• 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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• 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.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.12 no.6
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• pp.29-37
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• 2007

Shallow alluvial groundwaters in Korea of tell exceed the Korean Drinking Water Standard for dissolved iron (0.3 mg/L), which is one of the important water quality problems, especially in the use of bank infiltration technique. Using the reactive transport modeling, in this study we simulated the effectiveness of injection-and-pumping technique to remove dissolved iron in groundwater. The results of simulation showed that pumping of groundwater after injection of oxygenated water into aquifers is very effective to acquire the permissible water quality level. Groundwater withdrawal up to several times of irjected water in volume can be applicable to yield drinkable water. Potential problems such as clogging and permeability lowering due to in-situ precipitation of iron hydroxides may be insignificant. We also discuss on the mechanism and spatial extent of iron removal in aquifer.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.3
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• pp.339-347
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• 2015

Riverbank filtration has been suggested as a cost-effective method for improving water quality. However, high concentrations of Fe²⁺ and Mn²⁺ cause problems for the use of water and the maintenance of facilities. We evaluated the effectiveness and efficiency of an Fe²⁺ and Mn²⁺ removal technique based on the in situ injection of highly oxygenated water at a site on the Anseong River, between Anseong City and Pyeongtaek City, Gyeonggi Province. The removal process consists of three steps: injection, resting, and extraction. Results show that the removal efficiency increases with repeated application of the process. The amount of Fe-reduced drinking water satisfying water regulations (limit, 0.3 mg/L Fe) obtained using oxygenated water injection was five times higher than the amount of injected oxygenated water. Levels of Mn²⁺ were also reduced following the injection of oxygenated water.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.1
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• pp.67-81
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• 2015

A FORTRAN program was developed to determine the optimal locations of multiple recharge wells in an aquifer with different arrangements of pumping wells. The simulated annealing algorithm was used to find optimal locations of two recharge wells which satisfied three objective functions. The model results show that locating two injection wells inside the cluster of pumping wells is efficient if the recovery rate only was taken into account. In contrast, placing injection wells to the side of the cluster is desirable if the simulation considers aggregate objective function. Therefore, installing an injection well on each side of the cluster seems to yield the maximum recovery rates for the existing pumping wells, and it yields similar increases in pumping rate for all wells in the cluster. The locations of recharge wells can be arranged in numerous configurations, because there are multiple near-optimal local minima or maxima. These results indicate that the simulated annealing can yield effective evaluations of the optimal locations of multiple recharge wells. In addition, the suggested aggregate objective function can be utilized as an appropriate multi-objective optimization.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.283-286
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• 2003

국내의 12개소 저산출 우물을 대상으로, 외국의 유정들에서의 산출량 증대를 위하여 많이 사용되고있는 인공수압파쇄 방법을 적용하여 산출성 증대 효과를 검증하였다. 12개소에 대하여 수압파쇄시험 전후로 양수 시험을 실시하여 투수성 증대 등의 효과와 비양수량을 정량적으로 평가한 결과, 비양수량의 경우 전체적으로 평균 약 45%의 증가하였으며 투수량계수 또한 약 26%가 증가하였다. 이러한 결과는 인공수압파쇄 방법이 대수층내 열극의 생성 혹은 확장 및 균열내의 막힘(clog) 물질 제거를 통해 투수성을 상당히 개선시킨 것으로 평가된다. 특히, 현재까지의 시험 결과, 퇴적암류 지역에서 보다 화성암류 지역에서의 시험 결과가 양호하게 나타났다. 화성암 지역에서 개발된 홍천에서의 사례를 볼 때, 고압의 주입을 통하여 상부 및 하부의 파쇄대가 확장 연결되고, 이들 파쇄 열극에 부착된 광물학적, 생물학적 막힘 물질이 제거되면서 산출성이 증대되는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.267-271
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• 2003

대수층 저장 및 회수(Aquifer Storage and Recovery, 이하 ASR) 기법은 지표수가 여유가 있는 기간동안 지하 대수층에 정수된 물을 주입하여 두었다가, 첨두 수요(peak demand)가 필요한 한시적인 기간동안 대수층 내에 저장되어 있던 물을 양수하여 공급하는 새로운 개념의 수자원 공급 체계의 일환이다. 본 발표에서는 미국 Oregon 주의 대표적인 3개 도시에서 수행된 수자원 공급 사업과 이 수자원 공급사업에서 ASR 기법이 어떻게 적용되었는지를 살펴보았다. 이들 도시에서 수행된 ASR 기법을 활용한 수자원 공급은, 기존 지표 저류조 저장 방식에 비해 월등히 경제적이며, 다양한 이점을 가지고 있는 것으로 드러났다. 또한 이들 도시에서의 ASR 기법 적용에 따른 효율성이 2001년도 및 2002년도에 분명하게 나타나 현재 이들 도시는 ASR 시설에 대한 확충 계획을 수립, 진행하고 있다. 한편, 이들 지역의 ASR 기법 활용 용수 공급 사례는, 국내의 경우에도 투수성이 우수한 화산암 지역, 제3기 지층 및 석회암 지역 등에서 활용될 경우, 충분한 효과를 발휘 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.33 no.5
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• pp.427-436
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• 2015

This study aims to select an optimal site for the development of small-scaled artificial ground water recharge system with the purpose of 50ton/day pumping in dry season. First of all, the topography shape satisfying the numerous factors of a hydraulic model experiment is defined and an appropriate pumping efficiency is calculated through the model experiment of injection and pumping scenario. In next step, GIS(Geographic Information System) database are constructed by processing several geospatial data to explore the optimal site. In detail, watershed images are generated from DEM(Digital Elevation Model) with 5m cell size, which is set for the minimum area of the optimal site selection. Slope maps are made from DEM to determine the optimal hydraulic gradient to procure the proper aquifer undercurrent period. Finally, the suitable site for artificial recharge system is selected using an integration of overall data, such as an alluvial map, DEM, orthoimages, slope map, and watershed images.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2005.09a
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• pp.83-92
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• 2005

Fluid conductivity logging has been applied in the boreholes to identify the permeable fi:actures and estimate the origin of saline groundwater in coast area. Fluid replacement technique measures the fluid electrical conductivity with depth at different times in a well after the borehole is first washed out with different water by passing a tube to the borehole bottom. Then formation water flows into the borehole through aquifer such as permeable fractures or porous formation during ambient or pumping condition. Measured conductivity profiles with times therefore indicate the locations of permeable zone or fractures within the open hole or the fully slotted casing hole. As a result of fluid conductivity logging for three boreholes in the study area, it is interpreted that saline groundwater is caused by seawater intrusion through fractured rock, although the effect by land reclamation partially remains. We are planning the quantitative analysis to estimate the hydraulic characteristics using fluid replacement technique, and this approach might be usefully utilized for assessing the characteristics of seawater intrusion, the design of optimal pumping, and estimating the hydraulic properties in coastal aquifer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.556-560
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• 2009

개별 대수층에 냉수와 온수를 저장하여 수자원과 냉난방 열원으로 활용하는 방안에 대한 평가를 지열-지하수 부정류 모델링을 통해 수행하였다. 저장 및 회수 가동 시간이 증가함에 따라서 각각의 대수층 내에 온열과 냉열이 축열되는 현상이 확인되었으며, 지하수 유동에 의해 축열된 수체가 지하수 흐름방향으로 이동하는 현상을 확인 하여 지하수 유동이 축열 정도를 결정하는 요인이 될 수 있음을 확인하였다. 설정된 모델에 대하여, 두 개의 개별 대수층 사이의 열 간섭은 거의 없는 것으로 나타났다. 주입과 양수의 가동 횟수가 증가되면, 대수층 축열 효과는 증대되는 것으로 나타났다. 열-지하수 모델링을 통한 온도 예측은 실제 냉난방의 효율성을 결정짓는 수온을 정량적으로 계산할 수 있는 유용한 기술로 평가됨과 더불어, 수자원의 지하 저장을 통해 효율적으로 물을 확보하고 관리할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.