GIS에 의한 대규모 노천광에서의 배수처리 및 사면안정 예측

선우춘(Choon Sunwoo),최요순(Yo-Soon Choi),박형동(Hyeong-Dong Park),정용복(Yong-Bok Jung) 한국암반공학회 2007 터널과지하공간 Vol.17 No.5

이 논문은 GIS 기반의 수리학적 모델링을 통하여 시공측면에서 효과적으로 지표수를 제어하여 배수제어와 사면의 안정성에서의 적용에 관한 것이다. 본 논문에서는 인도네시아 파시르 노천광을 대상으로 연구를 수행한 결과를 제시한다. 신뢰할 수 있는 DEM 자료의 획득을 위하여 상세한 지형측량이 이루어 졌으며, DEM 자료로부터 빗물의 흐름방향, 누적 흐름양, 집수구역 등의 배수 시스템의 특성을 도출하기 위하여 ArcGIS 9.1 소프트웨어가 제공하는 Hydrology 분석 도구를 사용하였다. 수리학적 모델링과 지형적인 분석의 결과는 현재의 배수처리 설비가 적당하지 않으며 또한 집중되는 지표수의 흐름으로 벤치사면에서 많은 침식이 일어날 수 있음을 보여주고 있다. 마지막으로 배수설비설계의 최적화와 물의 흐름의 제어를 통한 사면의 안전성의 증가와 사면을 감시하기 위한 방법을 제시하였다. This paper presents an application of drainage control and slope stability by GIS-based hydrological modeling to control the surface water from an operational point of view. This study was carried out on a region of Pasir open-pit coal mine, Indonesia. A detailed topographical survey was performed at the study area to generate a reliable DEM (Digital Elevation Model). Hydrology tools implemented in ArcGIS 9.1 were used to extract the characteristics of drainage system such as flow direction, flow accumulation and catchment area from DEM. The results of hydrological modeling and spatial analysis showed that current arrangement of pumping facility is not suitable and some vulnerable places to erosion exist on the bench face due to concentrated surface runoff. Finally, some practical measures were suggested to optimize the design of drainage system and to monitor the slope stability by the surface water management at the study region during heavy rainfall.

강원권 및 동남권 지역의 파력발전 잠재성 평가

장미향 ( Mi Hyang Jang ),최요순 ( Yo Soon Choi ) 한국지리정보학회 2013 한국지리정보학회지 Vol.16 No.4

본 연구에서는 강원권 및 동남권에 해당하는 동해와 남해일부 해역을 대상으로 파력발전 시스템을 도입함으로서 기대할 수 있는 잠재성을 평가하였다. 연구지역 해역에 750kW급 파력발전기 28대를 설치하는 것을 가정하고, 미국 국립해양대기청(NOAA)의 NWW3(Noaa Wave Watch Ⅲ) 모델로부터 구축된 평균 유의파고 및 첨두파주기 자료와 스텐포드 대학과 미네소타 대학이 공동 개발한 InVEST 소프트웨어를 이용하여 연간 전력 생산량과 경제적 효과를 분석하였다. 분석 결과 연구지역에서의 발전 전력량은 최대 1,207MWh/year, 최소 163MWh/year로 산정되었으며, 연안보다는 육지로부터 먼 해역으로 갈수록 발전 전력량이 점차 증가하는 공간적 분포 패턴을 보였다. 파력발전 시스템의 운영기간을 25년으로 가정하고 시스템 도입을 위해 투입되는 비용과 생산되는 전력의 판매 수익을 함께 고려하여 순현재가치(NPV)를 산정하였다. 그 결과 파력발전 시스템으로부터 생산된 전력을 해저 케이블과 강원권과 동남권 지역의 해안가에 위치한 10개의 발전소들의 설비를 이용하여 내륙으로 공급할 경우에는 NPV가 최대 5,882달러(약 6,600천원), 최소 -63,494달러(약 -71,000천원)인 것으로 분석되었다. 반면, 파력발전 시스템으로부터 생산된 전력을 울릉도와 독도의 전력망으로 공급할 경우, 해저 케이블 설치를 위해 투입되는 초기 비용이 크게 줄어들어 울릉도, 독도 인근 해역에서 NPV 값이 최대 28,095달러(약 31,600천원)까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전력 판매단가가 증가할수록 동해상의 NPV의 손익분기선이 육지 쪽으로 가까워지는 것으로 분석되었으며, 울릉도, 독도 인근 해역에서는 전력 판매단가가 현재 수준보다 100원 상승할 경우 NPV 값이 최대 88,158달러(약 99,000 천원)까지 증가하는 것으로 예측되었다. This study performed an assessment of wave power potential in the Kangwon and Dongnam regions encompassing the East Sea and part of South Sea. Annual electricity production and economic effects of 28 wave energy converters with 750kW capacity were analyzed using significant wave height and peak wave period data(created from the NOAA`s NWW3 model) and InVEST software(developed by Stanford University and University of Minnesota). Annual electricity production was estimated to be up to 1,207MWh/year and at least 163MWh/year. The spatial pattern of annual electricity production showed that the sea far from land has higher wave power potential than the sea near coast. The net present value(NPV) of 28 wave energy converters was calculated by considering an operation period of 25 years. When assuming that the electricity produced from wave energy converters is transferred to onshore power plants through underwater cables, the NPV was estimated to be up to 5,883USD(6,600,000KRW) and at least -63,494USD(-71,000,000KRW). In contrast, the NPV increased up to 28,095 USD(31,600,000KRW) when assuming that the electricity is utilized in the Ulleungdo and Dokdo. In addition, it was found that the break-even line of NPV in the East Sea becomes closer towards the land according to the increment of electricity price. The NPV of wave energy converters near the Ulleungdo and Dokdo will be 88,158 USD(99,000,000KRW) if the increment of electricity price is 100KRW.

휴대용 XRF와 GIS를 이용한 폐광산 지역의 토양오염에 관한 연구

이현규 ( Hyeon Gyu Lee ),최요순 ( Yo Soon Choi ) 한국지리정보학회 2014 한국지리정보학회지 Vol.17 No.3

본 연구에서는 휴대용 X-선 형광 분석기(X-Ray Fluorescence, XRF)와 지리정보시스템(Geographic Information Systems, GIS)을 이용하여 부산 폐광산 지역의 구리와 납에 관한 토양오염지도를 작성하였다. 연구지역의 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM)을 이용한 수문 분석을 통해 오염원으로부터 오염 물질이 확산될 수 있는 빗물의 흐름방향을 분석하였으며, 이를 고려하여 토양오염도 측정 지점을 24곳 선정하였다. 휴대용 X-선 형광 분석기를 이용하여 24곳 토양에서 구리와 납의 농도를 측정한 결과, 구리는 최대 8,255ppm, 납은 최대 2,146ppm가 검출되었다. 휴대용 X-선 형광 분석기로 측정한 구리와 납의 농도 자료를 ArcGIS 소프트웨어에 입력하였으며, 정규크리깅(ordinary kriging) 기법을 이용하여 공간보간(spatial interpolation)을 수행한 후 구리와 납에 관한 5m 해상도의 토양오염지도를 작성하였다. 그 결과 부산 폐광산 지역에서는 갱구들 주변에 적치되어 있는 폐석 및 광미를 중심으로 고농도의 구리와 납이 토양 내에 존재하는 것을 작성된 토양오염지도로부터 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 휴대용 X-선 형광 분석기와 GIS를 이용한 구리와 납의 토양오염지도 작성방법이 현장에서 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. In this study, soil contamination maps related to Cu and Pb were created at the Busan abandoned mine in Korea using a handheld X-Ray Fluorescence(XRF) and Geographic Information Systems(GIS). Hydrological analysis was performed using the Digital Elevation Model(DEM) of the study area to identify the flow directions of surface runoff where pollutants can be dispersed from the soil contamination sources. 24 locations for measuring the soil contamination related to Cu and Pb were selected by considering the result of hydrological analysis. The results measured at the 24 locations using the handheld XRF showed that the highest value of Cu contamination is 8,255ppm and that of Pb is 2,146ppm. The field investigation data were entered into ArcGIS software, and then soil contamination maps regarding Cu and Pb with a 5m grid-spacing were created after performing spatial interpolations using the ordinary kriging method. As a result, we could know that high concentrations of Cu and Pb are presented at the waste and tailings dumps around the abandoned mine openings. This study also showed that the handheld XRF and GIS can be utilized to create soil contamination maps related to Cu and Pb in the field.

구두발표 : GUI 기반의 삼차원 균열/미시구조 가시화 소프트웨어 개발

노영환 ( Young Hwan Noh ),엄정기 ( Jeong Gi Um ),최요순 ( Yo Soon Choi ) 대한지질공학회 2013 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2013 No.2

폐금속 광산의 토양 중금속 오염 조사 자료 해석을 위한 핫스팟 분석의 적용

이채영 ( Chae-young Lee ),김성민 ( Sung-min Kim ),최요순 ( Yo-soon Choi ) 한국지리정보학회 2019 한국지리정보학회지 Vol.22 No.2

본 연구에서는 핫스팟 분석을 통해 폐금속 광산의 토양 중금속 오염 조사 자료를 통계적 유의수준에 따라 해석할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 이상 값을 나타내는 토양 중금속 오염 조사자료들이 특정한 공간에 집중 또는 분산되어 나타나는지를 확인하기 위해 자료들의 공간적 자기상 관성을 Getis-Ord Gi* 통계량을 이용하여 분석하였다. 그 결과 폐금속 광산지역에서 이상 값을 나타내는 자료들이 통계적으로 얼마나 유의미하게 집중되어 있는지 확인할 수 있었다. 각각의 자료들이 가지는 중금속 원소별 오염도 값과 Getis-Ord Gi* 통계량 계산 결과를 이용하여 자료들을 (1) 오염도와 집중도가 모두 높은 것, (2) 오염도는 높으나 집중도가 낮은 것, (3) 오염도는 낮으나 집중도가 높은 것, (4) 오염도와 집중도가 모두 낮은 것 중 하나의 유형으로 분류할 수 있었다. 이러한 분류 결과를 활용하면 토양 중금속 오염 조사자료를 통계적 유의수준에 따라 해석할 수 있으며, 폐광산 지역의 토양오염 관리와 관련하여 합리적인 의사결정을 지원할 수 있으리라 판단된다. In this study, a hotspot analysis was conducted to suggest a new method for interpreting soil heavy-metal contamination data of abandoned metal mines according to statistical significance level. The spatial autocorrelation of the data was analyzed using the Getis-Ord Gi* statistic in order to check whether soil heavy metal contamination data showing abnormal values appeared concentrated or dispersed in a specific space. As a result, the statistically significant data showing abnormal values in the mine area could be classified as follows: (1) the contamination degree and the hotspot value (z-score) were both high, (2) the contamination degree was high but the z-score was low, (3) the contamination degree was low but the z-score was high and (4) the contamination degree and the z-score were both low. The proposed method can be used to interpret the soil heavy metal contamination data according to the statistical significance level and to support a rational decision for soil contamination management in abandoned mines.

대규모 노천광 연약암반 사면에서의 GPS 계측과 위험도평가에 의한 파괴예측

선우춘 ( Sun Woo Choon ),정용복 ( Yong Bok Jung ),최요순 ( Yo Soon Choi ),박형동 ( Hyeong Dong Park ) 대한지질공학회 2010 지질공학 Vol.20 No.3

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 따라서 일반 사면과 달리 대부분 보강 없이 굴착해야 하기 때문에 사면의 경사가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르(Pasir)에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 GPS에 의한 변위계측 및 해석을 수행하였다. 파괴시기를 예측하기 위해 계측자료에 대한 역변위속도 분석결과가 현장사면의 사례와 잘 일치하였으며, 이와 같이 불안정한 사면의 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 퍼지이론과 계층분석절차 기법을 접목하여 대규모 석탄 노천광산의 상대적 사면붕괴 위험도를 평가할 수 있는 GIS 분석모델을 제시하였다. 분석모델은 7개의 영향인자들(사면의 각도, 사면 높이, 지표수 영향, 굴착계획, 인장균열, 단층, 배후 저수지)을 동시에 고려하여 채굴적 연약사면의 상대적 붕괴 위험도를 평가할 수 있었다. 따라서 변위계측에 의한 사면파괴시점 예측과 사면붕괴 위험도 평가기법을 동시에 수행한다면 예측시기 및 파괴지점에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있을 것이다. The slope design of an open-pit mine must consider economical efficiency and stability. Thus, the overall slope angle is the principal factor because of limited support or reinforcement options available in such a setting. In this study, slope displacement, as monitored by a GPS system, was analyzed for a coal mine at Pasir, Indonesia. Predictions of failure time by inverse velocity analysis showed good agreement with field observations. Therefore, the failure time of an unstable slope can be roughly estimated prior to failure. A GIS model that combines fuzzy theory and the analytical hierarchy process (AHP) was developed to assess slope instability in open-pit coal mines. This model simultaneously considers seven factors that influence the instability of open-pit slopes (i.e., overall slope gradient, slope height, surface flows, excavation plan, tension cracks, faults, and water body). Application of the proposed method to an open-pit coal mine revealed an enhanced prediction accuracy of failure time and failure site compared with existing methods.

태양광발전량 산정기법 개선에 관한 연구

우경일(Kyung-Il Woo),박한석(Han-Seok Park),장용해(Yong-Hae Jang),강경은(Kyong-Eun Kang),최요순(Yo-Soon Choi) 대한전기학회 2017 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2017 No.7

레거시 정보 기반의 도심지 지반함몰 위험도 평가 체계

류동우(Ryu, Dong Woo),염병우(Yum, Byung Woo),이인환(Lee, In Hwan),서장원(Suh, Jang Won),최요순(Choi, Yo Soon) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10