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과거 시계열 특성을 활용한 인공신경망 기반의 지하수 관측지점 선정 방안
황찬익(Chan-Ik Hwang),최명락(Myoung-Rak Choi),황윤희(Yun-Hee Hwang),김규범(Gyoo-Bum Kim),손영철(Young-Chul Son) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
우리나라에서는 국내 배경지하수위와 배경지하수질의 변동을 감시하고 관측하기 위하여 1995년부터 지하수 함양 및 배출 지역의 지질과 유역을 고려하여 국가지하수관리측정망을 설치하였으며, 현재 전국에 661개소의 측정망을 설치운영 중에 있다. 국가지하수관리측정망의 위치는 1996년 지하수 관리기본계획에서 제시한 설치 원칙에 기반하여 전국의 균등 분포를 목표로 선정되었으나, 설치 부지의 제약으로 인하여 계곡부, 하천주변, 구릉지 등에 많이 위치하고 있으며, 국내 지하수의 특성을 대변하기 위해서는 경사지, 고지대 등에도 추가적인 측정망 설치가 필요해 보인다. 전국 국가지하수관리측정망 661개소 중 5년이상 수위 및 수질(Cl, NO₃N) 관측자료를 보유한 측정망의 시계열 데이터(수위, Cl, NO₃N)의 추세분석 결과와 각 측정망의 지형, 지질, 토양, 하천 등의 지점 특성을 사용하여 MLP 모델을 구축하였다. 전국 1 km 간격마다(전국 98,676개 포인트) 지하수 수위 및 수질 추세성을 MLP 모델로 예측하였으며, 유역내에서 지하수위 하강 및 비하강 경향을 골고루 관측할 수 있도록 개수를 배정하여 측정망 설치 우선 순위를 도출하였다. 최종적으로 총 1,475개의 지하수 관측지점(기존 국가지하수관리측정망 661개소 포함)을 제시하였으며, 전국 표준유역 850개소에 최소 2개의 지하수 측정망이 설치됨으로써 향후에는 보다 대표적인 지하수 수위와 수질 특성 관측이 가능해질 것이다.
상류 유역에서의 지하수-지표수의 수질 및 수문 상관성 연구
최명락(Myoung-Rak Choi),황찬익(Chan-Ik Hwang),홍택수(Taek-Soo Hong),황윤희(Yun-Hee Hwang),김규범(Gyoo-Bum Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
본 연구에서는 유역 상류 소분지내 지하수 인공함양 대상 지역에서의 지하수 및 지표수의 수질 특성과 수문학적인 상관성을 검토하였다. 연구지역의 중앙에는 소하천이 흐르고 있으며, 주변에 충적층이 분포하고 있다. 수질 분석을 위하여 수직 주입정, 관측정 등 20개 지점에서 심도 3 및 8 m 지점의 지하수 시료를 채취하였고, 소하천에서 지표수 3개 지점의 시료를 채취하였다. 수질분석 결과, 지하수에 대한 심도별 간이수질과 양음이온의 농도 차이는 측정범위의 오차 및 표준편차 이내로 나타나 두 심도별 지하수 수질 차이는 나타나지 않는 것으로 보인다. 지하수와 지표수의 수질 유형은 동일하계 Ca-HCO₃ 유형으로 나타났다. 본 연구지역은 유역상류로서 충적층의 깊이가 약 9 m 정도로 깊지 않고, 유역내 내린 강우는 소하천과 충적층을 통하여 하류로 배출되는 특성을 갖고 있다. 소하천변에 인접한 시료 채취 지점은 하천 수질과 유사한 특성을 보이며, 하천수위의 변동과 인접 지점의 지하수위 변화는 거의 동시기의 유사한 변동을 보이고 있어, 하천과 지하수의 유출입이 비교적 자유롭게 이루어지는 지역임을 보여준다.
FDR 센서를 활용한 제체 누수특성의 실내 모형 실험 연구
김규범 ( Gyoo-bum Kim ),임은상 ( Eunsang Im ),류호철 ( Ho-cheol Ryu ),황찬익 ( Chan-ik Hwang ),김형종 ( Hyeong-jong Kim ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.4
제체의 누수를 탐지하는 방법으로서 물리탐사, 온도 계측, 광섬유 등 다양한 방법이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 FDR 센서의 유전율상수를 이용한 누수 탐지의 가능성을 파악하기 위하여 취약부와 미취약부로 구성된 물리모형을 제작하였으며 유전율상수, 온도 및 간극수압 센서를 설치하였다. 누수가 형성됨에 따라 유전율상수는 미취약부보다 취약부에서 빠르게 변화되었다. 또한, 취약부에서 간극수압, 온도 및 유전율 상수를 비교하면 유전율 상수의 반응이 가장 빠르고 하류 계측 지점에서도 쉽게 인지되는 특성을 보였다. 이와 같은 특성을 고려할 때, 제체 하류 구간에서 분포형으로 유전율을 측정한다면 누수 탐지에 빠르고 효율적으로 대처할 수 있을 것으로 파악되었다. Various methods, such as geophysical exploration, temperature measurement, and fiber optics, have been developed for detecting the seepage at a dam. In this study, in order to investigate the possibility of leakage detection using dielectric constant of FDR sensor, a physical model consisting of weak and no-weak zones is fabricated and the sensors for dielectric constant, temperature and pore water pressure measurements are installed. As a leakage happens, the dielectric constant changes more rapidly through a weak zone than no-weak zone. In addition, comparing three factors (dielectric constant, temperature, and pore water pressure), the response of dielectric constant to seepage is fast and it is easily recognized even at the end measurement point. Considering these features, it is concluded that it could be possible to cope with the leakage detection quickly and efficiently if the dielectric constant is measured at the downstream slope of a dam.