• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.116-116
• /
• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.489-489
• /
• 2018

최근 기후변화의 영향으로 가뭄의 발생빈도 및 규모가 증가하고 있다. 이에 지자체를 중심으로 대체 수자원 확보를 목적으로 지하수의 개발이 늘어나고 있는 추세이다. 국내에서는 지하수 개발 이용시설로 관정(管井)을 활용하는 것이 일반적이나, 최근에는 낙도를 중심으로 대규모 지하수자원 확보를 위한 지하수댐 건설이 논의되고 있다. 현재 우리나라에는 6개의 지하수댐이 설치 운영되고 있는데, 가장 최근에 건설된 지하수댐도 20여 년이 지난 1998년에 건설되었다. 게다가 국내에 건설된 지하수댐은 지하수맥을 이용하기 보다는, 건천화된 시기에도 하천수를 이용하기 위해 하천의 지하에 건설되어 있어 일반적인 개념의 지하수댐이라고 보기 어렵다. 지하수댐의 활용을 통해 지하수자원을 효율적으로 확보하기 위해서는 첫째, 지하수에 대한 기초자료의 확보가 필요하다. 현재 지하수법 제5조에 따라 전국 지하수에 대한 기초조사를 실시하고 10년마다 보완조사를 실시하여야 한다. 그러나 1997년부터 실시되고 있는 기초조사는 예산 및 인력 부족 등으로 아직까지 전국 전체에 대한 자료가 마련되지 못하고 있으며, 보완조사는 아직까지 실시된 바가 없는 실정이다. 조속히 지하수 기초조사를 완료하여 전국에 대한 수문지질도(水文地質圖)를 작성하고, 이를 바탕으로 체계적인 지하수댐 조성계획을 수립할 필요가 있다. 둘째, 지하수댐 건설기술에 대한 체계적인 연구가 필요하다. 현재 조성된 하천 지하에 건설된 지하수댐이 아닌, 지하수맥을 이용하는 본래의 용도에 적합한 지하수댐을 건설하기 위한 세부기술의 확보가 필요해 보인다. 셋째, 현행 지하 충전수에 대한 수질기준을 확대할 필요가 있다. 현재 하수 폐수 및 온배수 재처리수로 지하수를 함양할 경우의 수질기준은 시 도지사가 관할 구역에 대하여 수립하는 '지역지하수관리계획'에 포함된 경우로만 되어 있어, 국가 또는 개인이 지하수를 함양할 경우에 적용되는 수질기준이 부재한 상태다. 또한 지하수 충전 깊이에 따라 토양에서 발생하는 정화능력에 차이가 있으므로, 수질기준에 차등을 두어 합리적으로 적용할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.362-362
• /
• 2019

제주도는 화산섬의 지질특성상 지표수의 개발이용여건이 취약한 관계로 용수의 대부분을 지하수에 의존하고 있다. 따라서 제주도는 정책 및 연구적으로 오랜 기간 동안 지하수의 보전관리에 많은 노력을 기울여 오고 있다. 하지만 최근 기후변화로 인한 지하수위의 하강 및 해수면 상승으로 인한 해수침투의 문제가 꾸준히 제기되고 있으며, 제주도 일부지역에서는 축산폐수 등으로 인해 지하수의 수질오염문제가 발생하고 있다. 따라서 제주도 지하수의 수량 및 수질에 대한 체계적인 관리의 필요성이 증대되고 있다. 지하수에 절대적으로 의존하고 있는 제주도의 수자원의 개발 및 이용 여건을 고려할 때, 지하수의 수량 및 수질에 대한 학술적 토대가 확고히 구축되어야 할 뿐만 아니라 기후변화에 대응한 최적 물관리기법의 개발이 필요한 실정이다. 하지만 제주도의 수자원에 대한 기존의 연구들은 제주도 전역에 대해 최신의 분석방법을 사용한 종합적인 연구가 아닌 일부지역을 대상으로 한 지하지질분석, 지구물리탐사 및 대수성시험 위주의 단편적 분석, 개념적 수문모델의 적용에 의한 대략적인 분석, 또는 일부지역을 대상으로 한 지하수 흐름분석 및 해수침투 분석 위주로 수행되었다. 이러한 기존의 연구들은 여러 가지 문제점을 내포하고 있는데 첫째, 일부지역의 지하지질이 제주도의 복잡한 지하지질특성을 대표할 수 없다는 점과 둘째, 개념적 수문모델은 제주도와 같이 강우의 큰 시공간적 변동성을 고려할 수 없으며 지하지질 특성의 공간적 변동성 또한 적절히 반영할 수 없다는 점 및 셋째, 지하수의 이동은 유역경계와 일치하지 않으므로 독립된 소유역을 대상으로 산정한 지하수 부존량은 소유역내 실제 지하수 부존량과 다를 수 있다는 점 그리고 마지막으로 개별적으로 수행된 지표수, 지하수 및 수질 분석들은 서로 연결성이 없어 이들 간의 상호작용을 고려하지 않아 그 결과의 신뢰성이 떨어진다는 점 등이다. 이러한 제주도에 대한 기존 연구들의 한계점을 극복하기 위해서는 제주도 전역에 대한 종합적인 연구가 필요하다. 이를 위한 방안으로서 제주도 전체를 대상으로 한 최신의 분포형 수문모델의 구축이 필요하며 이 수문모델은 지표수 및 지하수의 상호작용과 해수침투 및 수질 또한 모의할 수 있어야 할 것이다. 그리고 이 개발된 모형과 기후변화 시나리오를 사용하여 미래 수자원변화에 대한 대응이 필요하다. 이에 대한 해외연구사례로서 미국지질조사국이 하와이 섬들 및 괌 등에 대해 수행했던 연구들을 참고할 수 있다. 제주도 전체에 대한 신뢰할만한 종합적인 분석결과는 제주도 수자원의 정책수립에 기초로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.106-109
• /
• 2004

지표하부 상층 오염지하수의 침투로 인한 암반 지하수의 오염을 방지하기 위하여 지하수 개발과정에서 반드시 지표하부 지하수 오염방지를 이행하도록 지하수법에 규정하고 있다. 널리 알려진 지표하부 오염방지 공법으로서는 팩카그라우팅 공법(packer Grouting Method), 트레미공법(Tremie Method)과 브레든 헤드 공법(Bradenhead Method)이 있다. 그러나, 현재 대다수의 지하수 개발 현장에서는 단순히 강관을 굴착공에 억지박음함으로써 지표하부 오염방지에 가름하는 사례가 다반사이며 깊은 심도의 경우에도 종래 공법으로는 한계를 가질 수밖에 없는 실정이었다. 따라서, 본 연구에서는 차폐 팩카(Protection Packer)를 이용하여 고, 저심도의 어느 지하수 심정에서나 용이하게 역주입 상향그라우팅이 가능한 여건이 될 수 있도록 시공 사례를 통해 연구를 수행하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
• /
• pp.561-564
• /
• 2003

강변여과수 개발 예정지역인 함안군 칠서지역의 수질특성을 알아보기 위해 2003년 4월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 강변여과수 양수정, 관측정, 주변지역 지하수 및 낙동강 원수 등 총 38개의 물시료를 채수하여 분석하였다. 용존 이온 분석 결과 연구 지역 지하수의 경우는 Ca-HCO$_3$ 유형 또는 Ca-Cl 유형에 속하며, 조사 지점에 따라 충적층 및 암반 지하수의 특징이 확연히 구분되었다. 조사된 지하수의 경우, 질산성질소와 철, 망간의 농도가 다른 성분에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 외의 중금속의 오염은 미미한 것으로 나타난다. 낙동강 원수의 경우 질산성 질소, 철, 망간은 지하수에 비해 낮은 것으로 나타났으나, 조류의 영향으로 매우 높은 pH 값을 보여주었다. 채수된 전체 시료의 분석 결과, 질산성질소(39.1%), 철(13%), 망간(39.1%)이 주로 먹는 물 수질기준을 초과하는 항목으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.346-349
• /
• 2006

본 연구에서는 WHPAs와 GIS 프로그램을 이용하여, 지하댐 건설 후 지하수를 효율적이고 안정적으로 양수하기 위해 관정 설치위치를 선정하고, 양수 시 영향반경을 예측하였다. A관정의 지하수 유동방향은 북서방향이고, B관정은 남쪽방향 그리고 C관정은 남서방향이다. 세 개의 관정(A, B, C)에 대하여 양수시 지하수 영향반경 해석을 수행하였다. A관정은 지하수 유동방향이 하천을 향하고 있어 하천의 영향이 적기 때문에 양수 시간에 따른 지하수 영향반경이 크게 차이가 나타난 반면에, B관정과 C관정은 주변의 지하수 유동방향과 하천의 영향으로 양수 시간이 늘어나도 지하수위 영향반경의 면적에 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.12-12
• /
• 2023

지하수자원 관리의 정량적 및 정성적 측면에 있어, 최첨단 인공지능 언어 모델인 ChatGPT의 혁신적인 기능이 활용될 수 있다. 본 발표에서는 지하수 자료에 대한 분석과 도출된 문제의 중요도에 따른 목표를 설정, 그리고 지하수 관리 전략 개발에 있어서의 ChatGPT 활용 방법을 논의할 것이다. 이를 위한 구체적 사례로, 지하수자원 관리에 활용될 수 있는 다양한 도구들의 개발과 고도화에 ChatGPT가 기여하는 방식을 살펴볼 것이다. 이러한 개별 도구들은 지하수자원 관리 결정에 있어 더 나은 예측 및 평가를 제공하여, 지하수 자원 관리의 효율성을 도모할 수 있다. 또한, ChatGPT의 문제 발견 및 해결책 제안 능력에 대해서도 다룰 것이다. 이를 통해 지하수 관리에 있어서의 다양한 문제를 식별하고, 이해당사자들이 보다 효과적으로 대응할 수 있는 방안을 찾아낼 수 있을 것이다. 또한 ChatGPT가 제공하는 다양한 정보 및 문제에 대한 솔루션 접근 방식을 활용한 브레인스토밍 방법을 설명할 것이다. 추가적으로, 일반 인공지능(AGI)의 개발에 근접하면서 지하수 관리의 자동화 및 가속화 그리고 산업 및 환경에 미칠 수 있는 영향에 대해 고찰해 볼 것이다. 이를 위하여, ChatGPT와 같은 인공지능 기술이 더욱 고도화되고 향상되면서, 지하수 관리 및 관련 분야에서의 의사결정, 계획 수립, 그리고 모니터링과 같은 작업들이 어떻게 변화할지에 대하여 토의할 것이다. 본 발표는 지하수 자원 관리 분야에서 ChatGPT와 같은 인공지능 기반 접근법의 가치를 보여주며, 복잡한 지하수 환경 문제를 해결하는 데 있어 첨단 기술의 활용 가능성을 강조할 것이다. 또한, AGI가 등장할 때까지 여전히 요구되는 지하수 분야 도메인 지식과 전문기술의 중요성을 강조할 것이다. 지하수 관리자들의 도메인 지식과 전문적 기술은 인공지능 기반 도구와 결합되어 보다 정확한 분석, 예측 및 해결책 도출을 가속화하며 정교화할 것이다. 결론적으로, 지하수 관리에 대한 종합적인 이해와 전문성을 갖춘 전문가들의 인공지능 기술활용은 지속가능한 지하수의 첨단 관리 효과적 달성에 중요한 계기가 될 것으로 판단한다.

• 자원환경지질
• /
• 제41권4호
• /
• pp.443-451
• /
• 2008

지하수 함양은 수문학적으로 복잡한 프로세스로서 강우의 빈도, 강도, 지속시간, 계절적 분포 뿐 아니라 온도, 습도, 풍속과 같은 기상인자, 그리고 지하수위 상부에 존재하는 토양 및 암반층의 특성과 깊이, 지표의 지형과 식생분포 및 토지이용과도 관련된다(Memon, 1995). 이러한 지하수 함양량의 영향요소를 반영하기 위해 연속 유역수문모형인 SWAT-K를 이용하여 충주댐 상류 유역의 지하수 함양량을 계산하였다. 우리나라에서는 10년 빈도 갈수시 강수량에 함양계수를 곱하여 지역별 개발가능량을 산정한다. 본 연구에서는 빈도해석을 통한 10년 빈도 갈수시의 함양량을 추정, 이를 기존 개발가능량 값과 비교, 검토하는 방식으로 충주댐 상류유역의 지하수 개발가능량을 평가하였으며, 이같은 계산 절차를 통해 지하수 개발가능량을 산정하는 기존 절차의 문제점을 제시할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1890-1894
• /
• 2006

해안지하수유출량의 평가는 물수지분석에 있어 불확실성이 큰 요인인 지하수 함양량에 대한 정밀도를 높일 수 있으며 해안지역의 수자원 개발가능량의 근거를 제시 할 수 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 해안지역의 지하수유출량 평가를 위하여 지하수기초조사보고서와 광역지하수보고서를 이용하여 지하수유출량 산정을 위한 기초자료를 수집하고 이를 바탕으로 정밀지하수해안유출량 및 주요하천권역별 지하수해안 유출량을 산정하였다. 전국의 해안지역 중 낙동강권역, 영산강-섬진강권역, 금강권역의 지하수기초조사사업이 수행된 지역을 대상으로 지하수 및 대수층특성자료에 대하여 지하수기초조사보고서를 중심으로 조사하고 Darcy의 법칙을 적용하여 연안유역의 정밀 지하수해안유출량을 산정하였다. 지하수기초조사가 수립되지 않은 지역은 광역지하수조사보고서를 이용하여 지하수해안유출량를 산정하고 이를 정밀지하수해안유출량과 통합하여 주요하천권역별 지하수해안유출량을 평가하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제47권6호
• /
• pp.635-643
• /
• 2014

현재 우리나라의 지하수 개발가능량은 10년빈도 갈수시 함양량으로 결정되며 일정면적 이상의 수문학적 유역 또는 행정구역별로 넓게 구분되어 있어 소규모 유역의 지하수 영향평가에 적용하기가 어려운 면이 있다. 이에 본 연구에서는 셀기반의 지하수 개발가능량을 추정하는 새로운 기법을 경주지역에 대해 제시하였다. 이를 위해 지표수-지하수 통합 수문해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 이용하여 셀기반 지하수 함양량을 산정하였다. 지하수 개발가능량을 결정하는 기준은 10년빈도 갈수시 강수량에 함양계수를 곱하여 추정하는 기존방식을 준용했다. 격자별 개발가능량을 산정한 후에는 목적에 따라 경주지역에서 143개로 세분화된 소유역별, 읍면리등 행정구역별로 개발가능량을 제시할 수 있었다. 지하수 이용량과 개발가능량을 연계하여 분석한 결과 경주시 전체 이용율은 평균 24%의 비교적 양호한 이용률을 보였으나 지역적으로는 7.1~108.8%까지 편차가 큰 이용현황을 보이는 것을 쉽게 확인할 수 있었다. 또한 임의의 시군구에서 지역별 추가 개발가능량도 평가할 수 있어 그 활용성이 기대된다.