본 연구에서는 이중공극매체(정상류의 이중공극매체와 부정류의 이중공극매체)내에 중요한 수직구조대(단충이나 균열대)가 존재할 때, 이 수직구조대내에 위치하는 양수정으로부터 양수에 따른 이중공극매체의 균열단위내 선형유동에 대한 이론을 다루었다. 이때 수직구조대는 무한소 또는 일정 너비를 가지며, 수직구조대의 수리전도도는 매우 크고, 비저유율은 매우 작은 것으로 가정한다. 이와 같은 선형유동의 경우에 양수정과 관측정에 대한 이론곡선이 제시되었다. 양수정의 이론곡선은 우물저장효과와 미소한 두께의 우물손실효과를 고려한 곡선이며, 관측정의 경우는 선원해(line source solution)에 의한 이론곡선이다.

본 연구는 충청남도 지역의 휘발성 유기화합물질(VOCs)에 의한 지하수 오염실태를 1996년 5월부터 1998년 5월까지 2년여에 걸쳐 조사하였다. 지역별 VOCs 검출률은 공업지역>농공단지>주유소>주변 가정 지하수>도심지역 순으로 높았고, 초과율은 공업지역>주유소>농공단지>주변 가정 지하수>도심지역 순으로 높았다. 천안공업지역 지하수인 경우 benzene, TCE만이 음용수 수질기준을 초과하는 오염도를 보여주고 있다. 그리고 농공단지 지하수에서는 TCE가 최고 48.152 mg/L의 농도로 검출되는 등 평균적으로 3.107 mg/L로 국내 음용수 수질기준을 100여배 초과하는 높은 오염도를 보여주고 있으며 전반적으로 다른 VOCs의 농도도 높아 매우 우려할 만한 지하수 수질상태를 보여주고 있다. 그러나 주변 가정 지하수나 도심지역 지하수에서는 음용수 수질기준을 초과하는 항목이 없어 아직까지 지하수오염이 우려할만한 수준은 아니지만, 공업지역 및 농공단지 지하수 오염실태를 볼 때 지하수오염은 계속적으로 진행될 것이고 오염된 지역은 적절한 복원작업이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

순간수위변화 및 양수 시험은 현장에서 대수층의 수리상수 추정을 위해 널리 사용되는 수리시험이다. 그런데 이런 수리시험을 수행하고 그 결과를 해석함에 있어서 다양한 오차 및 불확실성 요인이 있음에도 불구하고 이에 대한 심각한 고려가 많지 않았다. 본 연구에서는 양수 및 순간수위 변화시험을 다수의 동일 관정에서 반복 수행하고 그 결과를 다각적으로 검토함으로써 두 수리시험에 개입될 수 있는 오차 및 불확실성 요인을 분석하였다.

Richards 방정식(RE) 해를 구하는 새로운 수치해석적인 방법으로 해적응격자(SAG)법을 개발하였다. SAG 법은 격자생성법을 이용하여 해의 구배가 큰 영역에 더 많은 수의 격자가 밀집되도록 일정한 수의 격자를 자동으로 재분배한다. 이 방법은 좌표변환기법을 이용하여 지배방정식인 RE를 새로운 좌표에서의 RE로 변환하고 유한차분법을 적용하여 방정식의 해를 구한다. 이때 격자점들의 이동은 변환된 RE에 수식으로 반영되기 때문에 고정된 격자점 을 갖는 변환된 영역에서는 해를 구하는 과정에서 내삽법이 불필요하게 된다. 따라서 SAG법은 불포화대에서의 지하수 침투과정을 모사할 때 습윤전선의 이동과 관련하여 발생하는 수치해석적 난제를 크게 개선할 수 있는 방법이다. SAG법과 고정격자를 이용하는 기존의 수정 Picard법을 비교하기 위하여 1차원 침투문제에 대한 수치실험을 실시하였다. 41개의 격자점을 이용한 SAG법은 201점의 고정격자법과 비교하였을 때, 해의 정확도에서는 비슷한 값을 보였으며 계산시간은 반으로 줄어들었다. SAG해의 질량평형과 수렴도는 시간간격 ($\Delta$t)과 해적응 격자생성에 사용된 가중모수 (${\gamma}$)에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 SAG법을 이용하여 질량보존적이며 동시에 수렴하는 해를 구하기 위해서는 $\Delta$t와 ${\gamma}$를 자동으로 재조정하는 과정이 요구되며, 이러한 과정은 계산시간을 증가시키는 요인으로 작용할수도 있을 것이다. 본 연구에서 제시된 방법은 특별히 시간에 따른 전선의 이동을 다루는 불포화 유동 및 오염물 거동 문제에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

한강은 조석의 영향을 직접 받고 이로 인하여 강과 인접한 대수층은 주기적인 수위변화를 보인다. 한강수위는 팔당댐의 방류량, 각 지천에서의 유입량, 상수원인 취수장에서 양수량, 그리고 조석영향 등의 복합적인 작용으로 결정된다. 한강과 인접한 대수층의 수위변화를 파악하고 이를 이용하여 한강에 인접한 대수층 수리시스템을 분석해 보고자 하였다. 한강수위의 주기적인 변화 양상으로 수리지질학적 특성을 구할 수 있다. 조석영향으로 투수량 계수를 추정하면 9.39$\times$$10^1$~4.02$\times$$10^3$$m^2$/day의 값을 보인다. 한강수위 변화는 큰 시간적인 지연 없이 주변 대수층의 지하수위에 영향을 주는 것으로 관찰되었다. 조석에 의한 한강수위 변화에 따라 인접한 대수층 지하수의 흐름특성을 규명하기 위해 3차원 유한차분 모델인 MODFLOW를 이용하였다.

층간 교차유동이 일어나는 다층 대수층에 존재하는 부분 관통정에서의 유사정상상태 유동에 대하여 연구하였다. 본 논문에서는 부분관통에 의해 발생하는 압력 감소를 나타내는 유사표피인자를 계산할 수 있는 간단한 해법을 제시하였다. 이 해법은 기존에 제시되었던 방법들이 가진 기하학적 또는 계산시간 상의 한계성을 극복한 것이다. 본 계산을 위하여 폐쇄 대수층에서의 장기 압력 거동을 나타내는 간략화된 유사정상상태 확산방정식을 방사형 시스템에 적용하고 그 해를 이용하였다. 다양한 형태의 원통좌표계 시스템에서 본 해법의 적용성을 검토하고 그 결과를 그래프로 제시하였다. 기존의 결과와 비교해볼 때 본 해법을 이용할 경우 최소의 계산량으로 매우 정확한 유사표피인자 값을 계산할 수 있음을 나타내었다. 특히 본 해법은 기하학적으로 복잡한 시스템에 매우 유용함을 보여주었다.