• Review

    Improvement Plan for Groundwater Management in Korea by Examining Overseas Cases

    해외사례조사를 통한 우리나라 지하수 관리의 개선방향

    Minsoo Kim, Gyocheol Jeong, Jeongwoo Lee, Il-Moon Chung

    김민수, 정교철, 이정우, 정일문

    This study aims to suggest an improved groundwater management plan for future policy decisions in Korea by examining representative groundwater management cases ...

    본 연구에서는 미국, 일본, 유럽 등 해외의 지하수 관리 사례를 조사하여 향후 우리나라 지하수 관리 개선 방향을 제시하였다. 미국에서는 지하수자원 프로그램(GWRP ...

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    This study aims to suggest an improved groundwater management plan for future policy decisions in Korea by examining representative groundwater management cases abroad. In the United States, the Ground Water Resources Program is operated both locally and regionally. In order to manage appropriate levels of groundwater in Japan, groundwater resource management programs are conducted according to small, medium, and large watersheds. In Europe, the watershed unit manages groundwater and surface water by way of an integrated approach. In Korea, groundwater development at the national level is designated and managed in a top-down manner, whereas in the United States and Japan, groundwater is managed from small-scale regional units to large-scale watersheds. In order to evaluate the sustainability of groundwater resources, groundwater must be evaluated through a dynamic process including continuous monitoring, groundwater flow analysis, and management priorities.


    본 연구에서는 미국, 일본, 유럽 등 해외의 지하수 관리 사례를 조사하여 향후 우리나라 지하수 관리 개선 방향을 제시하였다. 미국에서는 지하수자원 프로그램(GWRP)이 국지적-권역별로 운영된다. 일본에서는 적정지하수 이용을 관리하기 위해 소규모, 중규모 및 대규모 유역에 따라 서로 다른 지하수자원 관리 프로그램이 수행되었다. 유럽에서는 지하수가 지표수와 동일하게 평가되며, 유역 단위로 지표수와 지하수를 통합 관리하고 있다. 우리나라에서는 국가차원에서 지하수 개발가능량을 하향식으로 지정하고 관리하지만 미국과 일본에서는 소규모 지역 단위에서 대규모 유역까지 범위를 확장하며 관리하는 차이가 있다. 또한 지하수 자원의 지속 가능성을 평가하려면 지속적인 지하수 관측과 조사, 데이터 분석, 지하수개발 우선순위 결정 등을 포함하는 역동적 지하수 활용 프로그램을 운영해야 한다.

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    September 2020
  • Research Article

    Applicability of Pulse Tests to Estimate Transmissivity in Crystalline Rock

    결정질 암반의 투수량계수 도출을 위한 펄스시험의 적용성 연구

    Kyung-Woo Park, Byeong-Hak Park, Nak-Youl Ko, Sung-Hoon Ji

    박경우, 박병학, 고낙열, 지성훈

    In this study, pulse tests were undertaken at an underground research facility, as part of in-situ hydraulic tests, to derive the hydrogeological ...

    본 논문에서는 결정질 암반에 건설된 지하연구시설에서 암반의 수리지질특성을 도출하기 위해 수행할 수 있는 현장수리시험의 방법으로 펄스시험을 소개하였다. 아울러 지하연구시설에서 수행한 슬러그시험과 펄스시험의 ...

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    In this study, pulse tests were undertaken at an underground research facility, as part of in-situ hydraulic tests, to derive the hydrogeological characteristics of crystalline rock. The applicability of pulse tests for estimating the transmissivity of a fractured rock mass was evaluated by comparing the results to those from a slug test. Results from the pulse and slug tests were very similar for the test section, with both tests indicating low transmissivity. A slight difference between the results of pulse and slug tests, however, was observed in the section with the transmissivity larger than 1 × 10-8 m2/s, which is likely due to the difference in the radii of influence of the tests. Furthermore, when the pulse test was conducted in permeable zones where transmissivity was larger than 1 × 10-7 m2/s, it was difficult to produce accurate results. This lack of accuracy was due to the rapid recovery of the hydraulic head in these permeable test zones. When performing pulse tests, it was important to accurately measure the pressure when valves were opened and closed in order to apply the head change in the test section. Although it is difficult to derive the hydrogeological characteristics from pulse tests in areas with high permeability, these tests can be used as an economical test method for identifying hydrogeological characteristics in a relatively short time, especially when deriving the transmissivity of rocks with low permeability.


    본 논문에서는 결정질 암반에 건설된 지하연구시설에서 암반의 수리지질특성을 도출하기 위해 수행할 수 있는 현장수리시험의 방법으로 펄스시험을 소개하였다. 아울러 지하연구시설에서 수행한 슬러그시험과 펄스시험의 결과를 비교하여 결정질 암반의 수리지질특성 도출에 대한 펄스시험의 적용 가능성을 평가하였다. 펄스시험과 슬러그시험의 결과를 비교해 볼 때, 매질의 투수성이 낮은 시험구간에서는 그 결과가 매우 유사하게 도출되었지만 투수량계수가 1 × 10-8 m2/s 이상인 구간에서는 약간의 차이를 확인할 수 있었다. 이러한 투수성의 차이는 수리시험 시 적용되는 수리 영향 반경의 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 또한 시험결과를 통하여 펄스시험을 투수량계수가 1 × 10-7 m2/s 이상인 시험구간에서 수행할 때, 시험 중 빠른 수두회복 때문에 정확한 시험결과를 도출하기 어렵다는 것을 알 수 있었다. 펄스시험은 비록 투수성이 큰 구간에서 수리지질특성을 도출하기 어렵지만, 저투수성 매질의 암반에서의 수리지질특성을 도출할 때 비교적 빠른 시간에 수리지질특성을 파악할 수 있는 경제적인 시험 방법이라고 제안할 수 있다.

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    September 2020
  • Research Article

    Performance Evaluation of High Strength Lattice Girder by Structural Analyses and Field Measurements

    구조해석과 현장계측에 의한 고강도 격자지보재의 성능 평가

    Jeo-Won Lee, Kyong-Nam Min, Ji-Wook Jeong, Byoung-Kuk Roh, Sang-Jin Lee, Tae-Bong Ahn, Seong-Seung Kang

    이재원, 민경남, 정지욱, 노병국, 이상진, 안태봉, 강성승

    This study examined structural analysis of supports in tunnel and displacement and underground stress of tunnel by measurement, in order to evaluate ...

    본 연구는 H형강 대체 지보재로 개발된 고강도 격자지보재의 성능을 평가하기 위하여 터널에서의 지보재에 대한 구조해석과 계측에 의한 터널 변위와 지중응력 변화를 살펴보았다 ...

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    This study examined structural analysis of supports in tunnel and displacement and underground stress of tunnel by measurement, in order to evaluate the performance of high-strength lattice girders developed as a substitute for H-profiles. According to the three-dimensional nonlinear structural analysis results of the tunnel support, the load and displacement relationship between the H-profiles and the high-strength lattice girders showed almost the same behavior, and the maximum load of the high-strength lattice girders were 1.0 to 1.2 times greater than the H-profiles. By the results of the three-dimensional tunnel cross-section analysis of the supports, the axial force was occurred largely in the lower left and right sides of the tunnel, and showed a similar trend to the field test values. In the results of the measurement of the roof settlement and rod extension, the final displacement of the steel arch rib (H-profile) and high-strength lattice girder section in tunnel was converged to a constant value without significant difference within the first management standard of 23.5 mm. According to the results of underground displacement measurement, the final change amount of the two support sections showed a slight displacement change, but converged to a constant value within the first management standard of 10 mm. By the results of measurement of shotcrete stress and steel arch rib stress, the final change amount of the two support sections showed a slight stress change, but converged to a constant value within the first management standard of 81.1 kg/cm2 and 54.2 tonf.


    본 연구는 H형강 대체 지보재로 개발된 고강도 격자지보재의 성능을 평가하기 위하여 터널에서의 지보재에 대한 구조해석과 계측에 의한 터널 변위와 지중응력 변화를 살펴보았다. 터널 지보재 3차원 비선형 구조해석 결과에 의하면, H형강과 고강도 격자지보재의 하중과 변위 관계는 거의 동일한 거동을 보였으며, 고강도 격자지보재의 최대하중은 H형강보다 1.0~1.2배 크게 나타났다. 터널 지보재 3차원 터널단면해석 결과에 의하면, 축력은 터널 좌측 및 우측 하단부에서 크게 발생했으며 현장시험 계측값과 유사한 경향을 나타냈다. 천단침하 및 내공변위 계측 결과에 의하면, 터널 내 강지보(H형강)와 고강도 격자지보 구간의 최종변위량은 1차 관리기준인 23.5 mm 이내의 큰 차이 없이 일정한 값으로 수렴되었다. 지중변위 계측 결과에 의하면, 두 지보재 구간의 최종변화량은 미소한 변위 변화를 보였으나, 1차 관리기준인 10 mm 이내의 일정한 값으로 수렴되었다. 숏크리트 및 강지보 응력 계측 결과에 의하면, 두 지보재 구간의 최종변화량은 미소한 응력 변화를 보였으나, 1차 관리기준인 81.1 kg/cm2과 54.2 tonf 이내의 일정한 값으로 수렴되었다. 결과적으로 강지보재와 고강도 격자지보재가 설치된 터널구간에서 계측 결과는 매우 미미한 차이를 나타냈으며, 이것은 H형강 대신 고강도 격자지보재를 터널에 적용하더라도 구조적으로 충분히 안정성을 확보할 수 있음을 의미한다.

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    September 2020
  • Research Article

    Estimating Exploitable Groundwater as a Function of Precipitation Using a Distributed Hydrologic Model and Frequency Analysis

    분포형 수문모형과 빈도해석을 이용한 강수량별 지하수 개발가능량 산정

    Minsoo Kim, Gyocheol Jeong, Jeong Eun Lee, Min-Gyu Kim

    김민수, 정교철, 이정은, 김민규

    In this study, recharge rates are estimated using SWAT-K (a distributed hydrological model). The validity of the estimated recharge rates were evaluated ...

    본 연구에서는 분포형 수문모형 SWAT-K를 사용한 함양률을 산정하고 이를 뒷받침하기 위해 유역 내에서 실제로 관측한 수문곡선 자료를 기반으로 기저유출 분리법을 이용하여 함양량 ...

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    In this study, recharge rates are estimated using SWAT-K (a distributed hydrological model). The validity of the estimated recharge rates were evaluated by employing the baseflow separation method based on observed hydrological data. The exploitable groundwater is typically determined as the 10-year drought frequency recharge rate that is calculated by average recharge ratio multiplied by 10-year drought frequency precipitation. In practice, however, recharge rates typically decrease in line with precipitation; therefore, exploitable groundwater could be overestimated when average recharge rates are used without considering precipitation. To resolve this overestimation, exploitable groundwater was calculated by re-estimating recharge rates that consider precipitation intensity. By applying this method to the Uiwang, Gwacheon, and Seongnam sub-basins, the exploitable groundwater decreased by 55.5~77.6%, compared with recharge rates obtained using the existing method.


    본 연구에서는 분포형 수문모형 SWAT-K를 사용한 함양률을 산정하고 이를 뒷받침하기 위해 유역 내에서 실제로 관측한 수문곡선 자료를 기반으로 기저유출 분리법을 이용하여 함양량 산정의 타당성을 평가하였다. 통상 지하수 개발가능량 산정 시 10년 빈도 갈수 시 강수량에 평균함양률을 곱하여 실무에 활용하고 있으나, 실제로 함양률은 강수량이 작을수록 작아지는 경향을 보이기 때문에 평균 함양률을 사용하게 되면 개발가능량이 과다 산정될 가능성이 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 강수량 규모를 고려한 함양량으로 함양률을 재산정하여 개발가능량을 산정하였다. 이 방법을 의왕 ‧ 과천 ‧ 성남시에 적용한 결과 소유역별 개발가능량은 기존 방법 대비 55.5~77.6%로 감소하는 것으로 나타났다.

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    September 2020
  • Research Article

    Preliminary Assessment of Groundwater Artificial Recharge Effect Using a Numerical Model at a Small Basin

    수치모델을 이용한 소분지에서의 지하수 인공함양 효과 예비 평가

    Myoung-Rak Choi, Jang-Hwan Cha, Gyoo-Bum Kim

    최명락, 차장환, 김규범

    In this study, the effects of groundwater artificial recharge through vertical wells in the upper small basin are preliminarily evaluated by using ...

    본 연구에서는 현장 주입 시험 및 3차원 수치모델을 이용하여 상류 소분지에서의 수직정을 이용한 지하수 인공함양 효과를 예비 평가하였다. 현장 주입 시험의 주입량 ...

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    In this study, the effects of groundwater artificial recharge through vertical wells in the upper small basin are preliminarily evaluated by using field injection test and a 3-D numerical model. The injection rate per well in a model is set to 20, 37.5, 60, and 75 m3/day based on the results of field injection test, groundwater levels, and hydraulic conductivities estimated from particle size analysis, and a numerical model using MODFLOW is conducted for 28 cases, which have diverse injection intervals, in order to estimated the changes of groundwater level and water balance after injection. Groundwater level after injection does not show a linear relationship with the injection rate per well, and the cumulative effect of artificial recharge decreases and the timing of maximum water level rise is shortened as the injection interval becomes longer. In four cases of continuous injection with total injection rate of 1,200 m3, it is revealed that the recharge effect is analyzed as 36.5~65.3% of the original injection rate. However, it will be more effective if the artificial recharge system combined with underground barrier is introduced for the longer pumping during a long and severe drought. Additionally, it will be possible to build a stable artificial recharge system by an establishment of efficient scenario from recharge to pumping as well as an optimization of recharge facilities.


    본 연구에서는 현장 주입 시험 및 3차원 수치모델을 이용하여 상류 소분지에서의 수직정을 이용한 지하수 인공함양 효과를 예비 평가하였다. 현장 주입 시험의 주입량, 지하수위 및 입도 분석 자료에 의한 수리전도도 등을 이용하여 모델의 공당 주입량을 20, 37.5, 60, 75 m3/day로 설정하였으며, 주입 간격에 따른 총 28개의 경우에 대하여 MODFLOW를 활용한 수치모델을 실시하여 지하수위 및 물수지 변화를 분석하였다. 주입 후 주변 관측정에서의 지하수위 상승이 공당 주입량과 비례적인 선형 관계를 보이진 않았으며, 주입 간격이 길어지면 누적 효과가 감소하여 최대 수위상승 시기가 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 4가지 경우의 공당 주입량을 매일 연속으로 주입하여 총량 1,200 m3을 주입할 경우, 주입량 대비 36.5~65.3%의 함양 효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 그러나 장기간의 가뭄에 대응하고 보다 지속적인 양수를 위해서는 차수벽 등 지하수 저류시설을 병행한다면 보다 효과적일 것으로 보이며, 추후 주입 시설의 최적화 및 함양-취수의 시나리오 확보를 통하여 안정적인 인공함양 시스템 구축이 가능할 것이다.

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    September 2020
  • Research Article

    Improvement of Sand Dam Design for Safety and Increased Water Storage

    안전과 저수량 증대 측면의 샌드댐 설계 개선 방안

    Dong Gun Seo, Jong Won Suh, Jeong Uk Chae, Sung Jun Kim, Tae Sup Yun, Il-Moon Chung

    서동건, 서종원, 채정욱, 김성준, 윤태섭, 정일문

    Sand dams are formed by installing beams across rivers and filling the secured space with water and a permeable material, such as ...

    샌드댐이란 하천의 횡단에 보 등을 설치하고 확보된 공간에 모래와 같은 투수성 재료와 물을 함께 채운 후, 공극내의 물을 저장하여 사용하기 위한 구조물이다 ...

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    Sand dams are formed by installing beams across rivers and filling the secured space with water and a permeable material, such as sand, which stores the water in available pore space. These structures have mainly been reported in Kenya, Africa. This study proposes a sand dam design that improves structural safety and water intake. First, to increase the stability of the concrete wall of the dam, steel barbed wire connections are proposed for construction. Second, by using geotextile fabrics, evaporation may be reduced from 45% to 8%, and horizontal permeable discharge could be reduced markedly, therefore improving water storage capabilities. In addition, the water intake increased by ~2.4 times that of the previous design. Third, filtration efficiency is improved by selecting a sedimentary site for improved water quality. Finally, the installation of a tensiometer is suggested for monitoring the sand dam.


    샌드댐이란 하천의 횡단에 보 등을 설치하고 확보된 공간에 모래와 같은 투수성 재료와 물을 함께 채운 후, 공극내의 물을 저장하여 사용하기 위한 구조물이다. 주로 아프리카 케냐를 중심으로 많은 사례가 보고되고 있는 샌드댐에 관해 본 연구에서는 샌드댐의 구조적 안전과 취수량 증대를 위한 설계 방안을 제시하였다. 첫째, 샌드댐의 콘크리트 벽체의 안정성을 확보하기 위해 철근을 가시철근으로 연결, 시공의 편리함을 제시했다. 둘째, 지오텍스타일을 이용하여 증발을 45%에서 8%로 감소시킬 수 있었고 수평방향 투수배출량도 크게 줄일 수 있어 취수량은 기존대비 약 2.4배 증가되는 것을 알 수 있었다. 이 밖에도 수질개선을 위한 침사지 설계로 여과효율을 높였고, 토양수분장력계를 통한 모니터링 방법도 제시하였다.

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    September 2020
  • Research Article

    Delineation of the Slip Weak Zone of Land Creeping with Integrated Geophysical Methods and Slope Stability Analysis

    복합 지구물리탐사와 사면 안정해석 자료를 이용한 땅밀림 지역의 활동연약대 파악

    Sun-Joong Lee, Ji-Soo Kim, Kwan-Soo Kim, Il-Ryong Kwon

    이선중, 김지수, 김관수, 권일룡

    To determine the shallow subsurface structure and sliding surface of land creeping in 2016 at Hadong-gun, Gyeongsangnam-do, geophysical surveys (electric resistivity, and ...

    2016년 경상남도 하동군 땅밀림 지역의 지하구조와 미끄럼사면을 파악하기 위해 지구물리탐사(전기비저항, 탄성파 굴절법, 시추공 영상촬영)와 사면안정해석을 실시하였다. 시추조사와 탄성파속도로 해석된 사면의 ...

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    To determine the shallow subsurface structure and sliding surface of land creeping in 2016 at Hadong-gun, Gyeongsangnam-do, geophysical surveys (electric resistivity, and refraction seismic methods, borehole televiewer) and slope stability analysis were conducted. The subsurface structure delineated with borehole lithologies and seismic velocity structures provided the information that the sediment layer on the top of the slope was rather as thick as 20 m and the underlying weathered rock (anorthosite) was thinner than 1 m. Based on the tension cracks observed during the geological mapping, televiewer scanning was performed at the borehole BH-2 and detected the intensive fracture zones at the ground-water level, associated with the slip weak zones mapped in dipole-dipole electrical resistivity section. Downslope sliding and slightly upward pushing at the apex of high resistive bedrock explains the curved slip plane of the land creeping. Such a convex structure might play a role of natural toe abutment for preventing the downward development of slip weak zones. In slope stability analysis, the safety factors of the slip weak zone are calculated with varying the groundwater levels for dry and rainy seasons and the downslope is founded to be unstable with safety factor of 0.89 due to fully saturated material in rainy season.


    2016년 경상남도 하동군 땅밀림 지역의 지하구조와 미끄럼사면을 파악하기 위해 지구물리탐사(전기비저항, 탄성파 굴절법, 시추공 영상촬영)와 사면안정해석을 실시하였다. 시추조사와 탄성파속도로 해석된 사면의 지층 및 지하구조는 20여 m의 두터운 퇴적층 밑에 구간에 따라 1 m보다 얇은 풍화암 및 연암이 각각 분포한다. 지표지질조사를 통하여 관찰된 인장균열의 지표흔적을 기준으로 시추공 BH-2에서 영상촬영을 수행하여 확인된 집중 파쇄대의 분포는 지하수면과 쌍극자배열 전기비저항 단면에서 해석된 활동연약대의 깊이와 잘 부합한다. 기반암 표면의 고비저항 돌출부는 연약대의 하부 진행을 막는 일종의 자연적인 받침대 역할을 하여 이것을 경계점으로 활동면이 미끄러지고 약간 위로 올라가는 휘어진 파괴면을 수반하는 땅밀림의 특성을 설명해준다. 활동연약대에 대한 사면안정해석에서 지하수면의 변동시켜가며 건기와 우기의 안전율을 계산한 결과 우기에 해당되는 0.89의 낮은 값은 지하수로 완전포화된 물질에 기인하는 바 조사지역의 사면은 호우 시 불안정한 사면으로 해석된다.

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    September 2020
  • Research Article

    A Study on the Recharge Characteristics of Groundwater in Subcatchment including Spring Water Wells

    샘물 취수정이 위치한 소유역의 지하수함양 특성에 관한 연구

    Doo Gie Son, Gyo-Cheol Jeong

    손두기, 정교철

    Bottled water companies submit monthly hydrologic data including periodical environmental effects investigation, daily water production capacity, water production, water level, water chemistry ...

    먹는샘물 제조업체의 경우 주기적인 환경영향조사, 일취수량 제한, 그리고 취수량 및 수위, 수질(pH, EC, 온도)을 1시간 간격으로 계측하여 매월 보고하고, 정기 ...

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    Bottled water companies submit monthly hydrologic data including periodical environmental effects investigation, daily water production capacity, water production, water level, water chemistry (pH, EC, temperature) per hour and strictly manage groundwater by periodical analyses. Thus few problems concerning drawdown due to excess intake of groundwater take place. Nevertheless, bottled water companies are imprinted as a contribution to civil affairs resulted regarding groundwater near the companies. Therefore, a new method is required during water balance analysis in environmental effects evaluation, which should be compatible with the evaluation by hydrologic experts as well more accessible to non-experts. In this study, water level of surface water and recharge rate in subcatchment where water production wells are located were measured and monthly baseflow rates were separated from normal streams. Besides, recharge properties of groundwater and surface water in the same catchment area were estimated using analyses of oxygen and hydrogen isotopes in groundwater (production well), surface water, and rainfall.


    먹는샘물 제조업체의 경우 주기적인 환경영향조사, 일취수량 제한, 그리고 취수량 및 수위, 수질(pH, EC, 온도)을 1시간 간격으로 계측하여 매월 보고하고, 정기 수질검사 등을 통해 엄격히 관리하고 있어 과잉 취수로 인한 지하수위 강하와 같은 문제가 발생하는 사례가 적으나 제조업체 주변 지하수관련 민원의 원인 제공자로 각인되고 있는 실정이다. 그러므로 환경영향조사의 물수지 분석 시 수문분야 전문가들의 평가에 부합하고, 비전문가에게도 쉽게 접근할 수 있는 기법의 제시가 필요하다고 판단된다. 따라서 샘물 취수정이 위치한 소유역의 지표수 수위 및 유출량을 측정하고 상시하천의 월별 기저유출량을 분리하였다. 또한 동일 유역의 지하수(취수정), 지표수, 강수의 산소, 수소 동위원소를 분석하여 지하수와 지표수의 함양특성에 관하여 추정하였다.

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    September 2020
  • Research Article

    Prediction of Landslides and Determination of Its Variable Importance Using AutoML

    AutoML을 이용한 산사태 예측 및 변수 중요도 산정

    KoungHoon Nam, Man-Il Kim, Oil Kwon, Fawu Wang, Gyo-Cheol Jeong

    남경훈, 김만일, 권오일, 왕파우, 정교철

    This study was performed to develop a model to predict landslides and determine the variable importance of landslides susceptibility factors based on ...

    이 연구는 도로 비탈면에서 발생하는 산사태의 확률론적 예측에 기반된 산사태 발생에 영향을 미치는 인자의 중요도 산정 및 예측 모델을 개발하는 것이다. 산사태 ...

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    This study was performed to develop a model to predict landslides and determine the variable importance of landslides susceptibility factors based on the probabilistic prediction of landslides occurring on slopes along the road. Field survey data of 30,615 slopes from 2007 to 2020 in Korea were analyzed to develop a landslide prediction model. Of the total 131 variable factors, 17 topographic factors and 114 geological factors (including 89 bedrocks) were used to predict landslides. Automated machine learning (AutoML) was used to classify landslides and non-landslides. The verification results revealed that the best model, an extremely randomized tree (XRT) with excellent predictive performance, yielded 83.977% of prediction rates on test data. As a result of the analysis to determine the variable importance of the landslide susceptibility factors, it was composed of 10 topographic factors and 9 geological factors, which was presented as a percentage for each factor. This model was evaluated probabilistically and quantitatively for the likelihood of landslide occurrence by deriving the ranking of variable importance using only on-site survey data. It is considered that this model can provide a reliable basis for slope safety assessment through field surveys to decision-makers in the future.


    이 연구는 도로 비탈면에서 발생하는 산사태의 확률론적 예측에 기반된 산사태 발생에 영향을 미치는 인자의 중요도 산정 및 예측 모델을 개발하는 것이다. 산사태 예측 모델을 개발하기 위해 한반도 전 지역을 대상으로 2007년부터 2020년까지 조사된 30,615사면의 현장조사 자료를 활용하였다. 전체 131개의 변수 인자 중 지형인자 17개, 지질인자 114개(기반암 89개를 포함), 도로와의 이격거리를 사용하였다. 산사태 발생에 영향을 미치는 인자를 자동화된 머신러닝인 AutoML을 실시하여 예측 성능이 뛰어난 XRT(extremely randomized trees)를 선정하였다. 변수 중요도 분석결과 지형적 요인 10개, 지질인자 9개, 사회적 영향성인 도로와의 이격 거리와 관련된 항목순으로 급경사지 불안정에 가장 많은 영향을 주는 것으로 분석되었다. 개발된 모델의 신뢰성 검증을 수행한 결과 AUC 83.977%의 예측율을 확보한 것으로 나타났다. 이 모델은 산사태 이력을 기반으로 한 현장조사 자료만을 이용하여 변수 중요도의 순위를 도출함으로써 그에 따른 산사태 발생 가능성을 확률적 및 정량적으로 평가하였다. 향후 의사 결정자들에게 현장조사를 통한 사면진단 안전평가 시 신뢰성 있는 근거를 제공하리라 판단된다.

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    September 2020
  • Research Article

    Experimental Study of the Effect of Vibration on the Geomunoreum Lava Tube System in Jeju

    제주 거문오름 용암동굴계의 진동영향에 관한 실험적 연구

    Jae-Yong Song, Geun-Chun Lee, Ung-San Ahn, Hyun-Muk Lim, Yong-Seok Seo

    송재용, 이근춘, 안웅산, 임현묵, 서용석

    The effects of ground vibration on lava tubes during construction were studied to aid design of management and preservation measures for lava ...

    본 연구는 제주도에서 각종 개발과정 중 발생되는 지반진동이 용암동굴에 미치는 영향에 대해 분석하고, 용암동굴의 효율적인 관리보존 대책을 마련하기 위해 수행되었다. 이를 위해 ...

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    The effects of ground vibration on lava tubes during construction were studied to aid design of management and preservation measures for lava tubes. Ground conditions were assessed by RMR (Rock mass rating) and Q-system classifications for the Geomunoreum lava tubes, and vibration velocity was measured during in situ blasting tests in the Manjanggul and Yongcheondonggul lava tubes. Results indicate that the higher the rock quality, the greater the effect of vibration, although there is no clear linear relationship due to ground heterogeneity. A relationship derived between vibration velocity (PPV) and intensity (dB(V)) on the basis of blasting tests indicates that a vibration level of < 0.285 cm/sec meets the regulatory limit of 0.371 cm/sec and 65 dB(V) during daytime, and 0.285 cm/sec and 60 dB(V) during night. For blasting vibrations, square- and cube-root scaled distances are linearly correlated, with R2 ≥ 0.76. On the basis of this correlation, explosive-charge weights meeting the 0.2 cm/sec vibration criterion for cultural heritage were estimated to be 2.88 kg at 50 m distance, and 11.52 kg at 100 m.


    본 연구는 제주도에서 각종 개발과정 중 발생되는 지반진동이 용암동굴에 미치는 영향에 대해 분석하고, 용암동굴의 효율적인 관리보존 대책을 마련하기 위해 수행되었다. 이를 위해 제주도 거문오름동굴계 분포지역에서 암질별 RMR과 Q-system 암반분류를 통해 지반상태를 평가하였고, 시추공 내에서 발파를 수행하여 만장굴 및 용천동굴에서 진동속도를 측정하였다. 암반분류 결과와 진동속도를 분석한 결과 암질이 좋을수록 진동의 영향이 크고, 암질이 불량할수록 진동영향이 작게 나타나는 경향을 보였으나 지반 불균질성 등의 이유로 선형관계가 뚜렷하게 나타나진 않았다. 진동시험 결과를 토대로 진동속도(PPV)와 진동레벨(dB(V))의 상관관계식을 도출하였으며, 생활진동규제기준(진동레벨 주간 65 dB(V), 야간 60 dB(V))을 만족하려면 진동속도가 주간 0.371 cm/s, 야간 0.285 cm/s인 것으로 계산된다. 야간 진동기준이 더 보수적인 값이므로 허용진동기준은 0.285 cm/s 이하로 설정될 필요가 있다. 연구지역에서의 발파진동추정식 결정을 위하여 자승근 환산거리 및 삼승근 환산거리에 대해 선형 회귀분석을 수행한 결과, 결정계수(R2)가 0.76 이상으로 나타나 양호한 신뢰성을 가지는 것으로 평가되었다. 도출된 발파진동추정식의 자승근 관계식을 적용하여 문화재 진동기준치인 0.2 cm/s를 만족하는 장약량을 산정하였고, 동굴에서 50 m 이격된 경우 2.88 kg, 100 m 이격된 경우 11.52 kg으로 계산되었다.

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    September 2020
  • Research Article

    A Study on the Corelation between the Variation of Land Cover and Groundwater Recharge Using the Analysis of Landsat-8 OLI Data

    Landsat-8 위성을 통한 토지피복 변화와 지하수 함양량 상관성 고찰

    Seunghyuk Park, Gyo-Cheol Jeong

    박승혁, 정교철

    Based on monthly average groundwater recharge over a nearly 10 year period, results of fully integrated hydrologic modeling of SWAT-MODFLOW, land cover ...

    SWAT-MODFLOW의 월평균 수문성분 자료를 바탕으로 지하수 함양관련 토양층의 측방유출, 침루량을 산정하는 기본자료인 수문응답단위(HRU)와 이를 구성하는 토지피복, 토지이용, 토양통에서 영향이 큰 ...

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    Based on monthly average groundwater recharge over a nearly 10 year period, results of fully integrated hydrologic modeling of SWAT-MODFLOW, land cover, land use, soil type and hydrologic response unit (HRU) was used to assess the dominant influencing factors of groundwater recharge spatial patterns in Jangseong district. As dominant factors, land cover was FRSE (forest-evergreen) and soil type was Samgag. Landsat-8 OLI imaging spectrometer data were acquired in the period 2003 to 2004 and seasonal bare soil lines (BSL) were estimated through NIR-RED plot. Extent of slope of BSL was from 1.092 to 1.343 and the intercept was from -0.004 to -0.015. To know correlation between spatial groundwater recharge and soil-vegetation indices (PVI, NDVI, NDTI, NDRI), this study employed frequency and regression analysis. On May, RED band increased up 3 to 4 times compared to other seasons and only one turning point appeared as recharge-index with upward parabola bell shape as results of existing research. Considering precipitation, if the various studies for relationship between groundwater recharge and soil-vegetation index just like NDVI are performed, it is possible to estimate groundwater recharge through analyzing remote sensing data.


    SWAT-MODFLOW의 월평균 수문성분 자료를 바탕으로 지하수 함양관련 토양층의 측방유출, 침루량을 산정하는 기본자료인 수문응답단위(HRU)와 이를 구성하는 토지피복, 토지이용, 토양통에서 영향이 큰 지하수 함양량 인자를 분석하였다. 봄, 가을별 bare soil line(BSL)을 통해 PVI를 분석하고 기존의 NDVI, NDTI, NDRI와 함께 함양량 분포와 토양-식생관련 지수의 빈도분석과 회귀분석을 수행하였다. 그 결과 비정규분포 양상을 보이는 NDVI와 NDTI에서 매우 유의한 양의 상관성이 확인되었다. 연구지역의 bare soil line 기울기는 약 1.092~1.343, 절편은 약 -0.004~-0.015이며 상대적으로 월평균강우량이 우세한 5월에는 Red밴드가 다른 시기에 비해 약 3~4배 증가하고 2012년 Singhal and Goyal의 결과와 같이 포물선 형태의 유일한 1개의 변곡점이 발생하는 것을 확인하였다. 따라서 강우를 고려하여 지하수함양과 토양-식생관련 지수에 대한 다양한 경우의 상관성 분석이 수행된다면, 위성영상자료를 통해 토양-식생에 따른 함양량 변화도 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

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    September 2020
  • Research Article

    Characteristics of Long-term Water Quality Trend of Dongrae Hot Spring

    동래온천의 장기적인 수질 변동 특성

    Hang-Tak Jeon, Se-Yeong Hamm, Cholwoo Lee, Jong-Tae Lee, Jeong Rak Lee

    전항탁, 함세영, 이철우, 이종태, 이정락

    In this study, Long-term change of water quality in Donrae Hot Spring was characterized using water quality data from 1922 to 2019 ...

    본 연구에서는 1922년부터 2019년까지 동래온천수의 장기적인 온천수 수질 변화 특성을 살펴보았다. Mann-Kendall 분석과 Sen의 기울기에 의해서 동래온천수의 장기적인 수질 특성 변화를 분석하면 ...

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    In this study, Long-term change of water quality in Donrae Hot Spring was characterized using water quality data from 1922 to 2019. According to Mann-Kendall analysis and Sen's slope using long-term water quality data of Dongnae Hot Spring from 1922 to 2019, temperature, Ca, SiO2, and HCO3 show an increasing trend whereas EC, Na, K, Mg, Cl, and SO4 show a decreasing trend or negligible trend. In addition, the water type of Dongnae Hot Spring stably belongs to Na-Cl type over time. The spatial distributions of water temperature and chemical constituents in 2004, 2009, 2014, and 2019 show variable patterns with showing some difference depending on sampling locations in different years. These results indicate that despite the long-term pumping of the hot spring water, the water quality is quite stable during the entire study period.


    본 연구에서는 1922년부터 2019년까지 동래온천수의 장기적인 온천수 수질 변화 특성을 살펴보았다. Mann-Kendall 분석과 Sen의 기울기에 의해서 동래온천수의 장기적인 수질 특성 변화를 분석하면, 온도, Ca, SiO2, HCO3는 증가 추세를 보이는 반면에 EC, Na, K, Mg, Cl, SO4은 감소 추세를 보이거나 또는 거의 추세 변화를 보이지 않는다. 동래온천수의 수질유형은 시간경과에도 변하지 않고 Na-Cl형에 안정적으로 속하고 있다. 2004년, 2009년, 2014년, 2019년의 수질 자료를 이용한 공간 분포도에 의하면, 시기별로 변동을 보이며, 시료 채취 지점에 따라 값의 변화를 보인다. 이는 장기적인 온천수 개발에도 불구하고 동래온천수의 공간적인 수질 특성은 거의 일정하다는 것을 지시한다.

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    September 2020