• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2009

지하수 유동 수치 모사 프로그램 (FEFLOW 5.1)을 이용하여 수평 방사형 집수정 취수에 따른 강변여과 지역의 지하수 유동을 분석하였다. 양수량, 대수층 두께, 취수정과 하천 사이의 이격거리, 하천 바닥의 투수 능력(Conductance)등의 조건 변화에 따른 집수정 인접 대수층의 수위강하가 계산되었다. 이들 조건 변화에 따라 지하수위 강하는 뚜렷한 변화를 보여주었다. 민감도 분석 결과, 대수층의 두께와 취수정과 하천 사이의 이격거리가 하천 바닥의 수리 전도에 비해 지하수위 강하에 더 민감하게 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 수평 방사형 집수정을 통한 강변여과 취수 가능지역을 선정하고 그 개발량을 추정할 때, 충적 대수층의 두께와 분포 특성이 중요한 요소임을 시사한다. 또한 FEFLOW의 1차원 선형 불연속 특징 요소를 활용한 수치 모사는 효과적으로 수평 방사형 집수정의 정량 평가와 강변여과 현장의 개발 가능량 추정을 할 수 있는 도구임이 밝혀졌다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.45-55
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• 2006

강변여과수 취수 방식의 도입이 고려되었던 경상북도 고령군 낙동강변의 충적대수층을 대상으로 2차원 지하수 유동모사를 수행하여, 취수정 및 주변 대수층에서의 지하수위와 하천수 유입량의 계절적 변화를 분석하였다. 개념모델의 하천 경계조건은 연평균 하천수위를 고정 수두로 설정하는 경우와 실제 관측된 시계열 자료를 이용하여 변동 수두로 설정하는 경우로 구분하여 모사를 수행하였다. 모사 결과 산정된 하천수 유입 비율은 고정하천수두 모사의 경우 연중 $74.3{\sim}87.0%$의 범위를 보이며 연평균 82.4%인 반면, 변동하천수두 모사의 경우 $52.7{\sim}98.1%$, 연평균 78.5%로 나타났다. 따라서 시기별로 변동하는 하천수위가 하천수 유입 비율에 큰 영향을 미치며, 하천수 유입 비율을 정확하게 산정하기 위해서는 변동하천수두 조건을 이용해야 하는 것으로 해석된다. 강변으로부터 취수정까지의 이격거리를 변화시키면서 모사를 반복 수행한 결과 취수정 이격거리가 커질수록 하천수 혼합 비율은 다소 감소하지만 그 영향이 수 % 정도로 매우 작게 나타났다. 강변여과 취수 시 지하수위 및 하천수 혼합비율에 영향을 미치는 인자인 대수층의 수리전도도 및 저유계수, 지하수 함양량, 취수량 등에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 대수층의 평균 지하수위와 하천수 유입 비율은 취수량과 지하수 함양량 변화에 민감한 반면, 취수정의 지하수위는 수리전도도와 취수량에 민감한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.311-316
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• 2017

기후변화는 물 관리 측면에서 많은 변화를 일으키는 것으로 보고되고 있다. 주로 강우의 패턴을 변화시키며, 가용수자원의 지역적 편중을 심화시킨다. 기후변화에 적응하며 안정적이고 균등한 용수확보를 위해서는 홍수와 가뭄을 고려한 연속적인 물 순환 해석기술이 필요하다. 강우유출분석은 강우사상에 대한 수문순환과정을 통해 유출량을 산출하는 것으로, 주로 직접유출과 중간유출이 이에 해당된다. 강우발생 이후 무강우기간에 대해서는 기저시간 이후에 발생되는 유출량의 정량적 산출이 필요하다. 기저유출은 강우 발생 시점에 급격히 발생하기보다는 선행강우에 따른 유역 내 지하수위 분포와 대수층의 특성, 하천수위에 따라 다양한 패턴으로 나타나기 때문에 지하수대의 수리학적 성분들을 반영할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 강우유출모의 시 지표유출량 산정과 지하수유동해석을 통한 기저유출량 산정이 동시에 이루어져야 한다. 최근 국내외에서는 다양한 형태의 수문모형과 MODFLOW를 연계한 장기유출분석에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서 활용한 K-DRUM(K-water Distribution Runoff Model)은 K-water에서 자체 개발한 물리적 기반의 분포형 강우유출모형으로 강우유출, 유사, 기초수질항목에 대한 3차원 분석이 가능하다. 본 모형의 A층(표층)은 지표유출을 고려한 운동파법이 적용되었고, B층과 C층(중간층), D층(지하수층)은 선형저류법이 적용되었다. MODFLOW(A Modular Three-Dimensional Finite-Difference Ground Water Flow Model)는 1980년대 USGS(United State Geolog ical Survey)에서 개발된 가장 범용적으로 사용되는 지하수유동모형이며, 모듈화 된 구조를 갖고 있어 다양한 패키지 중 필요로 하는 기능을 독립적으로 모의할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 향후 기후변화에 따른 강우의 불확실성에 대비한 유역의 장기 물순환 해석을 위해 강우유출모형인 K-DRUM과 지하수유동모형인 MODFLOW를 연계하고자한다. 연계방법은 K-DRUM에서 계산된 D층으로 침루되는 양을 MODFLOW의 함양량으로 적용하고, MODFLOW에서 산출된 기저유량을 K-DRUM의 하천유출에 적용하는 것이다. 본 연구의 성과를 갈수기 유출해석에 적용하면 정확성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.555-561
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• 2020

본 연구에서는 상, 하부 2개의 대수층이 연결된 누수대수층에 대해 상부 1층 지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 산정하기 위해 개발된 Hunt 해석해의 적용성을 평가하였다. 두 대수층의 투수량계수 및 저류계수, 층간 누수계수, 하천-관정 이격거리, 하상의 수리전도도, 하폭 등 다양한 수리특성치 크기 조합에 따라 양수 후 5년 평균 하천수 감소량을 해석해로 산정하고, 범용적으로 사용되고 있는 MODFLOW 지하수유동모형으로 정교하게 모의된 수치해와의 비교를 통해 하폭을 점으로 간주하여 유도한 해석해 적용 결과가 정확한지를 평가하였다. 그 결과 하천-관정 이격거리가 하폭 이상되거나, 하천고갈인자(Stream Depletion Factor)가 약 3,000일 이어야 해석해로 산정한 하천수 감소비의 오차를 0.05 아래로 줄일 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 하상수리전도성이 1 m/d 보다 작거나, 하부대수층의 수리확산계수가 100 ㎡/d 보다 작거나, 상부와 하부대수층의 수리확산계수비가 5 이상, 층간 누수계수가 0.0004 m/d 보다 작을 때 해석해가 수치해에 비해 전반적으로 과다하게 산정되는 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제38권1호
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• pp.79-89
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• 2005

해안대수층은 조석의 영향을 받아 지하수위가 주기적으로 변동하는 곳이 많으며, 이러한 특성을 이용하여 대수층의 수리지질학적 특성을 평가할 수 있다. 본 연구에서는 제주도 동부 해안대수층에 구축되어 있는 해수침투 감시 관측망 에서 관측된 자료를 이용하여 조석의 영향에 의한 지하수위의 변동 특성을 분석하였다. 그리고 대수층의 수리인자를 추정하고 지하수위의 평균수리경사 산정 및 시간에 따른 수리경사 변화를 정량적으로 분석하였다. 제주도 동부지역의 경우 조석이 지하수위에 영향을 미치는 범위는 해안으로부터 3~5 km 사이이며, 수리확산계수는 2.94${\times}10^7m^2d^{-1}$ ~4.36${\times}10^7m^2d^{-1}$의 범위를 가진다. 71시간 모니터링한 연속자료에 대해 이동평균법을 이용하여 주기적으로 변동하는 지하수위의 수리경사를 산정한 결과, 수리경사는 대체로 ~$10^{-4}$ 내외의 범위를 보인다. 한동-1, 2호공 구간의 수리경사 는 ~$10^{-6}$으로 수리경사가 0에 가까우며, 해안으로부터의 거리 차이에 의해 지하수위의 변동폭이 다르게 나타난다. 그 결과 조석의 간·만조에 따라 두 관측공에서의 지하수위는 역전되는 현상이 나타나며, 지하수의 유동방향도 달라진다. 따라서 해안대수층에서의 지하수 유동방향을 해석할 때에는 반드시 조석에 의한 영향을 고려해야 할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권3호
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• pp.66-74
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• 2007

공내 유량측정기의 고정식 및 이동식 측정방법을 이용하여 암반대수층에서의 절리의 수리적 연결성 및 두 측정방법의 적용성을 검토하였다. 고정식 측정방법의 경우 측정구간에서의 지하수의 유출 및 유입을 파악할 수 있어, 관정사이의 수리적 연결성을 해석하는데 매우 유용하였다. 이동식 측정방법의 경우 유량측정기의 이동속도로 인해 지하수의 유출 및 유입 경향을 파악할 수 없었으나, 지하수 유출 및 유입이 일어나는 절리의 정확한 위치를 찾는데 매우 유용하였다. 두 측정방법을 동시에 사용하는 것이 지하수 유동절리의 위치 및 수리적 연결성을 파악하는데 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제4권3호
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• pp.283-295
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• 1994

새로운 비정상류 이중공극 프락탈 모델이 소개되었다. 이 모델은 프락탈대수층내에서 블록으로부터 균열로 향하는 비정상류 및 블록과 균열간의 스킨을 모식화한 것이다. 이 모델은 또한 양수정의 우물저장과 우물손실효과를 포함한다. 이 모델에 의해서 여러가지 흐름의 차원과 여러가지 값의 수리상수에 대한 표준곡선들이 만들어졌다. 이 모델은 균열 대수층의 야외 자료에 적용되었다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.597-608
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• 2014

전 세계적으로 해안지방에서의 지하수자원 이용은 점차 증가하고 있다. 또한 해수침투와 같은 자연재해로 인한 피해는 점차 가중될 것으로 예상되며 기후변화와 같은 환경의 변화는 재해의 속도를 가속화시키고 세계 곳곳에서 상당히 큰 대규모 재해의 형태까지 속출하고 있다. 해안 지하수 및 관련 재해 관련 연구개발은 각국의 대표적 실증 부지 중심으로 기술을 시험하고 검증하는 추세이다. 본 논문에서는 전세계적인 해안 지하수 및 관련 재해 연구의 추세를 파악하고 질적, 양적 성장을 확인하였으며 향후 발전방향을 전망하였다. 또한 해안 지하수의 해석기술을 간략하게 소개하였다. 현재 우리나라 실증 부지 중 제주도의 수문지질학적 특징에 대해 살펴보고 국지적인 해수침투 발생 현황을 파악하였다. 마지막으로 제주도와 규모와 형태가 비슷한 화산섬인 하와이 Oahu 지역의 대수층을 대상으로 해외 연구 동향 및 연구 내용에 대해 소개함으로써 앞으로 제주 지역 및 국내 해안 대수층의 지하수 유동 및 오염에 관한 연구에 접목할 수 있는 연구 방식에 대해 고찰하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제12권2호
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• pp.17-28
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• 2004

본 연구에서는 기존 DRASTIC 모델에 구조선밀도, 토지이용 인자 등을 추가한 수정 DRASTIC 모델을 설정하여 경기도 화남2지구의 지하수오염 가능성을 예측하고자 하였다. 2가지 인자를 추가로 설정한 이유는 우리나라의 수리 지질학적 환경에서 대수층은 대부분 암반 대수층인 점을 고려할 때, 구조선밀도는 지하수 및 오염물질 유동에 직접적인 영향을 미치고, 토지이용은 점오염원 및 비점오염원의 영향을 간접적으로 반영할 수 있기 때문이다. 통계분석을 위하여 각 인자별 격자 레이어를 생성하고, 상관계수를 분석함으로서 신뢰도를 판단하였다. 최종 결과물인 지하수오염가능예측도는 '수정 DRASTIC 취약성'과 오염원의 발생 부하량 값을 논리적으로 비교함으로서 수리지질학적인 측면에서의 오염가능성 지역과 수질측면에서의 오염가능성 지역을 예측할 수 있는 방안을 제시할 수 있었다.