• Title/Summary/Keyword: 염분 모델링

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부안 지역 해안 대수층 내에서의 지하수 유동 및 염분 이동 삼차원 수치 모델링

  • Kim Jung-Hwi;Kim Jun-Mo
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2006.04a
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    • pp.87-91
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    • 2006
  • 본 연구의 대상 지역은 전라북도 부안군 변산면 격포리 일대이다. 이 지역의 해안 대수층 내에서 발생하고 있는 해수 침투 현상을 효과적으로 모사하고 지하수 양수정의 설치 및 운영의 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 지형과 지층의 구성 등의 수리지질학적 특성을 종합적으로 고려한 지하수 유동 및 염분 이동 삼차원 수치 모델링을 수행하였다. 지하수 양수 전의 정상 상태 수치 모델링 결과에서는 지하수 유동 및 염분 이동의 측면에서 대상지역의 수리지질학적 특성이 잘 반영되어 나타났다. 또한 지하수 양수 시의 비정상 상태 수치 모델링 결과에서는 지형과 지층의 특성에 따라서 염분 이동의 양상이 특징적으로 나타났으며 양수정의 위치에 따른 염분 농도의 시간적 공간적 분포의 변화를 효과적으로 예측할 수 있었다. 이러한 결과들은 향후 연구지역 뿐만 아니라 국내의 다른 해안 지역에서 지하수 자원의 개발 시에 해수 침투의 양상을 파악하고 예측하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Identification of the Relationship between Water Quantity and Water Quality (Salinity) in the Seomjin River Estuary (섬진강하구 수치 모델링을 이용한 수량·수질(염분) 관계 규명)

  • Jung, Chung Gil;Kwon, Min Seong;Park, Sung Sik;Bang, Jae Won;Choi, Kyu Hyun;Kim, Kyu Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.478-478
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    • 2022
  • 섬진강은 하굿둑이 없는 열린 하구로서 하구로부터 약 21km까지 조석의 영향을 받아 강물의 염도가 시간에 따라 변하는 환경이다. 오랫동안 섬진강 하구는 다양한 원인으로부터 바다화로 대표되는 염하구 문제가 지역 현안 사항으로 제기되어 왔다. 상류에서의 용수사용 증가로 인한 하천 유하량 감소 또한 그 원인들 중 하나로 판단됨에 따라 실제 하구까지 내려오는 하천유량과 바다로부터 유입되는 해수를 구분하여 정량화하는 연구가 필요한 사안이다. 본 연구의 목적은 섬진강 수계 하구에서의 다양한 생태환경을 보전하기 위한 적정 염분유지가 요구됨에 따라 섬진강하구 염분계측기(섬진강대교)를 설치하여 염분농도를 관측하고 하천유량, 하천취수 및 해양조위에 따른 염분농도 변화를 모의하여 하천유량과 염분과의 관계를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 수치모델을 이용하여 상류로는 구례군(송정리) 수위관측소부터 하류로는 여수해만 및 문의리까지의 구역을 설정하고 광양조위, 하동수위 및 고정식 염분 계측기 관측염분농도 자료를 이용하여 수치모델링의 재현성을 검증하였다. 검증 결과, 결정계수(R2)는 0.87(하동수위), 0.93(광양조위), 0.56(섬진강대교 염도)를 나타냈다. 모델 검보정 후 하천유량에 따른 염분변화 실험을 실시하여 염분농도 거동을 분석하였다. 모델 결과, 섬진강하구에서의 염분거동은 소조기때 염분체류 현상으로 인해 대조기 거동과는 큰 차이를 나타냈다. 따라서, 모델링 결과를 이용한 유량-염분 조견표는 각각 대조기와 소조기로 구분하여 산정하였다. 대조기때는 송정유량이 10톤/초의 평균갈수량이 흐를 경우 다압에서의 취수량이 2.52톤/초 ~ 4.63/초로 증가할수록 18.8psu ~ 19.9psu로 증가하였다. 소조기의 경우는 25.5psu ~ 25.7psu로 대조기와 비교하여 크게 증가됨을 나타냈다. 본 연구의 결과는 객관적인 생태환경 보전을 위한 적정염분농도 범위가 도출된다면 이를 유지하기 위한 필요유량과 필요유량을 확보하기 위한 장단기적인 대책수립이 가능할 것으로 기대된다.

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Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Urbanization on Groundwater Flow and Salt Transport in a Coastal Aquifer, Suyeong-Gu, Busan, Korea (한국 부산광역시 수영구 지역 해안 대수층 내의 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 도시화의 영향 삼차원 수치 모의)

  • Cho, Hyeon-Jo;Kim, Jun-Mo
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.14 no.6
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    • pp.1-18
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    • 2009
  • A series of three-dimensional numerical simulations using a generalized multidimensional hydrodynamic dispersion numerical model is performed to simulate effectively and to evaluate quantitatively impacts of urbanization on density-dependent groundwater flow and salt transport in a coastal aquifer system, Suyeong-Gu, Busan, Korea. A series of steady-state numerical simulations of groundwater flow and salt transport before urbanization with material properties of geologic formations, which are established by numerical modeling calibrations considering all the urbanization factors, is performed first without considering all the urbanization factors. A series of transient-state numerical simulations of groundwater flow and salt transport after urbanization is then performed considering the urbanization factors individually and all together. Finally, the results of both numerical simulations are compared with each other and analyzed. The results of the numerical simulations show that density-dependent groundwater flow, salt transport, and seawater intrusion in the coastal aquifer system are intensively and extensively impacted by the urbanization factors. Especially, these urbanization factors result in the changes of the total groundwater volume and salt mass in the coastal aquifer system. However, such impacts of each urbanization factor are not spatially uniform but locally different.

불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 유한 요소 모델링

  • 정병주;김준모
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.342-346
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    • 2002
  • 불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 연구를 위해 하나의 지하수 유동-용질 이동 연동 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 밀도 의존적 지하수 유동 지배 방정식, 염분 이동 지배 방정식 및 농도와 밀도의 관계식, 그리고 유한 요소법에 기초하여 개발되었다. 서로 다른 두가지 성질의 불포화 대수층이 고려되었다. 하나는 사질토층 위에 점토층이 존재하는 층상 대수층이고, 다른 하나는 사질토층과 점토층이 혼합된 두가지 물질로 구성된 균질화된 대수층이다. 수치모델의 결과는 층상 불균질성 (layered heterogeneity)가 해안 대수층 내에서의 밀도의존적 지하수 유동과 염분 이동에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다. 그러한 층상 불균질성의 효과는 사질토층과 점토층과의 현저한 수리학적 및 수리역학적 성질의 차이에 기인한다 따라서 실제 해안 대수층 내에서 관찰되는 점토층을 적절히 고려하는 것이 보다 합리적고 타당한 해안 대수층내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 해석을 가능하게 할 것이다.

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Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Fault Existence on Groundwater Flow and Salt Transport in a Coastal Aquifer, Buan, Korea (한국 부안 지역 해안 대수층 내의 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 단층 존재의 영향 삼차원 수치 모의)

  • Park, Ju-Hyun;Kihm, Jung-Hwi;Kim, Han-Tae;Kim, Jun-Mo
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.13 no.5
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    • pp.33-46
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    • 2008
  • A series of three-dimensional numerical simulations using a generalized multidimensional hydrodynamic dispersion numerical model is performed to simulate effectively and to evaluate quantitatively impacts of fault existence on densitydependent groundwater flow and salt transport in coastal aquifer systems. A series of steady-state numerical simulations with calibration is performed first for an actual coastal aquifer system which contains a major fault. A series of steadystate numerical simulations is then performed for a corresponding coastal aquifer system which does not have such a major fault. Finally, the results of both numerical simulations are compared with each other and analyzed. The results of the numerical simulations show that the major fault produces hydrogeologically significant heterogeneity and true anisotropy in the actual coastal aquifer system, and density-dependent groundwater flow, salt transport, and seawater intrusion patterns in the coastal aquifer systems are intensively and extensively dependent upon the existence or absence of such a major fault. Especially, the major fault may act as a pathway for groundwater flow and salt transport along the direction parallel to its plane, while it may also behave as a barrier against groundwater flow and salt transport along the direction perpendicular to its plane.

Study on Behavior of Salinity Wedge at Nakdong River Barrage (낙동강 하구둑 염수쐐기의 거동에 관한 연구)

  • Park, Sang-Kil;Kim, Do-Hun;Han, Chong-Soo;Jung, Sang-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.63-67
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    • 2011
  • 본 연구에서는 낙동강 하구둑의 수문을 완전히 개방한 경우로 상정하여 외해로부터 염수가 하천의 상류방향으로 침입해 가는 과정을 수치모의하였다. 본 연구의 목적은 염분 침투현상에 대해 모델링 및 과거 관측한 자료를 이용하여 낙동강 하구둑 상류로 침투되는 염수쐐기의 거동을 규명함으로써 낙동강 하구둑 상류지역의 기수역을 확보하고자 하는 것이다. 수치모의를 수행한 결과, 대상 영역 내에서 염수가 하구부를 시작으로 낙동강 상류방향으로 활발하게 침입하고 있음을 알 수 있었다. 각 경우의 결과로부터 밀도차에 의한 담수와 염수의 층 분할현상은 유입유량이 작을수록 더욱 강하게 나타나고 유입 유량이 클 경우 층분할 현상이 작아지며 좁은 영역에서 담수와 염수의 혼합이 이루어지고 있다는 것을 알 수 있다.

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A Proposal of Analysis Modeling on the Transfer and Adhesion of Incoming Salt to RC Structure (비래염분 전송 및 RC조 구조물 부착과정에 관한 분석 모델링 제안)

  • Cho, Gyu-Hwan;Kim, Woo-Jae;Ahn, Jae-Cheol;Park, Dong-Cheon
    • Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.91-92
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    • 2012
  • RC structure which is located at shoreline has more serious damages compared with inland structure, because it is directly exposed to chlorine ion which is called incoming salt. In the transmission of incoming salt, differences in transmitted volume of incoming salts could occur according to the influences of local shoreline topography which includes surrounding weather conditions, types of building placements, obstacles of wind tunnel etc. And therefore, for the application of boundary conditions for durable offshore structure design against the salt attack, comparative analysis through wind tunnel test and fluid value simulation are executed in order to investigate the moving and adhesion process of incoming salt to offshore structure.

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Science Gifted Students' Interpretation and Understanding of Concept about T-S Diagram (과학영재학생의 수온-염분도에 대한 해석과 개념 이해)

  • Yu, Eun-Jeong;Jeong, Deuk Sil
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.40 no.6
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    • pp.639-653
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    • 2019
  • The purpose of this study is to investigate the science gifted students' level of interpreting the oceanic graph and of understanding the oceanic physical concept through analyzing the Temperature-Salinity (T-S) diagram and inferring the SOFAR (SOund Fixing And Ranging) channel. A total of 106 gifted students in the 3rd year of a science gifted high school, using T-S diagrams published in one of the journals of Oceanology, developed descriptive questions asking the depth of the SOFAR channel to conduct the quantitative and qualitative analysis of graph interpretation ability. As a result, there was a big difference in the level of graphs interpretation and concepts understanding for each science gifted students such as interpreting, modeling, and converting, and exposed their alternative concepts about water temperature, salinity, and density. The results of this study will be used to understand the levels of science gifted students' graph interpretation in oceanology, and to provide the basic data for improving the teaching and learning methods of oceanology and also provide basic data for teaching material development related to graph analysis.

Composite model for seawater intrusion in groundwater and soil salinization due to sea level rise (해수면 상승으로 인한 지하수 해수침투 및 토양 염류화 합성 평가모델)

  • Jung, Euntae;Park, Namsik;Cho, Kwangwoo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.50 no.6
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    • pp.387-395
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    • 2017
  • Sea level rise, accompanied by climate change, is expected to exacerbate seawater intrusion in the coastal groundwater system. As the salinity of saturated groundwater increases, salinity can increase even in the unsaturated soil above the groundwater surface, which may cause crop damage in the agricultural land. The other adverse impact of sea level rise is reduced unsaturated soil thicknesses. In this study, a composite model to assess impacts of sea level rise in coastal agricultural land is proposed. The composite model is based on the combined applications of a three dimensional model for simulating saltwater intrusion into the groundwater and a vertical one dimensional model for simulating unsaturated zone flow and transport. The water level and salinity distribution of groundwater are calculated using the three dimensional seawater intrusion model. At some uppermost nodes, where salinity are higher than the reference value, of the 3D mesh one dimensional unsaturated zone modeling is conducted along the soil layer between the ground water surface and the ground surface. A particular location is judged salinized when the concentration at the root-zone depth exceeds the tolerable salinity for ordinary crops. The developed model is applied to a hypothetical agricultural reclamation land. IPCC RCP 4.5 and 8.5 scenarios were used as sea level rise data. Results are presented for 2050 and 2100. As a result of the study, it is predicted that by 2100 in the climate change scenario RCP 8.5, there will be 7.8% increase in groundwater saltwater-intruded area, 6.0% increase of salinized soil area, and 1.6% in increase in water-logging area.

A Study on Reducing the Corrosion of Steel Rebar Embedded in Concrete using Various Materials of Coating (다양한 코팅재를 이용한 콘크리트 중 철근의 부식 억제에 관한 연구)

  • Song, Il-Hyun;Lee, Yong-Soo;Ryou, Jae-Suk
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.179-180
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    • 2010
  • The literature of present study was performed with content of chloride by total 6 level. After casting, and then, to measure the results of corrosion in a quick time used accelerated method of corrosion during 20 weeks. Both Galvanic and Half-cell for 20 weeks was used to model the initial time to corrosion, and then current of corrosion was measured by using Linear polarization at the end of cycling. The processing of steel used in concrete is same way as the case of mortar and also the initial time of corrosion was measured.

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