• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.2011-2015
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• 2010

비점오염원에 의한 수질오염은 지표수 오염과 지하수 오염으로 분리될 수 있는데 보통 지하수는 지표수에 비하여 수질이 양호 하다고 여겨지만 오염된 하천 주위의 지하수 오염이 심각할 수 있다. 이러한 지하수에 의한 오염원을 산정하고 분석하기 위해 여러 가지 수문관련 공식이나, HSPF, MODFLOW, SWAT 모형 등이 사용되고 있는데 이 중, SWAT 모형은 다양한 작물 및 재배방법이 지표수 및 지하수 수질에 미치는 영향을 유역단위로 평가가 가능하여 국내 외 에서 널리 활용되고 있다. SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데 소유역내 HRU의 공간적인 정보를 고려하지 않는 준 분포형 모형으로 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석 하는데는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선하여 공간적으로 분석할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였고 강원도 평창군 대관령면 횡계2리 지역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 분석하였다. 적용결과, 횡계2리 유역의 2006년 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 비교하면 일반적으로 농경지에서의 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량이 큰 것으로 나타났고, 대부분 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3$-N의 농도가 산림에 비해서 상당히 높은 것으로 분석되었으며 2007년의 결과도 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구의 결과에서와 같이 같은 밭이라 하더라도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당한 영향이 있을 수 있으며, 또한 재배 작물과 토양 특성에 따라 $NO_3$-N이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 개발된 HRU Mapping Module은 유역에서의 수질 개선시기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는데 매우 유용하게 활용될 수 있으리라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.366-369
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• 2004

조석의 효과가 대수층에 미치는 해안대수층에서 지하수-기표수 상호작용에 관한 모사를 위해 수치모델링을 이용하였다 모사에 사용한 모델은 하천경계와 해안경계가 서로 직교하며 하천은 대수층을 부분 관통하고 있다. 해안경계와 하천경계에 의한 동시영향을 함께 모사한 결과, 해안경계에 의한 효과는 일정한 범위까지만 나타났으나, 하천경계에 의한 영향은 시간의 증가에 따라 영향범위가 넓어졌다. 하천경계와 해안경계조건이 만나는 부근에서는 해안경계에 의한 지하수위의 반복적인 상승과 하강으로 인해 두 경계조건에 의한 지하수위가 상호 상승작용을 일으키기도 하고 상호 상쇄되어 지하수위의 변화가 없는 엉역이 나타나기도 한다. 따라서 이러한 하천과 해안경계조건이 상호 교차하는 주변 대수층에서의 수위를 측정하여 해안대수층에서의 수리상수를 추정하면 수리확산계수를 과대 혹은 과소평가하는 오류를 범할 수 있으므로 주의를 요한다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.242-245
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• 2003

본 연구는 무주군 적상산 부근에 위치하는 소유역에서 지표수와 인접한 천층 지하수의 안정동위원소 조성의 시공간적 변화를 규명하기 위해서 시행되었다. 조사는 2001년 8월과 10월, 2002년 4월 세 차례에 걸쳐 수행되었다. 각 계절에 따라 지표수와 지하수의 안정동위원소 조성이 비슷하게 나타나는 것은 이 지역 지표수와 지하수사이에는 배수와 충진이 지속적으로 생기고 있음을 암시한다. 조사지역의 안정동위원소 조성은 북쪽에 위치하는 한강의 안정동위원소 조성보다는 무거우며, 남쪽에 위치하는 섬진강의 안정동위원소 조성보다는 가벼운 위도효과를 잘 나타내고 있다. 또한 시료를 채취한 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점의 고도차가 400m인 작은 소유 역에서도 계절의 변화와 관계없이 안정동위원소의 고도효과는 잘 나타나고 있다. 선행된 연구에서 우리나라 강우가 우량효과를 반영하는 결과를 나타내는 것과 같이 강우의 영향을 직접 받는 8월 지표수의 안정동위원소 조성은 10월과 4월보다 더 가벼운 조성을 나타내고 있다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.2
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• pp.265-273
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• 2011

Hyporheic zone, where groundwater-stream water mixing occurs, sensitively responds to heat of groundwater and stream water temperature. Variation of stream water temperature has short time period and time dependent, because stream water temperature is influenced by daily fluctuation and seasonal air temperature. On the other hand, groundwater temperature is insignificant. In this study, we conducted 1-dimensional heat transfer analysis. The results show that there are differences of temperature distribution between gaining stream and losing stream with flux in hyporheic zone. Especially, variations of hyporheic water temperature show a significant difference in adjacent streambed, Also, the results shows that distribution of temperature was more affected by groundwater direction than intensity of flux.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1939-1944
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• 2009

우리나라의 대표적인 도서지역인 제주도는 일반 내륙지역과 달리 지표수-지하수에 대한 연구가 지하수계에 대한 연구에 비해 미미한 실정이다. 제주도의 경우 내륙과 달리 대부분의 하천이 평상시 건천의 형태로 유지되며, 일정한 강우가 도달해야만 지표유출이 발생하는 경우가 많다. 이와 같은 하천특성은 내륙과 매우 상이하여 일반적으로 사용되는 유역 수문해석 방법으로는 수문성분의 정확한 산정을 기대하기 어렵고 이로 인해 지하수 해석에 있어서도 불확실성이 크게 증가하는 요인이 된다. 따라서 지표수의 정확한 거동과 지하수 해석의 불확실성을 줄이기 위해 유역개념의 물순환을 해석할 수 있는 지표수-지하수 연계 해석기술이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 '삼다수 먹는샘물 환경영향조사'가 수행되어 비교적 정확한 지하수위 관측 자료가 확보되어 있고, 매우 제한적이기는 하나 하천의 유출량 조사가 수행된 바 있는 제주 표선 유역에 완전연동형 지표수-지하수 해석 프로그램인 SWAT-MODFLOW을 이용하여 지표수 유출성분과 지하수 유동변화를 동시에 고려한 분석을 수행하였다. 특히 MODFLOW의 Well 패키지와 SWAT의 물이동 옵션을 결합하여 표선유역의 198개 관측공의 양수를 동시에 모의하였다. 모의결과 지하수위는 비교적 양수에 비해 안정되게 유지되는 것을 알 수 있었고 이를 통해 현재 삼다수 공장의 양수량은 현재로서는 과다양수가 아닌 것으로 판단되었다. 현재의 양수량의 10배를 가정하여 모의를 한 결과, 지하수위는 함양에 의해 다시 회복되는 결과를 보이고 있어 이 지역의 실제 개발가능량에 대한 보다 심도있는 논의가 필요한 것으로 판단되었다. 나아가 이와 같은 분석을 통해 제주 지역의 전체의 지하수 개발가능량을 산정할 경우 제주지역의 지하수 관리방안이 새롭게 제시될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.507-507
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• 2015

본 연구에서는 안성천 공도 수위표 상류유역에 대해 농업용 저수지와 지하수 이용이 하천유량에 미치는 영향을 SWAT-MODFLOW 모형을 이용하여 모의 분석하였다. 대상유역내에 위치한 고 삼, 금광 농업용 저수지 영향을 고려하기 위해서 관개기에는 저수지 방류량이 관개수로를 통해 수리답 지역으로 보내져 작물소모에 의한 손실과 지표 및 지표하 유출 과정을 거쳐 하천으로 회귀되도록 하고, 비관개기에는 저수지가 만수가 될 경우에만 하천으로 저수지 방류가 일어나도록 처리하였다. 지하수 이용량은 유역내 위치한 허가 및 신고 관정을 대상으로 하였으며, 농업용 관정인 경우는 저수지 관개와 마찬가지로 작물소모에 의한 손실과 지표 및 지표하 유출 과정을 거쳐 하천으로 회귀되도록 처리하였고, 생공용 관정인 경우는 유역내에서 전량 소모되는 것으로 간주하였다. 저수지 및 지하수 양수 유무에 따른 하천유량을 모의한 결과 고삼 및 금광 저수지 직하류부에서는 저수지 영향이 지배적으로 작용하여 갈수량이 각각 약 40% 및 85% 만큼 감소하는 것으로 나타났다. 반면에 저수지로부터 보다 하류쪽로 가면서 회귀수의 영향으로 감소 영향이 둔화되는 양상을 보였으며, 유역출구부에서는 저수지 및 지하수 이용 영향으로 자연상태 유량에 비해 갈수량이 약 19% 만큼 감소하는 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.320-323
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• 2005

무안군 해안지역과 접해있는 청계면-삼향면 일대를 따라 지하수 및 지표수의 수질특성을 규명하여 해수침투 영향정도를 파악하고자 하였다. 연구지역을 수리적특성에 따라 소유역으로 나누어 조사한 결과 구조선이 발달한 지역을 중심으로 해안에서부터 해수침투의 징후를 보였다. 수질분석결과 주로 $Ca-HCO_3$ 유형, $Na-HCO_3$, Na-Cl 유형이 대부분이었다. 이는 탄산염광물과 해수침투의 영향에 의한 것으로 판단되며, 대부분 구조선이 발달한 지역에서 높게 나타났다. 따라서 구조선발달지역의 수질분석을 실시할 경우 해수침투영향을 고려하여 시행해야할 것으로 판단된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.3
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• pp.1-8
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• 2009

The groundwater dependent ecosystem associated with a natural stream is the area where mixing and exchange of surface water and groundwater occurs due to large chemical and hydraulic gradients. Surface-groundwater interactions play an important role in biogeochemical processes in groundwater dependent ecosystems and make this area a hydro-ecological hot spot. The objective of this study is to characterize the groundwater dependent ecosystem in a natural stream where nitrate contamination of stream water is observed by means of hydrogeological, chemical, and biological methods. In this study, vertical flow exchange(hyporheic flow) rates between stream and groundwater were estimated based on vertical hydraulic gradients measured at mini-piezometers of various depths. To investigate the biological natural attenuation potential, biological analyses using polymerase chain reaction(PCR)-cloning methods were performed in this study. Results show that the veritical hyporheic water fluxes affect nitrate concentrations and bacterial densities in groundwater dependent ecosystems to some degree. Also, denitrifying bacteria were identified in hyporheic soils, which may support the biodegradation potential of the groundwater dependent ecosystems under certain conditions.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.14 no.1
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• pp.81-91
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• 2004

The objective of this study is the evaluation of the tunneling effect on the goundwater-surface water interaction. The designed tunnel line is laid beneath the Hapo-cheon, which runs throughout the study area. And, the pre-evaluation of the tunnel-influence on the Gapo-cheon is urgently needed. However, it is very difficult to find out the similar domestic and/or foreign cases. In this study, the numerical modeling technique was not considered because of the insufficient data. Instead of the numerical modeling, the measurement and analysis of the stream flow rates 5 different points were adopted to evaluate the influence of the tunnel construction on the Gapo-cheon. Based on the analysis of flow monitoring data, it can be concluded that 39% of flow rate in Gapo-cheon is contributed by the groundwater discharge, as baseflow and the construction of tunnel can seriously decrease the flow rate in Gapo-cheon.

• Economic and Environmental Geology
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• v.44 no.6
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• pp.525-532
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• 2011

In this study, the usefulness of underground dam as a means for the sustainable development of groundwater, and its performance in the management of groundwater resources were analyzed. The fully integrated SWAT-MODFLOW was applied to the Ssangcheon watershed in Korea to evaluate the effectiveness of groundwater dam construction. After construction, the groundwater level raised in the upstream area of groundwater dam while lowered in the downstream area. Also, it is shown that the exchange rate of river-aquifer interactions increased in the upper area of the dam. Since the storage capacity of the aquifer largely increased in the upper area of the dam, the exploitable groundwater could be greatly increased as much. This study demonstrated that a groundwater dam was a very useful measure to increase the available storativity of groundwater aquifers. It also represented that the combined analysis using SWAT-MODFLOW was helpful for the design and opeation of groundwater dam in the Ssangcheon watershed.