• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.619-629
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• 2020

국가지하수관측망은 지하수 장해 예방과 지하수자원의 효율적 관리를 위해 유역별로 암반 대수층 또는 충적과 암반 대수층 모두에 설치·운영되고 있다. 본 연구에서는 수리지질학적 유형인 자유면과 피압 대수층으로 재분류하여 국내 지하수의 수위와 수질 특성을 재평가하고, 모니터링 자료의 활용방안을 모색하고자 하였다. 충적-암반 쌍으로 구성된 관측소에서 산출된 지하수위 관측자료의 주성분 분석(PCA) 결과, 충적-암반 대수층의 수위변동 주성분은 유사한 변동 패턴을 보였다. 강수량에 따른 수위 상승율과 질산성질소 농도에서도 유의미한 차이가 없었다. 반면, 수리지질학적 유형으로 분류한 경우, 자유면 대수층과 피압 대수층의 지하수위 변동 주성분이 서로 다른 특성을 보였다. 강수에 대한 지하수위 반응에서도 차이가 나타났는데, 수위 상승률은 자유면 대수층과 피압 대수층에서 각각 4.6 (R²=0.8)과 2.1 (R²=0.4)로 산정되어 피압 대수층에서는 강수 함양의 영향을 덜 받는 것으로 판단된다. 피압 대수층으로 분류된 관정들에서는 질산성질소 평균 농도가 3 mg/L 이하로, 인위적 오염의 영향을 거의 받지 않은 자연배경농도로 판단된다. 결과적으로, 국가지하수관측망의 대수층을 수리지질학적 유형으로 재분류했을 때, 수위변동 패턴과 질산성 질소 농도 분포에서 유형별 차이가 구분되어 대수층 유형 분류의 타당성을 검증할 수 있었다. 이러한 대수층의 수리지질학적 상태는 함양량 평가에 따른 지하수자원의 양적 관리와 잠재오염원으로부터의 수질 관리에 필요한 핵심정보를 제공함으로 지하수자원 관리에 기여할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.5-16
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• 2010

국내 지하수 오염을 감시 관측하기 위하여 1990년대 초부터 2,000개 이상의 지하수수질측정망이 설치 운영중에 있으며, 지하수오염우려가 높은 지점에 설치된 781개소의 1996년부터 2007년까지 연 2회 분석 자료를 활용하여 오염우려지역에서의 지하수 수질 현황과 추세특성을 분석하였다. 건강상 유해물질이 검출된 경우의 평균 농도는 시안, 수은, 페놀, 6가 크롬, 트리클로로에틸렌, 데트라클로로에틸렌, 1.1.1-트리클로로에탄 등에서 생활용 지하수 수질기준을 초과하는 것으로 나타났고, 일반오염물질의 평균 농도는 기준 이하로 나타났으나 이는 상대적으로 비오염지역에 설치된 국가지하수관측정의 수질 보다 농도가 높은 것으로 나타났다. Sen의 방법을 이용하여 토지용도별로 일반오염물질(염소이온농도, 질산성질소, 수소이온농도)과 전기전도도의 추세를 평가한 결과, 도시지역과 공단지역 등에서 수질 악화 비율이 높은 것으로 나타났고, 2000년대 중반에도 수질 악화는 더욱 가속화되는 것으로 평가되었으며, 지역에 따라 수질이 개선되는 지역이 있는 반면 수질악화가 심화되는 등 추세의 편차가 증가되는 것으로 나타났다. 따라서, 계속되는 수질 악화를 방지하기 위해서는 본 연구에서 제시된 수질 악화 추세가 높은 지역에 대해서 보다 세밀한 감시 관측을 수행하고 보다 정밀한 분석을 통하여 개선 대책을 수립, 시행하는 것이 필요된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권10호
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• pp.566-573
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• 2016

본 연구는 대체수자원으로서 새롭게 주목받고 있는 지하수 이용에 대비하여 인체의 건강과 직접적 관련성이 높은 미네랄 분포특성에 대해 조사하였다. 현재까지의 연구가 주로 소규모지역을 대상으로 하거나, 일부 약수터를 중심으로 미네랄 함량에 관한 연구가 진행된 반면, 본 연구에서는 국가지하수관측망 지점을 대상으로 전국 지하수 중 미네랄 분포특성을 조사하고 이의 거시적 파악을 위해서 GIS를 활용한 미네랄 맵 구축 및 수문지질단위도의 지층과의 상관성을 검토하였다. 조사결과 5종의 미네랄 중 칼슘 성분의 농도가 가장 높았으며 칼륨 성분 농도는 가장 낮은 것으로 조사되었다. 또한 기반암에 따른 미네랄 함량변화를 조사한 결과 칼슘성분은 석회암 지역과 퇴적암 지역에서 가장 높았으며, 다공질화산암 지역에서 가장 낮은 것으로 조사되었다. 칼슘, 마그네슘, 나트륨 성분은 관입화성암 지역과 퇴적암 지역 등에서 차이가 발생한 반면, 칼륨 성분은 기반암에 따라 유의한 차이를 보이지는 않는 것으로 조사되고, 지역별 미네랄 함량 차이를 분석한 결과 제주와 강원지역에서 칼슘과 규소 성분 함량에 차이가 있을 뿐 지역별 큰 경향성을 보이지는 않았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.44-44
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• 2018

조류(녹조)발생과 대응 연차보고서(2016)에 따르면, 낙동강 유역의 녹조현상은 2013년부터 해마다 발생했으며 국가적으로 가장 극심한 가뭄을 겪은 2015년의 경우 최장 161일 동안 지속되었음을 보고하였다. 이러한 녹조대응을 위해 환경부 국토부 등 관계기관은 댐 보 연계운영협의회 등을 통해 2016년 8월부터 낙동강 일부 댐 및 보에 대해 부분 방류를 실시하였다. 댐-보 연계운영에 따른 수문 수질 거동 분석은 국가 유역관리 측면에서 우선적으로 대비해야 할 중요한 문제이나, 댐보 연계의 효율적인 운영을 위한 정확한 분석과 평가에 대한 연구가 체계적으로 이뤄지고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 낙동강유역($2,369km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수질(SS, T-N, T-P)을 모의하였다. SWAT 모형 구축을 위해 낙동강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 다목적댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 남감댐, 밀양댐)과 다기능보(상주보, 구미보, 칠곡보, 강정보, 달성보, 합천보, 함안보) 운영자료, 국가지하수정보센터에서 관측 및 관리하고 있는 지하수위 관측자료, 국가수질측정망 하천수 수질 측정자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성있는 수문 및 수질 보정을 위해 낙동강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 지하수위, 토양수분 및 수질자료를 이용하여 모형의 시공간적 보정(2005~2009)과 검증(2010~2017)을 실시하였다. 댐-보 연계운영 평가를 위해 환경부에서 제시한 4개의 연계운영 시나리오 중 3개의 시나리오((1) 댐+보 동시방류+제약수위 유지, (2) 보 동시방류+제약수위 유지, (3) 보 순차방류+제약수위 유지)를 선택하여 모의하였으며, 시나리오에 따른 수문 수질 거동을 분석하였다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.645-655
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• 2008

국가 지하수 관측망인 대전(문평)관측소 및 주변 보조관측정 지하수 수질을 6개월간 관측한 결과, 관측소 충적관정(MPH-0-1)에서 6가 크롬이 0.5-3.1 mg/L의 범위로 검출되어 수질기준의 10-62배를 초과하는 오염이 지속되고 있었다. 또한 하천 방향에 위치한 두 관정(MPH-1과 MPH-6)에서 6가 크롬이 0.1 mg/L 이하로 검출되어 미세한 오염 확산의 징후가 나타났다. 동일기간 지하수 수위 및 강우 관측자료의 시계열분석 결과 6개 관측정에서의 지하수위는 강우에 대하여 평균 5.65일 후에 최대값을 보였다. 시기별 강우/수위 변화와 6가 크롬 농도의 변화를 통하여 강우 반응에 의한 수위상승이 관측소 충적관정의 6가 크롬 농도 감소와 밀접한 관련이 있는 것으로 파악되었다. 이와 더불어 지하수 내 미생물의 종류 및 다양성을 분석하였으며, 6가 크롬으로 오염된 대전문평지역 지하수(MPH-0-1과 MPH-1 관정)에서 크롬환원 미생물인 Enterobacter aerogenes을 분리 배양하였다. 따라서 유기물, 광물 등의 토양 및 대수층 매질에 의한 6가 크롬 저감뿐만 아니라 이 토착미생물에 의한 크롬 오염 지하수의 자연저감이 실제 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 향후 이 미생물의 활성에 대한 심도 있는 연구를 통하여, 크롬오염 지하수의 저감 및 정화 기술의 개발과 적용에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.403-418
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• 2007

본 연구의 목적은 대전 산업단지 폐수종말처리장 내 국가지하수관측망(대전, 문평)의 6가 크롬 오염지하수의 오염 현황을 파악하고 그 확산 여부를 평가하는 것이다. 대전(문평) 관측소에서 나타나는 6가 크롬($Cr^{+6}$) 수질장해의 원인을 규명하고 6가 크롬의 오염 범위를 파악하기 위해 금번 연구에서는 보조 관측정을 설치 활용하였다. 수질분석 결과, 6가 크롬이 $3.2{\sim}4.5mg/L$ 정도 검출됨으로써 6가 크롬에 의한 관측소 충적공의 수질오염은 지속되고 있음이 파악되었다. 그러나 관측소의 암반관정 및 0.05mg/L 수질기준 이하의 농도를 보이는 MPH-1과 3번 관측공을 제외한 주변 관측공에서는 검출되지 않았다. 따라서 6가 크롬 및 총 크롬 함량의 오염 범위는 관측소 충적층 관정 인근에 한정되어 나타나고 있는 것으로 파악되었다. 또한 신규 5개 보조 관측정에서 채취한 77개의 시추 코어 및 슬라임 시료 모두에서 수용성/교환성 6가 크롬이 검출 한계(0.01mg/L) 이하로 나타나, 오염이 관측된 관측소 관정 주변의 토양 및 풍화토에서는 직접적으로 6가 크롬의 오염원이 확인되지 않았다. 지하수 수질분석 및 코어시료 분석 결과, 그 오염원의 중심 및 오염 확산 범위는 관측소 주위 반경 100m 이내로 매우 한정되는 것으로 판단되며 그 확산의 범위가 매우 좁을 것으로 예상된다. 시추조사 결과, 폐수종말처리장 부지조성 당시의 불량 매립층이 확인되었으며, 이러한 불량 매립산업폐기물이 관측소 인근의 6가 크롬 수질장해 원인으로 추론된다. 지표매질의 6가 크롬 자연저감능 평가를 위해 초기 농도 5mg/L Cr(VI)을 이용한 6가 크롬 유효 환원능을 분석하였다. 그 결과, 암회색 점토층에서 각각 58%, 66%, 64% 정도의 높은 6가 크롬 저감율을 보였으며, 이는 유기물 함량과 상호 관련이 있을 것으로 판단되었다. 비포화대/충적층 매질에 대한 6가 크롬 함량 및 자연저감 능력의 정량적 평가 결과, 매질에 의한 6가 크롬의 자연 저감능이 확인되었으며 관정 주변으로의 오염 확산은 충분히 제어되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 시추 관측정 및 기설 관정의 수가 부족했기 때문에 매우 제한적인 선택적 유동(preferential flow) 경로에 의한 확산 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 정기적인 양수작업을 통하여 지하수에 부화된 6가 크롬의 농도를 지속적으로 제거하고 관측소 주변에 설치된 보조 관측정들을 지속적으로 활용하여 6가 크롬의 농도 변화 추이 및 시간의 흐름에 따른 오염 확산 여부를 지속적으로 관측하고 감시하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권3호
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• pp.123-133
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• 2014

It is important to predict the groundwater level fluctuation for effective management of groundwater monitoring system and groundwater resources. In the present study, three different time series models for the prediction of groundwater level in response to rainfall were built, those are transfer function noise model (TFNM), artificial neural network (ANN), and adaptive neuro fuzzy interference system (ANFIS). The models were applied to time series data of Boen, Cheolsan, and Hongcheon stations in National Groundwater Monitoring Network. The result shows that the model performance of ANN and ANFIS was higher than that of TFNM for the present case study. As lead time increased, prediction accuracy decreased with underestimation of peak values. The performance of the three models at Boen station was worst especially for TFNM, where the correlation between rainfall and groundwater data was lowest and the groundwater extraction is expected on account of agricultural activities. The sensitivity analysis for the input structure showed that ANFIS was most sensitive to input data combinations. It is expected that the time series model approach and results of the present study are meaningful and useful for the effective management of monitoring stations and groundwater resources.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권5호
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• pp.29-40
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• 2009

일반적으로 균열 암반 내 지하수 흐름을 이해하는 것은 터널 굴착과 지하 동굴 건설시 중요한 사안이다. 이런 경우에 굴착이전부터 굴착완료까지의 시추공 자료는 균열암반 내 지하수 유동 변화를 고찰하는데 있어서 유용하다. 그러나 충분한 시추공 자료가 여의치 않은 경우가 많다. 본 연구는 경기도 광주시 직리터널 지역에 대해 수리상수, 터널 굴착 후기의 지하수 모니터링 자료, 국가지하수관측망 자료, 전기비저항탐사 자료를 이용하여 직리터널 건설로 인한 지하수 유출량을 평가하였다. 해석학적 방법에 의해 계산된 지하수 유출량은 $7.12{\sim}74.4\;m^3/day/m$이었으며, 수치 모델링을 이용하여 산출된 지하수 유출량은 $64.8\;m^3/day/m$이다. 두가지 모델을 비교할 때, 수치 모델링에서는 공간적인 수리상수 변화를 고려할 수 있는 반면에 해석학적 방법으로는 이것이 불가능하기 때문에 수치 모델링에 의한 지하수 유출량이 더 합리적인 것으로 판단된다. 한편, 수치 모델링에 의하면 터널 건설이 완료되고 약 1년 후에는 하강되었던 지하수위가 터널 굴착이전으로 회복되는 것으로 모사되었다.

• 지질공학
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• 제21권2호
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• pp.107-116
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• 2011

금강유역의 수위관측소에서 관측된 유량자료와 국가 지하수 관측망에서 관리하는 관측소 지하수위 자료를, 두 관측소간의 거리를(10 km 이내) 고려하여, 선정한 후 수집하였다. 관측된 유량자료를 WHAT SYSTEM이라는 Web GIS 기반의 수문분석 프로그램을 이용하여 유량자료에서 기저유출을 분리하였다. 그 후 기저유출 값과 지하수위간의 상관계수를 분석하였다. 2002년부터 2008년까지 조사한 금강유역 내에서 선정된 총 20개 지역 중 지하수위와 기저유출의 상관계수가 0.5 이상인 경우가 발생한 지역은 12개이고 모든 지역의 전체 관측년도에서 상관계수가 0.5~0.6인 경우는 8개, 0.6~0.7인 경우는 5개, 그리고 0.7 이상인 경우는 12개였다. 같은 지역이라도 연도마다 다른 상관관계를 보여주고 있으며 이는 가뭄이나 홍수가 심했던 연도에서 낮은 상관관계를 보여주는 것으로 분석되었다. 결론적으로 상관계수가 높은 지역에서는, 가뭄이나 홍수가 심하지 않는 연도라면, 지하수위 관측만으로도 기저유량을 추정할 수 있다.