• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.22-35
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• 2016

Global climate change could have an impact on hydrological process of a watershed and result in problems with future water supply by influencing the recharge process into the aquifer. This study aims to assess the change of groundwater recharge rate by climate change and to predict the sustainability of groundwater resource in Pyoseon watershed, Jeju Island. For the prediction, the groundwater recharge rate of the study area was estimated based on two future climate scenarios (RCP 4.5, RCP 8.5) by using the Soil Water Balance (SWB) computer code. The calculated groundwater recharge rate was used for groundwater flow simulation and the change of groundwater level according to the climate change was predicted using a numerical simulation program (FEFLOW 6.1). The average recharge rate from 2020 to 2100 was predicted to decrease by 10~12% compared to the current situation (1990~2015) while the evapotranspiration and the direct runoff rate would increase at both climate scenarios. The decrease in groundwater recharge rate due to the climate change results in the decline of groundwater level. In some monitoring wells, the predicted mean groundwater level at the year of the lowest water level was estimated to be lower by 60~70 m than the current situation. The model also predicted that temporal fluctuation of groundwater recharge, runoff and evapotranspiration would become more severe as a result of climate change, making the sustainable management of water resource more challenging in the future. Our study results demonstrate that the future availability of water resources highly depends on climate change. Thus, intensive studies on climate changes and water resources should be performed based on the sufficient data, advanced climate change scenarios, and improved modeling methodology.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제25권4호
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• pp.87-97
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• 2020

In this study, the applicability of the geostatistical evolution strategy as an inverse analysis method of estimating hydraulic properties of small-scale basin was tested. The geostatistical evolution strategy is a type of data assimilation method that can effectively estimate aquifer hydraulic conductivity by combining a global optimization model of the evolution strategy and a local optimization model of the ensemble Kalman filtering. In the applicability test, the geometry, hydraulic boundary conditions, and the distribution of groundwater monitoring wells of Hanlim-Eup were employed. On the other hand, a synthetic hydraulic conductivity distribution was generated and used as the reference property for ease of estimation quality assessment. In the estimations, two different cases were tested where, in Case I, both groundwater levels and hydraulic conductivity measurements were assumed to be available, and only the groundwater levels were available, in Case II. In both cases, the reference and estimated hydraulic conductivity fields were found to show reasonable similarity, even though the prior information for estimation was not accurate. The ability to estimate hydraulic conductivity without accurate prior information suggests that this method can be used effectively to estimate mathematical properties in real-world cases, many of which little prior information is available for the aquifer conditions.

• Geosciences Journal
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• 제22권6호
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• pp.1041-1052
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• 2018

A single-well push-drift-pull tracer test using two different tracers ($SF_6$ and salt) was performed at the Environmental Impact Test (EIT) site to determine suitable locations for monitoring wells and arrange them prior to artificial $CO_2$ injection and leak tests. Local-scale estimates of hydraulic properties (linear groundwater velocity and effective porosity) were obtained at the study site by the tracer test with two tracers. The mass recovery percentage of the volatile tracer ($SF_6$) was lower than that of the non-volatile tracer (salt) and increased drift time may make degassing of $SF_6$ intensified. The $CO_2$ leakage monitoring results for both unsaturated and saturated zones suggest that the $CO_2$ monitoring points should be located near points at which a high concentration gradient is expected. Based on the estimated hydraulic properties and tracer mass recovery rates, an optimal $CO_2$ monitoring network including boreholes for monitoring the unsaturated zone was constructed at the study site.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권4호
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• pp.41-50
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• 2015

Open-loop groundwater heat pump (GWHP) system generally has benefits such as a higher coefficient of performance (COP), lower initial cost, and flexible system size. The hydrogeological conditions in Korea have the potential to facilitate the use of the GWHP system because a large number of monitoring wells show stable groundwater temperatures, shallow water levels, and high well yields. However, few studies have been performed in Korea regarding the GWHP system and the most studies among them dealt with Standing Column Well (SCW). Because the properties of the aquifer have an influence on designing open-loop systems, it is necessary to perform studies on various hydrogeological settings. In this study, the hydrogeological and thermal properties were estimated through various tests in the riverside alluvial layer where a GWHP system was installed. Under different groundwater flow velocities and pumping and injection rates, a sensitivity analysis was performed to evaluate the effect of such properties on the design of open-loop systems. The results showed that hydraulic conductivity and thermal dispersivity of the aquifer are the most sensitive parameters in terms of performance and environmental aspects, and sensitivities of the properties depend on conditions.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.291-298
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• 2015

지하수 흐름 해석 및 대수층의 특성 파악, 지하수 유동모델 보정 등과 같은 수리지질학적 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나가 수리수두를 파악하는 것이다. 본 연구에서는 해안 인근 지역의 다중패커가 설치된 8개 관측공(GM-1~GM-8)의 각 구간별 수리수두를 분석하였으며 심도와 위치에 따른 수리경사 변화를 규명하였다. 수리수두는 관측공 심도에 따른 변화를 표현하기 위해서 표고로부터 수두까지의 심도로 표준화하였다. 해안에 가장 가깝게 위치한 GM-5은 수리경사가 0.0142로서 심도가 깊어질수록 수두가 증가하는 경향을 보이며, 전형적인 배출지역의 특성을 보인다. 한편, 해안인근의 GM-1, GM-2는 심도 약 100 m까지 수리수두가 대체로 일정하나, 심도 100 m 보다 깊어지면 수리경사가 각각 0.0196, 0.0735로 나타났다. 이는 심도 100 m 이내에서는 지하수의 수평적인 흐름이 지배적이고, 심도 100 m 이상에서는 하부에서 상부로의 상향 흐름이 나타남을 지시한다. 해안에서 거리가 먼 곳에 위치한 GM-3에서는 수리경사가 0.0046로서 낮으며 이는 함양지역과 배출지역의 중간에 위치하여 지하수의 수평적인 흐름이 우세하다는 것을 지시한다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.617-634
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• 2020

본 연구의 목적은 경주 단구리 활성단층대에 설치된 지하수 관측정과 주변 국가지하수관측정 124개 공에서 지진발생에 따른 지하수위 변동특성을 알아보는 데 있다. 수위자료를 활용하여 시공간적 분포특성과 지진과의 상관성을 해석하였으며, 발생한 지진에 대하여 관측정의 반응에 대한 효율성(잠재성)을 나타내는 Earthquake effectiveness(ε)와 q-factor를 계산하여 유효성을 분석하였다. 관측기간 중 단구리 관측정의 지하수위 변동은 E1(2019년 4월 22일 M 3.8) 지진 발생 이후(post-seismic) 83 cm의 지하수위 하강을, E2(2019년 6월 11일 M 2.5) 지진발생 전(pre-seismic) 76 cm의 지하수위 상승을 보여주었다. 주변 국가지하수관측정의 수위자료를 이용하여 시간에 따른 공간분포 분석결과, 단층대 주변 관측정에서 수위변동이 상대적으로 높은 특성을 보인다. 그리고 충적지하수보다 암반지하수에서 더 큰 수위변동을 보여 암반 지하수가 지진 관측에 유리함을 보여준다. 이러한 수위의 상승과 하강은 지진에 의해 암반에 가해지는 인장응력에 의한 균열의 증가와 압축응력에 의한 공극의 감소와 관련된 것으로 보인다. 단구리 관측정의 Earthquake effectiveness(ε)와 q-factor의 유효범위는 각각 2.70E-10~5.60E-10, 14.4~18.0으로 산정되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.57-67
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• 2010

국가지하수관측소와 같은 관측 지점에서의 지하수 시계열 자료를 활용한다면 지하수위 변동법에 의한 지하수 함양율을 산정할 수 있으나, 비산출율 추정에 필요한 양수시험 자료와 토양시료 등의 부족으로 적용에 제약이 있어 왔다. 본 연구에서는 3개의 군집에 속하는 34개 국가지하수 관측망의 충적 관측정을 대상으로 갈수기의 강우 이벤트와 지하수위 상승량 관계를 이용한 비산출율 산정 기법을 적용해 보았다. 군집 1과 군집 2에 속하는 관측정은 강우에 대한 지하수위 반응이 뚜렷하지 않기 때문에 본 방법의 적용이 곤란하며, 군집 3에서 강우에 대한 지하수위 반응 시차가 2일 이내인 19개 관측정의 경우는 추정 비산출율이 0.06에서 0.27의 범위로써 평균 0.17로 분석되었는데 이는 토양 입자에 따른 비산출율 및 양수시험에 의한 비산출율과 유사한 것으로 나타났다. 본 방법은 주변 하천과의 관계, 배출 작용, 증발산 및 양수 등의 영향으로 일부 과다 산정의 우려가 있으나 현장조사를 통하여 주변 영향이 적은 국가지하수 관측정을 선정한다면 적용 가능하다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.92-96
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• 2004

본 연구에서는 지하수위 변동 분석을 위한 프로그램을 개발하고, 건설교통부에서 설치, 운영하고 있는 169개 국가 지하수 관측소의 264개 지하수관측정에서 측정된 지하수위자료에 적용하였다. 분석결과 암반대수층과 충적층대수층의 평균수위 및 변동양상이 대체적으로 비슷하게 나타났으며, 이는 관측소 설치 지역의 대부분에서 충적층(10m 내외)과 암반층(70m 내외)이 수리적으로 연결되어 있다는 것을 시사한다. 6시간 간격의 지하수위 관측 자료를 이용하여 지하수위가 상승하는 횟수, 상승량의 합계 산정 등 변동양상을 분석하였다. 분석 결과 해양 및 지구 조석의 영향을 받는 관측정의 경우 지하수위 상승 개수가 450개/yr 이상이 대부분이며, 수위 변동량은 0.1 ～ 1m 정도이고, 수위변동 자료를 시계열로 나타내 보면 하루에 약 2번의 상승과 하강을 반복하는 수위변동 형태를 볼 수 있었다. 양수의 영향이 우세한 관측정에서는 수위 상승 개수가 약 360개/yr, 수위 변동량은 1m 이상의 값이 우세하게 나타났다. 지하수위 상승량은 암반/충적 관측정 모든 관측정에서 전반적으로 강수량과의 상관계수가 높았으며, 같은 관측정의 .자료라도 6시간 간격의 관측 자료보다, 12시간 및 24시간 관측 간격으로 분석한 결과에서 상관관계가 더 높게 나타났다. 12시간 및 24시간 관측 간격으로 분석할 경우 조석 및 양수에 의해 발생된 주기적인 지하수위 변동 성분이 제거되면서 강수에 대한 지하수위 반응의 상관도가 높아진 것으로 해석된다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권7호
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• pp.857-872
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• 2011

The variation of groundwater level in Jeju Island is analyzed with the data of precipitation observed from 48 monitoring post and groundwater level observed from 84 monitoring wells during 2001 to 2009. The groundwater level rises in summer and falls in winter. The rise of groundwater level by precipitation is fast and small in the eastern region and slow and large in the western region. However, the speed of fall during the period of no rain is slower in the eastern region than in the western region. It tells that permeability is greater in the eastern region than in the western region. In this paper, we set up the base level of groundwater and calculate recharge volume between the base level and groundwater surface. During the period, the average recharge volume was $9.83{\times}10^9m^3$ and the maximum recharge volume was $2.667{\times}10^{10}m^3$ after the typhoon Nari. With these volume and the recharge masses obtained by applying the recharge ratio of 46.1%, estimated by Jeju Province (2003), the porous ratio over the whole Jeju Island is 16.8% in average and 4.6% in the case of maximum recharge volume just after typhoon Nari. A large difference in the two ratios is because that it takes time for groundwater permeated through the ground just after rain fall to fill up the empty porous part. Although the porous ratios over the whole Jeju Island obtained in this way has a large error, they give us the advantage to roughly estimate the amount of recharged groundwater mass directly from observing the groundwater level.

• 지질공학
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• 제21권1호
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• pp.35-43
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• 2011

본 연구에서는 원주에 위치한 상지대와 괴산에 위치한 중원대의 여름철 지열히트펌프 가동에 따른 지하수 특성 변화를 이해하기 위해 각 관측정의 2010년 5월 21일에서 10월 12일까지의 수위, 수온, 전기전도도에 대하여 시계열분석을 실시하였다. 지하수를 직접 이용하는 수주지열정 방식의 지열히트펌프가 설치된 상지대의 경우 지열히트펌프 가동에 따른 영향을 많이 받아 지하수 특성이 많이 변화하였다. 반면에 유체를 통해 열교환을 하는 수직밀폐형 방식의 지열히트펌프가 설치된 중원대의 경우 지열히트펌프 가동에 영향을 많이 받지 않아 지하수의 특성 변화가 일어나지 않았다. 이와 같은 결과는 지열 히트펌프시스템의 설치 종류에 따른 지하수 특성 변화를 이해하기 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.