• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권5호
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• pp.1-12
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• 2017

This study reviewed the groundwater policies of USA as a benchmarking for the purpose of improving groundwater polices, regulations, and plans in Korea. Each state of the USA has its own unique groundwater policies. Recently, severe drought in the western parts of the USA resulted in the launch of the California Statewide Groundwater Elevation Monitoring (CASGEM) program. CASGEM classified a total of 515 alluvial groundwater basins of the California State to four prior groups (high, medium, low, and very low prioritization). In Texas, a total of 101 Groundwater Conservation Districts (GCDs) over the state has controlled groundwater pumping amounts in their own management areas and 16 Groundwater Management Areas (GMAs) over the state have directly managed groundwater aquifer. Direct management for aquifers by GMAs would be the most scientific method for groundwater management, which expected to provide water consumers the more advavnced groundwater service. These groundwater management strategies of the USA can be possibly considered in groundwater plans for national and local governmental authorities, which possibly results in more optimal groundwater management in Korea.

• 기술사
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• 제30권4호
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• pp.99-116
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• 1997

In order to obtain safe drinking water, free from surface contamination, a study to determine the potential for developing a bank-filtrate system in the Iryong and Yongsan, Nakdong River Basin, Korea was conducted. The main type of aquifer In the study area is alluvial, consisting mostly of sand and gravel. The hydraulic conductivity(k) of the Iryong and Yongsan test areas were 8.63${\times}$10$^-2$cm/s and 9.90${\times}$10$^-2$cm/s, respectively, indicating that these areas are satisfactory for bank filtrate production. Pilot plants(IRPL and YSPL) were set up In Iryong and Yongsan to monitor the change in the quality of bank-filtered water and to determine the effect pumping had on the surrounding hydrogeologic system. The pilot plants operated continuously for about two months and the data obtained were used to validate the groundwater flow model. Computer simulations were conducted to predict the effects of producing bank filtrate using MODFLOW. MODPATH was also linked with the flow model to analyze particle tracking. According to the results of the model simulations and the hydrogeologlc study, long-term pumping, the minimization of drawdown and the availability of uncontaminated sell and groundwater conditions for the catchment area were all Important factors for successful bank-titrate system development.

• 한국환경과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1135-1146
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• 2017

At riverbank filtration sites, groundwater levels of alluvial aquifers near rivers are sensitive to variation in river discharge and pumping quantities. In this study, the groundwater level fluctuation, pumping quantity, and streamflow rate at the site of a riverbank filtration plant, which produces drinking water, in the lower Nakdong River basin, South Korea were interrelated. The relationship between drawdown ratio and river discharge was very strong with a correlation coefficient of 0.96, showing a greater drawdown ratio in the wet season than in the dry season. Autocorrelation and cross-correlation were carried out to characterize groundwater level fluctuation. Autoregressive model analysis of groundwater water level fluctuation led to efficient estimation and prediction of pumping for riverbank filtration in relation to river discharge rates, using simple inputs of river discharge and pumping data, without the need for numerical models that require data regarding several aquifer properties and hydrologic parameters.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2009

지하수 유동 수치 모사 프로그램 (FEFLOW 5.1)을 이용하여 수평 방사형 집수정 취수에 따른 강변여과 지역의 지하수 유동을 분석하였다. 양수량, 대수층 두께, 취수정과 하천 사이의 이격거리, 하천 바닥의 투수 능력(Conductance)등의 조건 변화에 따른 집수정 인접 대수층의 수위강하가 계산되었다. 이들 조건 변화에 따라 지하수위 강하는 뚜렷한 변화를 보여주었다. 민감도 분석 결과, 대수층의 두께와 취수정과 하천 사이의 이격거리가 하천 바닥의 수리 전도에 비해 지하수위 강하에 더 민감하게 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 수평 방사형 집수정을 통한 강변여과 취수 가능지역을 선정하고 그 개발량을 추정할 때, 충적 대수층의 두께와 분포 특성이 중요한 요소임을 시사한다. 또한 FEFLOW의 1차원 선형 불연속 특징 요소를 활용한 수치 모사는 효과적으로 수평 방사형 집수정의 정량 평가와 강변여과 현장의 개발 가능량 추정을 할 수 있는 도구임이 밝혀졌다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권1호
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• pp.61-72
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• 2016

얕은 비피압 충적층이 대부분인 우리나라 해안지역 대수층에서의 흐름과 분산을 분석하기 위하여, 비선형 Boussinesq 방정식에 대한 FDM 수치해석 모형을 개발하고, 이와 관련한 분석, 검증을 수행하였다. 수치해석 과정에서 비선형 문제를 해결하기 위하여 반복법을 사용하였으며, 수치모형은 자유 지하수면과 바닥의 굴곡을 고려하는 평면 2차원 모형이므로, 결국 3차원 형태를 나타낸다. 모형의 검증을 위해서, 흐름방정식의 경우 Lee (1989)가 제시한 급상승 혹은 급하강의 경계조건을 갖는 1차원 부정류 해석해와 비교하여 거의 일치하는 결과를 나타내었으며, 분산방정식의 mass balance 산출 결과는 10% 내외의 오차범위를 나타내었다. 개발된 모형은 비피압 대수층에서의 흐름 및 분산에 대한 평가 및 설계에 이용될 수 있다. 지하댐이 설치되어 있는 쌍천 하구역에서 본 모형을 적용하여 역해석에 의하여 관련 매개변수를 도출한 결과 투수계수는 90m/day, 종분산지수는 15 m로 산출되었다. 도출된 매개변수를 대상지역에 적용하여 갈수기를 기준으로 분석한 결과, 양수정은 7호 양수정을 제외하고는 서로 영향권 내에 있는 것으로 나타났다. 대수층을 통한 해안유출량은 $3700m^3/day$로 산출되었다. 또한 지하댐이 없을 경우 양수정의 염소이온($cl^-$) 농도는 1000 mg/L 이상 증가하는 것으로 나타나 지하댐의 역할이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.227-227
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• 2015

The Wairarapa Valley occupies a predominantly rural area in the lower North Island of New Zealand. It supports a mix of intensive farming (dairy), dry stock farming (sheep and beef cattle) and horticulture (including wine grapes). The valley floor is traversed by the Ruamahanga River, the largest river in the Wellington region with a total catchment area of 3,430 km2. Environmental, cultural and recreational values associated with this Ruamahanga River are very high. The alluvial gravel and sand aquifers of the Wairarapa Valley, support productive groundwater aquifers at depths of up to 100 metres below ground while the Ruamahanga River and its tributaries present a further source of water for users. Water is allocated to users via resource consents by Greater Wellington Regional Council (GWRC). With intensifying land use, demand from the surface and groundwater resources of the Wairarapa Valley has increased substantially in recent times and careful management is needed to ensure values are maintained. This paper describes the approach being taken to manage water resources in the Wairarapa Valley and redefine appropriate limits of sustainable water use. There are three key parts: Quantifying the groundwater resource. A FEFLOW numerical groundwater flow model was developed by GWRC. This modelling phase provided a much improved understanding of aquifer recharge and abstraction processes. It also began to reveal the extent of hydraulic connection between aquifer and river systems and the importance of moving towards an integrated (conjunctive) approach to allocating water. Development of a conjunctive management framework. The FEFLOW model was used to quantify the stream flow depletion impacts of a range of groundwater abstraction scenarios. From this, three abstraction categories (A, B and C) that describe diminishing degrees of hydraulic connection between ground and surface water resources were mapped in 3 dimensions across the Valley. Interim allocation limits have been defined for each of 17 discrete management units within the valley based on both local scale aquifer recharge and stream flow depletion criteria but also cumulative impacts at the valley-wide scale. These allocation limits are to be further refined into agreed final limits through a community-led decision making process. Community involvement in the limit setting process. Historically in New Zealand, limits for sustainable resource use have been established primarily on the basis of 'hard science' and the decision making process has been driven by regional councils. Community involvement in limit setting processes has been through consultation rather than active participation. Recent legislation in the form of a National Policy Statement on Freshwater Management (2011) is reforming this approach. In particular, collaborative consensus-based decision making with active engagement from stakeholders is now expected. With this in mind, a committee of Wairarapa local people with a wide range of backgrounds was established in 2014. The role of this committee is to make final recommendations about resource use limits (including allocation of water) that reflect the aspirations of the communities they represent. To assist the committee in taking a holistic view it is intended that the existing numerical groundwater flow models will be coupled with with surface flow, contaminant transport, biological and economic models. This will provide the basis for assessing the likely outcomes of a range of future land use and resource limit scenarios.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.101-115
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• 2018

본 연구는 자유면대수층 즉, 충적대수층에서 다양한 필터조건에 따른 영향을 평가하기 위하여 수행하였다. 시험을 위해 모래층 및 자갈층으로 구성된 충적대수층에 필터층, 양수정, 관측정을 각각 설치한 모형시험장치를 제작하였다. 제작된 모형시험장치를 이용해 단계 및 장기양수시험을 수행하였으며, 각 시험조별 투수특성을 확인하고 적정양수량을 산정하였다. 모래층에서 수행한 이중필터와 단일필터의 적정양수량을 비교하면, 이중필터인 SD-300은 동일두께의 단일필터인 SS-300에 비해 최종 적정양수량이 216.8% 높게 평가되었다. 이중필터 SD-300과 필터층 두께가 얇은 단일필터 SS-100을 비교하면, 이중필터인 SD-300은 SD-100에 비해 최종 적정양수량이 709.2% 높게 나타났다. 시간경과에 따른 적정양수량의 변화를 분석한 결과, 이중필터와 단일필터의 적정양수량 비는 시간이 경과할수록 증대됨을 확인하였다. 장기적인 취수효율의 변화를 평가하기 위하여 초기 적정양수량이 50% 저감되는 시점을 검토한 결과, 이중필터인 SD-300은 동일두께 단일필터인 SS-300 대비 약 351.1% 높은 값을 보이며, SS-100 대비 약 579.0% 높은 값을 보인다. 이러한 결과를 볼 때, 초기 양수량이 50%로 저하되는 지점을 우물 수명으로 가정하면, 이중필터는 동일두께의 단일필터 대비 약 3.5배, 일반적인 단일필터 대비 약 5.8배의 수명 증대가 예상된다. 이와 같은 결과는 강변여과수나 해변여과수를 활용하기 위한 우물설계에 활용될 수 있을 것이다. 또한, 향후 수행될 현장실증시험 성과와의 상호비교를 통해 이중필터 효과에 대한 보다 명확한 규명이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권7호
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• pp.570-580
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• 2017

기존에 국내에서 지하수에 대한 해수의 영향 연구가 거의 이루어지지 않았던 다도해상의 도서 지역인 전라남도 신안군의 지하수 수질 특성을 평가하였다. 지하수에 대한 해수의 영향을 평가하기 위해 지하수의 현장 수질 측정과 주요 용존성분 등을 포함한 수리지구 화학적 인자를 조사하였다. 총 4회에 걸친 현장 수질 측정 결과, $500{\mu}S/cm$ 이상의 높은 전기전도도 값을 나타내는 관정은 163개 중 74개로 나타났으며, 용존이온 분석을 통한 $Cl^-/HCO_3{^-}$ 몰 비로 지하수의 해수 영향을 분석한 결과 심한 영향 및 매우 심한 영향을 의미하는 2.8 이상의 값을 갖는 시료가 74개 중 40개에 해당하였다. 지하수 수질유형의 경우, 직접적인 해수의 영향을 받는 것으로 판단되는 Na-Cl 유형과 해수침투에 의한 지하수 진화단계에서 Na-Cl 이전 유형인 Ca-Cl 유형은 암반지하수의 경우 각각 35.3, 44.1%, 충적층/풍화대 지하수의 경우 52.5, 45%를 차지하였다. 이러한 대수층별 해수의 영향 특성은 각 관정의 해안에서의 거리, 양수량, 조석 등의 영향을 받을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.29-37
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• 2007

먹는물 수질기준(0.3 mg/L)을 자주 초과하는 고농도의 용존 철(Fe)은 특히 국내 충적층 지역 천부 지하수의 개발 이용(특히, 강변여과 적용)을 제한하는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 반응성용질이동모델링을 이용하여 지하수 내 용존 철을 효과적으로 저감하기 위한 하나의 방법으로서 '산소가 풍부한 물을 대수층에 주입한 후 양수하는 기법의 효용성에 대하여 모사해 보았다. 모사 결과, 산소가 풍부한 물을 주입함으로써 양수된 지하수의 철 농도를 뚜렷이 저감할 수 있으며, 양수량이 주입량에 비해 4배가 되더라도 용존 철의 농도는 먹는물 수질기준 이하로 매우 낮게 유지됨을 보여주었다. 또한, 대수층 내에서의 철수산화물 침전에 의해 야기될 수 있는 크로깅 및 투수율 저하도 미미한 수준인 것으로 평가되었다. 본 논문에서는 주입-양수 기법에 의한 대수층 내에서의 철 저감의 기작과 공간적 규모에 대해서도 토의하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.503-510
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• 2006

강변여과는 원수를 강변의 대수층에 통과시켜 지층의 자체 정화능력을 이용하여 원수 중의 오염물질을 상당량 저감한 후 상수를 공급하는 방식이다. 본 연구에서는 지질정수를 추정하는 방법 중 하나인 역해석을 이용하여 강변여과 지역의 투수량계수를 추정하였다. 역해석이란 현장에서 직접 측정한 값과 프로그램을 통해 계산된 값의 차를 목적함수로 두고 이를 최소로 하도록 미지의 매개변수를 결정하는 것이다. 최적화 기법으로 BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)를 이용하였고, 정해석을 위해서는 지하수흐름을 2차원적으로 모의할 수 있는 MOC을 사용하여 역해석 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 적용성을 검증하기 위해 실제 강변여과를 하고 있는 경남 창원시 대산면의 관측 지하수위를 이용하여 그 지역의 투수량계수를 추정하였다. 개발된 프로그램은 상이한 지하수위 조건에서의 역해석에서도 좋은 수렴성을 보였으며, 상용 역산모델과의 비교에서도 우월한 결과를 나타냈다.