2003

본 연구에서는 트랜치 굴착시 토석붕괴 방지시설에 대한 시공상의 안전성과 시공성 그리고 작업성에 주안점을 두어 재료의 경량화 및 구조체의 표준화를 시도하였다. 즉, 위험도 사전평가와 안전관리기법을 검토하고 흙막이 부재의 적용성과 흙막이 구조의 역학적 안정성을 검토하였으며, 이들 결과로부터 흙막이 구조체의 역학적 거동매카니즘 규명과 규격의 표준화를 위하여 경량흙막이 구조체의 구조안전성과 구조해석을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 흙막이 구조의 역학적 타당성과 토질역학적 조건을 고려한 신소재 활용성을 확보하기 위하여 흙막이 부재의 역학적 성능과 부재에 작용하는 토압정수를 제시하였으며, 흙막이 구조체의 해석이론과 방법을 제시하였다. 2) 강화합성수지(FRP)를 사용한 경량판넬 부재의 지질구조가 경질점성토인 조건을 대상으로 구조해석 결과, 지하수위 조건에 따라서 판넬의 역학적(휨모멘트, 전단력, 축응력) 특성이 변화하고 있었으며, 역학적 해석결과가 허용응력 범위에 있음을 알 수 있어 이는 경량판넬이 트랜치 굴착시에 흙막이 구조로서 유용성을 알 수 있었다.

• Spatial Information Research
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• 제20권3호
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• pp.39-50
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• 2012

본 연구는 금강유역을 대상으로 과거 약 30년간의 기상 수문시계열자료들을 수집해 다양한 통계분석을 수행하여 기후변화의 영향을 정량적으로 파악하고자 하였다. 기상자료로 금강유역 기상관측소 8개소의 37개년(1973~2009)의 기온, 강수량, 상대습도 자료를 수집하였고, 하천수위자료는 수위자료와 수위-유량관계곡선의 신뢰성 문제, 이후 수행될 장기유출분석을 고려하여 공주, 규암 수위관측소의 36개년(1973~2008)의 자료를 이용하였다. 수집된 자료의 평균, 표준편차, 왜곡도, 변동계수를 산출하여 연 계절별로 수문기상인자의 경년변화를 파악한 결과 기상인자 중 강수량의 변동성이 가장 크게 나타나 경년별 변화가 큰 것으로 분석되었다. 수문학적 지속성 분석을 위해 Run 검정, Turning Point 검정, Anderson Exact검정을 이용하여 시계열자료에 주기성이 있는지 분석한 결과 기온과 강수는 무작위성, 상대습도, 하천수위는 지속성을 가지는 인자로 분석되었고 지하수위는 관측소별, 기간별로 무작위성과 지 속성이 혼재되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 경향성 분석을 위해 단순 선형 회귀분석과 Mann-Kendall 검정법을 이용한 결과 기온은 연 계절 모두 증가경향이 나타났고, 강수량은 여름에만 증가경향이 나타났으며, 상대습도는 뚜렷한 감소경향을 보였다. 본 연구의 결과는 기후변화로 인해 발생될 수 있는 수자원의 영향을 평가하고 미래 물 관리 적응기술 개발 및 계획 수립을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.