• Advances in environmental research
• /
• 제9권2호
• /
• pp.123-133
• /
• 2020

A time series dataset was conducted to ascertain the effect of water table on the variability in and emission of CH₄ and CO₂ concentrations at a closed landfill site. An in-situ data of methane/carbon dioxide concentrations and environmental parameters were collected by means of an in-borehole gas monitor, the Gasclam (Ion Science, UK). Linear regression analysis was used to determine the strength of the correlation between ground-gas concentration and water table. The result shows CH₄ and CO₂ concentrations to be variable with strong negative correlations of approximately 0.5 each with water table over the entire monitoring period. The R² was slightly improved by considering their concentration over single periods of increasing and decreasing water table, single periods of increasing water table, and single periods of decreasing water table; their correlations increased significantly at 95% confidence level. The result revealed that fluctuations in groundwater level is the key driving force on the emission of and variability in groundgas concentration and neither barometric pressure nor temperature. This finding further validates the earlier finding that atmospheric pressure - the acclaimed major control on the variability/migration of CH₄ and CO₂ concentrations on contaminated sites, is not always so.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제18권5호
• /
• pp.65-76
• /
• 2013

The water-table fluctuation (WTF) method has been often used for estimating groundwater recharge by analysis of waterlevel measurements in observation wells. An important assumption inherent in the method is that the water level rise is solely caused by precipitation recharge. For the observation wells located near a stream, however, the water-level can be highly affected by the stream level fluctuations as well as precipitation recharge. Therefore, in applying the WTF method, there should be consideration regarding the effect of stream-aquifer interactions. Analysis of water-level hydrographs from the National Groundwater Monitoring Wells of Korea showed that they could be classified into three different types depending on their responses to either precipitation recharge or stream level fluctuations. A simple groundwater flow model was used to analyze the errors of the WTF method, which were associated with stream-aquifer interactions. Not surprisingly, the model showed that the WTF method could greatly overestimate recharge, when it was used for the observation wells of which the water-level was affected by streams. Therefore, in Korea, where most groundwater hydrographs are acquired from wells nearby a stream, more caution is demanded in applying the WTF method.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.620-628
• /
• 2012

본 연구에서는 산림유역의 최상류지역에 위치한 일시하천(ephemeral stream)과 간헐천(intermittent stream)이 상존하는 수변지역을 대상으로 지하수위의 계절적인 변화 양상을 파악하였다. 3곳의 산림유역(총 12개 소유역)에서 일시하천 및 간헐천의 수변구역 보호를 위한 최적관리기법을 포함하는 4개의 처리구(BMP1, BMP2, clearcut, reference)를 적용하였다. 지하수위는 각 소유역별 25개소(총 300개소)에서 2주 간격으로 측정되었으며, 벌채 전 1년과 벌채 후 2년, 총 3년 동안 관측되었다. 전체적으로 지하수위의 반응은 강우량의 영향이 큰 것으로 관찰되었다. 또한, 산림벌채전과 비교하여, 벌채 후 2년 동안 지하수위는 유의적으로 증가하였다. 특히, 벌채 1년 후(2008) 개벌처리구에서 28.2cm, 벌채 2년 후(2009) BMP2에서 54.2cm로 가장 크게 증가하였다. 그러나, 개벌처리구와 BMP2의 지하수위 변화 특성을 비교할 때, 벌채된 목재의 재적과 지하수위의 변화는 직접적인 연관성이 없는 것으로 나타났다. 산림벌채로 인한 지하수위의 증가는 �㎱굇璲� 보다 건조기간 동안 더 크게 나타났으며, 이러한 계절적인 추이는 산림벌채 후 식생구조의 차이에서 야기되는 증발산양의 변화에 기인하는 것으로 사료된다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.33-41
• /
• 1999

한강은 조석의 영향을 직접 받고 이로 인하여 강과 인접한 대수층은 주기적인 수위변화를 보인다. 한강수위는 팔당댐의 방류량, 각 지천에서의 유입량, 상수원인 취수장에서 양수량, 그리고 조석영향 등의 복합적인 작용으로 결정된다. 한강과 인접한 대수층의 수위변화를 파악하고 이를 이용하여 한강에 인접한 대수층 수리시스템을 분석해 보고자 하였다. 한강수위의 주기적인 변화 양상으로 수리지질학적 특성을 구할 수 있다. 조석영향으로 투수량 계수를 추정하면 9.39$\times$$10^1$~4.02$\times$$10^3$$m^2$/day의 값을 보인다. 한강수위 변화는 큰 시간적인 지연 없이 주변 대수층의 지하수위에 영향을 주는 것으로 관찰되었다. 조석에 의한 한강수위 변화에 따라 인접한 대수층 지하수의 흐름특성을 규명하기 위해 3차원 유한차분 모델인 MODFLOW를 이용하였다.

• 지질공학
• /
• 제26권1호
• /
• pp.63-70
• /
• 2016

연구지역은 고생대 지층인 석회암류과 석회암층 사이에 셰일층이 협재하고 이 석회암 상부에 사암 및 탄질셰일층이 분포 한다. 이 퇴적암들의 층리는 서북서 방향의 주향에 북동방향으로 경사지고 있으며 절리들은 경사각이 75도 이상이고 주향은 여러 방향으로 발달한다. 이 지역에는 층리방향과 거의 평행한 파쇄대들은 대규모로 발달하며 이들 파쇄대는 지하 깊이까지 연장되고 있다. 급격한 지하수위의 변화는 5월에 일차 그리고 6월초와 6월 중순에 2차 약 1달 사이 총 3차례의 -4 m에서 시작하여 최대 -15 m까지 하강과 회복을 반복하였으며 이는 지표의 강수량과는 무관함이 확인되었다. 이에 따라 지표침하의 원인은 석회암 내 풍화대와 연결된 터널 심도까지 발달하는 파쇄대와 석회암과 셰일, 석회암과 사암 및 탄질셰일과의 경계부에 발달하는 파쇄대들에서 터널 시공 시 하루에 1000톤 이상의 지하수가 용출되며 지하수위의 급격한 강하와 이에 따라 지하수의 급격한 하강 시 지반에 흡입력을 증가하면서 지표에 침하가 일어난 것으로 해석된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제20권3호
• /
• pp.74-82
• /
• 2015

A method to filter out the effect of river stage fluctuations on groundwater level was designed using an artificial neural network-based time series model of groundwater level prediction. The designed method was applied to daily groundwater level data near the Gangjeong-Koryeong Barrage in the Nakdong river. Direct prediction time series models were successfully developed for both cases of before and after the barrage construction using past measurement data of rainfall, river stage, and groundwater level as inputs. The correlation coefficient values between observed and predicted data were over 0.97. Using the time series models the effect of river stage on groundwater level data was filtered out by setting a constant value for river stage inputs. The filtered data were applied to the hybrid water table fluctuation method in order to estimate the groundwater recharge. The calculated ratios of groundwater recharge to precipitation before and after the barrage construction were 11.0% and 4.3%, respectively. It is expected that the proposed method can be a useful tool for groundwater level prediction and recharge estimation in the riverside area.

• 한국제4기학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.167-168
• /
• 2003

The Upo wetland, the largest natural wetland in Korea, is located in Changnyeong-gun, Gyeongsannam Province ($35^{\circ}33'$ N, $128^{\circ}25'$ E), and 70 km upstream from the Nakdong River estuary. Unlike most other Korean wetlands that have been destroyed under the name of economic development, the Upo wetland has been able to preserve its precious ecosystem throughout the years. Thanks to increased public awareness about natural wetlands and environmental conservation, the Korean Ministry of Environment designated the Upo wetland an 'Ecological Conservation Area' on July 26th, 1997. On March 2nd of the following year, the Upo wetland (8.54 $\textrm{km}^2$) was designated a 'Protected Wetland' in accordance with the international Ramsar Treaty. A 4.49m long (from 9.73 to 5.24 m in altitude) UP-1 core ($35^{\circ}33'05"N$, $128^{\circ}25'17"E$), recovered in the marginal part of the Upo wetland, is divided into eight buried paleosol units of different ages on the basis of the abundance of color mottles and vertical color variations (Aslan et al., 1998). Radiocarbon datings suggested that the paleosol profile represent the last 5700 years. The entire section of the core was more or less subjected to pedogenetic processes, and shows very weak to moderate soil profile development. These Holocene paleosols are therefore regarded as synsedimentary soils of deluvium (deposits formed by floods) origin (Sycheva et al., 2003). Unit 1 to 5 paleosols are generally silt-rich and exhibit moderate profile development. The boundaries between the units are somewhat distinguishable, but not so clear cut. This is due to variable repeated combination of accumulation, denudation and soil forming processes within various periods. Mottle textures gradually decrease in abundance with increasing clay content in Unit 6, which results in weak profile development. The lower boundary of Unit 6 lies around about 2000 yrBP, the beginning of Subatlantic in Korea (Kim et al., 2001). Abrupt sediment textural change is detected in Unit 7, which is interpreted to indicate the human activities on the Upo wetland. Unit 8 represents the recent soil forming processes. The preliminary results of this ongoing study imply the primary factor for pedogenetic processes is the water table fluctuations related to the sedimentary textures like grain size distributions, and the geomorphological stability of the Upo wetland.o wetland.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.2-11
• /
• 2006

In the processes of hydrological cycle, when precipitation reaches the ground surface, water may become surface runoff or infiltrate into soil and then possibly further percolate into groundwater aquifer. A part of the water is returned to the atmosphere through evaporation and transpiration. Soil moisture dynamics driven climate fluctuations plays a key role in the simulation of water transfer among ground surface, unsaturated zone and aquifer. In this study, a one-layer canopy and a four-layer soil representation is used for a coupled soil-vegetation modeling scheme. A non-zero hydraulic diffusivity between the deepest soil layer modeled and groundwater table is used to couple the numerical equations of soil moisture and groundwater dynamics. Simulation of runoff generation is based on the mechanism of both infiltration excess overland flow and saturation overland flow nested in a numerical model of soil moisture dynamics. Thus, a comprehensive hydrological model integrating canopy, soil zone and aquifer has been developed to evaluate water resources in the plain region of Huaihe River basin in East China and simulate water transfer among precipitation, surface water, soil moisture and groundwater. The newly developed model is capable of calculating hydrological components of surface runoff, evapotranpiration from soil and aquifer, and groundwater recharge from precipitation and discharge into rivers. Regional parameterization is made by using two approaches. One is to determine most parameters representing specific physical values on the basis of characterization of soil properties in unsaturated zone and aquifer, and vegetations. The other is to calibrate the remaining few parameters on the basis of comparison between measured and simulated streamflow and groundwater tables. The integrated modeling system was successfully used in the Linhuanji catchment of Huaihe plain region. Study results demonstrate that (1) on the average 14.2% of precipitation becomes surface runoff and baseflow during a ten-year period from 1986 to 1995 and this figure fluctuates between only 3.0% in drought years of 1986, 1988, 1993 and 1994 to 24.0% in wet year of 1991; (2) groundwater directly deriving from precipitation recharge is about 15.0% t of the precipitation amount, and (3) about half of the groundwater recharge flows into rivers and loses through evaporation.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.109-120
• /
• 2007

한국 산악 경관에서의 물과 탄소의 순환을 이해하고 예측하기 위해서는 물과 탄소의 유역 내 이동 경로, 저류, 체류시간 및 상호작용에 대한 정보가 선행되어야 한다. 이와 관련하여 본 논문에서는 HydroKorea 및 CarboKorea 연구에서 사용하고 있는 연구 방법들과 현재까지의 주요 결과를 소개한다. 유역 내 다양한 수문순환 과정을 이해하기 위해 지하수위 변동, end-member mixing model, 교차상관 분석, 대기 기원의 천연방사성 동위원소를 이용하였다. 광릉 산림 유역에서는 지표유출의 기여도가 상대적으로 높았고, 강수량과 강수강도 및 패턴의 변화가 물의 유출경로와 체류 시간에 영향을 주었다. 특히, 몬순으로 인한 강수형태와 유역 내 수문과정의 변화가 탄소 순환에 영향을 미쳤는데, 지속적인 강우의 유입이 산림토양의 표층에 분포하는 고농도의 용존유기탄소의 유출을 증가시켰다. 본 연구를 통하여 시도된 수문순환과정에 대한 정량적인 규명은 기후 변화가 수자원 관리와 산림유역 탄소순환에 미치는 영향을 예측하기 위한 과학적 방법론을 확립하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권12호
• /
• pp.1205-1214
• /
• 2021

강수는 공극수압의 상승에 관여해 토양 강도 및 응력의 변동을 발생시켜 산사태의 주요 원인 인자 중 하나로 지목된다. 따라서 강수는 산사태 발생 임계값 산정에 빈번히 사용되나, 지반 안정성을 직접적으로 산정하고 예측하기에는 무리가 있어 오탐지 사건에 대한 분석에는 한계가 있다. 한편 토양수분은 공극수압의 변동에 보다 직접적인 연관성을 지니므로, 다수의 연구에서 지반 안정성의 정량적인 평가에 활용된 바 있다. 이에 본 연구에서는 산사태 발생에 대한 임계값 산정에 있어 토양수분 인자 활용의 적정성을 평가하고자 하였다. 먼저 두 수문 인자의 거동 분석을 통해 강수에 대한 토양 포화도의 반응성을 파악하고, 선행 강수지수(Antecedent Precipitation Index)를 활용해 산사태 발생 임계값을 산정하였다. 이후 토양 포화도를 활용하여 산사태 발생 임계값을 산정했으며, 분할표를 활용해 두 임계값을 정성적으로 평가하였다. 그 결과, 일 강수량(P_daily)을 단일 인자로 사용해 결정된 산사태 발생 임계값 대비 괴산읍에서는 각각 75% (API), 42% (SM)의 향상을 보였고 창수면에서는 각각 33% (API), 44% (SM)의 향상을 보였다. 따라서 토양수분과 선행 강수지수 모두 임계성공지수(Critical Success Index)를 효과적으로 향상시켰으며 오탐지율을 감소시켰다. 추후 토양 포화도를 통해 산사태 발생에 요구되는 강우 강도를 산정하는 연구와 토양 포화도 수준에 따른 강우 저항성을 산정하는 연구 등 토양수분 자료를 다각적으로 접목한 연구가 수행된다면 산사태 예측 정확성을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.