• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.381-384
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• 2009

강변여과는 인공함양을 활용한 대체수자원의 대표적 방법으로 하천수를 충적층으로 통과시켜 간접취수함으로써 오염저감과 수질사고 대처 능력의 장점을 가지고 있다. 유럽을 시작으로 많은 선진국에서는 150년 정도의 개발역사를 가지고 있으며, 우리나라에서도 현재 낙동강을 중심으로 강변여과를 활용한 상수도 공급이 이루어지고 있다. 본 논문은 이러한 강변여과 개발을 위한 개발전 개발전략과 적절한 개발위치 선정에 대한 연구로서 게임이론적 접근을 시도하였다. 강변여과 개발을 위한 지자체간 협력 게임이론을 적용함으로써 협력관계를 통한 추가이익 발생이 가능하게 되어 강변여과 개발타당성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 입지 선정에서 대상 후보지의 인자비교를 위한 일부 항목의 자료 유무에 상관없이, 적지분석이 가능한 게임모형을 개발하고 그 적용성에 대해 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.95-104
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• 2010

최근 지표수의 취수원 다변화 및 수질에 대한 불신 등으로 강변여과 개발에 관심이 모아지고 있다. 선진국에서의 강변여과 개발은 150년 정도의 역사를 가지고 있으며, 우리나라에서도 지속적으로 증가하고 있는 용수수요에 안정적으로 대처하기 위한 원수 확보방안으로 강변여과에 대한 조사가 1990년대부터 시작되었고, 현재 낙동강을 중심으로 몇몇 지자체에서는 강변여과를 활용한 상수도 공급이 이루어지고 있다. 그러나 지금까지는 강변여과에 의한 개발가능량 산정과 관정개발에 연구가 집중되어 개발가능지 선정에 관한 체계적인 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 논문에서는 게임이론을 활용한 강변여과 개발 적지선정에 대해 연구하였다. 게임이론은 수학적 분석이론의 하나로 사회과학(특히 경제학)과 생물학, 공학, 컴퓨터과학 등에 적용되고 있으며, 본 연구에서는 강변여과 개발을 위한 적정 후보지 결정에 이용되었다. 제안된 정책모형은 확률적 접근을 시도한 새로운 방법론이며, 적지선정을 위한 효율적인 분석이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1476-1480
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• 2005

본 연구에서는 매개변수를 추정하는 방법 중 하나인 역해석을 이용하여 강변여과 지역의 투수량계수를 추정하였다. 최적화 기법으로 BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)를, 정해석 프로그램으로 지하수위와 오염물 거동을 2차원적으로 모의할 수 있는 MOC(Method of Characteristics)을 이용하여 포트란으로 구성된 새로운 프로그램을 개발하였으며 프로그램의 적용성을 검증하기 위해 실제 강변여과를 하고 있는 경남 창원시 대산면의 8개월간 관측 지하수위를 이용하여 그 지역의 투수량계수를 추정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.228-228
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• 2018

강변여과는 지하수 인공함양 방식 중 유도함양(induced recharge) 또는 간접함양 방식에 속한다. 이는 하천 및 강변 부근에 집수시설을 설치한 후, 미고결층 대수층(unconsolidated aquifer)의 자연 오염 저감능을 이용하여 지표수를 간접 취수하는 방식으로 수질이 불량한 지표수가 대수층을 관류하면서 희석, 화학적 이온 교환 및 반응, 흡착, 생물막(biofilm; 미생물에 의한 자연저감), 여과 등을 통하여 수질이 개선된다. 강변여과수내의 용존 농도가 높은 철과 망간은 수처리 비용증가, 용수관정 및 시설물의 수명단축을 초래한다. 따라서 강변여과 지역의 미고결 대수층에서 효과적인 철과 망간 동시 제거(vyredox)를 위해 에어서징(air surging)과 블록 서징(block surging)을 실시하기 위해서 실내 물탱크 모델(water tank model)에서 에어서징에 따른 공기 순환 우물시스템을 관찰하였으며, 이를 바탕으로 현장시험(Test bed)에 적용하였다. 미고결 대층수층에서의 철 망간은 음용수 기준치(각각 0.3 mg/L)를 초과하고 있으며, 강변여과 취수 개발 및 이용을 제한하는 요인이 되고 있다. 본 연구에서 사용된 에어서징과 블록서지 기술은 자갈층 및 미고결 대수층에 충진된 슬라임 및 폐색(clogging)을 제거함과 동시에 관정 주변의 대수층의 투수성 개선과 산화환경으로 치환되며, 대수층에 잔존하는 철/망간의 산화물들을 관정내로 빼낼 수 있는 방법이다. 따라서 서징에 따른 폐색 제거효율을 검토한 결과에서 철 망간 이온농도 저감효과와 관정 주변의 수리전도도(hydraulic conductivity) 및 저류계수(coefficient of storage)가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같이 강변여과에 의한 폐색은 미고결층내 공기주입 및 블록서지를 통하여 철/망간 이온농도 저감 및 수리특성 개선 효과에 유용한 것으로 평가된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1107-1111
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• 2004

물부족 철상은 심자한 사회적 문제로 대두되고 있으며, 이를 대처하기 위한 방안으로 지표수-지하수 연계 이용에 대한 연구가 진행되고 있다. 지표수와 지하수를 연계이용 하는 방안 중 강변여과수는 강변에 분포되어 있는 충적층에 강물을 통과시켜 취수하는 것으로 수질과 수량을 동시에 해결할 수 있다고 알려져 있다. 최적의 강변여과수 취수지점을 선정하기 위한 첫 단계로 어느 지역이 적합한 지 그 여부를 판단할 필요가 있으며, 경우에 따라서는 복수 지역의 우선 순위를 결정하는 것이 요구될 때도 있다. 본 연구에서는 강변여과수 개발지역 적지분석을 위해 복잡한 의사결정 문제를 계층적으로 나누어 분석하는 기법인 계층분석과정(AHP)을 이용하였고, 분석에 필요한 의사결정인자를 도출하였다. 그리고 각 인자의 상대적 중요도를 정량화 한 후, 이를 바탕으로 강변여과수 개발을 위한 적지를 산정하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.125-128
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• 2002

강변 여과 취수 방식을 활용한 국내 충적층 지하수의 이용을 위해서는 망간에 대한 수처리가 주요 사항인 것으로 나타났다. 강변 여과 방식 취수 원수의 망간 함량은 먹는 물 수질 기준을 부분적으로 상회하지만, 이러한 망간에 대한 저감 처리는 기존의 지표수를 취수하여 처리하는 수처리 공정에 비해서는 상대적으로 효율적인 것으로 판단된다. 실제로, 국내 최초의 강변 여과 방식 취수를 활용하는 창원시 대산 지구 원수는 공기 포기, 급속 여과, 활성탄 여과를 통해, 먹는 물 수질 기준을 상회하는 망간을 효과적으로 처리하고 있는 것으로 평가되었다. 특히, 활성탄 여과가 망간제거 효과를 보이는 점은 특이한 현상으로, 활성탄 내에서도 철 관련 박테리아에 의한 망간 처리 가능성을 시사하고 있다. 또한 망간과 함께 나타나는 철 성분은 망간의 침전 처리에 긍정적인 면으로 작용하는 것으로 판단된다. 한편, 고령군 다산면에서의 실증 플랜트 실험은 전염소처리와 망간접촉여과를 통해 먹는 물 기준 이하의 망간 함량을 확보하는 데는 성공하였으나, 이러한 처리 기작이 안정화되는데 까지는 약 3개월 내외의 시간이 요구되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권8호
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• pp.685-691
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• 2014

강변여과는 하천 인근에 다수의 관정을 설치하여 하천수의 수질 개선을 추구하는 기술이다. 그런데 다수의 관정이 인접해 있는 경우 관정간의 상호간섭 현상으로 인하여 취수량에 영향을 미친다. 강변 여과 관정의 경우에는 관정이 관망으로 연결되기 때문에 간섭효과의 요인에는 지하수위 강하량 외에도 유량변화에 따른 관망 수두손실이 포함된다. 간섭효과는 취수정으로 유입되는 하천수와 배후 지하수의 비율에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 강변여과시스템의 대수층과 관망흐름을 통합해석하는 기법을 이용하여 복수 관정의 간섭효과와 하천수 비율을 산정하는 방법을 제시하고 실제에 가까운 가상의 강변여과시스템에 적용하였다. 관정 가동 패턴에 따라 취수량은 5% 이상 차이가나고 배후지하수 유입비율도 30~40% 범위로 10% 이상 차이가 날 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.225-230
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• 2004

강변여과수 취수에 있어 수직정의 문제점을 해결하기 위해 방사형 집수정에 의한 취수 방식을 해결 방안으로 모색되어 지고 있다. 본 인구는 방사형 집수정에 의한 강변여과수 개발시 개략적 산출량 예측을 위한 방법으로 사용하는 경험식 (Petrovic 경험식, Milojevic 경험식) 적용성 및 군우물을 이용한 방사형 집수정 모델링 가능성에 대해 모의 하였다. 강변여과수 산출시 Milojevic 경험식이 하천의 자연조건, 설치 위치 등을 고려하여 강변여과수 적용성이 Petrovic 경험식에 비해 적용성이 크며, 군우물을 이용한 방사형 집수정 지하수위 특성에 대한 모델링에서 수위하강률 등이 유사하게 나타났다. 또한 방사형 집수정의 설치각도등을 조정함으로 수위 하강율을 감소 시킬수 있으면 체류시간 확보에 일정부분 기여 할 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.337-340
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• 2004

강변여과 취수방법을 이용한 광역상수도 시설이 고려되었던 경북 고령군 다산면 지역에 대해 하천수위 및 강우량 변화에 대한 하천유입수 비율 변화를 계산하였다. 1년을 주기로 변화하는 하천수위 및 강우량에 대해 동적순환 초기조건(dynamic cyclic initial conditions)을 고려하여, 10년간을 모사하여 마지막 1년에 대한 지하수위 및 하천유입수 비율변화를 살펴보았다. 하천수 유입비율은 함양 인자인 강우량에도 민감한 반응을 보이며, 또한 경계조건이되는 하천수위 변동에도 크게 변화한다. 그러나, 함양이 증가하면 취수정으로의 지하수 유입비율이 커지나 이와함께 하천수위도 증가하므로 이는 곧 하천유입수 비율의 증가를 유도하는 상반된 결과를 가져온다. 강우량이 많은 경우 일정한 지연시간 이후 하천수위가 최대가 되며, 이로 인한 하천유입수 비율이 수일사이에 크게는 30% 이상의 변화를 보인다. 강변여과 취수지역에서 최적의 수질 및 수량 운영을 위해 실제 강우량과 하천수위변화를 이용한 유입수비율변화 예측이 바람직하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권8호
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• pp.673-680
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• 2009

지표수 부족과 수질에 대한 불신 때문에 대체 수자원의 확보가 요구되고 있으며, 유력한 대안으로 강변여과에 관심이 모아지고 있다. 국내 최초의 강변여과는 경남 창원에서 2001년에 시작되었으며, 현재 창원시 수돗물의 100%를 여기에 의존하고 있다. 본 연구는 강변여과 취수장 부근 지하수위를 설명하는 시계열 모형의 개발에 관한 것이다. 연구 대상지역은 창원시 대산면 현장으로 11개 관측정으로부터의 5년간(2003년 1월$\sim$2007년 12월) 지하수위 자료를 이용했다. 지하수위의 장기변동을 알아보기 위해 분단위 자료를 월자료로 변환하고, 결측치를 보완하여 Box-Jenkins 방법에 따라 시계열분석을 실시했다. 대상지역의 지하수위 자료는 계절형 ARIMA 모형으로 잘 설명되는 것이 입증되었다. 본 연구는 향후 증가할 강변여과를 이용한 상수 공급시설의 안정적인 운영을 위해 반드시 필요한 지하수위 예측능력을 확보하기 위한 하나의 원형이 될 것이다.