• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.385-392
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• 2008

본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.270-270
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• 2022

기후변화로 인해 전 세계적으로 평균해수면이 상승하고 있으며, 우리나라에서도 전반적으로 평균해수면이 상승하는 추세를 보이고 있다(Yoon and Kim, 2012; Jung, 2014, Yang et al., 2022). 해수면의 상승은 연안저지대 범람, 내수배제 불량 등의 피해를 증가시킬 수 있으므로, 해수면 상승에 대한 분석과 장래 해수면변화에 대한 정확한 예측은 매우 중요한 사항이라 할 수 있다. 이러한 평균해수면의 변화는 전 지구적 평균해수면의 변화와는 별개로 지역적으로 변동특성이 크게 다르게 나타날 수 있는데(Yang and Hwang, 2021), 해수면의 시간적/공간적 변화가 중첩되는 경우 단기간에 해수면 상승이 가속화 될 수 있으며 이로 인한 취약지역이 발생할 가능성이 매우 크기 때문에(Arnoldo et al, 2017), 평균해수면의 시간적/공간적 변화양상을 파악하는 것은 매우 중요한 사항이라 하겠다. 이에 본 연구에서는 서해안에 분포한 조위관측소의 조위 관측자료를 이용하여 평균해수면의 시간적/공간적 변화에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과, 서해안의 북부보다 남부로 갈수록 평균해수면의 변화량이 더 큰 것으로 나타났으며, 과거의 변화량보다 최근의 평균해수면 변화가 더 큰 양상을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.271-271
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• 2022

해수면의 변화를 분석하는 대표적인 방법 중 하나는 관측된 조위자료를 평균하여 평균해수면을 산정하고, 이를 이용하여 해수면의 상승 혹은 하강 추세를 파악하는 것이다. 평균해수면의 산정시 별도의 분석없이 단순한 산술평균만으로 평균해수면을 산정할 수 있어 해수면의 변화를 간편하게 추정할 수 있는 장점이 있으나, 관측된 조위자료는 천문조, 기상조 및 기후변화 등에 의한 변화가 모두 반영된 자료이기 때문에 장래의 해수면 변화를 정확하게 추정하기에는 어려움이 있다. 인위적인 개발이 없는 상태에서의 장기적인 해수면 변화는 주로 기후변화에 기인하기 때문에 미래의 변화를 정확하게 추정하기 위해서는 기후변화에 의한 해수면 변화, 즉 장주기 성분만을 고려한 분석이 수행되어야 정확한 미래 해수면 변화 산정이 가능하다(Kang et al., 2008; Pugh, 2004; Yang et al., 2002). 이에 본 연구에서는 관측된 조위자료에 저역통과필터(Low-pass filter)를 이용하여 천문조, 기상조 등의 단주기적 변동성을 제외하고, 장주기적 성분만을 고려한 평균해수면 변화 분석이 수행되었다. 분석결과, 산술평균으로 산정된 평균해수면의 상승경향에 비해 장주기적 성분만을 고려한 평균해수면 상승량이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.380-385
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• 2006

해안 지역의 지하수 최적 개발 또는 관리 이전 단계에 수행될 수 있는 수자원 기본계획을 위한 지하수 개발가능량 산정식이 제안되었다. 산정식은 대수층 특성, 해수침투허용 거리, 지하수 해안유출량 그리고 관정의 위치 등 주요 영향 인자들의 함수이므로 매우 포괄적이며, 잘 알려진 해석 해들을 이용하였으므로 그 근거가 타당하다. 산정식은 관련 변수들의 양 함수로 표현될 수 있으므로 그 적용이 매우 간편하다. 또한 근거없이 임의의 값들이 사용되던 관정의 영향반경을 대수층의 수리특성과 양수량 등의 함수로 표현한 합리적인 식이 제안되었다. 가상 유역에 대한 적용과 수치 해와의 비교분석을 통하여 제안된 식들이 보수적인 결과를 산출한다는 것을 보였다. 제안된 식들을 기존 관정들이 존재하는 유역에 적용하면 추가 개발가능량을 평가할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1997년도 학술발표회 논문집
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• pp.519-524
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• 1997

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.265-265
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• 2021

해수면 상승과 연안지역의 무분별한 지하수의 이용으로 해수침투는 가속화되고 있다. 해수면 상승과 지하수의 과잉 양수로 인한 연안지역의 대수층은 사용 가능한 담수 지하수자원이 줄어들고 있다. 연안지역의 대수층을 대상으로 해수 침투 영역에 미치는 영향에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있다. GALDIT은 index & ranking 방법을 이용한 지하수자원의 해수침투에 대한 취약성 평가 방법으로 Geographic Information System (GIS)을 통해 주제도에 대한 중첩으로 평가 지수를 산정한다. 한국의 해수침투 취약성 평가에 대한 선행 연구 중 상당수는 제주도를 대상으로 많은 연구가 수행되었으며, GALDIT을 이용하여 해수침투에 대한 취약성 평가가 수행되었다. 본 연구에서는 내륙의 연안지역을 대상으로 GALDIT을 적용하였다. 한국의 서해안 지역 중 도심지가 밀집되어 있는 북쪽으로 선택하였다. 연구지역은 인천, 아산, 안산, 김포, 화성, 시흥, 평택, 당진, 오산으로 9개의 행정구역으로 구성되어 있다. 9개의 지역은 모두 제조업이 발달되어 도시화가 가속화되고 있으며, 지속적인 인구의 유입이 진행되고 있다. GALDIT은 지속가능한 해안지하수를 위한 수자원 계획을 뒷받침하는 평가 자료로 사용될 수 있으며, 국내 기후 및 공간 특성 매개변수를 고려한 가중치 및 평가 기준의 확대 등이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권8호
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• pp.665-675
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• 2007

해안 지역 지하수 최적 관리의 기본계획 수립 단계에 사용될 수 있는 간편한 개발가능량 산정식이 제안되었다. 산정식은 대수층 특성, 해수침투허용 거리, 지하수 해안유출량 그리고 양수정의 위치 등 주요 영향 변수들의 함수이므로 합리적이며, 보편적으로 사용되는 해석 해들과 Ghyben-Herzberg 법칙을 이용하여 유도되었다. 산정식은 관련 변수들의 양 함수로 표현될 수 있으므로 그 적용이 매우 간편하다. 또한 주로 주관적 경험에 의하여 그 값이 결정되어 온 양수정의 영향반경을 대수층의 수리특성과 양수량 등의 함수로 산정할 수 있는 식이 제안되었다. 가상 유역에 대한 적용과 수치 해와의 비교분석을 통하여 제안된 식들이 보수적인 결과를 산출한다는 것을 보였다. 제안된 식들을 기존 관정들이 존재하는 유역에 적용하면 추가 개발가능량을 평가할 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.353-357
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• 2015

해수침투로 인하여 부존되어 있는 지하수의 염분농도가 높아 방치되고 있는 해안지역 대수층을 활용한 수자원 확보 방안을 제안하였다. 대수층으로 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화되어 있는 충적층에서 인공함양 및 회수 기술이 성공하기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수를 방지하는 것이 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 본 연구에서는 양수정을 염수 침투로부터 방지하기 위한 염수포획관정의 효과를 수치모델링 방법으로 분석하였다. 적절히 설계된 염수포획관정은 담수 양수정을 염수침입으로부터 보호할 수 있음을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.223-223
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• 2019

기후 변화에 따른 해수면 상승은 해안 지하수의 해수침투를 야기해 해안 지하수의 염도를 증가시킨다. 또한 해수면 상승은 토양 염류화를 심화시켜 농작물에 피해가 발생하며, 지하수위를 증가시켜 불포화대의 토양두께가 감소한다. 이처럼 지하수 해수침투가 발생하는 포화대와 토양 염류화가 발생하는 불포화대는 서로 연관되어 있지만, 대부분 포화대와 불포화대 연구는 별도로 진행되어왔다. 본 연구에서는 해안 간척지의 해수면 상승에 따른 포화대의 해수침투 및 불포화대의 토양염류화 영향을 연계하여 모의하였다. 포화대 모의는 미국지질조사국(United States Geological Survey, USGS)에서 개발한 3차원 이송확산 모델인 SUTRA, 불포화대 모의는 미국환경청(United States Environmental Protection Agency, USEPA)에서 개발한 1차원 이송확산모델인 VADOFT를 사용하였다. 해수면 상승 시나리오는 IPCC에서 공표한 바와 같이 RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였고, 미래 2100년까지 자료를 사용하였다. 해수면 상승 시나리오에 따라 해수침투 및 토양염류화 면적 그리고 지하수위 및 불포화대 토양두께를 정량적으로 산정하였다. 한반도 91개 간척지에 대해서 모의를 수행하였고, 과거 대비 미래 후반기 RCP 4.5 시나리오에서는 지하수 해수침투 면적이 $82.19km^2$, RCP 8.5 시나리오에서는 $83.71km^2$ 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토양 염류화 면적은 과거 대비 미래 후반기 RCP 4.5 시나리오에서는 $22.25km^2$, RCP 8.5 시나리오에서는 $24.86km^2$ 증가하는 것으로 나타났다. 담수호 또는 저수지가 있는 대상 지역에서는 해안선으로부터 거리 및 관리 수위가 해수 침투를 야기시키는 중요한 요인으로 나타났으며, 해수침투 저감을 위해서는 해안선 인근 저수지 수위의 적절한 유지관리가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 해수면상승에 따른 해안선의 위치변화와, 기존 관정에서의 양수량, 강수량 변화를 고려하는 것에 한계가 있기 때문에, 향후 위의 세 가지 사항을 복합적으로 고려한 추가 연구가 필요하다고 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.139-139
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• 2017

우리나라 수자원의 잠재적 문제점중 하나는 단일 하천 혹은 댐에 대한 의존도가 매우 높다는 것이다. 이러한 현상은 한반도의 지형, 기상, 경제성 등의 요인에 의해 야기된 결과이기도 하지만, 지하수 수자원의 불확실성과 적정 관리의 어려움에서 기인하였다. 지하수는 유속이 매우 느리며 눈에 보이지 않기 때문에 지하수 과잉개발 및 오염 등에 취약하다는 단점이 있는 것이 사실이다. 그러나 지하수자원을 활용하지 않고 무작정 보존하기 보다는 많은 연구개발을 통하여 지속가능한 수자원으로 활용하는 것이 더 바람직하다. 해안에 위치한 지하수개발관정의 경우 바닷물이 대수층을 통해 침투하여 지하수관정을 오염시키는 경우가 발생한다. 해안지하수의 주된 오염 원인은 과잉양수로 해수침투를 야기한 결과이다. 이러한 경우 수질을 회복하기까지 수년이 걸리게 되며, 그동안 취수원으로서의 가치를 상실하게 된다. 또한 최근에는 기후변화의 영향으로 해수면상승에 따른 해수침투길이가 길어져 기존의 해안지역 지하수의 오염위험성이 더욱 증가할 것으로 전망된다. 이러한 이유로 국내외에서 해안지하수 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 많은 해안지하수 수치해석연구에서는 해안경계에 평균해수면(MSL)이 적용된다. 본 연구에서는 조위변화가 지하수위 및 해수침투에 끼치는 영향에 대해 연구하였다.