• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.522-522
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• 2023

지하수 시스템의 방출은 저지대 강에서 건조기에 흐르는 하천 유지유량의 원천이 된다. 수자원 분야에서 분포형 모형이 도입되며 수문 분석의 고도화가 이루어지고 있는 오늘날에도, 아직 대수층 깊이 등 지하수관련 매개변수에 대한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구는 분포형 모형의 지하수 관련 매개변수 중 지형자료에 해당하는 대수층 깊이의 물리적인 분포형태를 예측하고, 지하수 모의결과를 검토하여 해당 기법의 적용성을 확인하였다. 본 연구에서는 북측의 미계측 유역을 포함한 소양강 유역을 연구대상 지역으로 설정하였고, 정밀한 분포형 모형인 GSSHA(Gridded Surface Hydrologic Analysis)를 활용하였다. 대수층 깊이 추정 방법은 크게 세가지 시나리오로 구분하여 모의를 진행하였다. 유역의 지하수 데이터를 통해 도출된 대수층깊이 등분포(시나리오1), 지표 고도와 대수층 깊이의 선형 반비례 관계를 가정한 선형 회귀식(시나리오2), 동일한 가정을 두고 Log차원에서 회귀식을 적용한 경우(시나리오 3). 위 3가지 시나리오를 통해 산정된 유출량과, 지하수 수위 등을 소양강댐 유입량 자료 및 유역 내 6개 지하수 관측소를 대상으로 결과를 비교하여 적용성을 확인하였다. 시나리오별 유출량 모의 오차평가 결과, 관측 첨두 유량을 가장 잘 반영하고 있는 기법은 일반적으로 선행 연구에서 많이 활용하고 있는 등분포형 기법으로 분석되었으며, 과소·과대 모의된 정도를 나타내는 지표와 모형의 효율성을 나타내는 지표는 선형 회귀분석 기법이 가장 우수한 결과로 분석되었다. 따라서, 대수층 깊이를 등분포하여 모의하던 기존 방식에 비해 지면고도-대수층깊이 간의 반비례 관계를 적용하는 방식이 지하수 모의에 있어서 보다 합리적일 것으로 판단된다. 향후 임의의 인자와 대수층 깊이간의 정밀한 회귀관계를 도출한다면 더욱 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있을것으로 기대된다. 또한 유역 단위의 지하수 모의가 정밀하게 이루어진다면 최근 많은 관심이 집중되는 하천 유지유량과 건기 유출 등의 연구 분야에도 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.322-322
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• 2022

유역 모형은 강우가 유출에 이르는 과정을 수문학적으로 재현해낼 수 있는 도구이다. 초기의 모형은 간단한 수준에서 유출과정을 모의하는데 그쳤으나, 기술이 발전함에 따라 유역 모형에 적용되는 매개변수의 수가 점차 늘어나게 되며 이론적 신뢰성과 복잡성을 동시에 갖게 되었다. 유역 모형은 집중형 모형과 분포형 모형으로 대별할 수 있는데, 기존에는 저류 함수법을 근간으로 하는 개념 기반의 HEC-HMS HEC-RAS 등과 같은 집중형 모형을 널리 사용한 반면, 점차 격자 기반에서 물리적 계산을 통해 유출 과정을 모의할 수 있는 GSSHA, Vflo, SWAT과 같은 분포형 모형의 활용이 늘어나고 있는 추세이다. 집중형 모형은 관측자료를 통해 산정된 경험식에 의존하고 있는 반면, 분포형 모형의 경우 각 격자가 가지고 있는 시·공간적 매개변수를 통해 물리적으로 유출과정을 계산하여 신뢰성을 확보하기에 유리하며, 미계측 유역에서도 활용이 가능하다. 지하수는 유역 모형의 댜양한 매개변수들 중 지표면 유출량에 밀접한 영향을 미치는 인자이다. 그럼에도 아직까지 경험식에 의존한 집중형 모형이 주를 이루고 있는 국내에서는 분포형 모형에 적용가능한 매개변수 최적화에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이에 본 연구에서는 분포형 유역 모형의 침투모의 과정에 관여하는 공간 매개변수 중 밀접한 연관을 띠고 있는 대수층 깊이에 대하여 분석하였다. 여러 공간매개변수 중 침투능과 관계가 깊은 대수층 깊이에 대해 가장 적합한 매개변수 값을 도출해 내는 것이 본 연구의 최종 목적이라고 할 수 있으며, 분석은 국내 자연하천 유역을 대상으로 분포형 유역 모형에 일반적인 수준으로 적용할수 있는 범위를 검토하였다. 본 연구를 통하여 분포형 유역 모형에서 하나의 매개변수인 대수층 깊이의 정량화에 기여되기를 바란다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.09a
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• pp.83-88
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• 2004

제주도 서부지역에 위치한 2개 관측정을 대상으로 대수층별 대수성시험을 실시하구 지하수 산출능력을 평가하였다. 연구대상 관측정은 대수층이 수직적으로 서로 연결되어 있지 않을 뿐만 아니라, 대체로 해수면 하 10～20m 사이 구간에 제1대수층이 발달하고 있으며, 지하수 산출능력은 절리 또는 용암류 경계의 대수층(용수2호공)보다는 유리쇄설성 각력암층(무릉1호공)에서가 상대적으로 양호한 것으로 평가되었다. 서귀포층을 포함한 제2대수층은 수위하가 l0m 이상 발생하는 것으로 미루어 보아 제1대수층보다는 지하수 산출능력이 떨어지는 것으로 판단된다. 그러나, 제1대수층은 지표로부터 얕은 깊이에 위치하고 있어 질산성질소 농도가 전반적으로 높고, 양수에 의한 영향권이 취수정 주변 l00m까지 발생하고 있어 서부지역에서 제1대수층 개발은 세심한 주의가 요구되고 있다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.6 no.3
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• pp.152-157
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• 1999

Oil leaked from underwound storage tanks and leachate from sanitary landfills have been known as contaminant sources of the high-quality groundwater resources. The mobility of contaminants in the aquifer largely depends on the groundwater flow and the determination of associated hydraulic parameters is essential for a proper remediation of contaminated grnundwater. This study aimed at determining an optimum set of hydraulic parameters for an unconfined sandy aquifer of a laboratory scale through comparison of various methods. Results showed that the specific yield obtained from gravity drainage experiment was an average of 0.20 with minor variations in aquifer depths. and the permeabilities obtained from Dupuit approximation and slug test gave similar values of 5.33 cm/min and 5.85 cm/min but the constant head method gave 0.17 cm/min, which is much ion than the other methods. This experimental evidence reveals that the permeability of the unconfined sandy aquifer could be accurately determined by Dupuit assumption or slug tut rather than by constant head method conducted for a disturbed separate soil column.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.14 no.6
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• pp.65-70
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• 2009

Reduction of groundwater surface tension prior to air sparging (SEAS, surfactant-enhanced air sparging) was known to increase air saturation in the aquifer under influence, possibly enhancing the removal rates of volatile contaminants. Although SEAS was known to be efficient for increasing air saturation, little information is available for different hydrogeological settings including soil particle sizes and the depth of aquifer. We investigated water saturations in the sparging influence zone during SEAS using one-dimensional column packed with sands of different particle sizes and different aquifer depths. An anionic surfactant was used to suppress the surface tension of water. Two different sands were used; the air entry pressures of the sands were measured to be $15.0\;cmH_2O$, and $36.3\;cmH_2O$, respectively. No significant difference was observed in the water saturation-surface tension relationship for sands with different particle sizes. As the surface tension decreased, the water saturation decreased to a lowest point and then it increased with further decrease in the surface tension. Both sands reached their lowest water saturations when the surface tension was set approximately at 42 dyne/cm. SEAS was conducted at three different aquifer depths; 41 cm, 81 cm, and 160 cm. Water saturation-surface tension relationship was consistent regardless of the aquifer depth. The size of sparging influence zone during SEAS, measured using two-dimensional model, was found to be similar to the changes in air saturation, measured using one-dimensional model. Considering diverse hydrogeological settings where SEAS to be applied, the results here may provide useful information for designing SEAS process.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.2-2
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• 2020

해안 지역은 종종 도시화, 인구 증가 및 환경 오염으로 인해 해안대수층의 지하수의 염도가 증가하는 현상인 해수침투가 발생한다. 본 연구는 국내 제주도 해안대수층을 대상으로 GIS 기법을 이용한 수리지질학적 변수의 지수화 방식으로 해안대수층의 해수침투 취약성 평가를 적용하였고 국내 해수침투 특성을 더욱 명확하게 반영할 수 있도록 취약성 평가 방식을 개선하고자 하였다. 취약성 평가를 수행하기 위해 대수층 특성, 수리전도도 특성, 지하수위, 해안으로부터의 거리, 염도분포, 대수층 깊이 등의 자료를 확보하여 취약성 평가의 주요 인자로 활용하였으며 특히 다년간에 걸친 국내 해수침투 관측망 관측 자료를 사용한 것을 특징으로 한다. 취약성 평가 인자 중 지하수위를 지수화 하는 과정에서 지하수위의 평가 구간 범위를 개선하였고, 염도 적용 방식을 해수침투 관측망 데이터 유형인 전기전도도를 이용한 새로운 평가 구간 범위를 설정하였다. 연구 결과 기존에 해수침투가 발생했던 지역에서의 취약성 지수가 높게 나타났으며 취약성 평가의 개선 작업 결과에 의해 지속적인 지하수위 하강이 발생하고 계절적 요인으로 해수침투가 발생하는 지역에서 취약 지수의 증가세를 더욱 선명하게 구분할 수 있었다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.43 no.6
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• pp.565-571
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• 2010

An innovative application of surfactant-enhanced air sparging(SEAS) technique was developed in this study. Using a laboratory-scale physical model packed with water-saturated sand, air sparging was implemented to remove water-dissolved toluene that was introduced into a specific depth of the system with finite vertical width prior to sparging. An anionic surfactant(Sodium dodecylbenzene sulfonate) was introduced into the contaminated layer as in dissolved form in the toluene-contaminated solution for SEAS, whereas no surfactant was applied in the control experiment. Due to the suppressed surface tension of water in the surfactant(and toluene)-containing region, the toluene removal rate increased significantly compared to those without surfactant. More than 70% of the dissolved toluene was removed from the contaminated layer for SEAS application while less than 20% of toluene was removed for the experiment without surfactant. Air intrusion into the contaminated layer during sparging was found to be more effective than that without surfactant, enhancing air contact with toluene-contaminated water, which resulted in improved volatilization of contaminant. This new method is expected to open a new option for remediation of VOC(volatile organic compound)-contaminated aquifer.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1173-1177
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• 2004

현재 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 지하투과레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지하수면 및 함수량을 추정하였다. 비피압대수층 내에서의 얕은 포화대(saturated zone) 깊이을 산정하는 연구(livari and Doolittle, 1994, van Overmeeren, 1994)와 포화대 상부 습윤대(wetting fronts)의 거동를 조사한 연구(Vellidis et al, 1990) 등에 활용된 바 있는 GPR 기숙을 바탕으로 비피압대수층의 통기대와 포화대 내의 함수량 및 지하수면 추정을 위한 기초 실험을 수행하였다. 지하수면 및 함수량의 현장 적용성을 검증하기 위해서는 시간과 경제적인 면에서 비효율적인 점을 고려하여 사질토로 구성된 실험용 토조를 제작하여 건조시 획득된 GPR 자료, 지하수면의 변화에 따른 GPR 이미지를 비교하여 그 적용성을 검토하고 시${\cdot}$공간적 지하수면의 정확한 추정을 위해서 삼차원으로 비교${\cdot}$검토할 수 있도록 하였으며, GPR 자료의 정확성을 검증하기 위해서 토조 하부에 액주계(piezometer)를 설치하였다. 본 연구에서 적용된 GPR 실험은 획득된 이미지의 해석에 다소 어려움이 있지만 토양을 교란시키지 않고 비교적 간편하게 함수랑 및 지하수면의 위치를 파악하는데 매우 효과적이며, 추가적으로 GPR을 이용한 다양한 실험이 수행된다면 GPR 기술은 향후 기존 방법에서 쉽게 판단하기 어려운 시${\cdot}$공간적인 함수량 및 지하수의 분포 특성을 효율적으로 파악하는데 매우 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.39 no.3 s.178
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• pp.269-284
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• 2006

Aquifer responses to the river stage fluctuations were analyzed between the groundwater level and the river stage in an alluvial aquifer. The auto-correlation and cross-correlation as a time series analysis were applied. Study site is a floodplain in the Mangyeong river. Groundwater levels in each depth representing the silt and sand(SS), gravel and sand(GS), and weathered zone(WZ) layer were monitored. The groundwater levels were more sensitive to the river stage fluctuations than rainfall. Since the river stages are influenced by the gate operations downstream and tide, show periodic patterns, and the correlation coefficients with rainfall is low. Cross-correlation function between groundwater level in each depth do not show any delay time, then response time is very short to each depth. Cross-correlation analysis were performed to estimate the response time of groundwater levels to river stage fluctuations. Groundwater levels respond to the river stage within 30 minutes to 1 hour in wells near the stream. Short time lag between groundwater level and river stage indicates the quick response. A different response time imply the hydraulic inhomogeneity of the site, and a probable high permeability zone between river and aquifer can be inferred. Mangyeong-river in study site is a gaining stream normally, and river stage rising by gate operation or floods makes river water flow into groundwater. The auto-correlation and cross-correlation functions as a time series analysis can be a good tool to interpret the aquifer responses to stream stage fluctuation

• The Journal of Engineering Geology
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• v.13 no.1
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• pp.17-27
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• 2003

In this study, a phenomenon of saltwater intrusion was monitored under various conditions regarding recharge and pumping rate using time domain reflectometry for a laboratory scale unconfined aquifer to verify the basic theory behind seawater intrusion and to investigate movement of salt-freshwater interface in accordance with the ratio of pumping and recharge rate. Results showed that a thick mixing zone was formed at the boundary instead of a sharp salt-freshwater interface that was assumed by Ghyben and Herzberg who derived an equation relating the water table depth $(H_f)$ to the depth to the interface $(H_s)$. Therefore our experimental results did not agree with the calculated values obtained from the Ghyben and Herzberg equation. Position of interface which was adopted as 0.5 g/L isochlor moved rapidly as the Pumping rate $(Q_p)$ increased for a given recharge rate $(Q_r)$. In addition, interface movement was found to be about 7 times the ratio of $Q_p/Q_r$ in our experimental condition. This indicates that Pumping rate becomes an important factor controlling the seawater intrusion in coastal aquifer.