• Journal of People, Plants, and Environment
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• v.24 no.1
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• pp.85-94
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• 2021

Background and objective: This study examined, compared, and analyzed the tree vitality of the trees growing on the artificial ground of Seoullo 7017 that transformed the overpass that was to be demolished into a "sky garden" using portable tree pots. Methods: Based on the summer season when the metabolic activity of plants is most active, this study measured the cambial electrical resistance in four directions(east, west, south and north), using the Shigometer (model OZ-93, Osmose) and compared the location and analysis of pots according to their means and standard errors. Results: Meanwhile, according to the analysis, vitality was relatively superior in pots with a big diameter, trees planted individually than in groups, trees of the ramp section rather than the bridge section, and in the southwest direction of the cambium. Conclusion: This study revealed the improper condition of the planting plan and implementation on the site, where various species of trees are displayed in a poor environment. Despite the significant assessment of the vitality of various trees introduced within Seoullo 7017 for the first time, this study is limited in that the data used were measured only once in summer. In this regard, it raised the need for continuous interest in and monitoring of a special plant environment and development of proper maintenance and management techniques, along with follow-up research on seasonal and temperature conditions, soil moisture and root development conditions to supplement this research.

• Journal of Environmental Science International
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• v.31 no.6
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• pp.461-470
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• 2022

When an agricultural soil dam collapses, the extent of inundation and the rate of diffusion vary depending on where the collapse occurs in the dam body. In this study, a dam collapse scenario was established and a two-dimensional numerical model FLO-2D was used to closely examine the inundation pattern of the downstream residential area according to the dam collapse point. The results were presented as a flood risk map showing the changes and patterns of the extent of inundation spread. The flood level and the time to reach the maximum water level vary depending on the point of collapse, and the inundation of the downstream area proceeds rapidly in the order of the midpoint, left point, and right point collapse. In the left collapse point, the submergence appeared about 0.5 hour slower than the middle point, and the right collapse point appeared about 1 hour slower than the middle point. Since the relative damage pattern is different depending on the dam collapse point, insurance and disaster countermeasures will have to be established differently.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• v.9 no.1
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• pp.1-27
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• 2022

Extensive laboratory tests were conducted to investigate the effect of load amplitude, geogrid position, and number of geogrid layers, thickness of ballast layer and clay stiffness on behavior of reinforced ballast layer and induced strains in geogrid. A half full-scale railway was constructed for carrying out the tests, the model consists of two rails 800 mm in length with three wooden sleepers (900 mm × 10 mm × 10 mm). The ballast was overlying 500 mm thickness clay in two states, soft and stiff state. Laboratory tests were conducted to investigate the response of the ballast and the clay layers where the ballast was reinforced by a geogrid. Settlement in ballast and clay, soil pressure and pore water pressure induced in the clay were measured in reinforced and unreinforced ballast cases. It was concluded that the effect of frequency on the settlement ratio is almost constant after 500 cycles. This is due to that the total settlement after 500 cycles, almost reached its peak value, which means that the ballast particles become very close to each other, so the frequency is less effective for high contact particles forces. The average maximum vertical stress and pore water pressure increased with frequency.

• Geomechanics and Engineering
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• v.28 no.5
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• pp.493-503
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• 2022

Cavity expansion is a classical problem in the field of solid mechanics with a wide range of applications in geotechnical and petroleum engineering. A drained solution is developed for cylindrical cavity expansion in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses using a K0-based anisotropic modified Cam-clay model (K0-AMCC). The problem is formulated by solving differential equations using an auxiliary variable, which provides analytical expressions for the volume and four stress components of the soil around the cylindrical cavity. The solution is validated by comparisons with existing well-developed solutions. The results show that the present solution well captures the cavity expansion responses in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses, and removes limiting assumptions that the cylindrical cavity expands under uniform in-situ stress in isotropic soils. The elastic-plastic boundary of the expanding cylindrical cavity in K0-consolidated anisotropic soils under biaxial in-situ stresses is a circle rather than an ellipse in isotropic soils, and the mathematical proof is provided in detail.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• v.22 no.9
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• pp.403-413
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• 2022

Classification and analysis are improved factors for the realtime automation system. In the field of agriculture, the cultivation of different paddy crop depends on the atmosphere and the soil nature. We need to analyze the moisture level in the area to predict the type of paddy that can be cultivated. For this process, Ensemble Modulation Pattern system and Block Probability Neural Network based classification models are used to analyze the moisture and temperature of land area. The dataset consists of the collections of moisture and temperature at various data samples for a land. The Ensemble Modulation Pattern based feature analysis method, the extract of the moisture and temperature in various day patterns are analyzed and framed as the pattern for given dataset. Then from that, an improved neural network architecture based on the block probability analysis are used to classify the data pattern to predict the class of paddy crop according to the features of dataset. From that classification result, the measurement of data represents the type of paddy according to the weather condition and other features. This type of classification model assists where to plant the crop and also prevents the damage to crop due to the excess of water or excess of temperature. The result analysis presents the comparison result of proposed work with the other state-of-art methods of data classification.

• Structural Engineering and Mechanics
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• v.84 no.5
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• pp.591-604
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• 2022

A gravity wall combined with an anchoring lattice frame (a combined retaining structure) is adopted at a typical engineering site at Dali-Ruili Railway Line China. Where, the combined retaining structure supports a soil deposit covering on different inclined rock slopes. With an aim to investigate and compare the effects of inclined rock slopes on the response of combined retaining structure under seismic excitation, three groups of shaking table tests are conducted. The rock slopes are shaped as planar surfaces inclined at angles of 20°, 30°, and 40° with the horizontal, respectively. The shaking table tests are supplemented by dynamic numerical simulations. The results regarding the horizontal acceleration response, vertical acceleration response, permanent displacement mode, and axial anchor force are comparatively examined. The acceleration response is more susceptible to outer structural profile of combined retaining structure than to inclined angle of rock slope. The permanent displacement decreases when the inclined angle of the rock slope increases within a range of 20°-40°. A critical inclined angle of rock slope exists within a range of 20°-40°, and induces the largest axial anchor force in the combined retaining structure.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.231-231
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• 2023

토양침식은 지표의 토양이 바람이나 물에 의해 분리되어 이송되는 자연현상이다. 우리나라에서는 주로 물에 의한 토양침식이 발생하며 특히 단기간 집중적으로 내리는 강우에 의해 토양침식이 일어난다. 토양의 침식현상은 농경지 유실, 하공구조물에서의 퇴적토 발생, 수질 오염등 다양한 문제를 일으키며 기후변화로 인한 집중강우의 빈도 및 강도 증가는 토양침식에 의한 피해를 증가 시키고 있다. 이러한 문제를 파악하기 위해 경험적 방법에 의해 개발된 범용토양유실공식인 USLE 모형이 널리 사용되고 있으나 연간 토양침식량을 산정하기 위해 개발된 USLE모형은 강우기간이 짧고 강우강도가 높은 집중호우와 같은 단기 강우사상을 모의할 수 없고 모든 지역을 표현하는 데 한계가 있다. 이에 따라 단기 강우사상을 고려할 수 있는 물리기반 침식모형인 SSEM모형을 활용하였다. SSEM모형은 운동파 방정식의 수치해석과 물리적 기반 접근방식을 통해 토양침식과정을 계산하여 집중호우로 인해 발생하는 토양침식을 보다 정확하게 추정할 수 있다. 이러한 모형의 적용성을 확인하기 위해 우리나라의 의암댐유역 선정하였으며, 지형 및 강우 그리고 댐자료 등 기초자료 수집과 수집된 데이터는 연구 대상에 대한 토양침식량 산정 및 매개변수 추정과 보정하는 데 사용되었다. 이 결과 다른 토지이용에 비해 농경지와 나지에서 많은 침식이 일어나며 도심지에서의 퇴적이 발생하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.326-326
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• 2023

본 연구에서는 유역 내 다른 년도 관측 유량 데이터를 이용한 매개변수 최적화를 수행한 후, 최적화된 매개변수에 따라 다르게 추정된 유량 데이터를 이용해 발생하는 수문학적 가뭄 불확실성 분석을 수행하였다. 수문 모형은 장기 강우-유출분석에 주로 사용되는 Soil Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 이용하였으며, Symmetric uncertainty을 이용해 불확실성 분석을 수행하였다. 모형 매개변수 최적화는 SWAT-CUP을 이용해 영산강 유역의 과거 1999년부터 2022년까지의관측 유량 데이터로 수행하였다. 최적화된 매개변수에 따라 추정되는 연평균 유량은 최대 5.59%의 차이를 발생시켰으며, 계절 유량은 봄 (6.1%), 여름 (14.6%), 가을 (9.7%), 겨울 (46.1%)의 차이를 발생시켰다. 그 후, 수문학적 가뭄지수인 Streamflow Drought Index (SDI)을 이용해 일 단위가뭄과 월 단위 가뭄 분석을 수행하였다. 매개변수에 따른 일 단위 가뭄 분석은 연평균 가뭄 발생일수가 최대 25.2일까지 차이가 발생하였으며, 월 단위 가뭄 역시 최적화된 매개변수에 가뭄 심도와 발생이 다르게 분석되었다. 그 후, Symmetric uncertainty을 이용한 불확실성 분석은 최적화된 매개변수에 따라 다르게 산정된 가뭄지수의 불확실성을 확인할 수 있었다. 본 연구는 수문학적 가뭄 분석 시, 다양한 관측 유량 데이터를 이용한 매개변수 최적화를 수행한 후, 이를 이용한 유량추정의 필요성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.224-224
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• 2023

국내·외로 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모델은 유역 단위에서 유출 및 수질을 예측하는데 활용되고 있다. 하지만 SWAT 모델의 결과물은 데이터 테이블 형식으로만 이루어져 있기 때문에 모델 사용자가 유역 내 하천별 수문 모의 결과물을 직관적으로 확인하기 어렵다는 단점이 있다. 최근 다양한 분야에서 3D 가상환경을 구축하는데 디지털 트윈 기술의 활용성이 증가하고 있다. 디지털 트윈 기술은 현실의 공간을 가상환경으로 구축해 실시간 현실의 상황을 파악하여, 의사결정 지원을 제공한다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 SWAT 모델을 연계하여, 모델의 결과값을 가상환경 3D 지도인 CESIUM에 실시간으로 표출할 수 있는 디지털 트윈 기반 SWAT 모델 수문 모의 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 3D 지형에 SWAT 모델을 통해 모의 된 하천의 수위 및 SS에 대한 표출이 가능할 뿐만 아니라 기후나 유역환경에 따른 유역 내 수문 변화를 시·공간적으로 파악할 수 있는 장점이 있다. 향후 본 연구에서 개발된 디지털 트윈 기반 SWAT 모델 수문 모의 시스템은 홍수 및 가뭄과 같은 재해에 대응할 수 있는 유역 및 하천관리 대책을 효율적으로 수립하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.69-69
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• 2023

격자 기반의 지면모형을 구동하기에 앞서 사용자의 목적에 따른 모델의 정확도와 모델의 구동 시간의 적절한 균형을 이루는 지면 모델의 격자 크기의 설정은 중요하다. 특히, 격자 크기에 따라 화재 모의 결과 영향이 매우 클 수 있지만, 이에 관한 연구들을 거의 이루어지지 않았다. 화재 모의는 탄소 순환뿐만 아니라 물 순환에도 직접적인 영향을 미치기 때문에 이를 위한 적절한 격자 크기 설정은 중요하다. 본 연구에서는 지면모형인 NCAR Community Land Model version 5(CLM 5)-biogeochemistry (BGC) 모형과 2000년부터 2019년의 The Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) 기상자료 이용하여서 지면 모델 격자 크기(1.9°×2.5°, 0.47°×0.63°, 0.25°×0.25°)에 따른 전 지구 규모의 화재 시뮬레이션 결과들을 분석하였다. 연평균 화재면적은 격자 크기가 제일 큰 1.9°×2.5° 격자의 시뮬레이션에서 연평균 450M ha로 가장 작게 나타났으며 격자의 크기가 작아질수록 화재의 크기는 증가하는 것으로 나타났다. 지면 모델의 격자가 작아짐에 따라 토양 입자의 분포가 세분화되고 이에 따라 투수 계수값이 증가하며 높은 토양수분의 분포들을 줄어들고 낮은 토양수분의 분포는 증가함을 확인하였다. 토양수분이 줄어듦에 따라 화재 연소성 정도를 나타내는 변수의 값이 증가하고 이에 따라 화재 발생빈도 및 화재 확산이 증가하여 지면 모델의 화재면적을 더 증가시키는 요인이 됨을 확인하였다. 이 연구를 바탕으로 하여 화재 모의의 불확실성 요소를 이해하고, 격자 크기에 따라 화재 모의 관련 매개변수의 수정이 필요할 것으로 판단된다.