• 제목/요약/키워드: groundwater flow analysis

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균열망 해석법을 이용한 불연속 암반의 지하수 유동 및 용질이동 연구 : 불연속 암반의 등가 투수계수 추정 (A Study on the Groundwater Flow and Solute Transport in Discontinuous Rock Mass Using Fracture Network Analysis : An Estimation of Equivalent Permeability on Discontinuous Rock Mass)

  • 주광수
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.129-137
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    • 2000
  • 본 논문은 통계적 기법에 의한 균열망 해석 프로그램(NAPSAC)을 사용하여 암반의 수리특성을 평가하기 위해 시도되었다. 암반내 존재하는 절리의 방향성을 고려한 투수계수를 산정하기 위해 마북리 시험터널 주위의 시추자료와 막장 자료로부터 얻어진 균열에 대한 정보로부터 대상지역의 등가 투수계수를 추정하였다. 대상지역의 관찰자료(균열망에 대한 자료, 수리지질학적 자료)로부터 통계적 균열망 해석을 위한 입력자료를 결정하여 해석모델의 신뢰성을 확보하였다. 구현된 모델로부터 모델의 크기를증가함에 따라서 이방성 투수계수 및 투수계수의 변화를계산하였다. 해석결과대상지역의 투수성은 균열군의 방향성에 의해 강한 이방성을 보였다.

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균열망 해석법을 이용한 불연속 암반의 지하수 유동 및 용질이동 연구: 불연속 암반의 등가 투수계수 추정 (A Study on the Groundwater Flow and Solute Transport in Discontinuous Rock Mass Using Fracture Network Analysis: An Estimation of Equivalent Permeability on Discontinuous Rock Mass)

  • 주광수
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.378-386
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    • 2000
  • 본 논문은 통계적 기법에 의한 균열망 해석 프로그램 (NAPSAC)을 사용하여 암반의 수리특성을 평가하기 위해 시도되었다. 암반내 존재하는 절리의 방향성을 고려한 투수계수를 산정하기 위해 마북리 시험터널 주위의 시추자료와 막장 자료로부터 얻어진 균열에 대한 정보로부터 대상지역의 등가 투수계수를 추정하였다. 대상지역의 관찰자료 (균열망에 대한 자료, 수리지질학적 자료 )로부터 통계적 균열망 해석을 위한 입력자료를 결정하여 해석모델의 신뢰성을 확보하였다. 구현된 모델로부터 모델의 크기를 증가함에 따라서 이방성 투수계수 및 투수계수의 변화를 계산하였다. 해석결과 대상지역의 투수성은 균열군의 방향성에 의해 강한 이방성을 보였다.

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국내 수자원 이용 취약지역의 지역 특성을 고려한 지하수 기반 수자원 확보 방안 제시 (Proposal for the groundwater based countermeasures to secure water resources considering regional characteristics of water resources vulnerable areas)

  • 김건;이재범;아거쑤아모스;양정석
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권3호
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    • pp.191-203
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    • 2022
  • 본 연구는 국내 지하수자원 관리 취약성 평가에 따른 취약 지역 연구의 후속 연구이다. 이번 연구에서는 선행연구에서 도출해낸 국내 지하수자원관리 취약 지역에 대하여 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하였다. 본 연구는 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하기에 앞서 취약 지역을 대상으로 지하수위 변화 및 해수침투 면적 변화의 현황을 지하수 유동 해석 프로그램인 MODFLOW를 이용하여 파악하였다. 2009년부터 2018년 10년간의 기초 자료를 이용한 분석 결과 지하수위는 하강하고 해수침투 면적은 증가하였다. 본 연구의 최종 목적인 지하수자원 관리 최적 운영 방안은 지하수위 상승과 해수침투 저감을 위해 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 대안들을 조합하여 총 4가지로 선정하였다. 선정된 최적 운영 방안을 적용하여 지하수위와 해수침투의 변화량을 분석한 결과 모든 방안에서 긍정적인 효과가 나타났다. 본 연구에서 제시하는 지하수자원 관리 최적 운영 방안은 국내 지하수자원 취약 지역뿐만 아니라 개발이 필요한 지역에도 적용하여 효율적인 지하수자원 관리 대책 수립에 근거가 될 것을 기대한다.

Hydrograph Separation using Geochemical tracers by Three-Component Mixing Model for the Coniferous Forested Catchment in Gwangneung Gyeonggido, Republic of Korea

  • Kim, Kyongha;Yoo, Jae-Yun
    • 한국산림과학회지
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    • 제96권5호
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    • pp.561-566
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    • 2007
  • This study was conducted to clarify runoff production processes in forested catchment through hydrograph separation using three-component mixing model based on the End Member Mixing Analysis (EMMA) model. The study area is located in the coniferous-forested experimental catchment, Gwangneung Gyeonggido near Seoul, Korea (N 37 45', E 127 09'). This catchment is covered by Pinus Korainensis and Abies holophylla planted at stocking rate of 3,000 trees $ha^{-1}$ in 1976. Thinning and pruning were carried out two times in the spring of 1996 and 2004 respectively. We monitored 8 successive events during the periods from June 15 to September 15, 2005. Throughfall, soil water and groundwater were sampled by the bulk sampler. Stream water was sampled every 2-hour through ISCO automatic sampler for 48 hours. The geochemical tracers were determined in the result of principal components analysis. The concentrations of $SO_4{^{2-}$ and $Na^+$ for stream water almost were distributed within the bivariate plot of the end members; throughfall, soil water and groundwater. Average contributions of throughfall, soil water and groundwater on producing stream flow for 8 events were 17%, 25% and 58% respectively. The amount of antecedent precipitation (AAP) plays an important role in determining which end members prevail during the event. It was found that ground water contributed more to produce storm runoff in the event of a small AAP compared with the event of a large AAP. On the other hand, rain water showed opposite tendency to ground water. Rain water in storm runoff may be produced by saturation overland flow occurring in the areas where soil moisture content is near saturation. AAP controls the producing mechanism for storm runoff whether surface or subsurface flow prevails.

해안지역 비피압 충적 대수층에서의 흐름 및 분산(수치모형의 개발 및 적용) (A Study on the Flow and Dispersion in the Coastal Unconfined Aquifer (Development and Application of a Numerical Model))

  • 김상준
    • 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.

Old Water Contributions to a Granitic Watershed, Dorim-cheon, Seoul

  • Kim, Hyerin;Cho, Sung-Hyun;Lee, Dongguen;Jung, Youn-Young;Kim, Young-Hee;Koh, Dong-Chan;Lee, Jeonghoon
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권5호
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    • pp.34-40
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    • 2015
  • It is reported that the intensity of rainfall will likely increase, on average, over the world on 2000. For water resources security, many studies for flow paths from rainfall or snowmelt to subsurface have been conducted. In Korea, few isotopic studies for characterizations of flow path have been undertaken. For a better understanding of how water derived from atmosphere moves to subsurface and from subsurface to stream, an analysis of precipitation and stream water using oxygen-18 and deuterium isotopes in a small watershed, Dorim-cheon, Seoul, was conducted with high resolution data. Variations of oxygen-18 in precipitation greater than 10‰ (δ18Omax = −1.21‰, δ18Omin = −11.23) were observed. Isotopic compositions of old water (groundwater) assumed as the stream water collected in advance were −8.98‰ and −61.85‰ for oxygen and hydrogen, respectively. Using a two-component mixing model, hydrograph separation of the stream water in Dorim-cheon was conducted based on weighted mean value of δ18O. As a result, except of instant dominance of rainfall, contribution of old water was dominant during the study period. On average, 71.3% of the old water and 28.7% of rainfall contributed to the stream water. The results show that even in the small watershed, which is covered with thin soil layer in granite mountain region, the stream water is considerably influenced by old water inflow rather than rainfall.

H 연구지역의 수리지질-수리분산특성과 지하수 오염가능성 평가연구 (A Study on Hydrogeologic, Hydrodispersive Characterization and Groundwater Contamination Assessment of an H-site)

  • 한정상
    • 자원환경지질
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    • 제27권3호
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    • pp.295-311
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    • 1994
  • A comprehensive in-situ tests are performed to define the hydrogeologic and hydrodispersive characteristics such as hydraulic conductivities, longitudinal dispersivity, and average linear velocities as well as conducting flow-net analysis at the study area. The results show that the study area is very heterogeneous so that hydraulic conductivities range from $6.45{\times}10^{-7}$ to $1.15{\times}10^{-5}m/s$ with average linear velocities of 0.34~0.62m/day. Whole groundwater in upper-most aquifer is discharging into the sea with specific discharge rate of $7.2{\times}10^{-3}$ to $1.3{\times}10^{-2}m/day$. The longitudinal dispersivity of the aquifer is estimated about 4.8m through In-situ injection phase test. The area is highly vulnerable to potential contaminant sources due to it's high value of DRASTIC index ranging from 139 to 155 and also under water table condition with very shallow groundwater level. To delineate contaminant plumes of toxic NaOH and carcinogenic benzene when these substances are assumed to be leaked through existing TSDF at the study area by unexpected accidents or spill, Aquifer Simulation Model (ASM) including Flow and Transport Model is used. Te simulated results reveal that the size of NaOH plume after 5 years continuous leak is about $250{\times}100m$ and benzene after 10 years, $490{\times}100m$. When the groundwater is abstracted about 50 days, which is maximum continuously sustained no-precipitation period during 30 years, with pumping rate of $100m^3/day$, THWELL program shows that the groundwater is adversly affected by sea water intrusion.

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부산시 금정산 일원의 지하수 유동 해석을 위한 단열계 분석 (Fracture Analysis for Evaluation of Groundwater Flow around the Geumjeong Mountain, Busan)

  • 손문;함세영;김인수;이융희;정훈;류춘길;송원경
    • 지질공학
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    • 제12권3호
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    • pp.305-317
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    • 2002
  • 금정산 일원 지하수 유동 체계를 밝히기 위하여 지질 및 지질구조도 그리고 소규모 단열들의 분류와 각각의 밀도도 작성이 이루어졌다. 그 결과, 금정산 정상부 산성마을 일원은 집수 분지를 형성하고 있어 인근 지하수의 주요 함양지로 판단된다. 또한 산성마을 일원에는 남북방향의 단층 그리고 동북동방향의 단층들이 교차되고 있을 뿐만 아니라 남북방향 단열군과 동서방향 단열군이 높은 빈도 이상대를 보이고 있어 지표수가 쉽게 지하로 유입될 수 있는 지질구조가 형성되어 있다. 그리고 산성마을 일원에서 함양된 지하수는 주요 단열군의 밀집 지역을 따라 지하 3~4 km 깊이까지 순환한 후 온천1동 동래온천 지역으로 유입될 가능성이 높다.

Suitable Use of Capillary Number for Analysis of NAPL Removal from Porous Media

  • Jeong, Seung-Woo,
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.25-28
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    • 2004
  • The capillary number is used to represent the mobilization potential of organic phase trapped within porous media. The capillary number has been defined by three different forms, according to types of flow velocity and viscosity used in the definition of capillary number. This study evaluated the suitability of the capillary number definitions for representing TCE mobilization by constructing capillary number-TCE saturation relationships. The results implied that the capillary number should be correctly employed, according to interest of scale and fluid flow behavior. This study suggests that the pore-scale capillary number may be used only for investigating the organic-phase mobilization at the pore scale because it is defined by the pore-velocity and the dynamic viscosity. The Newtonian-fluid capillary number using Darcy velocity and the dynamic viscosity may be suitable to quantify flood systems representing Newtonian fluid behavior. For viscous-force modified flood systems such as surfactant-foam floods, the apparent capillary number definition employing macroscopic properties (permeability and potential gradient) may be used to appropriately represent the desaturation of organic-phases from porous media.

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Density-surfactant-motivated removal of DNAPL trapped in dead-end fractures

  • 여인욱;이강근;지성훈
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.51-54
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    • 2003
  • Three kinds of experiments were conducted to test existing methods and develop an effective methodology for the remediation of DNAPL trapped in vertical dead-end fractures. A water-flushing method failed to remove TCE from vertical dead-end fractures where no fluid flow occurs. A water-flushing experiment implies that existing remediation methods, utilizing water-based remedial fluid such as surfactant-enhanced method, have difficulty in removing DNAPL trapped from the vertical downward dead-end fractures, because of no water flow through dead-end fractures, capillary, and gravity forces. Fluid denser than TCE was injected into the fracture network, but did not displace TCE from the vertical dead-end fractures. Base(B on the analysis of the experiments, the increase in the density of the dense fluid and the addition of surfactant to the dense fluid were suggested, and this composite dense fluid with surfactant effectively removed TCE from the vertical dead-end fractures.

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