• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.18-18
• /
• 2011

Climate change is impacting and will increasingly impact both the quantity and quality of the world's water resources in a variety of ways. In some areas warming climate results in increased rainfall, surface runoff, and groundwater recharge while in others there may be declines in all of these. Water quality is described by a number of variables. Some are directly impacted by climate change. Temperature is an obvious example. Notably, increased atmospheric concentrations of $CO_2$ triggering climate change increase the $CO_2$ dissolving into water. This has manifold consequences including decreased pH and increased alkalinity, with resultant increases in dissolved concentrations of the minerals in geologic materials contacted by such water. Climate change is also expected to increase the number and intensity of extreme climate events, with related hydrologic changes. A simple framework has been developed in New Zealand for assessing and predicting climate change impacts on water resources. Assessment is largely based on trend analysis of historic data using the non-parametric Mann-Kendall method. Trend analysis requires long-term, regular monitoring data for both climate and hydrologic variables. Data quality is of primary importance and data gaps must be avoided. Quantitative prediction of climate change impacts on the quantity of water resources can be accomplished by computer modelling. This requires the serial coupling of various models. For example, regional downscaling of results from a world-wide general circulation model (GCM) can be used to forecast temperatures and precipitation for various emissions scenarios in specific catchments. Mechanistic or artificial intelligence modelling can then be used with these inputs to simulate climate change impacts over time, such as changes in streamflow, groundwater-surface water interactions, and changes in groundwater levels. The Waimea Plains catchment in New Zealand was selected for a test application of these assessment and prediction methods. This catchment is predicted to undergo relatively minor impacts due to climate change. All available climate and hydrologic databases were obtained and analyzed. These included climate (temperature, precipitation, solar radiation and sunshine hours, evapotranspiration, humidity, and cloud cover) and hydrologic (streamflow and quality and groundwater levels and quality) records. Results varied but there were indications of atmospheric temperature increasing, rainfall decreasing, streamflow decreasing, and groundwater level decreasing trends. Artificial intelligence modelling was applied to predict water usage, rainfall recharge of groundwater, and upstream flow for two regionally downscaled climate change scenarios (A1B and A2). The AI methods used were multi-layer perceptron (MLP) with extended Kalman filtering (EKF), genetic programming (GP), and a dynamic neuro-fuzzy local modelling system (DNFLMS), respectively. These were then used as inputs to a mechanistic groundwater flow-surface water interaction model (MODFLOW). A DNFLMS was also used to simulate downstream flow and groundwater levels for comparison with MODFLOW outputs. MODFLOW and DNFLMS outputs were consistent. They indicated declines in streamflow on the order of 21 to 23% for MODFLOW and DNFLMS (A1B scenario), respectively, and 27% in both cases for the A2 scenario under severe drought conditions by 2058-2059, with little if any change in groundwater levels.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.61-72
• /
• 2014

Study on effluent organic matter (EfOM) characteristic and removal efficiency is required, because EfOM is important in regard to the stability of effluents reuse, quality issues of artificial recharge and water conservation of aqueous system. UV technology is widely used in wastewater treatment. Many reports have been conducted on microbial disinfection and micro pollutant reduction with UV treatment. However, the study on EfOM with UV has limited because low/medium pressure UV lamp is not sufficient to affect refractory organics. The high intensity of pulsed UV would mineralize EfOM itself as well as change the characteristics of EfOM. Chlorine demand and DBPs formation is affected on the changed amounts and properties of EfOM. The objective of this study is to investigate the effect on EfOM, chlorine residual, and chlorinated DBPs formation with low pressure and pulsed UV treatment. The removal of organic matter through low pressure UV treatment is insignificant effect. Pulsed UV treatment effectively removes/transforms EfOM. As a result, the chlorine consumption is changed and chlorine DBPs formation is decreased. However, excessive UV treatment caused problems of increasing chlorine consumption and generating unknown by-products.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권6호
• /
• pp.1259-1267
• /
• 2015

우리나라에서는 기존에 경험하지 못한 농촌의 지하수 개발문제가 새로운 도전으로 대두되고 있다. 이른바 수막재배(Water Curtain Cultivation : WCC)라 불리우는 동절기 농업활동이 주된 이슈이다. 본 연구에서는 대상지역인 충북 청원군 수막재배지역내 충적대수층의 물수지를 검증하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였다. 세계적인 추세인 학제간 융합방식을 현장규모에 맞게 도입한 지하수 모델링을 수행하였고, 특히 정밀한 지하수 함양량의 입력을 위해 SWAT모형을 이용한 소유역 지하수 함양량을 계산하였으며 양질의 현장자료를 기반으로 모형의 신뢰성을 확보하기 위한 검보정이 진행되었다. 본 연구의 목표는 하천의 보와 배수 시스템과 같은 인위적인 경계조건하에서 지하수 양수가 진행될 때 하천과 대수층의 다양한 상호작용을 모의하는 것이다. 또한 부지내의 누적 물수지의 계절변화를 분석함으로써 지하수 고갈과 회복량을 정량화할 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제13권1호
• /
• pp.83-105
• /
• 2003

지하수의 인공함양특성을 해석하기 위한 기초조사로서 낙동강변의 충적층내에 부존하는 자연수의 지구화학적 특성을 연구하였다. 전체적으로 시추공 및 지표수에 대한 현장측정자료는 시기별로 큰 차이를 보이지 않는다. 연구지역의 자연수는 Ca-$HCO_3$형에서부터 $Ca-SO_4$형에 속하며 특히 미량원소로서 Mn의 함량이 매우 높게 나타나고 있다. 다중패커시스템 (Multi-packer system)에 의해 채취된 시료에 대해 심도에 따른 변화를 살펴보면 Na, Ca, Mg, $HCO_3$의 함량이 심도가 깊어질수록 증가하고 있고, Cl과 $SO_4$의 경우는 맨 하부구간인 18m에서 채취된 시료들이 시료채취시기와 관계없이 매우 낮은 값을 보인다. 미량원소의 경우 문제가 되는 Mn은 시료채취 시기와 관계없이 중간 구간인 13.5m 구간에서 특히 많은 함량을 보이고 있다. 연구지역내 물시료들에 대한 산소와 수소 동위원소 및 삼중수소 함량 분석결과는 다중패커설치공 및 일반 관측공과 지표수들간에 서로 중첩되어 구분이 어렵다. 황동위원소 분석결과는 지하수내 황의 기원이 퇴적암을 구성하는 황산염광물의 용해에 의한 것으로 판단된다. 스트론튬 동위원소비는 양수정 및 그 인접공의 시료들과 강변에서 인접한 공의 시료들간에 차이는 있으나 명확하지는 않다. 질소동위원소 분석결과를 살펴보면 전반적으로 화학비료로나 토양내의 유기물로부터 유래한 것으로 해석할 수 있다.

• 지질공학
• /
• 제22권2호
• /
• pp.195-205
• /
• 2012

겨울철 수막재배를 하고 있는 논산시 왕전리지역의 지하수 취수량감소 원인을 파악하기 위하여 양수시험을 실시하였고, 수막재배에 이용되고 있는 지하수 사용량과 월별 지하수위를 측정하였다. 8개 지하수공에서 양수시험 결과 투수량계수는 $119.9{\sim}388.1m^2/d$, 저류계수는 $1.5{\times}10^{-4}{\sim}5.5{\times}10^{-4}$의 범위이고 주 대수층은 충적층으로 나타났다. 수막재배용 지하수의 양수는 겨울철 약 3개월에 걸쳐서 일어나며 일평균 양수량은 $8,100m^3/d$ 정도였으며 연간 최대 지하수위 변동은 10 m까지 일어나고 있다. 연구지역의 지하수위는 수막재배용 양수가 중단된 지 5개월이 지난 8월에야 완전한 수위회복을 보인다. 이는 연구지역 대수층의 지하수 산출능력에 비해서 겨울철 수막재배시기의 과도한 양수에 의한 것으로 해석된다. 연구지역 중심부 일대의 지하수위는 -3.0~4.38 m로서 연간 8, 9, 10월을 제외한 나머지 9개월은 노성천 하천수위보다 낮아서 하천수가 연구지역으로 유입되는 손실하천의 양상을 띤다. 연구지역에서 겨울철 수막재배에 따른 취수량 감소문제를 해결하기 위해서는 지금보다 규모가 적은 수막재배시설을 운영하여 양수량을 줄이거나 수막재배에 이용된 지하수를 재활용하는 인공함양 수막재배시스템 개발 등이 필요하다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제44권2호
• /
• pp.97-102
• /
• 2001

제주도에서 지하수의 충전지역으로 중요한 역할을 하고 있는 한라산의 중산간 지역에 집중적으로 골프장이 건설되고 있어 잔디 관리용으로 살포된 농약에 의한 지하수의 오염이 우려되고 있다. 흡착제인 활성탄, Orpar또는 zeolite를 Iysimeter 형태의 모형그린에 35 cm 깊이에 3 cm 두께로 처리하여 농약의 용탈 억제 효율을 비교하였다. 시험 농약으로는 fenitrothion, triadimefon, diniconazole을 수화제로 모형그린 표면에 살포하였으며 통상적인 그린 관리 조건하에서 농약의 용탈현상을 조사하였다. 용탈현상은 주로 자연강우에 의해 발생되었으며 비강우시의 관수는 농약의 용탈에 큰 영향을 미치지 않았다. 잔류성이 짧거나 흡착성이 큰 농약인 fenitrothion과 triadimefon의 용탈은 강우량이 많은 조사 초기에만 매우 제한적으로 일어났으며 특히 fenitrothion은 용탈 가능성이 거의 없는 농약으로 나타났다. 잔류성이 긴 diniconazole은 조사기간 동안 지속적으로 또 가장 높은 농도로 용탈되었다. 따라서 투수성이 크고 유기화합물에 대한 흡착력이 낮은 사질의 그린 조건에서는 농약의 잔류성이 용탈에 영향을 미치는 주 요인으로 나타났다. 초기 살포량을 기준으로 계산된 용탈율을 보면 fenitrothion과 triadimefon은 0.2% 이하였으며 diniconazole은 1.8% 정도로 비교적 높았다. 흡착제의 처리로 이들 농약의 용탈을 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났는데, 특히 활성탄과 Orpar를 흡착제로 처리한 모형그린에서 농약의 용탈율을 0.01%이하로 감소시킬 수 있었다. 흡착제를 처리하지 않을 경우에 용탈수 중에서 검출된 농약의 농도는지하수로 유입된다 하여도 음용수의 수질 측면에서 문제가 되지 않을 정도로 낮았으며, 활성탄과 같은 흡착제를 처리함으로써 골프장에서의 농약 용탈 문제를 보다 근원적으로 차단할 수 있을 것으로 판단된다.