• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.249-249
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• 2015

ASR(Aquifer Storage Recharge) 또는 ASTR(Aquifer Storage Transfer Recharge)과 같은 직접적인 지하수 인공함양기법은 대수층을 활용하여 수자원을 공급하고 관리하기 위한 적극적인 방안으로 고려될 수 있다. 이 중 ASTR 기법은 대규모 충적층이 발달한 강변 또는 하구에서 저류지 수생식물의 정화작용과 층적층의 물리/화학/생물학적 여과 기능을 활용하여 양질의 상수원수를 확보할 수 있는 기법이며, 수질이 나쁜 하천수를 직접 취수하여 정수처리하는 것에 비해 정수비용이 상대적으로 적게 들어 투자대비 경제적인 상수원수 확보기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 하구에 염수 대수층이 위치해 있다고 가정하였으며, 이러한 염수 대수층 내에 담수 주입 변화에 따른 지하 담수체의 거동을 4가지 시나리오에 따라 모의 및 분석을 통해 조사하였다. 염수 대수층 내에서 8개의 주입정과 1개의 양수정이 설치되어 있다고 가정하였으며, 주입정은 동심원 상에 등간격으로 위치해 있으며, 양수정은 동심원 중에 위치해 있다고 가정하였다. 본 연구에서 구성된 시나리오로 첫 번째는 주입정 8개 모두에서 동시에 주입되며, 1개의 양수정을 통해 양수되는 것이며, 두 번째는 7개의 주입정에 주입 그리고 1개의 주입정 폐쇄, 세 번째는 6개 주입정에 주입 및 양수정과 서로 마주보는 2개 주입정 폐쇄, 그리고 마지막으로 6개 주입정에 주입 및 서로 이웃한 2개 주입정 폐쇄이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.2001-2006
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• 2010

본 연구에서는 수리모형실험을 통해 해안지역 대수층에서 해수침투가 일어나지 않는 지하수의 최적 양수량을 산정하였다. 해안 대수층 및 양수정을 구현하기 위해 가로 140 cm, 세로 70 cm, 두께 10 cm 의 직사각형 Sandtank 모형과 5 mm 원형관을 이용하여 수행하였다. 해수의 염도, 해안가의 지표경사 등을 기준으로 설정하였으며, 다공질 매체의 입자크기에 따른 수리전도도 2가지를 경계조건으로 하여 각각의 양수정 위치에 따라 최대 담수량을 모의하였으며, 이 때, 하나의 과잉 담수량에 따른 최적 염수량을 산정하여 염수침투 제어 효과를 검증하였다. 다공질매체의 수리전도도가 높을수록 최대 담수량이 증가되며 이에 따라 염수 침투 제어를 위한 최적염수량이 증가하였다. 또한 양수정의 위치가 염수조에 가까울수록 최대담수량 및 최적염수량이 감소되었다. 이러한 모의를 통하여 설정된 각각의 양수정 위치에서 최적의 염수량으로 염수침투를 제어함으로써 지속시간 이용가능한 최대담수량을 나타내었다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.5
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• pp.159-168
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• 2010

This study investigates the relationships between the maximum freshwater pumping discharge and hydraulic properties of coastal aquifer using a laboratory model. The experiment performed the fresh pumping test in various locations near the saltwedge induced by saltwater intrusion to freshwater over aquifer characteristics of hydraulic conductivity, salinity, and ground surface slope. Saltwater pumping also tested to protest saltwater intrusion to the excessively discharging freshwater well. The maximum freshwater discharges were achieved, and then the optimum saltwater discharges were measured. It is found that greater hydraulic conductivity and ground surface slope produced greater the maximum freshwater pumping discharge. Salinity gave less impact on the pumping discharge relatively. Higher freshwater discharge was found at higher hydraulic conductivity and steeper ground surface slope. The optimum saltwater discharge required 14% more pumping rate than the maximum freshwater discharge to keep saltwater intrusion to the freshwater pumping well. Pumping well located closer to salt-wedge profile promoted less freshwater pumping discharge. Therefore, pumping well location, hydraulic conductivity, ground surface slope, and salinity should be taken into account in freshwater pumping in coastal aquifer.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.27 no.5
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• pp.353-357
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• 2015

A new method is proposed for water resources using aquifers in coastal areas. These aquifers are generally filled with saline water due to seawater intrusion and consequently being left unutilized. Surface water can be injected into these aquifers and recovered for water quality enhancement and stored water. Injection and pumping wells are used. For this technique to be successful protection of pumping well from seawater intrusion is an essential issue. Salt water pumping can be used to prevent saline water upconing. Numerical analysis demonstrated that a properly designed and executed salt water pumping well can protect a freshwater pumping well from salt water intrusion.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.04a
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• pp.143-147
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• 2002

본 연구의 목적은 부산 동남부 해안지역의 대수층에서 염수화에 미치는 조건들을 파악하고 해수침투 범위를 추정하는데 있다. 이를 위하여 Tidal damping method와 SUTRA 모델링을 실시하고 대수층의 특성 및 염수화가능성을 파악하였으며, 모델링 결과의 타당성을 판단하기 위하여 전기비저항 탐사를 실시하였다. Tidal damping method에 의한 시간지연과 조석효율효과를 계산하여 대수층의 저류계수를 산출한 결과 시간지연 현상에 의한 방법이 적합하게 나타났다. SUTRA 모델링 결과, 건기인 5월에는 종분산 지수가 2.5m 일 때 500ppm의 TDS 등치선을 기준으로 해안에서 약 510m 내륙까지 해수의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 그러나 우기인 7월에는 강수로부터 다량의 지하수 함양에 의한 지하수위 상승을 고려하여, 평균수리경사를 0.008로 설정한 조건에서는 500ppm의 TDS 등치선을 기준으로 해안에서 약 410m 내륙까지 해수의 영향을 받는 것으로 나타난다. 5월과 7월의 전기비저항 탐사결과를 비교하면 7월의 전기비저항 분포가 전반적으로 높게 나타났다. 그 이유는 6, 7월의 강수에 의한 지하수의 유입이 증가하여 침투된 염수의 농도가 다소 낮아졌기 때문이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.1
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• pp.23-35
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• 2015

In this study, the behavior of fresh water body between the injection and production wells with the fresh water injection rate in a saline aquifer is numerically analyzed by using a three-dimensional numerical model. 8 injection wells are arranged at equidistant intervals on a concentric circle and one production well is located at the center of this circle. In the case that the fresh water injection rate is relatively small, the fresh water body around a injection well screen is not mixed with neighboring ones and is independently distributed. However, when the injection rate is increased, the size of the fresh water body is continuously increased, and the areas, where saline and fresh water among injection wells are mixed, are appeared. The mixed degree is increased as the injection rate is increased. This phenomenon is identically generated around the production well. Moreover, when the injection rate is increased, the ratio of saline water in and around the production well is decreased.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.11
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• pp.1005-1015
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• 2009

Saltwater intrusion in coastal aquifer was investigated using a laboratory model. Salt-wedge profiles were reproduced in a porous media tank 140 cm long, 70 cm high, and 10 cm wide. The experiments were performed with various conditions of porous media hydraulic conductivity, salinity, and ground surface slope to assess relationships on salt wedge location and inclination. Salt-wedge profiles induced by saltwater intrusion were observed in porous media equilibrium state, and compared with previously derived formulas of the Glover (1959), Henry (1959) and Strack (1976). It was found that salt-wedge shape and formations were affected by the water level ratio ($H_F/H_S$) due to high hydraulic conductivity, saltwater salinity and ground surface slope. High $H_F/H_S$ of porous media having high hydraulic conductivity shifted the saltwater interface toward the saltwater reservoir. Increasing surface slope of the porous media caused the salt-wedge profile inclination to decrease. Saltwater salinity also contributed to the location of saltwater interface, yet the impact was not more significant than hydraulic conductivity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.116-116
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• 2017

지하수 인공함양은 수자원확보 및 비상시 용수를 목적으로 세계적으로 연구 및 프로젝트가 진행되고 있다. 인공함양의 방법에는 여러 가지의 방식이 있지만 본 연구는 관정을 통해 주입하는 ASTR(Aquifer Storage Transfer and Recovery)방법을 이용하여 연구하였다. ASTR이란 지표수를 인공적인 방법으로 대수층에 주입시키고, 일정기간 저장시키거나 유하시킨 후 양수하는 방법이다. 염수로 포화된 피압대수층에 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화된 대수층에서 인공함양기술을 성공시키기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수비율이 0%을 만족하며, 주입으로 인한 수위상승량은 지반변형을 일으키지 않는 최소한의 값을 가지는 것이다. 본 연구는 앞서 언급한 인공함양기술을 성공시키기 위해 지하수 흐름모델과 최적화 모델을 결합한 최적전산모델을 이용하여 모의하였다. 지하수 흐름모델은 경계면모델을, 최적화 기법은 GA(Genetic Algorithm)을 이용하였다. 구축된 목적함수로는 양수정의 담수비율 최대화, 주입정에서의 수위상승량 최소화 그리고 양수개시시간 최소화로 구성하였다. 제약조건으로는 총 주입량 및 양수량 그리고 주입 및 양수정 개수이다. 서술한 목적함수와 제약조건을 만족하는 주입/양수정의 위치 및 유량을 최적전산모델로부터 얻을 수 있다. 기존 지하수 인공함양 및 개발은 사례별 연구 또는 전문가의 주관적 판단에 의존하는 경향이 있었다. 본 연구는 최적화 기법을 통해 복수의 관정에서 정량적인 산정이 가능하다. 현재 모델링에 의존한 연구로써 한계가 있지만, 추후 실제현장에 적용하여 모델 검정을 통해 신뢰도를 높이며 지하수 인공함양 개발에 많은 공헌을 할 수 있을 것으로 예상한다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.54 no.6
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• pp.699-707
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• 2021

Hwajinpo Lagoon, located on the eastern coast of Korea, is a unique environment where freshwater and saltwater are mixed. Systematic management of the lagoon is required because it is a biodiversity-rich and area of high conservation value. The existing environment of the lagoon was evaluated by identifying the distribution of the groundwater level and groundwater flow characteristics. In addition, hydrogeochemical fluctuations were analyzed to determine the effect of seawater intrusion into the aquifer. The results demonstrate that the freshwater-saltwater interface is distributed throughout the aquifer and rises when water of the lagoon evaporates due to prolonged periods of low rainfall and high temperature, thereby increasing the possibility of seawater inflow through groundwater. As for the ionic delta properties (difference between the measured and theoretical concentration of mixed waters), it was estimated that the cation-exchange and precipitation reactions occurred in the aquifer due to seawater intrusion. The ratio of seawater mixed at each point was calculated, using oxygen isotopes and chloride as tracers, resulting in an average of 0.3 and a maximum of 0.87. The overall seawater mixing ratio appears to be distributed according to the distance from the coast. However, some of the results were deviated from the theoretical expectations and reflected the characteristics of the nearby aquifers. Further research on seasonal changes and simulation of seawater intrusion mechanisms is required for specific analysis.

• 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.