• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.267-271
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• 2003

대수층 저장 및 회수(Aquifer Storage and Recovery, 이하 ASR) 기법은 지표수가 여유가 있는 기간동안 지하 대수층에 정수된 물을 주입하여 두었다가, 첨두 수요(peak demand)가 필요한 한시적인 기간동안 대수층 내에 저장되어 있던 물을 양수하여 공급하는 새로운 개념의 수자원 공급 체계의 일환이다. 본 발표에서는 미국 Oregon 주의 대표적인 3개 도시에서 수행된 수자원 공급 사업과 이 수자원 공급사업에서 ASR 기법이 어떻게 적용되었는지를 살펴보았다. 이들 도시에서 수행된 ASR 기법을 활용한 수자원 공급은, 기존 지표 저류조 저장 방식에 비해 월등히 경제적이며, 다양한 이점을 가지고 있는 것으로 드러났다. 또한 이들 도시에서의 ASR 기법 적용에 따른 효율성이 2001년도 및 2002년도에 분명하게 나타나 현재 이들 도시는 ASR 시설에 대한 확충 계획을 수립, 진행하고 있다. 한편, 이들 지역의 ASR 기법 활용 용수 공급 사례는, 국내의 경우에도 투수성이 우수한 화산암 지역, 제3기 지층 및 석회암 지역 등에서 활용될 경우, 충분한 효과를 발휘 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.556-560
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• 2009

개별 대수층에 냉수와 온수를 저장하여 수자원과 냉난방 열원으로 활용하는 방안에 대한 평가를 지열-지하수 부정류 모델링을 통해 수행하였다. 저장 및 회수 가동 시간이 증가함에 따라서 각각의 대수층 내에 온열과 냉열이 축열되는 현상이 확인되었으며, 지하수 유동에 의해 축열된 수체가 지하수 흐름방향으로 이동하는 현상을 확인 하여 지하수 유동이 축열 정도를 결정하는 요인이 될 수 있음을 확인하였다. 설정된 모델에 대하여, 두 개의 개별 대수층 사이의 열 간섭은 거의 없는 것으로 나타났다. 주입과 양수의 가동 횟수가 증가되면, 대수층 축열 효과는 증대되는 것으로 나타났다. 열-지하수 모델링을 통한 온도 예측은 실제 냉난방의 효율성을 결정짓는 수온을 정량적으로 계산할 수 있는 유용한 기술로 평가됨과 더불어, 수자원의 지하 저장을 통해 효율적으로 물을 확보하고 관리할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.415-419
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• 2005

대수층 저장 및 회수(ASR)기술의 현장 적용성을 평가하기 위하여 경상북도 울릉군 울릉읍 저동천 상류부근에서 양수시험 및 주입시험을 실시하였다. 양수시험결과 투수계수는 $48.7m^2/day$ 이고, 저류계수는 0.009이며, 비양수량은 $158.2m^2/day$로 계산되었다. 또한 시험정과 관측정은 거의 위상차 없이 같은 수위강하 경향을 보여주며 취수정은 관측정보다 평균적으로 10cm 정도 더 높은 수위강하 폭을 보여주는 것으로 미루어 볼 때 시험정과 관측정의 두 지점은 서로 수리지질학적으로 긴밀히 연결되어 있는 하나의 시스템임을 강하게 시사한다. 이외에도 주입시험 결과 암반구간 대수층은 낮은 투수계수를 가질 뿐만 아니라 낮은 저류계수를 가지기 때문에 ASR에 불리한 조건을 가짐을 알 수 있다. 그러나 상부 충적층 구간에서 실시한 주입시험 결과, 두 지점은 긴밀히 연결된 하나의 시스템으로 두 지점의 심부 암반층과의 연결성은 없고, 대신 상부의 높은 투수계수를 가지는 충적층 구간이 두 지점사이에 서로 긴밀히 연결되어 있는 것으로 파악된다. 또한 잔류 수위가 0으로 떨어지는 것으로 볼 때 주입된 주입수는 저장되지 않고 인근의 저동천으로 빠져나가는 것으로 사료된다. 이상의 사실로 볼 때 본 연구지역은 ASR에 불리한 조건을 가지는 지역으로 최종적으로 판단된다.

• Journal of Life Science
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• v.24 no.5
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• pp.543-548
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• 2014

Aquifer recharge and recovery is a technology used to ensure a stable supply of clean water. During the process, river water is injected into a soil aquifer and stored. The stored water is then recovered and used to produce drinking water. It is important to understand quality improvement of the injected water while it is stored in the aquifer. In the present study, a lab-scale column reactor containing saturated-zone soil was employed to mimic an aquifer. The reactor was used to investigate microbial removal of nitrate that is a major inorganic contaminant detected in the Nakdong River. The reactor was introduced with river water that contained nitrate at concentrations (5.07, 6.81, 8.27, and 11.07 mg $NO_3{^-}/l$) detected downstream of the Nakdong River in the past 2 years. The nitrate concentrations decreased during the introduced water is retained in the reactor. Effluent from the reactor contained 1.49 mg $NO_3{^-}/l$ or less and had an average pH of 7.98 regardless of the nitrate concentrations of the influent. However abiotic control reactor showed similar nitrate-concentrations in its influent and effluent. Considering the result of abiotic control, the decreased nitrate concentration observed in the test column suggested that microorganisms in saturated-zone soil removed nitrate in the river water introduced into the reactor. Results of this study will be used to better understand microbial improvement of water quality in aquifer recharge and recovery technology.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.39 no.11
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• pp.63-70
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• 2023

Underground carbon dioxide (CO₂) storage emerges as a pivotal strategy for mitigating atmospheric CO₂ emissions and addressing global warming concerns. This study investigates techniques to optimize storage efficiency in aquifers, which stand out for their superior capacity compared to other geological layers. The focus is on the application of nonionic and anionic surfactants to enhance CO₂ storage efficiency within confined spaces. A specialized micromodel facilitating fluid flow observation was employed for the evaluation. Experimental results revealed a noteworthy minimum 40% increase in storage efficiency at the lowest injection rate when utilizing nonionic and anionic surfactants, in comparison to pure water injection. Interestingly, no significant variations in storage efficiency were observed based on the ionicity and concentration of the surfactants under investigation. These findings have implications for guiding the selection and concentration determination of surfactants in future underground CO₂ storage endeavors.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.29 no.1
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• pp.23-31
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• 2015

Aquifer storage transfer and recovery (ASTR) is a type of managed aquifer recharge which entails injecting water into a storage well and recovering it from a different well. It has effects of natural purification when injected water passes through aquifer medium, and can be a good way of supplying water especially in a region with poor surface water quality. This study is about an on-going effort to introduce ASTR as a solution to source water problems in coastal areas. A pilot study is being conducted in the delta of the Nakdong River. A proactive management system is incorporated to ensure the water qulity in the process of drinking water process. The system is based on the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) which is a tool originated from the food industry in order to assess hazards and establish control systems for the safety of food product. In this paper, we analyze hazardous events which can occur in the entire water supply system using ASTR as a first step to the incorporation of HACCP to drinking water production process.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.16 no.2 s.48
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• pp.125-134
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• 2006

In order to establish the in-situ application of the artificial storage and recovery (ASR) technology which is used the property of the aquifer storage of groundwater. We carried out to the in-situ experiments such as borehole TV logging, pumping test and artificial hydraulic fracturing in volcanic island, Ulleungdo. In-situ experiments were conducted to divide the before- and after-hydraulic fracturing. Pumping test was achieved to confirm the two fracture zones, GL-13m and GL-21m, which are determined by the borehole TV logging. From the results of the before- and after-pumping tests, the hydraulic connectivity was confirmed to locate at GL-13m in the residual deposit zone of pumice media as alluvium. However, in the bedrock tone at GL-21m the hydraulic connectivity could be considered to faulty. Consequently, in this study area the artificial recharge has a little unsatisfied to geo-structural condition and desired to more detail investigation works.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.09a
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• pp.108-112
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• 2004

균열 암반 대수층에 대한 지하수 인공 함양 주입 가능성을 예비적으로 평가하기 위한 시험을 수행하였다. 지하수 인공 함양 주입 시험이 수행된 지역은 경기도 포천군 이동면이며, 이 지역의 지질은 중립내지 조립질 화강암에 해당된다. 시험 정호에 대한 시추공 내부 촬영 결과, 화강암 내에 부분적으로 절리들이 발달되어 있었으며, 대체로 수직적인 절리 발달이 우세하였다. 2개소에서 인공 함양 주입 시험이 100kgf/$\textrm{cm}^2$ 이상의 확장 팩커로 대상공의 상부를 밀폐한 후 시행되었다. 이중 MW-7호 공에서는, 주입 압력을 5 내지 7kg/$\textrm{cm}^2$으로 조절하여 시간당 약 450$\ell$의 평균 주입률로 시험을 수행하였으며, O-7a 호 공에서는 주입 압력을 4kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외, 시간당 약 1,740$\ell$의 평균 주입률로 시험을 수행하였다. MW-7호 공의 시험은 3일간 3회에 걸쳐 각 450분, 200분, 414분 동안 시험이 수행되었으며, O-7a호 공에서는 연속적으로 24시간 동안 인공 함양 주입 시험이 수행되었다. 수행된 지하수 인공 함양 주입시험은 적어도 지하수 상류 구배 구간의 지하 수두를 시험이 수행된 이후에도 24시간 이상 유지하는 것으로 평가되었다. 실험을 통해 주입한 양과 주변 관측공의 수위 상승을 단순 검토한 결과 시험이 수행된 지역의 개략적 유효 공극률을 산정 할 수 있었으며, 그 결과, 이 지역 균열 암반의 유효 공극률은 약 3 내지 6% 인 것으로 평가되었다 국내에서 지하수 인공 함양 방식을 균열 암반 대수층에 활용하여, 지속적인 수자원 관리와 수도 공급을 할 수 있는지를 평가하기 위해서는 앞으로 보다 많은 시험수행과 연구를 통한 검증이 요구된다. 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등의 생장에 현저한 조해현상을 나타냈다. 이것으로 보아 억새가 타식물의 생장에 영향을 주는 요인물질은 억새의 뿌리에서 분필되는 것으로 생각된다. 옥수수의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이나 옥수수뿌리의 분해물질들은 모두 당귀의 생장을 조해하는 경향이 있었다.기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.c의 범위로서 최대값과 최소값은 4차수(four order)의 차이를 보였다. 단열대의 분포 특성을 파악하기 위하여 지구물리검층을 실시하였고, 각 시험에 의해 획득된 결과들과의 비교를 통하여 유동성이 높은 단열들이 규명되었다. 온도검층은 유동성 단열과 일반적인 단열들을 구별하는 좋은 지시자로 나타났다. 그 결과, N70-80$^{\circ}$W.60-85$^{\circ}$NE/SW, N75-80$^{\circ}$W.25-30$^{\circ}$SW, N50-64$^{\circ}$W.60-85$^{\circ}$NE, N35-45$^{\circ}$E.65-75$^{\circ}$SE, 그리고 N65-72$^{\circ}$E.80$^{\circ}$SE/60$^{\circ}$NW의 단열들이 연구지역의 지하수 흐름을 지배하는 뚜렷한 유동성 단열로 규명되었다.eatments. It was resulted from increase of weight of single cocoon. "Manta"2.5ppm produced 22.2kg of cocoon. It is equal to 9% increase in index, as compared to that of c

• Economic and Environmental Geology
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• v.46 no.3
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• pp.221-234
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• 2013

Laboratory experiments for the reaction with supercritical $CO_2$ under the $CO_2$ sequestration condition were performed to investigate the mineralogical and geochemical weathering process of the sandstones and mudstones in the Pohang basin. To simulate the supercritical $CO_2$-rock-groundwater reaction, rock samples used in the experiment were pulverized and the high pressurized cell (200 ml of capacity) was filled with 100 ml of groundwater and 30 g of powdered rock samples. The void space of the high pressurized cell was saturated with the supercritical $CO_2$ and maintained at 100 bar and $50^{\circ}C$ for 60 days. The changes of mineralogical and geochemical properties of rocks were measured by using XRD (X-Ray Diffractometer) and BET (Brunauer-Emmett-Teller). Concentrations of dissolved cations in groundwater were also measured for 60 days of the supercritical $CO_2$-rock-groundwater reaction. Results of XRD analyses indicated that the proportion of plagioclase and K-feldspar in the sandstone decreased and the proportion of illite, pyrite and smectite increased during the reaction. In the case of mudstone, the proportion of illite and kaolinite and cabonate-fluorapatite increased during the reaction. Concentration of $Ca^{2+}$ and $Na^+$ dissolved in groundwater increased during the reaction, suggesting that calcite and feldspars of the sandstone and mudstone would be significantly dissolved when it contacts with supercritical $CO_2$ and groundwater at $CO_2$ sequestration sites in Pohang basin. The average specific surface area of sandstone and mudstone using BET analysis increased from $27.3m^2/g$ and $19.6m^2/g$ to $28.6m^2/g$ and $26.6m^2/g$, respectively, and the average size of micro scale void spaces for the sandstone and mudstone decreased over 60 days reaction, resulting in the increase of micro pore spaces of rocks by the dissolution. Results suggested that the injection of supercritical $CO_2$ in Pohang basin would affect the physical property change of rocks and also $CO_2$ storage capacity in Pohang basin.