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- 저자 : 고경석 ( Kyung Suk Ko ) (검색결과 11 건)
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고경석,안주성,석희준,이진수,김형수,Ko, Kyung-Seok,Ahn, Joo-Sung,Suk, Hee-Jun,Lee, Jin-Soo,Kim, Hyeong-Soo 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.6
본 연구는 논산지역 마을상수도를 대상으로 수질 모니터링, 수리지화학적 고찰 및 다변량 통계분석을 통하여 수질에 관한 문제점과 원인을 규명하고 타당한 관리 방안을 마련하고자 수행되었다. 논산지역은 마을상수도 이용이 많은 전형적인 농촌지역으로 지질은 화강암이 가장 넓은 면적을 차지하며 옥천대 변성퇴적암, 편마암과 화산암이 분포한다. 마을상수도의 수질 모니터링 결과 전국 평균인 2.5%보다 5-8배 높은 13-21% 정도가 수질기준을 초과하였으며 주요 오염성분은 질산성질소, 탁도, 총대장균, 일반세균, 불소 및 비소로 조사되었다. 연구지역 남쪽과 북쪽에서 높게 나타나는 질산성질소 오염의 주요 원인으로서 비닐하우스 같은 시설영농의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 마을상수도 수질은 Ca와 $HCO_3$가 지배적이나 화강암 지역에서는 농경지와 주거지 등의 인위적인 오염의 영향으로 Na, Cl 및 $NO_3$가 증가되었다. 주성분분석 결과 주로 농경과 인위적 오염의 영향을 나타내는 주성분 2에 의하여 크게 두 개의 그룹인 화강암과 편마암 및 옥천대 지하수로 구분된다. 판별분석은 초기 지질분류와 판별분석 예측결과의 오차가 5.56%로서 주성분분석보다 더 명확하게 각 지질별 지하수 특징을 보여준다. 다변량 통계분석은 수리지화학적 특성의 종합적 분석을 가능하게 하여 지질특성에 의한 지하수 수질의 변화를 명확하게 구분할 수 있는 방법으로 사료되었다. 논산시 마을상수도 수질에 대한 연구결과는 지질에 의해 영향받는 토지이용, 토양 특성 및 지형 등이 복합적으로 작용하여 지하수 수리지화학적 특성을 결정하는 것임을 확인하였다. 따라서 향후 정부 및 지자체의 마을상수도관리는 지질, 토지이용, 지형 및 토양 특성 등에 대한 종합적 자료 구축 및 해석이 필요하다. This study was carried out to provide proper management plans for small portable water supply system in the Nonsan area through water quality monitoring, hydrogeochemical investigation and multivariate statistical analyses. Nonsan area is a typical rural area heavily depending on small water supply system for portable usage. Geology of the area is composed of granite dominantly along with metasedimentary rocks, gneiss and volcanic rocks. The monitoring results of small portable water supply system showed that 13-21% of groundwaters have exceeded the groundwater standard for drinking water, which is 5 to 8 times higher than the results from the whole country survey (2.5% in average). The major components exceeding the standard limits are nitrate-nitrogen, turbidity, total coliform, bacteria, fluoride and arsenic. High nitrate contamination observed at southern and northern parts of the study area seems to be caused by cultivation practices such as greenhouses. Although Ca and $HCO_3$ are dominant species in groundwater, concentrations of Na, Cl and $NO_3$ have increased at the granitic area indicating anthropogenic contamination. The groundwaters are divided into 2 groups, granite and metasedimentary rock/gneiss areas, with the second principal component presenting anthropogenic pollution by cultivation and residence from the principal components analysis. The discriminant analysis, with an error of 5.56% between initial classification and prediction on geology, can explain more clearly the geochemical characteristics of groundwaters by geology than the principal components analysis. Based on the obtained results, it is considered that the multivariate statistical analysis can be used as an effective method to analyze the integrated hydrogeochemical characteristics and to clearly discriminate variations of the groundwater quality. The research results of small potable water supply system in the study area showed that the groundwater chemistry is determined by the mixed influence of land use, soil properties, and topography which are controlled by geology. To properly control and manage small water supply systems for central and local governments, it is recommended to construct a total database system for groundwater environment including geology, land use, and topography.
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압축성을 고려한 분율 흐름 접근 방식에 근거한 삼상흐름모델 개발
석희준,고경석,Suk, Hee-Jun,Ko, Kyung-Seok,Yeh, Gour-Tsyh 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.6
대부분의 분을 흐름 접근 방식을 따르는 다상흐름모델들은 주로 유체나 매질의 비 압축성을 가정하거나 완전한 삼상 오염물을 다루지 않고 이상 유체 (물 또는 공기, 물 또는 불용융성유체)의 거동만을 다룬다. 그러나 본 연구에서는 유체 및 매질의 압축성과 완전한 삼상 오염물을 가정하는, 분율흐름접근방식을 따르는 수학적 지배방정식을 개발하고, 이를 토대로 압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름 수치모의프로그램을 개발하였다 개발된 삼상흐름 수치모의프로그램 (Compressible Multiphase Flow Simulator, CMPS)을 검증하기 위해서 기존에 개발된 비압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름수치모의 프로그램인 MPS (Suk and Yeh, 2007; Suk and Yeh, 2008) 및 해석해를 통해서 간접적으로 비교 검증하였다. 비교결과 CMPS와 MPS의 결과와 해석해들은 서로 잘 일치하였다. 따라서 CMPS는 압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름 수치모의를 구현 할 수 있는 가능성을 가진다. Most multiphase flow simulators following fractional flow approach assume incompressibility of fluid and matrix or consider only two phase flow (water and air, water and NAPL). However, in this study, mathematical governing equations were developed for fully compressible three-phase flow using fractional flow based approach. Also, fully compressible multiphase flow simulator (CMPS) considering compressibilities of matrix and fluid was developed using the mathematical governing equations. In order to verify CMPS, the CMPS were compared with analytical solution and the existing multiphase flow simulator, MPS, which had been developed for simulating incompressible multiphase flow (Suk and Yeh 2007; Suk and Yeh 2008). According to the results, solutions of CMPS and MPS and analytical solutions are well matched each other. Thus, it is found that CMPS has the capability of simulating compressible three phase flow phenomena assuming compressibilities of fluids and matrix.
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고경석(Kyung-Seok Ko),김재곤(Jae Gon Kim),이진수(Jin-Soo Lee),김탁현(Tack Hyun Kim),이규호(Gyoo Ho Lee)조춘희(Choon Hee Cho),오인숙(In Suk Oh),정영욱(Young Wook Cheong) 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.3
The physical and chemical characteristics of soils in a small watershed were investigated and the effect of geology and land use on soil quality were examined by using multivariate statistical methods, principal components analysis and discriminant analysis. The soil developed from andesite had finer texture and higher contents of water extractable inorganic components, clay, and mafic minerals than the soil developed from granite. It is considered that the accumulation of salts in the farmland soils indicated by electrical conductivity, contents of cations and anions and pH was caused by fertilizer input during cultivation. The low contents of organic matter in the farmland soils was due to the enhanced oxidation of organic matter by tillage and by the harvest of crops. The contents of inorganic components are increased as following order: upland 〉 orchard 〉 paddy field 〉 forest. The high contents of water soluble SO 4 2− of paddy soils is due to the oxidation of sulfides mineral formed during the flooding period during the air-dry and extraction. The results of principal components analysis show the difference of soil quality was controlled by geology and land use. PC1 indicate the input of fertilizer, mineral weathering and ion exchange reaction by application of nitrogenous fertilizers. The results of two discriminant analyses using water extractable inorganic components and their ratios by land use were also clearly classified by discriminant function 1 and 2. In discriminant analysis by components, discriminant function 1 indicated the effect of fertilizer application and increased as following order: upland 〉 orchard 〉 paddy field 〉 forest soil. The investigated and predicted data for land use from discriminant analysis showed similar results. The discriminant analysis can be used as a useful method certifying the change of land use. 본 연구에서는 회동저수지 상류 수영강 유역에 발달된 토양을 대상으로 지질 및 토지이용별로 토양의 물리화학적 특성을 조사하고 그 영향을 다변량 통계분석법인 주성분 및 판별분석을 이용하여 고찰하였다. 연구지역내 토양의 토성은 안산암에서 발달한 토양이 화강암의 것보다 세립질이며 용출 무기성분, 점토 및 유색광물의 함량도 높았다. 경작지 토양 내 염류 집적(EC, 양이온, 음이온)과 pH 증가는 대부분 경작과정에 투입된 비료의 영향에 의한 것이며 임야 토양에 비해 상대적으로 낮은 유기물 농도는 경운에 의한 유기물의 산화 촉진 및 작물 수확에 기인하는 것이다. 토지이용별 무기성분의 함량은 밭〉과수원〉논〉임야 토양 순으로 나타났으며, 논 토양의 높은 SO 4 2 − 함량은 담수 상태 환원조건하 침전된 황화광물형태가 산화조건의 용출 실험에 의해 용해되어 증가되는 것에 기인한다. 주성분 분석 결과는 토지 이용이나 지질에 따른 토양 특성을 잘 나타내었으며, 주성분 1은 시비, 광물 풍화작용 및 질소질 비료에 의한 이온교환 반응의 영향을 나타내었다. 토양 용출 성분과 성분비를 이용한 두 종류의 판별분석결과는 모두 토지이 용별로 판별함수 1과 2에 의해 뚜렷하게 구분되며, 토양 성분을 이용한 판별분석에서 판별함수 1은 경작에 의한 비료의 영향을 나타내며 밭, 과수원, 논, 임야 토양 순서로 증가하였다. 판별분석에 의한 토지이용 특성의 조사 및 예측 자료는 비교적 잘 일치하였으며 토지 이용의 변화를 확인할 수 있는 방법으로도 사용될 수 있었다.
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석희준(Suk Heejun),서민우(Seo Min Woo),고경석(Ko Kyung-Seok) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.1B
SVE 공법은 휘발성 유기물로 오염된 불포화대의 정화 공법으로 널리 적용되어 왔다. 본 연구에서는 SVE 적용시 오염물 제거 기작을 관찰하기 위해 모형조 시험을 수행하였으며, 이로부터 SVE 주요 특징인 tailing 현상, 즉 후반부로 갈수록 제거 속도가 급격히 느려지는 꼬리 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 액상 막에서의 확산 제약 현상을 고려할 수 있는 수치 모델을 적용하였으며, 모형조 시험 결과와 구축된 수치 모델링을 통해 SVE의 전형적인 특징이 꼬리 현상을 적절하게 모사할 수 있었다. 또한 4가지 변수에 대한 민감도 분석을 수행하여, 총토양농도의 백분율은 액상확산계수가 클수록, 가스상 확산계수가 클수록, 실제확산경로가 짧을수록, 물포화도가 작을수록 빠르게 감소함을 확인하였다. Soil Vapor Extraction (SVE) has been extensively used to remove volatile organic compounds (VOCs) from the vadoze zone. In order to investigate the removal mechanism during SVE operation, laboratory modeling experiments were carried out and tailing effect could be observed in later stage of the experiment. Tailing effect means that removal rate of contaminants gets significantly to decrease in later stage of SVE operation. Also, mathematical model simulating the tailing effect was used, which considers rate-limited diffusion in a water film during mass transfer among gas, liquid, and solid phases. Measurement data obtained through the experiment was used as input data of the numerical analyses. Sensitivity analysis was performed to examine the effect of each parameter on required time to reach final target concentration. Finally, it was found that the concentration in the soil phase decreased significantly with a liquid and gas diffusion coefficient larger, actual path length shorter, and water saturation smaller.
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금산 매립장 주변 대수층의 수리지화학적 특성 및 오염 확산 평가
오인숙,고경석,공인철,구민호,Oh, In-Suk,Ko, Kyung-Seok,Kong, In-Chul,Ku, Min-Ho 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.6
본 연구의 목적은 금산 생활쓰레기 매립장을 대상으로 지하수의 수리지 화학적 특성과 통계분석을 통하여 침출수의 누출원인과 누출경로 및 영향범위를 파악하고, 매립지로부터 발생되는 오염물질인 침출수의 누출이 연구지역의 지하수환경에 미치는 위해요인에 대해 정량적으로 평가하는 것이다. 본 연구를 위해서 수질 검층, 침출수와 지하수 수질 분석 및 통계분석, 그리고 오염물질 이동모델링 기법 등을 이용하였다. 수질검층 결과 침출수 집수정 부근에서 침출수가 주변 대수층으로 누출되고 있었으며, 매립장과 인접한 하류부 관측정의 4-12m 깊이에서 지하수에 대한 침출수의 영향을 확인할 수 있었다. 침출수는 유출 범위는 매립장으로부터 70-100m 내외이며 오염된 지하수에서 전기전도도는 $400-750{\mu}S/cm$를 나타내었다. 주성분분석수행 결과 주성분 1과 2는 각각 침출수과 대수층의 매질 특성을 나타내었다. 주성분분석결과는 또한 침출수의 영향을 받는 지하수의 수질 변화에 의해 나타내어지는 양이온교환반응, 흡착 및 미생물 생분해 같은 자연저감과정을 나타내었다. 지하수 흐름 및 오염물 이동 모델링 결과 지하수는 매립장에서 서쪽으로 계곡을 따라 흐르며, 오염물질은 그에 따라 이동함을 알 수 있었다. The purposes of this study are to investigate the hydrogeochemical characteristics of groundwaters around Keumsan municipal landfill, and to evaluate the contaminant dispersion from the landfill and its environmental impact. To achieve these goals, groundwater quality logging, hydrochemical analysis, multivariate statistical analysis, and contaminant transport modeling were performed. The water quality logging indicated a leaking from the landfill at the depth of 4-12m around a leachate sump. Electrical conductivity data indicated that groundwaters within 70-100m from landfill were affected by the landfill leakage. Principal components 1 and 2 obtained from principal components analysis (PCA) reflect the influence of leachate and the characteristics of aquifer media, respectively. The results of principal component analysis also indicated the natural attenuation processes such as cation exchange, sorption, and microbial biodegradation. The modeling results showed that groundwater flow westward along a valley from the landfill and contaminants transport accordingly.
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지리 공간 자료의 다중회귀분석을 이용한 제주도 남측사면 용천수의 시기별 질산 성 질소 농도 예측
정윤영(Youn-Young Jung),고동찬(Dong-Chan Koh),강봉래(Bong-Rae Kang),고경석(Kyung-Suk Ko),유용재(Yong-Jae Yu) 대한자원환경지질학회 2011 자원환경지질 Vol.44 No.2
제주도 남측사면에서 산악지역부터 해안지역에 걸쳐 분포하는 용천수에 대해 풍수기와 갈수기의 2회에 걸쳐 측정된 NO3 농도를 수리지질학적 인자 및 토지 이용 특성 인자를 포함하는 공간 변수들의 다중선형 회귀모형으로 예측하였 다. 용천수의 NO3 농도는 평균 20 mg/L이며, <0.02~86 mg/L의 범위를 보여 인위적 오염의 정도가 매우 다양하다. 공간 변수는 용천수를 중심으로 원형 버퍼를 설정하여 추출하였으며, 수정결정계수 증가율과 원형 버퍼의 제한점을 고려하여 반경 400 m를 최적 범위로 설정하였다. 선택된 회귀 모형들은 p-값과 더빈-왓슨 통계치에 근거하여 모두 통 계적으로 유의하였다. 설명변수는 수정결정계수, Cp (total squared error), AIC (Akaike’s Information Criterion)등 을 기준으로 선택하였으며 변수들의 유의성과 다중공선성을 확인하여 최적 회귀 모형을 제시하였다. 일부 용천수들은 이상치로 확인되었으나 전체 시료의 10%이내였으며, 이들은 원형 버퍼를 사용하는 다중회귀분석의 한계를 지시한다 고 할 수 있다. 변수의 유의성 기준으로 선정된 최적 회귀 모형의 결정계수는 이상치 제거 전이 0.74-0.79, 제거 후가 0.86-0.87의 범위로 높은 설명력을 보여주었으며, 자연지역 면적 비율이 용천수의 NO3 농도에 가장 큰 영향력을 가지 는 것으로 나타났다. 용천수 NO3 농도에 대한 인위적 토지이용의 영향력은 최적 버퍼 반경에서 두 조사 시기 모두 과수원 > 주거지역 > 밭의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 제주도 남측사면 용천수의 수질이 수리지질학적 인자보다 는 토지 이용 특성에 크게 좌우됨을 지시하며, 용천수의 오염 취약성이 주변의 지표 오염원, 특히 과수원 분포에 민감 함을 보여준다. Nitrate concentrations in springs at the southern slope of Jeju Island were predicted using multiple linear regression (MLR) of spatial variables including hydrogeological parameters and land use characteristics. Springs showed wide range of nitrate concentrations from <0.02 to 86 mg/L with a mean of 20 mg/L. Spatial variables were generated for the circular buffer when the optimal buffer radius was assigned as 400 m. Selected regression models were tested using the p values and Durbin-Watson statistics. Explanatory variables were selected using the adjusted R2, Cp (total squared error) and AIC (Akaike’s Information Criterion), and significance. In addition, mutual linear relations between variables were also considered. Small portion of springs, usually <10% of total samples, were identified as outliers indicating limitations of MLR using circular buffers. Adjusted R2 of the proposed models was improved from 0.75 to 0.87 when outliers were eliminated. In particular, the areal proportion of natural area had the greatest influence on the nitrate concentrations in springs. Among anthropogenic land uses, the influence of nitrate contamination is diminishing in the following order of orchard, residential area, and dry farmland. It is apparent quality of springs in the study area is likely to be controlled by land uses instead of hydrogeological parameters. Most of all, it is worth highlighting that the contamination susceptibility of springs is highly sensitive to nearby land uses, in particular, orchard.
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