• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.690-698
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• 2010

유기물에 의한 지하수 자원의 오염이 중요한 환경 문제로 대두되고 있다. 계면활성제 증진 대수층 복원(SEAR)은 유기 오염물에 대하여 가장 유망한 원위치 복원법 중 하나로 인식되고 있다. 계면활성제 또는 계면활성제/폴리머 용액은 복원 프로세스를 촉진시켜 물 세척 시보다 처리 시간을 크게 감소시킨다. 유기물로 오염된 대수층 복원을 위하여 계면활성제 기반의 처리법을 설계할 때 충분한 수치 시뮬레이션을 통한 사전 분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 다상 다성분 유한 차분 모델인 UTCHEM을 이용하여 유기물 오염 대수층에 대한 SEAR 과정 중 미세에멀젼의 형성과 유동을 분석하였다. 본 연구에서 고려한 복원 프로세스 변수로는 주입 유체의 배열, 유체 주입 및 추출율, 계면활성제 슬러그 및 추격수 내 폴리머 농도, 계면활성제 슬러그 주입 시간 등이다. 각 변수에 대하여 주입 및 생산정에서의 변화와 유기상의 공간적 분포를 비교하였다. 이 결과로부터 정화 시간 및 누적 유기물 회수량을 검토하였다. 본 연구의 결과는 비수상 액체로 오염된 대수층의 정화 시 설계 전략을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.293-304
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• 2013

국내 현행 지하수법에서는 오염방지 시설에 관한 개략적인 설치규정만이 설정되어 있어서 대수층의 특성을 고려하지 않은 일률적인 오염방지 시설 기준이므로 지질에 따라 다양하게 발달하는 우리나라의 지하수자원을 효과적으로 보호해 주지 못한다. 최근에는 지하수오염방지에 중요한 기술과 장치로서 패커개발이 점차 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 경북 안동시 서후면, 충남 연기군의 오염된 지하수공에 대하여 하부지하수오염방지시설로서 팩커의 적합성을 검토한 결과, 그 효과는 우수한 것으로 나타났다. 연구대상지인 경북 안동시 서후면 창풍리의 경우 팩커를 시공한 결과 탁도는 94%, 연기군 남면 눌왕리의 경우 질산성 질소는 60% 감소효과를 나타내었으며, 이로 인해 모든 수질검사항목에서 적합수질을 보였다. 지하수오염방지를 위해서는 정확한 관정카메라 촬영과 오염원 모니터링 분석을 실시하고, 이에 근거하여 지질특성, 풍화대심도, 파쇄대 발달, 대수층의 수리경사, 오염물의 이동경로를 파악한 후, 통합적으로 지하수오염 가능성을 평가하고, 이를 통하여 적절한 그라우팅과 케이싱 작업이 이루어져야 한다. 유용한 대수층 구간을 확보하여 오염물을 차단하는 그라우팅, 팩커장치, 케이싱은 지하수의 활용과 오염방지에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.565-571
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• 2010

계면활성제를 이용하여 대수층의 특정층에 존재하는 휘발성 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있는 새로운 지하수 폭기기술을 개발하였다. 모래가 충진된 실험설 규모의 물리적 모델을 이용하여 이 폭기기술의 효율성을 검증하였다. 모델의 특정깊이(바닥으로부터 약 22 cm)에 일정한 두께로 존재하는 용해된 상태의 톨루엔 플룸을 제거하는 실험을 실시하였으며, 오염물질이 존재하는 영역의 표면장력을 저감하기 위하여 음이온계 계면활성제인 SDBS(Sodium dodecylbenzene sulfonate)를 주입하였다. 또한 비교를 위하여 동일한 조건에서 계면활성제가 주입되지 않은 실험도 실시하였다. 오염영역의 하부로부터 공기로서 폭기한 결과, 계면활성제에 의하여 저감된 표면장력의 효과에 의하여 오염영역에 대한 폭기영향권의 크기가 현저히 증가하였으며 그 결과 70%이상의 톨루엔이 제거되었다. 반면 계면활성제가 주입되지 않은 조건에서는 20%이하의 톨루엔만 제거되었다. 이는 계면활성제에 의하여 표면장력이 낮아져 폭기 과정에서 플룸에 대한 공기주입이 매우 효율적으로 이루어졌으며, 따라서 톨루엔을 포함하는 대수층의 지하수가 공기와의 접촉이 보다 용이해졌음을 의미한다. 이 새로운 방법은 휘발성 유기물질로 오염된 대수층을 복원하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.24-31
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• 2005

2차원 불균질 대수층에서 다수의 오염원이 있음 경우 오염물의 거동을 모사할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 방법은 유선 시뮬레이션을 기반으로 하며 다차원의 계산을 다수의 일차원으로 분해하여 계산하는 방법으로서 불균질한 매질에서 수두 계산을 한 후, 관심영역에 유선을 분포시키고 그 유선을 띠라 오염물이 전파되는 농도를 계산한다. 개발된 모델을 Visual MODFLOW를 이용하여 검증하였고 시간에 따른 농도 분포나 관측정에서의 용질 도달 곡선이 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 개발된 모델은 시뮬레이션 수행 시간에 대한 효율 면에서 Visual MODFLOW보다 뛰어나 많은 연산을 필요로 하는 대규모 대수층의 용질거동 예측이나 반복 계산을 필요로 하는 역산 모델링에서 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권3호
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• pp.1-13
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• 2006

본 연구에서는 미국 EPA에서 개발된 DRASTIC 시스템을 이용하여 지하수 오염 취약성을 평가 후, 잠재오염원 자료를 이용하여 광역적인 지하수 오염 위험성을 평가하였다. 이를 위해 포항지역에 대해 지하수면의 깊이, 충진량, 대수층, 토양층, 지형경사, 수리전도도, 선구조, 잠재오염원 등 수리지질학적 자료와 현장조사를 통해 잠재오염원을 공간 데이터베이스로 구축하였다. 구축된 공간 데이터베이스를 GIS 기반으로 DRASTIC 시스템에 적용하여 광역적 지하수 오염 취약성을 평가하였으며, 지하수 오염 취약성 평가 결과와 잠재오염원의 분포를 중첩 분석하여 지하수 오염 위험성을 평가하였다. 이를 통해 지하수 오염 위험성은 대수층의 지하수 오염에 대한 취약성과 잠재오염원의 분포 정도에 따라 4가지 유형으로 분류할 수 있으며, 그 유형에 따라 적절한 지하수 수질관리의 방향을 제시할 수 있도록 하였다. 또한 그 결과는 행정구역별로 도출하여 향후 관리상의 편의를 도모할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 도입한 지하수 오염 위험성 평가 기법은 비교적 손쉽게 기존의 지하수 오염 취약성 평가를 실제 지하수 수질관리 계획 수립 시에 활용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.11-21
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• 2020

본 연구는 대수층과 저투수층이 존재하는 단일시스템에서 trichloroethylene (TCE)과 tetrachloroethylene (PCE)의 거동에 대해 1차원 확산 해석해를 사용하여 저투수층의 농도 분포, 대수층과 저투수층의 경계면에서 확산 선속, 그리고 역확산에 의한 대수층의 오염 지속성을 모델링하였다. 모델링에 사용된 해석해는 이전 연구에서 많이 사용되었던 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 본 연구에서 제시한 저투수층의 두께가 유한한 조건을 고려한 해석해를 모두 사용하였다. 제시된 해석해의 타당성을 평가하기 위해 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 Yang et al.(2015)이 개발한 1차원 확산 해석해의 결과를 Nash-Sutcliffe 유효계수(NSE)로 비교하였다. 저투수층의 농도 분포, 확산 선속, 그리고 대수층의 오염 지속성 등 모든 결과에서 무한한 조건의 해석해를 이용하였을 때 과소평가되는 결과를 나타내었다. 그리고 본 연구에서 제시한 해석해의 결과와 Yang et al. (2015)이 개발한 해석해의 결과는 높은 일치성(NSE = 0.99)을 보였다. 본 연구에서 제시한 해석해를 실제 오염된 부지에 효율적으로 적용하기 위해 유효확산계수, 저투수층의 두께, 그리고 확산된 시간을 이용하여 확산 거리(Z_d)라는 용어를 소개하였다. 확산 거리가 0.7 보다 작은 경우 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해를 사용할 수 있으며, 확산 거리가 0.7 보다 큰 경우 저투수층의 두께가 유한한 확산 해석해를 사용하여야 모델링의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.18-27
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• 2006

공기분사공정법은 포화대수층에 존재하는 유기화합오염물질들을 대기로부터 주입된 공기에 의해 불포화층으로 휘발시켜 제거하는 기술을 말한다. 이 연구의 목적은 TPH 10,000 mg/kg(액상 TPH 1,001 mg/L)으로 오염시킨 사질 포화대수층에 공기를 주입 하였을 때 불포화 토양층, 대기층에서 발생되는 이산화탄소, 휘발성유기화합물의 농도와 포화대수층(TPH) 농도 변화에 관한 특성 연구이다. 36일 동안 공기를 주입한 결과, 실험 반응조의 평형온도는 $24.9{\pm}1.5^{\circ}C$이었다. 포화대수층(공기 확산기 근처 C10 지점)에 녹아있는 TPH 농도는 초기주입 농도의 66.0%가 제거되었다. 대기중(C70 지점)에서 측정된 $CO_2$ 질량은 3,800 mg이였고 불포화 토양층(C50 지점)에서 측정된 $CO_2$의 질량은 3,200 mg이였다. 대기중(C70 지점) 및 불포화 토양층(C50 지점)에서 생성된 VOCs 속도상수는 각각 0.164/day, 0.187/day이였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.73-77
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• 2009

연구대상지역내에는 지하수수질이 상이한 상 하부 대수층이 각각 발달되어 있었다. 하부 대수층내 지하수의 주 오염원인은 상부의 질산성질소로 오염된 천부지하수가 지하수공 내로 유입되었기 때문으로 사료된다. 폐기 또는 방치지하수공을 통한 질산성질소의 하부 대수층으로 오염 확산 억제를 위하여 예비팩커를 공 내부에 설치하고 패커 상, 하부의 질산성질소 함량을 측정하였다. 예비패커 설치후 상, 하부 구간의 질산성질소 함량은 예천군 신월리 경우, 상부는 10.3 mg/L 이었으나 하부는 5.0 mg/L로 상부에 비해 50% 낮은 함량을 나타내였다. 예천군 어신리는 상부는 11.3 mg/L 이었으나 하부는 8.8 mg/L로 상부에 비해 22% 낮은 함량을 보였다. 예천군 저우리는 상부는 11.0 mg/L이고 하부는 1.6 mg/L로 상부에 비해 85% 낮은 함량을 보였다. 안동시 회곡리는 상부는 14.6 mg/L 이었으나 하부는 8.0 mg/L로 상부에 비해 45% 낮은 함량을 나타내였다. 연구지역에서 예비패커를 적용한 결과 패커 하부의 질산성질소 함량은 상부에 비해 22~85% 낮게 나타내였다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회/한국석유지질학회/한국암석학회 2000년도 추계공동학술발표회 초록집
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• pp.37-37
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• 2000

• 터널과지하공간
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• 제14권3호
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• pp.229-240
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• 2004

연안대수층은 주요한 지하수 공급원으로서 이용될 수 있다. 그러나 연안대수층의 개발은 해수침투에 의한 대수층 오염을 야기할 수도 있다. 이에 따라 개발과정에서는 적절한 양수량과 양수정의 배치가 매우 중요하고, 이 들의 영향은 용질이동과 유동해석이 가능한 수치해석적 기법들을 적용하여 평가할 수 있다. 이 연구에서는 연안 자유면 대수층 모델에 대해 양수량 및 수리지질학적 변수들이 해수침투 특성에 미치는 영향을 SWICHA 코드를 이용하여 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석과정에서는 유동 및 용질의 상호작용이 고려되었다. 경계 조건, 수리지질변수 등의 변화에 따른 해수담수 경계부에서의 염수 확산대 분포, 양수정 부근에서의 수두변화 등이 분석되었다.