• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.131-131
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• 2023

지하수는 담수-염수 경계면의 형성 및 변동 특성, 지하수위 분포 및 변동특성에 따라 기저지하수, 준기저지하수, 상위지하수 등으로 구분된다. 이 중, 기저지하수는 담수(1,000g/cm³)와 염수(1,025g/cm³)의 비중 차이에 의해 담수가 염수 상부에 Ghyben-Herzberg 원리에 의해 부존한다. 본 연구에서는 부존 형태에 따른 지하수위 변동을 보고자 하였다. 먼저 이상화된 지형에서 부존형태에 따른 지하수위 변동의 영향을 확인하고자, OpenGeoSys 모형을 이용하여 3차원 수치모의를 수행하였다. 그 결과 상위지하수의 지하수위보다 기저지하수 조건에서의 지하수위가 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 이는 부존 형태의 차이로 인해 발생되는 담수-염수 비중 차이가 지하수위 변동에 영향을 미친다는 것을 파악할 수 있었다. 또한, 실제 지형에 적용하여 지하수위의 변동성을 분석하기 위해서, 제주 남부 중서귀 유역을 대상으로 수치모의를 수행하였다. 모형 검증은 범위 내 4개의 관측지점에서의 2022년 지하수위 자료를 이용하였다. 검증된 모델에 염분 농도 조건을 추가하여 기저지하수를 형성하여 모의를 수행했다. 따라서 본 연구는 부존 형태의 차이로 인해 발생되는 담수-염수 비중 차이가 지하수위에 끼치는 영향을 파악할 수 있었다. 향후, 상위지하수에서 염수가 침입했을 때, 수위 저하에 따라 감소되는 지하수위량을 예측할 수 있을 것이라 기대된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1994.07a
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• pp.75-91
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• 1994

제주도의 지하수는 상위지하수, 기저지하수, 연안용출수, 심부지하수 등으로 분류될 수 있다. 이들을 효율적으로 활용하고 또 보존, 관리하기 위하여는 탐사가 선행되어야 한다. 구성물질의 물성대비를 탐사의 원리로 하는 물리탐사는 간접적 정보를 제공한다는 점에서 조사단계에서 흔히 간과되어 왔으나, 지표 상부에서 지하 심부까지의 정보를 제공할 수 있는 유일한 탐사방법이라는 점에서 그 중요성이 재인식되어야 한다. 물리탐사는 비파괴적인 탐사방법일 뿐 아니라 날은 탐사범위를 상대적으로 짧은 기간에 탐사할 수 있는 경제성을 갖고 있기 때문에 결과적으로 조사단계에서 소요되는 총비용을 현저히 줄일 수 있기 때문이다. 필자는 여기서, 제주도의 지하수문제에 대하여 물리탐사가 담당할 수 있는 역할에 대하여 최근의 탐사실례들을 통하여 기술하고자 한다. 이들 중에는 '복합 물리탐사방법에 의한 지하수탐사', '항공원격탐사에 의한 해안 용출수탐사', '물리탐사에 의한 해수침입영역 조사' 그리고 지하수 부존과 밀접한 관련이 있는 '지질구조선 탐사' 등이 포함되어 있다. 후속의 지질조사와 시추조사에서 얻은 직접적 정보들이 물리탐사에 의한 해석에 feedback 될 수 있는 조사체계를 갖춘다면 향후 제주도의 지하수와 관련한 문제에 물리탐사가 보다 효과적으로 사용될 수 있을 것임을 강조한다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.80-81
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• 2005

제주도는 2004년 12월 말 현재 6,054공의 지하수가 개발되어 있고 개발량은 약 8,600 천톤/일이다. 2001년 1월부터 2004년 12월까지 제주도 광역수자원본부의 관측공과 제주지방기상청의 4개 기상관측소, AWS의 시간강수 자료를 이용하여 강우에 의한 지하수 부존형태별 수위변화 양상을 파악하였다. 강우 영향범위를 결정하기위해서 Thiessen법을 이용하였고, 정확도를 높이기 위해 ArcInfo 프로그램을 이용하였다. 강수량은 2000년, 2001년도에 최근 5년간 평균 강우량보다 적었고 2002년, 2003년 2004년도에 평균 강우량보다 많았다. 특히 2003년도에는 469.9mm나 많아 다른 연도에 비해 높은 수위를 보였다. 상위지하수 지역의 수위는 3.1${\sim}$29.5m 상승하였고, 기저지하수 지역의 수위는0.8${\sim}$4.2m상승하였고, 준기저지하수 지역의 수위는 1.2${\sim}$13.3m 상승하였다.

• Proceedings of the KSEG Conference
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• 2001.03a
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• pp.141-151
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• 2001

제주도 지하수는 크게 상위지하수와 기저지하수로 분류된다. 해수와 수동역학적 균형을 유지하고 있는 기저지하수의 수위분포도 작성을 위하여 지구 통계기법인 정규크리깅과 코크리깅을 적용하였다. 정규크리깅에는 대수변환된 기저지하수위 자료만을 이용하였으며, 코크리깅에는 대수변환된 표고와 기저지하수위의 자료를 이용하였다. 그 결과 코크리깅에 의한 지하수위등고선도가 지형적인 변화가 복잡한 지역에서 더 정밀한 지하수위 등고선도를 만들 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.1 no.1
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• pp.33-50
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• 1994

The Hydrogeologic data of 455 water wells comprising geologic log and aquifer test were analyzed to determine hydrogeologic characteristics of the Cheju island. The groundwater. of the Cheju island is occurred in unconsolidated pyroclastic deposits and crinker interbedded in highly jointed basaltic and andesic rocks as high level, basal and parabasal types under unconfined condition. The average transmissivity and specific yield of the aquifer are at about 29,300㎡/day and 0.12 respectively, The total storage of groundwater is estimated about 44 billion cubic meters. Average annual precipitation is about 3,390 million ㎥ among which average recharge is estimated for 1,494 million ㎥ being equivalent 44.1% of total annual precipitation with 638 million ㎥ of runoff and 1,256 million ㎥ of evapotranspiration. Based on groundwater budget analysis, the sustainable yield is about 620 million ㎥(41% of annual recharge)and rest is discharging into the sea. The geologic logs of recently drilled thermal water wells indicate that very low-permeable marine sediments(Sehwa-ri formation) composed of loosely cemented sandy silt derived from mainly volcanic ashes at the 1st stage volcanic activity of the area is situated at the 120${\pm}$68m below sea level. Another low-permeable sedimentary rock called Seogipo-formation which is deemed younger than the former marine sediment is occured at the area covering north-west and western part of the Cheju island at the ${\pm}$70m below sea level. If these impermeable beds art distributed as a basal formation of fresh water zone of the Cheju island, the most of groundwater in the Cheju island will be para-basal type. These formations will be one of the most important hydrogeologic boundary and groundwater occurences in the area.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1994.07a
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• pp.184-215
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• 1994

The Hydrogeologic data of 455 water wells comprising geologic and aquifer test were analyzed to determine hydrogeoloic characteristics of Cheju island. The groundwater of Cheju island is occurred in unconsolidated pyroclastic deposits interbedded in highly jointed basaltic and andesic rocks as high level, basal and parabasal types order unconfined condition. The average transmissivity and specific yield of the aquifer are at about 29,300m$^2$/day and 0.12 respectively. The total storage of groundwater is estimated about 44 billion cubic meters(m$^3$). Average annual precipitation is about 3390 million m$^3$ among which average recharge amount is estimated 1494 million m$^3$ equivalent 44.1% of annual precipitation with 638 million m$^3$ of runoff and 1256 million m$^3$ of evapotranspiration. Based on groundwater budget analysis, the sustainable yield is about 620 million m$^3$(41% of annual recharge)and rest of it is discharging into the sea. The geologic logs of recently drilled thermal water wens indicate that very low-permeable marine sediments(Sehwa-ri formation) composed of loosely cemented sandy sat derived from mainly volcanic ashes, at the 1st stage volcanic activity of the area was situated at the 120$\pm$68m below sea level. And also the other low-permeable sedimentary rock called Segipo-formation which is deemed younger than former marine sediment is occured at the area covering north-west and western part of Cheju at the $\pm$70m below sea level. If these impermeable beds are distributed as a basal formation of fresh water zone of Cheju, most of groundwater in Cheju will be para-basal type. These formations will be one of the most important hydrogeologic boundary and groundwater occurences in the area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.369-369
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• 2020

최근(2014~2017년) 강수량은 평년대비 71% 수준으로 2017년에는 누적된 강우부족으로 극심한 가뭄피해가 발생하였다. 용인시 또한 최근의 3년(2014~2017년)의 경우 연속으로 100년 빈도에 해당하는 가뭄이 발생하는 등 심각한 가뭄이 발생 되었으며, 하절기를 제외한 기간의 경우 평년에 가까운 강수가 발생하나, 하절기에는 강수가 매우 작아 심각한 가뭄이 발생하는 경향으로 조사되었다. 용인시가 관리하는 소규모 농경지는 대형농업용 수원공이 없어 작은 가뭄에도 쉽게 피해가 발생되고, 저수지, 취입보, 양수장 등 수원공이 설치되어 있으나 내한능력 부족 및 영농방식 변화 등으로 상습적으로 가뭄 피해를 입고 있다. 또한, 관리 농경지 및 농업 수리시설물에 대한 현황조사 미비로 상세한 이력 관리가 되어 있지 않아 시설물의 유지관리 및 중장기 계획 수립이 어려운 실정으로 수리시설물에 대한 이력조사가 요구되며, 전체 용수 수요량의 60% 이상에 해당하는 농업용수의 체계적인 조사를 실시하여 항구적 가뭄극복을 하기 위한 가뭄분석을 하였다. 본 연구에서는 농경지에 대하여 관개계획 기준치를 보통 10년 빈도의 가뭄에 극복이 가능하도록 설정하므로, 계획빈도의 가뭄에 안정적으로 농경지에 농업용수가 공급될 수 있도록 기설 수리시설물의 공급능력을 검토하여 확인하였다. 용인시 전역에 대하여 우선 기초자료로 기상 및 수문조사와 농촌용수관련인자를 조사하였으며, 상위 관련계획 조사로 농업·가뭄·수자원 관련계획을 조사하였다. 기존 저수지 농업용수 공급능력은 유역의 유입량은 DIROM모형을 사용하여 산정하고 관개구역의 필요수량은 Penman방법으로 증발산량을 산정하였다. DIROM 모형과 Penman방법으로 산정된 자료를 참고하여 기존 수원공 시설의 물수지 분석을하여 과정에 HOMWRS(수리시설모의조작시스템) 모형을 적용하여 농경지 필요용수량과 공급 가능량, 지하수 취수량의 능력검토를 하였으며, 가뭄 계획빈도 10년 조건에서 농업용수 공급능력을 검토한 결과 수리적으로 안전한 농경지는 전체 농경지 대비 64.18%로 확인되며, 향후 강우 전망 RCP6.0 시나리오에서 2021년~2040년에 5.1%정도 감소하는 것으로 전망된 것을 감안하면 향후 용인시 지역은 가뭄이 보다 심화될 것으로 판단되므로 시급히 구조적 대책이 가능한 여건의 지역에 한하여 수원공 시설을 확보하여 가뭄에 반드시 대비하여야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.13 no.1
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• pp.1-12
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• 2008

The purpose of this study is to characterize the hydrogeochemical characteristics of hot spring waters and to interpret the source of noble gases and the geochemical environment of the hot spring waters distributed along the eastern area of the Korean peninsula. For this purpose, We carried out the chemical, stable isotopic and noble gas isotopic analyses for eleven hot spring water and fourteen hot spring gas samples collected from six hot spring sites. The hot spring waters except the Osaek hot spring water show the pH range of 7.0 to 9.1. However, the Osaek $CO_2$-rich hot spring water shows a weak acid of pH 5.7. The temperature of hot spring waters in the study area ranges from $25.7^{\circ}C$ to $68.3^{\circ}C$. Electrical conductivity of hot spring waters varies widely from 202 to $7,130{\mu}S/cm$. High electrical conductivity (av., $3,890{\mu}S/sm$) by high Na and Cl contents of the Haeundae and the Dongrae hot spring waters indicates that the hot spring waters were mixed with seawater in the subsurface thermal system. The type of hot springs in the viewpoint of dissolved components can be grouped into three types: (1) alkaline Na-$HCO_3$ type including sulfur gas of the Osaek, Baekam, Dukgu and Chuksan hot springs, and (2) saline Na-Cl type of the Haeundae and Dongrae hot springs, and (3) weak acid $CO_2$-rich Na-$HCO_3$ type of Osaek hot spring. Tritium ratios of the Haeundae and the Dongrae hot springs indicate different residence time in their aquifers of older water of $0.0{\sim}0.3$ TU and younger water of $5.9{\sim}8.8$ TU. The ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ values of hot spring waters indicate that they originate from the meteoric water, and that the values also reflect a latitude effect according to their locations. $^3He/^4He$ ratios of the hot spring waters except Osaek $CO_2$-rich hot spring water range from $0.1{\times}10^{-6}$ to $1.1{\times}10^{-6}$ which are plotted above the mixing line between air and crustal components. It means that the He gas in hot spring waters was originated mainly from atmosphere and crust sources, and partly from mantle sources. The Osaek $CO_2$-rich hot spring water shows $3.3{\times}10^{-6}$ in $^3He/^4He$ ratio that is 2.4 times higher than those of atmosphere. It provides clearly a helium source from the deep mantle. $^{40}Ar/^{36}Ar$ ratios of hot spring water are in the range of an atmosphere source.