• Research Article

    Comparison of Different Permeability Models for Production-induced Compaction in Sandstone Reservoirs
    Thanh To, Chandong Chang
    We investigate pore pressure conditions and reservoir compaction associated with oil and gas production using 3 different permeability models, which are all ... + READ MORE
    We investigate pore pressure conditions and reservoir compaction associated with oil and gas production using 3 different permeability models, which are all based on one-dimensional radial flow diffusion model, but differ in considering permeability evolution during production. Model 1 assumes the most simplistic constant and invariable permeability regardless of production; Model 2 considers permeability reduction associated with reservoir compaction only due to pore pressure drawdown during production; Model 3 also considers permeability reduction but due to the effects of both pore pressure drawdown and coupled pore pressure-stress process. We first derive a unified stress- permeability relation that can be used for various sandstones. We then apply this equation to calculate pore pressure and permeability changes in the reservoir due to fluid extraction using the three permeability models. All the three models yield pore pressure profiles in the form of pressure funnel with different amounts of drawdown. Model 1, assuming constant permeability, obviously predicts the least amount of drawdown with pore pressure condition highest among the three models investigated. Model 2 estimates the largest amount of drawdown and lowest pore pressure condition. Model 3 shows slightly higher pore pressure condition than Model 2 because stress-pore pressure coupling process reduces the effective stress increase due to pore pressure depletion. We compare field data of production rate with the results of the three models. While models 1 and 2 respectively overestimates and underestimates the production rate, Model 3 estimates the field data fairly well. Our result affirms that coupling process between stress and pore pressure occurs during production, and that it is important to incorporate the coupling process in the permeability modeling, especially for tight reservoir having low permeability. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Mechanical Behaviour of Bio-grouted Coarse-grained Soil: Discrete Element Modelling
    Chuangzhou Wu, Bo-An Jang, Hyun-Sic Jang
    Bio-grouting based on microbial-induced calcite precipitation (MICP) is recently emerging as a novel and environmentally friendly technique for improvement of coarse-grained ground ... + READ MORE
    Bio-grouting based on microbial-induced calcite precipitation (MICP) is recently emerging as a novel and environmentally friendly technique for improvement of coarse-grained ground. To date, the mechanical behaviour of bio-grouted coarse-grained soil with different calcite contents and grain sizes still remains poorly understood. The primary objective of this study is to investigate the influence of calcite content on the mechanical properties of bio-grouted coarse-grained soil with different grain sizes. This is achieved through an integrated study of uniaxial loading experiments of bio-grouted coarse-grained soil, 3D digitization of the grains in conjunction with discrete element modelling (DEM). In the DEM model, aggregates were represented by clump logic based on the 3D morphology digitization of the typical coarse-grained aggregates while the CaCO3 was represented by small-sized bonded particle model. The computed stress-strain relations and failure patterns of the bio-grouted coarse-grained soil were validated against the measured results. Both experimental and numerical investigation suggest that aggregate sizes and calcite content significantly influence the mechanical behaviour of bio-cemented aggregates. The strength of the bio-grouted coarse-grained soil increases linearly with calcite content, but decreases non-linearly with the increasing particle size for all calcite contents. The experimental-based DEM approach developed in this study also offers an optional avenue for the exploring of micro-mechanisms contributing to the mechanical response of bio-grouted coarse-grained soils. - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Water Storage and Intake Performance of Gabion Weirs during Recharge

    인공함양 원수확보를 위한 돌망태 보의 저류 및 취수성능에 관한 연구

    Il Yeong Han, Gyoo Bum Kim

    한일영, 김규범

    The water-storage performance of an intake weir can be evaluated by stage-discharge ratings. The stage-discharge rating of a gabion weir depends on ...

    취수보의 저류성능은 유량과 수심의 관계로 평가될 수 있다. 돌망태 취수보의 유량과 수심의 관계는 채움재의 물리적 특성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 인공함양 원수확보를 ...

    + READ MORE
    The water-storage performance of an intake weir can be evaluated by stage-discharge ratings. The stage-discharge rating of a gabion weir depends on the physical characteristics of the filling materials. This study reviewed existing discharge formulae for the evaluation of the water-storage performance of gabion weirs. A previously published relationship between the characteristics of filling materials and experimental constants was adapted for stage-discharge rating. The mean size of the filling material is the most influential factor for the water intake and water-storage performance of gabion weirs.


    취수보의 저류성능은 유량과 수심의 관계로 평가될 수 있다. 돌망태 취수보의 유량과 수심의 관계는 채움재의 물리적 특성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 인공함양 원수확보를 위한 돌망태 취수보의 저류성능을 평가하는데 활용할 기존의 방류량 산출식들을 검토하였다. 채움재의 물리적 특성을 실험변수들과 관계식으로 표현한 기존의 방류량 산출식은 유량과 수심의 관계를 잘 표현하였다. 또한 채움재의 평균입경은 수심확보와 간접취수에 영향을 미치기 때문에 저류성능 뿐 아니라 취수성능에도 중요한 인자임을 알 수 있었다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Field Tests of Hydraulic Rock Splitting Technique Using Arrays of Injection Holes with Guide Slots

    유도슬롯과 주입공 배열을 이용한 수압암반절개 현장 실험

    Jong Oh Park, Ik Woo

    박종오, 우 익

    The cracks induced by hydraulic rock splitting technique are formed in the direction parallel to the free plane, which is perpendicular to ...

    수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 ...

    + READ MORE
    The cracks induced by hydraulic rock splitting technique are formed in the direction parallel to the free plane, which is perpendicular to the minimum principal stress of the ground, or is affected by the pre-existing microcracks. In this study, the hydraulic rock splitting experiments were conducted in which the guide slot was engraved in the direction parallel to the borehole axis on the biotite granite slope, and the hydraulic pressure was injected through the double packer pressure and interval section. The test results show that the cracks along with the guide slots were induced either by the double packer pressurization or the injection of hydraulic pressure into interval section, some cracks extended across the boreholes. Therefore, the hydraulic rock splitting test is expected to control efficiently the induced cracks if the guide slots are engraved in the direction of splitting and a big flow rate is applied.


    수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 시추공 축과 평행한 방향으로 유도슬롯을 생성하여 이중패커의 압력 및 인터벌 구간에 수압을 주입하는 수압암반절개 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 이중패커 압력 및 인터벌 구간 내의 주입으로 형성된 균열은 유도슬롯 방향을 따라 미세하게 나타났으며, 일부 균열은 시추공을 가로질러 연장되었다. 따라서 수압암반절개는 절개할 방향으로 유도슬롯을 생성하여 보다 많은 유량을 주입하면 효율적인 유도균열 조절이 가능할 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Application of Regression Tree Model for the Estimation of Groundwater Use at the Agricultural (Dry-field Farming and Rice Farming) Purpose Wells

    농업용(전작 및 답작용) 지하수 이용량 추정을 위한 회귀나무 모형의 적용

    Gyoo-Bum Kim, Chan-Ik Hwang

    김규범, 황찬익

    Agricultural groundwater use accounts for 51.8% of total groundwater use, so accurate estimation of groundwater use is important for efficient groundwater ...

    농업용 지하수 이용은 국내 지하수 이용량의 51.8%를 차지하고 있어 정확한 이용량 산정은 지하수의 효율적 정책 추진을 위하여 중요하다. 본 연구에서는 ...

    + READ MORE
    Agricultural groundwater use accounts for 51.8% of total groundwater use, so accurate estimation of groundwater use is important for efficient groundwater management. The purpose of this study is to develop a method for estimating the groundwater use of agricultural (rice farming and dry-field farming) wells using regression tree model based on the measured data of 370 wells. Three input variables of the model were evaluated as being significant: well depth, pipe diameter, and pump capacity, and the importance of each variable was 75% for well depth, 17% for pipe diameter, and 8% for pumping capacity. The daily usage of agricultural (rice farming and dry-field farming) wells by the regression tree model was estimated to be very similar to the actual usage, compared to the previous estimation method proposed by the Ministry of Construction and Transportation. In the future, it is expected that the reliability of the usage statistics will be improved if additional observed data is secured and this classification method is modified.


    농업용 지하수 이용은 국내 지하수 이용량의 51.8%를 차지하고 있어 정확한 이용량 산정은 지하수의 효율적 정책 추진을 위하여 중요하다. 본 연구에서는 370개 관정의 이용량 실측 자료를 토대로 회귀나무 모형을 적용한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 지하수 이용량의 산정 기법을 개발하고자 하였다. 모델의 입력 변수는 우물의 심도, 토출관 구경, 양수능력 등 3개가 유의한 것으로 평가되었으며, 모델에서의 각 변수의 중요도는 우물의 심도가 75%, 토출관 구경이 17%, 양수능력이 8%로 나타났다. 회귀나무 모형에 의한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 일 이용량은 실측 이용량과 매우 유사한 것으로 평가되었으며, 기존의 국토교통부에서 제시한 추정식에 비하여 실측 이용량에 보다 근사한 것으로 나타났다. 향후 추가적인 실측 표본 자료를 확보하여 본 방법을 보완, 적용한다면 지하수 이용량 통계의 신뢰도가 크게 향상될 것으로 기대된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    A Study on Improvement of Road Compaction Method in Soft Ground

    연약지반 상 노상다짐 방법 개선에 대한 연구

    Hyeonsuk Choi, Hohun Jang

    최현석, 장호훈

    The purpose of this study is to improve construction cost, time, and field management when constructing a road on soft soil foundation ...

    본 연구의 목적은 대단위 연약지반 조성지역에서 도로를 건설할 때 노체층까지 다짐시공 후 압밀처리기간완료에 따른 여성토를 제거하고 노상층을 시공하므로 공사비용, 시간, 현장관리 등의 ...

    + READ MORE
    The purpose of this study is to improve construction cost, time, and field management when constructing a road on soft soil foundation by eliminating extra-banking of subgrade layer after completion of the consolidation process. The subgrade layer was pre-constructed before the soft ground improvement. And then it was confirmed by the field test that the compaction effect was maintained or not after consolidation settlement. As a result of the experiment, all subgrade layers were kept constant except for the top subgrade layer. So it would be advantageous to secure economical and practical in road construction if subgrade layers were constructed exclusive of the top subgrade layer.


    본 연구의 목적은 대단위 연약지반 조성지역에서 도로를 건설할 때 노체층까지 다짐시공 후 압밀처리기간완료에 따른 여성토를 제거하고 노상층을 시공하므로 공사비용, 시간, 현장관리 등의 문제점을 개선하고자 하였다. 노상층을 연약지반 개량 전에 선시공하여 여성고에 포함시키고 압밀침하 완료 후 선시공된 노상층의 다짐도 유지유무를 현장시험을 통하여 확인하였다. 실험결과, 제 1노상층을 제외한 모든 노상층은 일정하게 유지되었다. 따라서 제 1노상층을 제외하고 시공한다면 도로건설에서 경제적 시공성을 확보하는 것이 유리한 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Analysis of Stream Depletion due to Groundwater Pumping in Variable Stream Stages Using an Analytical Model

    해석적 모형을 이용한 지하수 양수 및 하천수위 변화에 따른 하천수 감소 특성 분석

    Jeongwoo Lee

    이정우

    To prevent the drying-out of streams and to make effective use of stream water and groundwater, it is necessary to evaluate the ...

    하천 건천화 예방 및 하천수와 지하수의 효율적 연계 이용을 위해서는 지하수 이용이 하천의 수량에 미치는 영향 평가가 수반되어야 한다. 이를 위해서는 대수층과 ...

    + READ MORE
    To prevent the drying-out of streams and to make effective use of stream water and groundwater, it is necessary to evaluate the impact of groundwater pumping on nearby streams. To this end, stream depletion due to groundwater pumping should be investigated in terms of various hydraulic characteristics of the aquifer and stream. This study used the Baalousha analytical solution, which accounts for stream-stage variation over time, to analyze stream depletion due to groundwater pumping for cases where the stream level decreases exponentially and recovers after the decrease. For conditions such as an aquifer transmissivity of 10~100 m2 d-1, storage coefficient 0.05~0.3, streambed hydraulic conductance 0.1~1.0 m d-1, stream-well distance 100~500 m, and stage recession coefficient 0.1~1.0 d-1, the contribution of stream water (the dimensionless ratio of stream water reduction rate to groundwater pumping rate) was analyzed in cases where stream level change was considered. Considering the effect of stream-stage recession, the contribution of stream water is greatly reduced and is less affected by the stream-depletion factor, which is a function of the stream-to-well distance and hydraulic diffusivity. However, there is no significant difference in stream depletion under constant- and variable-stage recovery after recession. These results indicate that stream level control can distribute the relative impacts on stream water and aquifer storage during groundwater pumping.


    하천 건천화 예방 및 하천수와 지하수의 효율적 연계 이용을 위해서는 지하수 이용이 하천의 수량에 미치는 영향 평가가 수반되어야 한다. 이를 위해서는 대수층과 하천의 다양한 수리특성 조건에 대해 지하수 양수에 따른 하천수량의 변화 분석이 필요하다. 본 연구에서는 하천수위 변동을 반영할 수 있고 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 산정할 수 있는 Baalousha 해석해를 이용하여 하천수위가 지수함수적으로 감소하는 경우와, 감소 후 다시 회복되는 경우에 대해 지하수 양수로 인한 하천수 감소량의 변화 특성을 분석하였다. 대수층의 수리특성으로 투수량계수 10~100 m2/d 및 저류계수 0.05~0.3, 하천의 수리특성으로 하상수리전도성 0.01~20 m/d, 하천수위 감수상수 0.1~1.0 1/d, 그리고 하천과 관정의 이격거리 100~500 m 조건에 대해 지하수 양수량 대비 하천수 감소량인 하천수 기여도를 산정하고 그 거동 특성을 하천수위 변동 유무에 따라 종합적으로 분석, 제시하였다. 하천수위 감소 영향을 고려하였을 경우 하천수 기여도가 크게 감소하고 하천-관정 이격거리와 수리확산도의 함수인 하천고갈인자 값에 영향을 작게 받는 것으로 나타났으며, 반면에 하천수위 감소 후 회복되는 조건에서의 하천수 기여도는 하천수위 변동이 없는 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하천수위 조절을 통해 지하수 양수시 하천수 및 대수층 저류량에 미치는 상대적 영향의 통제가 가능함을 의미한다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Finite Element Analysis of the Complex Behavior and Load Bearing Characteristics of a Foundation Pile Connector

    유한요소해석을 이용한 복합거동 연결체의 하중지지 특성

    Hee-Soo Shin, Ki-Sung Kim, Seung Seo Hong, YoungSeok Kim, Jun-Hyuk Ahn

    신희수, 김기성, 홍승서, 김영석, 안준혁

    In this study, a complex behavior connector is proposed to overcome the problems that may occur when small pile pipe and micro ...

    본 논문에서는 고상식(Piloti) 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰 말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 ...

    + READ MORE
    In this study, a complex behavior connector is proposed to overcome the problems that may occur when small pile pipe and micro pile is used as a friction pile concept in the lower foundation of an oil sand plant where a piloti foundation is used. The individual settlement and heaving of piles were connected in one group to allow the composite behavior. This study performed to analyze the load carrying capacity to identify a complex behavior. In addition, the shape of the composite behavior connector was examined to apply the advantages of pile-group and piled raft foundations to oil sand plants. A scale model was constructed to measure the behavior of the load. The stability and weakness of the device were selected to determine the shape of the connector using the scale model testing.


    본 논문에서는 고상식(Piloti) 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰 말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 극복하고자 복합거동 연결체를 제안하였다. 말뚝의 개별 침하나 융기(Heaving)를 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하였으며, 하중 지지특성을 분석하였다. 기존 무리말뚝과 말뚝전면(Piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용 할 수 있도록 복합거동 연결체의 형상을 결정하였다. 또한, 축소모형을 제작하여 하중에 대한 거동을 계측하고, 이를 통해 장치의 안정성 및 취약부위를 검토하여 연결체의 형태를 평가하였다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Assessment of Gamma-radiation dose Rate in the Ogcheon Lower Phyllite Area, Goesan County, Korea, Using Gamma-ray Spectrometry

    감마선분광분석기를 이용한 괴산 옥천하부천매암대 일대의 감마선량 평가

    Uk Yun, Byong-Wook Cho

    윤 욱, 조병욱

    Gamma-radiation dose rates were measured at 77 points around the Ogcheon lower phyllite zone (og2) in Goesan County, Korea, using gamma-ray spectrometry ...

    휴대용 감마선분광분석기를 이용하여 괴산지역 옥천하부천매암대(og2) 주변 일대 77개 지점에서 감마선량을 측정하였다. 전체 시료의 40K 함량은 1.8-8.8% 범위(평균 4 ...

    + READ MORE
    Gamma-radiation dose rates were measured at 77 points around the Ogcheon lower phyllite zone (og2) in Goesan County, Korea, using gamma-ray spectrometry. Sample K contents were in the range 1.8-8.8% (average 4.6%), highest in Kgr. The eU contents were 0.2-217.9 ppm (average 16.7 ppm), highest in og2 (median 29.6 ppm). The eTh contents were 11.9-76.5 ppm (average 29.5 ppm) and the average eTh content of Kgr was 45.4 ppm, higher than those of Ogcheon meta-sedimentary rocks (og1, og2, and og3) (26.6-30.6 ppm). Except for some high-uranium sites in og2, 40K is the main radioactive material contributing to the gamma-radiation dose in the study area. Our results indicate that the outdoor effective dose rate of the area is 0.08-1.71 mSv y-1 (average 0.28 mSv y-1), with most areas apart from three points in og2 displaying dose rates <1 mSv y-1, which is the normal natural radiation background level.


    휴대용 감마선분광분석기를 이용하여 괴산지역 옥천하부천매암대(og2) 주변 일대 77개 지점에서 감마선량을 측정하였다. 전체 시료의 40K 함량은 1.8-8.8% 범위(평균 4.6%)로 Kgr에서 함량이 가장 높았으며, eU의 함량 범위는 0.2-217.9 ppm (평균 16.7 ppm)인데 og2에서 가장 높았으며(중앙값 29.6 ppm)다. eTh의 함량 범위는 11.9-76.5 ppm (평균 29.5 ppm) 이었는데 Kgr의 평균 함량은 45.4 ppm으로 og1, og2, og3의 함량(26.6-30.6 ppm)보다 높았다. og2에 속하는 일부 고 우라늄 지점을 제외한 연구지역의 감마선량에 기여하는 방사성물질은 40K가 절대적이다. 연구지역의 옥외 유효선량률은 0.08-1.71 mSv/y (평균 0.28 mSv/y)의 범위로 나타났다. 유효선량률이 1 mSv를 넘는 지점은 함 우라늄 층이 협재된 og2의 덕평리지역 3지점이며 이를 제외한 나머지 대부분 지역은 정상적인 자연방사선지역에 해당한다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    A Study on the Establishment of Water Supply and Demand Monitoring System and Drought Response Plan of Small-scale Water Facilities

    소규모수도시설의 공급량-수요량 모니터링 체계 구축 및 가뭄 대응 방안 연구

    Jung-Ryel Choi, Il-Moon Chung, Hyun-Jae Jo

    최정렬, 정일문, 조현재

    In addition to structural stabilization measures such as the construction of Sand Dam, non-structural management measures such as reasonable water demand and ...

    가뭄으로 인한 제한급수나 단수로 인해 발생할 수 있는 물 복지 소외지역의 불편과 경제적 피해를 예방하기 위해서는 Sand Dam 건설과 같은 구조적 안정화 ...

    + READ MORE
    In addition to structural stabilization measures such as the construction of Sand Dam, non-structural management measures such as reasonable water demand and supply volume management are needed to prevent limited water supply damage due to drought. In this study, water supply-demand monitoring system was established for drought response in Seosang-ri basin in Chuncheon, the main source of domestic water for small water facilities. The flow rate of the stream was measured for monitoring the supply volume, and the daily flow rate was calculated by using it to calibrate the parameters of the SWAT (Soil and Water Assessment Tool). To monitor demand, the daily usage was calculated by measuring the change in the water level of the water tank. The relationship between the finally calculated daily supply and demand amount was analyzed to identify the shortage of water.


    가뭄으로 인한 제한급수나 단수로 인해 발생할 수 있는 물 복지 소외지역의 불편과 경제적 피해를 예방하기 위해서는 Sand Dam 건설과 같은 구조적 안정화 방안과 더불어 합리적 수요/공급량 관리 등을 통한 비구조적 관리 대책이 필요하다. 본 연구에서는 소규모수도시설이 생활용수의 주 공급원인 춘천시 서상리 유역의 가뭄대응을 위해 공급량-수요량 모니터링 체계를 구축하였다. 공급량 모니터링을 위해 상류부 하천의 유량을 측정하였으며, 이를 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)의 매개변수 보정에 사용하여 일별 유출량을 산정하였다. 수요량 모니터링을 위하여 하천-저수조-가정으로 이어지는 용수 공급 네트워크를 작성하였으며, 저수조의 수위 변화를 측정하여 일별 사용량을 산정하였다. 최종적으로 산정된 일별 공급량과 수요량 간의 관계분석을 통해 용수 부족 여부를 파악할 수 있었으며, 가뭄 대응을 위한 효과적인 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Selecting Aquifer Artificial Recharge Methods Based on Characteristics of the Target Aquifer

    주입대상 대수층의 특성을 고려한 인공함양 방법 선정 연구

    Yeoung-Dong Lee, Dong-Min Shin, Byeong-Jun Kim, Gyoo-Bum Kim

    이영동, 신동민, 김병준, 김규범

    This study aimed to determine the extent of artificial aquifer recharge and to evaluate appropriate recharge techniques based on field investigations and ...

    본 연구에서는 다양한 현장 조사를 통하여 지하수 인공함양의 범위를 결정하고 함양 방법별 장단점을 평가하여 적정 기법을 검토하는데 있다. 지하수 인공함양을 위한 대상 ...

    + READ MORE
    This study aimed to determine the extent of artificial aquifer recharge and to evaluate appropriate recharge techniques based on field investigations and comparative analysis of each recharge method. Characteristics of the aquifer determine the target aquifer and the recharge method for artificial groundwater recharge. Electrical conductivity surveys, drilling, permeability tests, and grain-size analysis indicate that the hydraulic conductivity of weathered soil and weathered rock is higher than that of upper unconsolidated soil. Pumping tests indicate that the groundwater level was stable at a depth of 12 m until 9 hours of pumping, but after that it dropped again, indicating anisotropic aquifer characteristics. Three types of artificial recharge method were reviewed, including recharge wells, ditches, and ponds, and a combination of two methods is proposed: a recharge well system directly injecting into weathered soil and rock sections with good permeability, and an injection ditch that can increase the recharge effect by line-type injection in the upstream area. The extent of groundwater recharge by the selected methods will be evaluated through on-site tests and if their applicability is verified, they will contribute to securing water in areas of water shortage.


    본 연구에서는 다양한 현장 조사를 통하여 지하수 인공함양의 범위를 결정하고 함양 방법별 장단점을 평가하여 적정 기법을 검토하는데 있다. 지하수 인공함양을 위한 대상 대수층 및 취수방법의 결정은 대수층의 특성을 고려하여 결정하게 된다. 충청남도 홍성군 갈산면 신곡마을을 대상으로 전기비저항탐사, 시추조사, 투수시험, 입도분석 등을 실시한 결과, 상부 충적층에 비하여 하부 풍화토 및 풍화암 구간의 수리전도도가 양호한 편으로 나타났다. 양수시험에 의하면 9시간 까지는 심도 12 m에서 안정적인 지하수위를 유지하였으나 이후 지하수위 강하가 재차 발생하는 이방성의 대수층 특성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 함양 우물, Ditch 및 Pond 등 3가지 유형의 인공함양 방법을 검토한 결과, 투수성이 양호한 풍화토 및 풍화암 구간까지 직접 주입이 가능한 함양 우물 방식과 상류 지역에서의 선형의 주입으로 함양 효과를 높일 수 있는 Ditch 방식을 혼합하는 방안을 제시하였다. 이와 같은 함양의 대상과 방법 선정 결과는 현장의 시험 시공을 통하여 평가될 예정이며, 이 과정을 통하여 국내 지류 중상류 지역에서의 적용성을 검증한다면 상시 물부족 지역의 용수 확보에 기여할 것으로 본다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Hydrogeochemistry and Occurrences of Natural Radionuclides Uranium and Radon in Groundwater of Wonju Area

    원주지역 지하수의 자연방사성물질 우라늄과 라돈의 산출 특성과 수리지화학

    Byeongdae Lee, Byung Uk Cho, Hee Sun Moon, Jae Hong Hwang

    이병대, 조병욱, 문희선, 황재홍

    We measured the concentrations of natural radionuclides (uranium and radon) and major elements in groundwater collected from forty wells located in Wonju ...

    원주지역 지하수의 수리지화학 및 자연방사성물질인 우라늄과 라돈의 산출특성을 규명하기 위하여 40개 관정을 대상으로 시료를 채취하고 분석하였다. 연구지역 지하수의 EC는 최소 73에서 최대 ...

    + READ MORE
    We measured the concentrations of natural radionuclides (uranium and radon) and major elements in groundwater collected from forty wells located in Wonju area to investigate the hydrochemistry and the occurrence of these radionuclides. The range of electrical conductivity (EC) value in the study area was 73~400 µS/cm. In addition to the increase of EC value, the content of cations and anions also tends to increase. Uranium concentrations ranged from 0.06~50.5 µg/L (median value, 1.55 µg/L) and radon concentrations ranged from 67~8,410 pCi/L (median value, 1,915 pCi/L). Uranium concentrations in 3 well, 7.5% of the samples, exceeded 30 µg/L, the maximum contaminant level (MCL) proposed by the US Environmental Protection Agency (EPA), based on the chemical toxicity of uranium. Radon concentrations in 9 wells, 22.5% of the samples, and 1 well, 2.2% of the samples, exceeded 4,000 pCi/L (AMCL of the US EPA) and 8,100 pCi/L (Finland’s guideline level), respectively. Concentrations of uranium and radon related to geology of the study area showd the highest values in groundwater of the biotite granite area. Uranium and radon contents in the groundwater are comparatively low compared to those in other countries with similar geological settings. It is likely that the measured value was lower than the actual content due to the inflow of shallow groundwater by the lack of casing and grouting.


    원주지역 지하수의 수리지화학 및 자연방사성물질인 우라늄과 라돈의 산출특성을 규명하기 위하여 40개 관정을 대상으로 시료를 채취하고 분석하였다. 연구지역 지하수의 EC는 최소 73에서 최대 400 µS/cm (평균 212 µS/cm)의 범위를 나타내고 있으며, EC의 증가와 더불어 주요 용존 양이온과 음이온의 함량도 증가하는 경향을 나타낸다. 우라늄 농도는 0.06~50.5 µg/L (중앙값 1.55 µg/L)로 넓은 분포를 보여주고 있으며, 라돈은 67~8,410 pCi/L (중앙값 1,915 pCi/L)의 범위를 나타내고 있다. 우라늄 농도에서 미국 EPA MCL 30 µg/L를 초과한 곳은 3개소로 전체 시료수의 7.5%에 해당된다. 라돈의 경우, 미국 EPA AMCL(Alternative Mximum Contaminant Level) 4,000 pCi/L를 초과한 곳은 9개소로 전체 시료수의 22.5%이다. 이중 핀란드의 음용 제안치인 8,100 pCi/L를 초과하는 시료는 1개소이다. 연구지역에서 지질별 지하수의 우라늄과 라돈 농도는 흑운모화강암 지역의 지하수에서 가장 높다. 연구지역 지하수의 우라늄과 라돈 함량은 유사한 지질을 가지는 외국에 비하면 낮은 것으로 나타났다. 이는 우리나라 지하수 관정의 특성상 케이싱 및 그라우팅이 미비한 관정이 많으므로 천부 지하수의 공내 유입을 의심할 수 있다. 이러한 관정의 특성으로 인하여 실제 함량보다 낮게 검출되었을 가능성을 배제할 수 없다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    A Field Verification Study on the Effect of Filter Layers on Groundwater Level Drop Characteristics, Permeability, Optimum Yield and Well Efficiency in the Unconfined Aquifer Well for Riverbank Filtration Intake

    강변여과수 취수를 위한 충적우물에서 필터층이 수위강하특성, 투수성, 적정양수량 및 우물효율에 미치는 영향에 대한 현장실증 연구

    Jae-Yong Song, Sang-Moo Lee, Byeong-Cheon Kang, Geun-Chun Lee, Gyo-Cheol Jeong

    송재용, 이상무, 강병천, 이근춘, 정교철

    This study performs to evaluate the role of filter material at alluvial well for intake of riverbank filtration and the applicability and ...

    본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 ...

    + READ MORE
    This study performs to evaluate the role of filter material at alluvial well for intake of riverbank filtration and the applicability and improvement effect of dual filter well. To achieve this objective, dual filter intake well and single filter intake well were installed with different filter conditions at riverbank free surface aquifer in soil layer then we evaluated filter material condition, permeability, optimum yield and well efficiency according to yield in drawdown test. As a results, we assumed forming dual filter layer minimizes sudden speed changes at boundary between aquifer and filter layer by cushioning of groundwater flow. This suppresses warm current then intake groundwater efficiently, therefore it seems decreasing peripheral groundwater level changes in spite of higher intake water amount than single filter intake well. Furthermore, we confirmed by test, installing dual filter improves permeability, optimum yield and well efficiency. The result will be used by combining with former study to set up standard of design/construction of dual filter intake well at alluvial aquifer layer. Furthermore, we expect this result will be used to prove application effect of dual filter intake well compared to single filter one and radial collector well which are mainly applied on riverbank filtration.


    본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    A Study on the Selection of Factors for Evaluating the Efficiency of Slope Reinforcement Using AHP

    AHP 분석을 활용한 비탈면 보강공 성능평가를 위한 중요항목 도출에 관한 연구

    Jonghyun Lee, Oil Kwon, Jinhwan Kim, Wooseok Kim, Junghae Choi

    이종현, 권오일, 김진환, 김우석, 최정해

    Various slope protect systems are applied to the slope located around the major facility to maintain stability, and the applied these systems ...

    주요 시설물 주변에 분포하고 있는 비탈면은 안정성을 유지하기 위해서 다양한 보강 공법을 적용하고 있으며 적용된 보강 공법은 비탈면의 안전을 확보하여 시설물을 보호하는데 ...

    + READ MORE
    Various slope protect systems are applied to the slope located around the major facility to maintain stability, and the applied these systems play an important role in protecting the structure by ensuring the safety of the slope. Reinforcement techniques ensure complete safety at the time of application to the slope, but over time, it may become difficult to secure safety. In particular, the deterioration of reinforcement systems may significantly reduce the stability of the slope. Therefore, it is necessary to secure the safety of the slope by defining the necessary items for maintenance of the protect systems and verifying them by the field expert. In this study, a group of experts were formed to determine these items and select their importance among them, and based on their data, the importance of each item was selected by Analytic Hierarchy Process (AHP). The selected items are expected to play an important role in the maintenance of reinforcement systems applied to the slope based on the survey items used by experts.


    주요 시설물 주변에 분포하고 있는 비탈면은 안정성을 유지하기 위해서 다양한 보강 공법을 적용하고 있으며 적용된 보강 공법은 비탈면의 안전을 확보하여 시설물을 보호하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 보강 공법은 비탈면에 적용될 당시에는 안전성을 완벽하게 보장하고 있지만 시간이 지남에 따라 안전성을 유지하기 어려운 상태로 변화되기도 한다. 특히 시간에 따른 보강 공법의 노후화는 비탈면의 안정성을 급격히 저하시키는 역할을 하기도 한다. 따라서 보강 공법의 유지/관리를 위해 필요한 항목들을 정하고 이를 현장 조사자가 확인함으로써 비탈면의 안전성을 확보하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 항목을 정하고 항목들 가운데 중요도를 선정하기 위해서 전문가 그룹을 구성하고 이들의 자료를 바탕으로 계층화 분석을 활용하여 항목들간의 중요도를 선정하였다. 선정된 항목들은 현장 조사자들의 조사 항목으로 활용되고 이를 바탕으로 비탈면에 적용된 보강 공법의 유지/관리에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Study on Landslide Flume Tests Using Stability Analysis of the Unsaturated Infinite Slope

    불포화 무한사면의 안정해석을 활용한 산사태 모형실험에 관한 연구

    Hyo-Sung Song, Byung-Gon Chae, Young-Suk Song, Jung-Hae Choi, Won-Gyo Seo, Ik Woo

    송효성, 채병곤, 송영석, 최정해, 서원교, 우 익

    In this study, landslide flume tests were performed to analyze characteristics of ground characteristics and landslide occurrence due to rainfall infiltration. As ...

    본 연구에서는 강우침투에 따른 사면 내 지반특성변화 및 붕괴특성을 파악하기 위해 산사태 모형실험을 수행하였다. 실험재료로는 국내에서 산사태가 가장 빈번하게 발생하는 화강암 풍화토와 ...

    + READ MORE
    In this study, landslide flume tests were performed to analyze characteristics of ground characteristics and landslide occurrence due to rainfall infiltration. As test materials, weathered granite soil and gneiss soil, the most frequent landslides in Korea, were used, and landslides were triggered by heavy rain (Intensity = 200 mm/hr). The measurement sensors were installed with 3 sets at toe, slope, top part and shallow (GL-0.2 m), middle (GL-0.4 m), and deep (GL-0.6 m) depth in the slope and measured at 10 second intervals. After landslide flume tests, the slope stability analysis was performed by applying the unsaturated soil theory based on the change of ground characteristics and compared with actual landslide occurrence from flume test. As a result of the analysis, factor of safety reflected the landslide occurrence from flume test and factor of safety decreased as rainfall infiltration, leading to slope failure. Finally we compared to the factor of safety below 1 and actual landslide occurrence time, the average difference was 1,600 seconds for weathered granite soil and 5,400 seconds for weathered gneiss soil.


    본 연구에서는 강우침투에 따른 사면 내 지반특성변화 및 붕괴특성을 파악하기 위해 산사태 모형실험을 수행하였다. 실험재료로는 국내에서 산사태가 가장 빈번하게 발생하는 화강암 풍화토와 편마암 풍화토를 사용하였고, 시간당 200 mm의 극한강우를 살수함으로써 사면붕괴를 유발하였다. 계측기는 모형사면의 선단부, 사면부, 정상부에 심도별로 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 위치에 3 set씩 설치하였고, 데이터는 10초 간격으로 측정하였다. 실험이 종료된 후 실험조건별 지반특성변화를 토대로 불포화이론을 적용하여 사면안정해석을 하였으며, 이를 실제 붕괴형태와 비교 ‧ 분석을 하였다. 분석결과 사면안전율은 붕괴형태에 대한 현상을 반영하였고, 강우가 침투함에 따라 급격하게 감소하면서 사면붕괴에 이르는 것으로 나타났다. 또한 사면안전율이 1 이하로 떨어지는 시점과 실제 붕괴시점을 비교해보았을 때 화강암 풍화토의 경우 평균 1,600초, 편마암 풍화토의 경우 평균 5,400초 차이가 나타났다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Detection of Subsurface Ancient Remains in Sooseong Dang Area, Buan Using Ground Penetration Radar Technique

    지하투과레이다 기법을 이용한 부안 수성당 지역의 지하 유적 탐사

    Hyoun-Jae Lee, Hang-Tak Jeon, Sul-Min Yun, Se-Yeong Hamm

    이현재, 전항탁, 윤설민, 함세영

    In order to survey archaeological sites, drilling and excavation are carried out at the final stage. However, at the preliminary stage, non-excavation ...

    고고학적 유적지 탐사의 최종 단계에서는 시굴과 발굴조사를 실시하지만, 초기 단계에는 비파괴방법인 지구물리탐사를 이용하여 지하의 유적지를 평가한다. 그 중에서도 GPR 탐사는 천부 지하에 ...

    + READ MORE
    In order to survey archaeological sites, drilling and excavation are carried out at the final stage. However, at the preliminary stage, non-excavation geophysical prospection is used for assessing underground archaeological ruins. Among the geophysical prospecting techniques, Ground Penetration Radar (GPR) prospection has effectively been applied to historical sites due to its high resolution at shallow depths. In this study, the GPR prospection was conducted to find underground ruins near Suseong-Dang, the place of ancient rituals in Buan area, Korea. First, the GPR prospection was conducted at three sites (Site-1, 2, and 3), and subsequently, the GPR prospection was carried out at Site-3 in more detail. As a result of the prospection, the underground layered structure of the survey area consists of three layers, which are soil layer, weathered rock, and sound rock from the surface. And the GPR anomaly to the archaeological structure was clearly identified at around 100-cm depth showing est-west direction that is parallel to the long-axis array. This GPR anomaly of irregular geomorphological features and intermittent distribution may be related to the ritual remains found in Suseong Dang. The GPR prospection could be effectively used to detect archaeological sites or remains buried in the ground.


    고고학적 유적지 탐사의 최종 단계에서는 시굴과 발굴조사를 실시하지만, 초기 단계에는 비파괴방법인 지구물리탐사를 이용하여 지하의 유적지를 평가한다. 그 중에서도 GPR 탐사는 천부 지하에 대한 해상도가 높아 유적지 조사에 효과적으로 적용되어 왔다. 본 연구에서는 부안지역의 수성당 부근 지하에 매장되어 있는 유물을 찾기 위해서 지하투과레이다(Ground Penetration Radar, GPR) 탐사를 실시하였다. 1차 GPR 탐사는 세 개 지역(Site-1, 2, 3)에서 수행하였고, 1차 조사의 결과를 바탕으로 2차 세부 GPR탐사는 Site-3에서 수행하였다. 탐사 결과, 지표로부터 표토층, 풍화대, 기반암이 나타나는 것으로 파악되었으며, 뚜렷한 이상대는 심도 약 100 cm 내외에서 장축 방향의 측선과 평행한 동서에 가까운 방향성을 나타내고 있다. 이 GPR 이상대의 불규칙한 형태적 특징과 강신호의 단속적 분포 양상은 수성당에서 발견된 제사도구와 연관이 있을 것으로 판단된다. 이러한 GPR 탐사는 지하 천부에 매장되어 있는 고고학적 유적이나 유물을 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Experimental Study for Optimal Method in Measuring the Basic Friction Angle of Rock

    최적의 기본마찰각 측정법에 관한 실험적 연구

    Kook-Hyun Lee, Hyun-Sic Jang, Bo-An Jang

    이국현, 장현식, 장보안

    Basic friction angles of Hwangdeung granite, Berea sandstone, Jeongsun marble, Hongcheon gneiss, Pungam shale and Eumseong sandy shale were measured by direct ...

    황등 화강암, Berea 사암, 정선 대리암, 홍천 편마암, 풍암 셰일 및 음성 사질 셰일의 여섯 종류의 암석에 대하여 직접전단시험, 기울임시험 그리고 당김시험을 ...

    + READ MORE
    Basic friction angles of Hwangdeung granite, Berea sandstone, Jeongsun marble, Hongcheon gneiss, Pungam shale and Eumseong sandy shale were measured by direct shear test, tilt test and pull test. Characteristics of basic friction angle and the accuracy of test methods were compared and the optimal method in measuring basic friction angle was suggested. Although basic friction angles might be measured accurately by direct shear test, the test apparatus is expensive and procedures are complicated. Tilt tests which is the suggested method for measuring basic friction angle by International Association for Rock Mechanics also provided similar basic friction angles measured by direct shear test. However, the error measured for the same rock type is higher than 7° and values by repeated measurements in one sample show different trends, such as increasing or decreasing or almost constant as measurements continued. The difference measured in one gneiss sample is higher 12°, indicating that tilt test may be not a reliable method for measuring basic friction angle. Not only pull test provided accurate and consistent results under low normal stresses, but also test apparatus is simple and inexpensive and procedure is not complicated, indicating that pull test may be the optimal method for measuring basic friction angle.


    황등 화강암, Berea 사암, 정선 대리암, 홍천 편마암, 풍암 셰일 및 음성 사질 셰일의 여섯 종류의 암석에 대하여 직접전단시험, 기울임시험 그리고 당김시험을 이용하여 기본마찰각을 측정하고, 암종에 따른 기본마찰각의 특성, 시험방법의 정확성을 비교, 검토하여 기본마찰각 측정에 가장 정확하고 효율적인 시험방법을 제시하였다. 기본마찰각은 직접전단시험을 이용하면 정확하게 측정되지만, 비싼 장비와 복잡한 시험절차가 필요하다. 국제암반역학회에서 표준시험법으로 제안한 기울임시험은 직접전단시험에서 측정된 기본마찰각과 유사한 값을 제시하나, 동일한 암석으로 제작된 3개의 시료에서 측정된 기본마찰각은 최대 7° 이상의 오차를 보이고, 1개의 시료에서 5회 측정된 미끄러짐 각 또한 시료에 따라서 증가하거나, 감소하거나, 유사한 값을 보이는 등 일정한 패턴을 보이지 않고 변할 뿐만 아니라, 편마암에서는 최대 12°의 오차를 보여 시험의 신뢰성에 상당한 의문이 든다. 간단한 시험장비와 비교적 낮은 수직응력하에서 실시되는 당김시험은 직접전단시험에서 구한 기본마찰각과 매우 유사한 값을 제공하고, 측정된 값들이 일관성을 보이고 시험절차 또한 매우 간단하여 기본마찰각 측정에 가장 유용한 시험 방법으로 판단된다.

    - COLLAPSE
    December 2019
  • Research Article

    Fe and Al Behaviors in Precipitates and Pollution Characteristics of Acid Mine Drainage from the Donghae Abandoned Coal Mine, Taebaek, Korea

    태백시 동해폐탄광 산성광산배수의 오염현황과 하상퇴적물 내 철, 알루미늄의 거동특성

    Chang Oh Choo, Jung-Won Park, Jin Kook Lee

    추창오, 박정원, 이진국

    We investigated geochemical contaminants and Fe, Al behavior in precipitates of acid mine drainage (AMD) from the Donghae abandoned coal mine, Taebaek ...

    강원도 태백산국립공원 구역에 인접한 동해폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수(AMD)에 대하여 수질오염과 하상퇴적물 내 Fe, Al의 거동특성을 화학분석, XRD, 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(27Al ...

    + READ MORE
    We investigated geochemical contaminants and Fe, Al behavior in precipitates of acid mine drainage (AMD) from the Donghae abandoned coal mine, Taebaek, Gangwon Province using aqueous chemical analyses, XRD, IR, and 27Al NMR, Our results showed that water chemistry changed with pH and Eh, and saturation indices of chemical species in the AMD. According to saturation calculated by visual MINTEQ, the AMD was saturated with various Fe-, Al-oxyhydroxide minerals. Reddish brown precipitates are composed of schwertmannite, ferrihydrite, and goethite, whereas whitish precipitates are composed mostly of alumimous minerals such as poorly crystallized basaluminite with trace Al13-Tridecamer. It is important to apply active treatment methods rather than simple storage pond and to control the precipitation and solubility of iron species and aluminous species for ensuring remediation and control for the AMD discharged from the Donghae abandoned coal mine.


    강원도 태백산국립공원 구역에 인접한 동해폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수(AMD)에 대하여 수질오염과 하상퇴적물 내 Fe, Al의 거동특성을 화학분석, XRD, 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(27Al NMR)을 이용하여 연구하였다. 산성광산배수의 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산에 따르면 대부분 다양한 철, 알루미늄 수산화광물종에 과포화되어 있다. 하상의 적갈색 침전물은 슈베르트마나이트, 페리하이드라이트와 침철석으로 구성된다. 백색침전물은 대부분 알루미늄광물인 배스알루미나이트로 구성되는데, 이것의 결정도는 매우 낮다. 배스알루미나이트에서는 Al-중합체 Al13-Tridecamer가 소량으로 함유되어 있다. 동해폐탄광의 산성광산배수를 저감하기 위해서는 단순한 저류조 운영보다는 적극적인 제거법을 적용하여 철, 알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절할 필요가 있다.

    - COLLAPSE
    December 2019