• Economic and Environmental Geology
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• v.50 no.4
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• pp.267-276
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• 2017

Seawater intrusion into coastal fractured rock aquifer, resulting in groundwater contamination, is of serious concern in coastal areas of Jeolla Namdo, Korea, which heavily depends on groundwater resources. Time series analysis and forecasting were carried out to analyze and predict EC which is a major indicator of seawater intrusion. Two time series models of autoregressive integrated moving average (ARIMA) and seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA) were tested for suggesting appropriate time series model. Time series data of EC measured over one year showed a increasing trend with short periodic fluctuations, due to tidal effect and pumping, which indicated that EC time series data tended to be non-stationary. SARIMA model was found better fitted to observed EC than any other time series model. Time series analysis and modeling was found to be a useful tool to analyze EC at coastal fractured rock aquifer subject to seawater intrusion.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.506-510
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• 2009

대수층내의 담수-염수 경계면의 위치와 기울기를 파악하는 것은 해안가의 지하수 개발을 위해 선행되어야 하는 연구이다. 가로 140 cm, 세로 70 cm의 사각형 수조에 모래를 채운 모래염수조를 이용하여 포화된 다공질 매체에서 형성되는 담수-염수 경계면을 모의하였다. 다공질 매체의 입자크기에 따른 수리전도도, 해안가 지형의 지표경사, 해수의 염도에 대한 조건을 각기 달리하여 여러 실험조건에서 각 경우에 따라 형성되는 경계면의 형태를 모의하였고, 각 인자가 경계면의 형성에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 각 조건에 따른 총 31가지의 실험을 수행하였으며, Glover 포텐셜 유도식을 이용한 염수침투 경계면을 비교하였다. 모형에서 측정된 염수침투 경계면은 위의 이론식들의 계산치와 유사한 양상을 보였으며, 경계면의 위치와 기울기는 수리전도도, 지표면경사, 염도에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.447-447
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• 2022

하굿둑 실증시험 및 개방 시 하굿둑으로부터 해안지역 대수층의 지하수 내 염분침투를 예방하고 지속가능한 지하수자원 이용과 관리를 위해서 담수(freshwater)와 염수(saltwater)의 경계면 변동 및 분포를 추적하기 위해 지화학적·물리적 접근 연구는 매우 중요하다. 해안 및 하굿둑 주변지역의 담·염수 경계면 특성에 관한 조사 및 분석은 직·간접적 관측방법으로 이뤄진다. 직접 관측방법에는 심도별 전기전도도(Electrical condutivity, EC) 측정 방법으로 1개 정밀센서(CTD-Diver)를 와이어에 연결하여 수동으로 측정하는 방식과 자동 관측센서(CTD-Diver)를 공내 여러 관심심도에 이격거리에 따른 관측센서를 여러 개 설치하여 특정 관심심도별 연속적인 상태를 파악하는 방법이다. 간접 관측방법에는 관심심도별 또는 특정 심도의 지하수 수질을 채취하여 지화학 분석하는 방법이 있다. 직·간접적 관측방법에는 관심심도별 구간의 이격거리와의 공백과 조사시기에 대수층의 해수침투를 파악할 수 있으나 연속적 관측과 예측은 매우 어렵다. 직접적 관측방법 중 1개 정밀센서와 와이어를 이용한 특정 시·공간에 대한 연직 프로파일링 관측은 가능하나, 연속적 관측과 예측 또한 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 물리적 방법을 기반으로, 하굿둑 인근의 담수(freshwater)와 염수(saltwater)와의 경계면 분포특성에 관한 연구는 하굿둑 실증시험 시 지하수 내 염분침투에 따른 지하수 환경 등에 대한 전반적 특성 등을 분석하였다. 하구언 일대의 지하수 내 염분침투 및 지하수 오염관리를 위해 실증실험 등 인위적인 요소와 강우, 태풍, 가뭄 등 자연적인 요소에 의해 여러 형태의 분포특성을 보이는 담수와 염수의 분포 및 혼합대의 특성에 따른 담염수의 경계면 형태별 분석을 하는데 목적을 두었다. 해수침투의 예방과 지하수 오염 방지를 위해 심도별 자동 수질측정 장치를 개발하고, 이를 이용한 염지하수의 프로파일링 감시 시스템을 제안하였다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2016.05a
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• pp.161-162
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• 2016

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.11 no.1
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• pp.26-40
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• 1992

Cheju Island formed by Quarternary volcanism provides highly permeable hydrogeological environment. To meet the increasing demand of water in the island, many groundwater wells have been developed. The environmental isotopes(oxygen-18, deuterium, tritium) and chemical analysis of water samples from the eastern part of the island were carried out to ascertain whether groundwater in the eastern part of the island was contaminated by sea water. The result of tritium analysis indicated fast infiltration of meteoric water into underground and rapid mixing process between rain water and groundwater. The results of oxygen-18 and deuterium analysis demonstrated that most of the wells in the eastern part of the island were influenced by sea water intrusion. Chemical analysis of water samples revealed that most groundwater in study area were classified into Na-Cl type and showed high chloride/bicarbonate ratios. Sea water intrusion in the northeastern part of the island has proceeded at least 3 km within the coastaline, and in the south eastern part about 700m.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.11
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• pp.1005-1015
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• 2009

Saltwater intrusion in coastal aquifer was investigated using a laboratory model. Salt-wedge profiles were reproduced in a porous media tank 140 cm long, 70 cm high, and 10 cm wide. The experiments were performed with various conditions of porous media hydraulic conductivity, salinity, and ground surface slope to assess relationships on salt wedge location and inclination. Salt-wedge profiles induced by saltwater intrusion were observed in porous media equilibrium state, and compared with previously derived formulas of the Glover (1959), Henry (1959) and Strack (1976). It was found that salt-wedge shape and formations were affected by the water level ratio ($H_F/H_S$) due to high hydraulic conductivity, saltwater salinity and ground surface slope. High $H_F/H_S$ of porous media having high hydraulic conductivity shifted the saltwater interface toward the saltwater reservoir. Increasing surface slope of the porous media caused the salt-wedge profile inclination to decrease. Saltwater salinity also contributed to the location of saltwater interface, yet the impact was not more significant than hydraulic conductivity.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.5
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• pp.415-424
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• 2009

Artificial injection of surplus surface water during wet seasons and recovery is one of possible solutions for conjunctive uses of surface water and groundwater. The methodology is especially attractive for regions of monsoon type weather. In this work a simulation-optimization model is developed to identify an optimal injection system to sustain an over-exploiting freshwater pumping well. The injection well is to be operated during wet seasons only while the pumping well is to be operated throughout an entire year. The objective function is the minimization of injected volume of freshwater. Saltwater intrusion and dry wells are considered as constraints. An example application is made on a small hypothetical island with poor hydrogeologic conditions. The optimization model is successful in determining optimal injection locations and rates for various cases.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.1B
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• pp.71-85
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• 2011

Saltwater intrusion effects of coastal aquifers in Korea peninsula were analyzed through trend analysis with groundwater level, seawater level, seawater temperature, and electrical resistivity(EC) data sets. Groundwater level and EC data sets from 27 coastal regions were collected and analyzed. Groundwater level was stable for all the regions however EC data showed stable or changing trends (9 increasing, 10 stable, and 8 decreasing regions). Seawater temperature was collected and analyzed for 14 regions and they are increasing for most regions (12 increasing and 2 stable regions). Seawater level was also collected and analyzed for 24 regions and is rising for most regions (18 rising, 3 stable, and 3 falling regions). Especially, west cost regions have stronger increasing tendencies of seawater level, seawater temperature, and EC than eastern and southern coastal regions. Therefore the saltwater intrusion problem can be serious for west cost regions in Korea peninsula and it is necessary to establish a plan to minimize the damages from saltwater intrusion.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.83-83
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• 2015

최근 수자원 이용량의 증가 및 수자원 공급의 부족에 따라 대안으로 제시되고 있는 지하수 이용은 매년 크게 증가하고 있다. 내륙 지역의 지하수 개발 시와 비교할 때 해안 지역의 지하수 개발에는 해수침투 현상에 대하여 추가적 고려가 필요하다. 알려진 바와 같이 해안 지역의 과잉 양수와 해수면 상승 으로 해수침투가 더욱 깊이 침투하고 있는 실정이다. 이에 대해 정략적인 해수 침투길이 산정과 더불어 해수침투를 허용가능한 범위 내로 제한 시키는 지하수 개발이 필요하다. 해수침투 저감 공법에는 저투수차수벽 설치, 담수주입공법, 해수양수공법으로 크게 3가지로 구분할 수 있다. 저투수차수벽의 해수침투 저감 효율은 크지만 비용이 비싸다는 단점으로 본 연구에서 제외시켰다. 담수주입공법은 대수층에 담수를 주입하여 해수침투를 저감시키는 공법으로 인근에 양질의 수원을 필요로 하는 단점이 있다. 해수양수는 해안가에 양수정을 설치하여 해수침투를 저감시키지만 양수정에서의 담수가 혼합되어 담수낭비가 생기는 단점이 있다. 본 연구에서는 해안지하수의 해수침투를 저감시키기 위한 방법중 담수주입과 해수양수공법의 효율을 검증하고 각각 공법의 장단점을 비교하였다. 지하수 경계면 모델을 이용하여 각각의 수리수문 변수들이 미치는 영향과 해수침투 정도를 사례별로 연구하였다. 담수주입공법의 경우 담수주입량 많을수록 해수침투가 저감되는 경향이 있지만 최적의 담수주입량을 찾는데 목적이 있다. 해수양수공법에는 해수양수량이 증가하고 해수양수정의 위치가 해안선에 접할수록 해수침투 저감 효과가 있었다. 담수주입공법과 해수양수공법을 해수침투 저감을 위해 해안가에 적용할 경우 해당 지역의 특성을 면밀히 분석하여 적용해야 효과를 볼 수 있다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.44 no.3
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• pp.239-246
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• 2011

Groundwater in small islands is used as main water resource but the overuse of groundwater may cause seawater intrusion and temperature decrease in geothermal wells. This study aimed to characterize the hydrogeology of Maeum-ri area in Seokmo Island of Ganghwagun using long-term monitoring at groundwater wells and geothermal wells. In the monitoring period seasonal water level change, consistent drop or increase of water levels are not detected. The groundwater temperature about 10m below ground surface shows year cycle variation having two to five months difference with ambient temperature cycle. The storativity was calculated by tidal method. The storativity estimated by adapting tidal efficiency factor showed some larger values than that by using tidal time lag. The result suggested that the tidal method assuming several assumptions on aquifer condition may produce broad ranges but the calculated ranges at this application are reasonable. The similar shape of groundwater level change and tidal effects was observed at several wells clustered east-south-east direction which may implicate the distribution of vertical fracture system strongly related with groundwater flow channels. The applied methodology and study results will bc valuable to evaluate optimal pumping rate for the preservation of groundwater resources, and to manage geothermal development.