• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.61-72
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• 2021

최근 기후변화로 인한 가뭄발생으로 국지적인 물부족 문제 해결을 위해 안정적인 지하수를 활용한 물공급 방안의 필요성이 증가하고 있으며 이에 대한 대안으로 지하수 인공함양 기술이 대두되고 있다. 본 연구에서는 기상조건 및 목표취수량, 함양정의 주입량, 주입기간 등을 고려한 함양 시나리오를 반영하여 수치모델링을 통해 인공함양-취수 시스템의 함양능력 평가와 최적 운영조건을 도출하여 가뭄발생에 대비한 농업용수의 효율적인 공급과 안정적인 용수확보를 위한 정량적인 평가기법을 도출하고자 하였다. 이에 함양정의 함양능력을 평가하기 위해 물수지 분석으로부터 도출된 목표취수량을 고려한 총 주입량 10,000 ton의 조건하에서 주입 시나리오별(Case 1~4)로 주입정 및 관측정별 지하수위 변화를 모사한 결과 주입 후 유역 내 지하수위는 약 25~42일간 유지되는 것으로 나타났다. 이 중 Case 3의 경우 지표하 1 m 미만으로 지하수위가 상승하여 적정 주입량은 50 m³/day가 적절한 것으로 모사되었으며 함양수 주입에 의한 지하수위 상승에 따른 영향범위는 113.5 m로 예측되었다. 또한 함양 시나리오에 따른 하류부 저투수성 벽체(LPB) 설치 전후의 유역내 함양능력 변화는 설치 전 대비 지하수 저류량은 약 6배가량 증가하였고 지하수 체류시간은 약 4배 정도 증가하는 것으로 모사되었다. 본 연구결과는 향후 가뭄대응을 위한 안정적인 농업용수 공급 및 지속적인 수자원 확보에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제31권1호
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• pp.19-30
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• 2021

본연구에서는 가뭄이 빈번히 발생하는 지류 상류 지역에서 농번기에 부족한 물을 확보하기 위하여 평상시 잉여의 물을 지하 대수층에 주입하는 인공함양 방식을 설계함에 앞서 적정 주입량 및 주입효율을 수치모델을 활용하여 평가하고자 하였다. 인공함양 수치모델 대상지역은 홍성군 갈산면 운곡리 일대를 대상으로 하였으며 다양한 공당 주입량 조건과 대수층의 수리적 특성을 고려하여 모델링을 수행한 결과, 연구지역의 공당 적정주입량은 50.0 ㎥/day/공로 평가되었으며 주입효율은 총 주입용량 대비 33.2~81.2%로 예측되었다. 특히, 주입효율은 주입시간이 짧을수록 비선형으로 증가하는 양상을 보였으며 잔류 저류용량은 총 주입용량이 많을수록 증가하여 물부족 시 사용 가능량이 많아지므로 보다 유리할 것으로 보였다. 향후 보다 정확한 함양효율 평가를 위해 현장 실증시험 결과를 활용하여 모델을 검증하고 이를 통해 주입 및 취수에 대한 적정 시나리오를 구축한다면 보다 효율적인 인공함양 시스템의 운영이 가능할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제34권2호
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• pp.161-169
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• 2016

This paper is intended to propose a novel approach to select an optimal site for a small-scaled artificial recharge system installation using TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) with geospatial data. TOPSIS is a MCDM (Multi-Criteria Decision Making) method to choose the preferred one of derived alternatives by calculating the relative closeness to an ideal solution. For applying TOPSIS, in the first, the topographic shape representing optimal recovery efficiency is defined based on a hydraulic model experiment, and then an appropriate surface slope is determined for the security of a self-purification capability with DEM (Digital Elevation Model). In the second phase, the candidate areas are extracted from an alluvial map through a morphology operation, because local alluvium with a lengthy and narrow shape could be satisfied with a primary condition for the optimal site. Thirdly, a shape file over all candidate areas was generated and criteria and their values were assigned according to hydrogeologic attributes. Finally, TOPSIS algorithm was applied to a shape file to place the order preference of candidate sites.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제3권
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• pp.11-29
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• 1992

Recently, rapid industrialization, urbanization and higher living standards accelerate to increase groundwater consumption resulting in continuously dropping groundwater elevations. To maintain enough groundwater volume without dropping groundwater elevations, the proper groundwater rechatge is necessary. The groundwater rechatge can be classified into two categories which are natural rechatge and artiticial rechatge. Even though the natural rechatge through by dired infiltration from the rainfall is desirable, the artificial groundwater rechatge is necessaty when the increment of groundwater consumption exceeds natural recharge rate. Well method and scattering method are utilized as artificial rechatging method, a severe disadvantage, which is the reduction of the void of soil surface, is indicated in the well method. Recently, the underground piping method, which is a scattering method, is receiving increasing attention as a proper recharging method. The method is indirectly to supply water to the underground using an underground piping system. Therefore, the void of soil surface is not severely reduced and better infiltration rate can be achieved. In this paper, the artificial groundwater rechatge using underground piping method is investigated through experiments and numerical analysis. The influence of the groundwater by underground piping method is evaluated through comparing recharging heights. Good agreements between experiments and numerical analysis are obtained and the artificial groundwater recharge by underground piping method is well tested and verified.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권2호
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• pp.37-46
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• 2012

This study was conducted to identify groundwater recharge and discharge amounts of a representative urban-rural composite area located in Yongin city, Kyounggi-do, Korea. Groundwater recharge would be affected by mainly two processes in the study area: rainfall and leakage from public water pipelines including water-supply and sewage system. Groundwater recharge rate was estimated to be 13.5% by applying annual groundwater level data from two National Groundwater Monitoring Stations to the master regression curve method. Subsequently, the recharge amounts were determined to be $13,253{\times}10^3m^3/yr$. Leakage amounts from water-supply and sewage system were estimated to be $3,218{\times}10^3$ and $5,696{\times}10^3m^3/yr$, respectively. On the whole, a total of the recharge amounts was $22,167{\times}10^3m^3/yr$, of which 60% covers rainfall recharge and 40% pipeline leakage. Groundwater discharge occurred through three processes in the composite area: baseflow, well pumping, and discharge from urban infrastructure including groundwater infiltration into sewage pipeline and artificial extraction of groundwater to protect underground facilities from submergence. Discharge amounts by baseflow flowing to the Kiheung agricultural reservoir and well pumping were estimated to be $382{\times}10^3$ and $1,323{\times}10^3m^3/yr$, respectively. Occurrence of groundwater infiltration into sewage pipeline was rarely identified. Groundwater extraction amounts from the Bundang subway line as an underground facility were identified as $714{\times}10^3m^3/yr$. Overall, a total of the discharge amounts was determined to be $2,419{\times}10^3m^3/yr$, which was contributed by 29% of artificial discharge. Even though groundwater budget of the composite area was identified to be a surplus, it should be managed for a sound groundwater environment by changing deteriorated pipelines and controlling artificial discharge amounts.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.280-280
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• 2020

지구 온난화 현상 및 이상기후로 지구환경 변화는 물환경 변화에 많은 영향을 미치고 있다. 특히, 지표수에 의존도가 높은 국내의 수자원 공급시스템은 지구환경 변화에 의한 강우 분포의 시간적, 공간적 불균질성에 대한 취약성이 높으며, 이에 기후변화에 따른 상대적 변동성이 적은 지하수자원의 활용 가능성이 높아지고 있다. 지하수 인공함양 기술은 강우, 지하수 및 하수 처리수 등의 잉여 수자원을 관정, 수로, 인공함양 분지 및 습지, 지하댐 등의 인공시설물을 활용하여 지하 대수층에 주입시킨 후 양질의 수자원을 확보하는 기술이다. 이번 연구에서는 수치해석을 활용하여 함양지역의 유역형상 및 지층경사, 대수층 두께, 체류시간, 수리상수 등 수리지질 인자를 고려한 인공함양 방식별 인공함양 효율성을 평가하고자 한다. 인공함양 방식은 수직관정 및 수로(Ditch)를 적용하였다.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 1999

여름철 집중강우시 발생하는 공주 송산리고분군의 누수 원인을 분석하기 위하여 인공함양시험을 실시하였다. 함양시험을 모사하는 2차원 불포화 지하수 유동 모델을 개발하고, 시험 중 측정한 관측정 수위와 함양량의 변화를 이용하여 모델변수의 보정을 수행하였으며 보정된 모델변수에 의하여 함양시험 모사를 실시하였다. 함양시험 및 모사 결과 고분군 누수현상의 주된 원인은 고분군 상부의 누수방지층에 발생한 균열을 통한 지하수의 직접적인 유입에 의한 것으로 분석되었다. 장기간 강우가 지속될 경우 고분군 북측의 원지반으로부터 불포화대를 통한 지하수의 유입 가능성이 존재하나 고분군 북측 벽체에 10% 내외의 유효포화도 증가만을 일으킬 것으로 정류상태 모사를 통하여 분석되었다. 따라서 고분군 누수 방지를 위한 대책으로는 트렌치에 의한 유도배수시설보다는 효과적인 누수방지층의 보강이 더 시급한 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.85-92
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• 2002

When the United Nation classified as Korea is the one of the water deficit country. The consensus was made that the water is the one of the precious national resources. Government increases their R/D budget trying to get more clean water bodies. For instances, 'Sustainable Water Resources Development' project is the one of major title in '21 Century Frontier Research project and there are several small research projects are undergoing by the Ministry of Agriculture and KARICO. However, when the environmental preservation issue has been get more emphasis, construction of the Surface Dam met the blockage from the environmentalists due to the problem of the their water buried area. Since the most fitting site for surface dam had been used in the past, some engineer move their focus on modification of the existing Dam's height to enlarge its capacity or dredging the bottom of the reservoir recently However dredging evoke water quality problem in return by accumulated materials at the bottom. Last year the Dong Gang Dam plan has been canceled by environmental problem in water buried area of the reservoir. With the point of this view, ground water gets more focus for the one of the useful alternative for clean water bodies. Underground dam technique which had widely applied once in the early nineteen eighties by the KARICO and attenuated due to engineering insufficiency. The technique is newly studied with the advanced engineering technique. Still groundwater usage rate in Korea is much lower comparing with the advanced countries and has many rooms to develop. Wells, under ground dam and radial collector wells are typical facilities up to now. There is little application in Korea for the Recharge Dam, which had been widely used in the advanced countries. The Recharge Dam is technique to conjunct surface water and groundwater body together, This technique had developed to increase groundwater recharge at the beginning This research is the result of the study on the possibility of the development of the new technology, Groundwater Reservoir' which was modified from Recharge Dam. Groundwater Reservoir is like a deep artificial lakes trenched in hard rock aquifer to get groundwater. The advantage of the Groundwater Reservoir is followings 1) It can be developed at the plains area, not in the deep valley 2) Huge water body can be developed without dam 3) Small buried area comparing surface water dam makes the least environmental effect. 4) Trenching cost can be substitute by the income of the selling rock debris 5) Outfit of the reservoir can be modified to match with the site prospect 6) Rock debris can be used as constructing materials 7) It can be used as groundwater recharge system when the heavy rains comes 8) The reservoir looks like scenery lake with huge clean water bodies.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.110-113
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• 2002

Statistical- based, principal component analysis (PCA) was applied to chemical data from two underground storage systems containing LPG to assess the usefulness of such technique at the initial stage (Pyeongtaek) or middle stage (Ulsan) of hydrochemical studies. For the first case, both natural and anthropogenic contamination characterize regional groundwater. Saline water buffered by Namyang lake affects as a natural factor, whereas cement grouting influence as an artificial factor. For the second study area, contaminations due to operation of LPG caverns, such as disinfection activity and cement grouting effect, deteriorate groundwater quality. This study indicates that principal component analysis would be particularly useful for summarizing large data set for the purpose of subsurface characterization, assessing their vulnerability to contamination and protecting recharge zones.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.611-623
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• 2014

우리나라에는 4대강 주변에 충적 대수층이 많이 발달하고 있으며, 이러한 충적층을 활용한 인공함양 시스템 운영은 향후 우리나라 미래 수자원 확보에 있어서 중요한 수단이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구는 낙동강 하천변 충적층에서 대수층 저류/이동/회수 방식의 인공함양 기법을 적용하였을 때, 하천수의 반복적인 주입이 대수층의 주입능력에 어떻게 영향을 미치는가에 대하여 고찰하였다. 인공함양 시스템의 주입 효율을 평가하기 위해서 2차례에 걸친 주입시험을 실시하였으며, 각 시험에서의 주입수(하천수)와 4개 관측정 내 지하수의 혼합 비율을 계산하여 주입 효율의 변화를 검토하였다. 혼합 비율 계산에서 사용된 수질 성분은 전기전도도로서, 연구지역에서의 하천수와 대상 지하수의 EC 값은 현저한 차이를 보여 혼합 결과를 확실하게 반영해 주었다. 2차례의 주입시험 결과, 일부 관측정에서는 1차에 비해 2차 시험에서 주입 효과의 발생 시점이 매우 느리게 나타났으며, 대부분의 관측정에서 주입수의 혼합 비율 상승률이 1차 시험에 비해 2차 시험에서 현저히 저하되어 나타났다. 이러한 결과는 인공함양 시스템의 운영이 시간이 흐를수록 그 효율성이 떨어지게 됨을 지시해주는 것이며, 향후 주입수의 수처리 등 사전 관리와 함께 주기적 양수시험, 휴지기 운영 등 사후 관리가 필수적으로 수반되어야 함을 말해 준다. 하천수 주입에 의한 대수층의 수질 개선 효과는 1차 1,210분 주입 시 1일 이상, 2차 14일간 주입 시 4일 혹은 6일 이상 유지됨을 보였다.