• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2001.04a
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• pp.149-152
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• 2001

장기적인 강수량 및 지하수위 관측과 강수, 지표수 및 지하수에 대하여 동위원소모니터 링을 수행함으로써, 여수지역 소규모 수계에서의 지표수와 지하수 상관관계 및 지하수의 함 양특성을 고찰하였다. 지표수 및 지하수의 동위원소조성은 강우량과 강우의 동위원소조성에 직접적으로 영향을 받고 있음을 보여준다. 또한 강우량이 약 20mm이하일 경우는 강우가 지하수수 침투되지 못함을 나타낸다. 지하수의 동위원소조성은 각 강우사건에 의해 변화된 후, 다시 지하수 저류체의 조정으로 변화되는 양상을 확인하였다. 이는 모니터링된 강우 초기에 는 강우가 상층으로부터 지하수 체계로 유입되고 있음을 보여준다. 혼합방정식을 이용하면 갈수기 이후 첫 번째 강우의 지하수에 침투비율은 16.5%로 산출된다. 지하수의 함양특성에 대하여 기존 방법과 결부시켜, 보완된 동위원소방법을 적용한다면, 지하수 함양율을 보다 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.48 no.5
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• pp.371-377
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• 2015

Isotopic compositions of precipitation have been used to understand moisture transport in the atmosphere and interactions between precipitation and groundwater. Isotopic compositions of speleothems and ice cores, so called, ''paleoarchives'', can be utilized to interpret climate of the past and global circulation models (GCMs). The GCMs are able to explain the paleoarchives, can be validated by the precipitation isotopes. The developments of stable isotope analyzers make high-resolution isotopic studies feasible. Therefore, a high-resolution study of precipitation isotopes is needed. For this study, precipitation samples were collected for every 5 to 15 minutes, depending on precipitation rates, using an auto-sampler for precipitation isotopes near coastal area. The isotopic compositions of precipitation range from -5.7‰ (-40.1‰) to -10.8‰ (-74.3‰) for oxygen (hydrogen). The slope of ${\delta}^{18}O-{\delta}D$ diagram for the whole period is 6.8, but that of each storm is 5.1, 4.2, 7.9 and 7.7, respectively. It indicates that evaporation occurred during the first two storms, while the latter two storm did not experience any evaporation. The isotopic fractionations of precipitation has significant implications for the water cycle and high-resolution data of precipitation isotopes will be needed for the future studies.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.242-245
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• 2003

본 연구는 무주군 적상산 부근에 위치하는 소유역에서 지표수와 인접한 천층 지하수의 안정동위원소 조성의 시공간적 변화를 규명하기 위해서 시행되었다. 조사는 2001년 8월과 10월, 2002년 4월 세 차례에 걸쳐 수행되었다. 각 계절에 따라 지표수와 지하수의 안정동위원소 조성이 비슷하게 나타나는 것은 이 지역 지표수와 지하수사이에는 배수와 충진이 지속적으로 생기고 있음을 암시한다. 조사지역의 안정동위원소 조성은 북쪽에 위치하는 한강의 안정동위원소 조성보다는 무거우며, 남쪽에 위치하는 섬진강의 안정동위원소 조성보다는 가벼운 위도효과를 잘 나타내고 있다. 또한 시료를 채취한 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점의 고도차가 400m인 작은 소유 역에서도 계절의 변화와 관계없이 안정동위원소의 고도효과는 잘 나타나고 있다. 선행된 연구에서 우리나라 강우가 우량효과를 반영하는 결과를 나타내는 것과 같이 강우의 영향을 직접 받는 8월 지표수의 안정동위원소 조성은 10월과 4월보다 더 가벼운 조성을 나타내고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.210-212
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• 2003

동위원소희석법에 의한 열이온화 질량분석법(ID-TIMS)을 이용하여 한국지질자원연구원과 에너지기술연구 원내 지하수와 강우 희토류원소의 함량을 측정/해석하였다. 분석결과를 토대로 지하수의 희토류원소 함량은 강우의 함량과 비교해 볼 때, 상대적으로 낮은 값을 보여준다. 그리고 굴착 심도가 더 깊은 한국지질자원연구원의 지하수내 희토류원소 함량이 한국에너지기술연구원의 지하수내 함량보다 더 낮은 값을 보여준다. 이는 강우가 지하로 흘러들어 가면서, 희토류원소와 대수층 구성암석과의 흡착반응에 의해 심부로 갈수록 함량이 낮아졌을 가능성이 크다고 판단된다. 뿐만 아니라, 강우의 경우, 희토류원소의 W형-테트라드 효과가 매우 현저하게 나타나고, 지하수에서는 M형과 W형의 테트라드 효과가 동시에 존재하는 특성이 강한데, 이는 희토류원소의 수화수 및 화강암 대수층과의 물-암석 반응에 의한 결과인 것으로 사료된다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.6 no.3
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• pp.93-106
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• 2001

The processes and rates of groundwater recharge were studied by long-term monitoring of groundwater level and isotopic compositions of precipitation, surface water and groundwater in the Yeosu area. The isotopic compositions of surface water and groundwater were directly related to the precipitation event. It is also shown that the minimum amount of precipitation for infiltration to groundwater is about 20mm. The isotopic variations of groundwater shows that the Isotopic composition of groundwater changed by each precipitation event between June and Sep. 2000 is gradually changed without input of precipitation again. It indicates that the groundwater recharged from the upper part is mixed with the groundwater in reservoir. The infiltration rate of first precipitation event after a dry season is estimated to be 16.5% using isotopic mixing equations. It is expected that the groundwater recharge rate could be estimated more quantitavely, if the isotopic method is combined with the conservative methods.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.35 no.2
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• pp.97-103
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• 2014

An isotopic hydrograph separation technique has been able to determine the contribution of new water (event water such as rain or snowmelt) and old water (pre-event water like groundwater) to a stream hydrograph for last several decades using stable water isotopes. It is based on the assumption that the isotopic compositions of both new water and old water at a given instant in time are known and the stream water is a mixture of the two waters. In this study, we show that there is a systematic error (standard error in the new water fraction) in the isotopic hydrograph separation if the average isotopic compositions of new water were used ignoring the temporal variations of those of new water. The standard error in the new water fraction is caused by: (1) the isotopic difference between the average value and temporal variations of new water; (2) the new water fraction as runoff contributing to the stream during rainfall or spring melt; and (3) the isotopic differences between new and old water (inversely). The standard error is large, in particular, when new water dominates the stream flow, such as runoff during intense rainfall and in areas of low infiltration during spring melt. To reduce the error in the isotopic hydrograph separation, incorporation of fractionation in the isotopic composition of new water observed at a point should be considered with simultaneous sampling of new water, old water and stream water.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.04a
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• pp.133-136
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• 2002

제주도에 내리는 강수의 동위원소 조성의 시공간적인 분포를 파악하고 지하수 함양과의 관련성을 연구하기 위하여, 한라산의 남측과 북측 사면에 8개의 강수채수기를 설치하여 1년 동안 (2000. 9 ~ 2001. 8) 월강수를 채취하였다. 연구기간 동안에 강수량은 남쪽사면이 북쪽사면보다 약 37% 더 많았다. 강수의 산소동위원소 조성은 온도효과를 거의 보이지 않았다. 그러나 여름 강우에는 우량효과가 매우 뚜렷하였다. 고도가 높아지면서 강수의 동위원소 조성이 낮아지는 고도효과가 남측과 북측사면에서 모두 뚜렷이 관찰되었다. 가중평균값으로 볼 때 북측사면 강수의 동위원소 조성이 남측사면 강수보다 약 0.5$^{0}$ $_{00}$ 낮은 것이 관찰되었는데 이는 비그늘효과(rain shadow effect) 때문인 것으로 해석된다. 다른 지역에 비하여 북부지역 지하수 동위원소 조성이 상대적으로 결핍되어 있는 것은 기존 연구 결과처럼 지하수 이동속도가 빠르기 때문에 일어나는 현상이 아니고 지하수로 함양된 강수의 원래의 동위원소 조성을 반영하기 때문인 것으로 해석된다.다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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• pp.343-346
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• 2002

인공함양 특성평가를 위한 동위원소기술을 적용하기 위한 연구지역으로 영남내륙권의 고령군과 달성군의 경계에 위치한 낙동강변의 강변여과수 개발지역을 선정하였으며, 동위원소기술적용을 위하여 연구지역내에 위치한 강변여과수 개발을 위한 양수정과 주변공들 및 지표수들에 대한 시료채취를 수행하였다. 관측공 중 한 공에 대하여는 다중패커시스템 (Multi-packer system)을 활용하여 심도별 변화를 살펴보았다. 연구지역내 물시료들에 대한 현재까지의 산소와 수소 동위원소 및 삼중수소 함량 분석결과는 다중패커설치공 및 일반 관측공과 지표수들간에 서로 중첩되어 구분이 어렵다. 스트론튬 동위원소비는 양수정 및 그 인접공의 시료들과 강변에서 인접한 공의 시료들간에 차이는 있으나 명확하지는 않다. 질소동위원소 분석결과를 살펴보면 전반적으로 화학비료로나 토양내의 유기물로부터 유래한 것으로 해석할 수 있다. 이처럼 현재까지의 기초분석 결과는 자연수 시료들에 적용된 다양한 동위원소값들이 서로 유사한 값들을 보여서 동위원소 특성을 지하수 유동특성이나 함양특성을 해석하기 위한 추적자로 이용하는데 어려움이 있을 것으로 판단된다. 따라서 특정한 시기의 강우사건에 대해 강수, 낙동강물, 양수정 및 일련의 주변공과 다중패커시스템이 설치된 공의 심도별 구간 등에 대해 현재보다 보다 집중적이고 체계적인 시료채취가 시도되어지거나 방사성동위원소를 이용한 추적자 시험이 병행되어야 할 것으로 사료된다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.49 no.5
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• pp.361-370
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• 2016

It is well known that the inflow of rainwater and the infiltration of groundwater to sewerage (I/I) increase the sewage and burden sewage treatment plants and lower their treatment efficiency. Therefore, it is important to estimate the amount of I/I. In this study, well groundwaters, public water supplies (PWSs), and sewage and rainwater channels were investigated to check whether oxygen and deuterium isotopes could be used as a tool for I/I estimation. This study shows that the isotopic composition of PWS in Jeonju area is very consistent over time and distinctly lighter than the circulating local rainwater (CLR) because it is supplied from Yongdam Dam, which is located about 40 km inland to the east in the mountainous area. Considering the fact that sewage mostly originates from the PWS, we could calculate the amounts of CLR in the sewerage from a monitoring station using unaffected rainwater and tap water as mixing end members. The calculation revealed that the CLR fraction ranged from 50% to 90% depending on observation time. This is well supported by the dilute natures of the sewages at the station. The fraction of PWS in investigated well waters were about 46%, indicating that leaking of PWS is very serious and is an important groundwater source in the study area. Since the infiltration of such groundwater may not alter the isotopic composition of sewage significantly, the actual I/I would be much greater than the calculated ones.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2006.04a
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• pp.360-364
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• 2006

물수지 분석을 통해서 유역의 수문순화 체계를 이해하기 위해서는 무엇보다 필요한 인자가 증발산량이다. 장기간에 걸쳐 연구유역에서 수소와 산소 동위원소를 이용하여 증발산량을 산정하였다. 물 분자를 이루는 이상적인 추적자인 수소와 산소 강우를 풍수기($4{\sim}10$월)와 갈수기(11월$\sim$3월)로 나누어 수소와 산소 동위원소 조성을 강수량 가중 평균치를 구하고 이 값을 지하수의 수소와 산소 동위원소 조성 값과 비교하여 증발산량을 산정한 것이다. 이러한 시도는 증발산량의 산정이 단순한 경험식이나 열전도 가정식이 아닌 실측했다는데 의의가 있다.