• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.516-516
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• 2015

본 연구는 한강유역($2,6018km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수량측면의 유역 건전성을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 한강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 하천유량, 다목적댐(소양강댐, 충주댐, 횡성댐) 운영자료, 다기능보(강천보, 여주보, 이포보) 운영자료, 증발산량, 토양수분 자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 한강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 실측 지하수위, 증발산, 토양수분 자료를 이용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2014)을 실시하였다. 그 결과 토양수분으로부터 증발산이 발생하고 유출 및 지하수까지 영향을 미치는 물수지 현상을 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 이후 유역의 수량측면의 건전성 평가를 위한 수문요소로 하천 유출량, 증발산량, 침투, 침루, 기저유출, 토양수분, 지하수 함양량 등을 도출하고 유역의 물순환을 해석하여 유역의 건전성을 평가하였다.

• Spatial Information Research
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• 제4권1호
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• pp.1-11
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• 1996

지하수 오염가능성을 분석하기 위한 DRASTIC시스템은 미국 EPA(Environmental Protection Agency)에서 개발한 것으로 수리지질학적 요소들을 이용하여 상대적으로 오염가능성을 평가하는 표준화된 시스템이다. DRASTIC시스템은 우물(취수정) 위치선정, 쓰레기 매립지 적지선정, 토지이용 등에 지하수 보호 기초자료로 이용될 수 있고, 지하수 오염 감시 목적과 정화를 위해 이용되기도 한다. 본 연구는 이 시스템을 사용하여 충주호 주변지역의 광역적인 지하수 오염 가능성을 GIS를 활용하여 분석하였다. 금번 연구에 사용된 수리지질학적 요인은 지하수위, 충지량, 대수층, 토양, 경사, 수리 전도도 등이다. 또한 충주호 주변의 실제 오염자료(질소, 인)들의 일부 정량적 분석치를 이용하여 지하수의 비점오염원에 대한 위험도를 분석하였다. GIS 데이타베이스를 활용하여 출력된 도면들은 지하수 오염 가능성 및 위험 정도를 한눈에 쉽고 빠르게 파악할 수 있게 하였으며, AML(ARC Macro Language)로 작성된 그래픽 사용자 인터페이스 프로그램은 많은 양의 분석자료들을 빠른 시간에 손쉽게 처리할 수 있게 하였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.101-109
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• 1996

본 연구에서 사용한 DRASTIC 시스템은 미국 EPA에서 개발한 것으로, 수리지질학적 인자를 사용하여 상대적인 지하수 오염 가능성을 분석하는데 널리 이용된다. 또한 정호 및 매립지 위치 선정과 지하수 보호책으로의 토지이용 기초자료, 감시 목적과 오염지역 복원시 자금을 효율적으로 할당하는데 유용하게 이용될 수 있다. 본 연구는 이러한 시스템을 이용하여 충주호 주변의 지하수 오염 가능성을 분석한 것이다. 이번 연구에서는 지하수면의 깊이, 함양도, 대수층과 토양의 구성성분, 지형과 수리전도도의 수리지질학적 인자를 사용하였다. 보다 정밀한 분석을 위해 원격탐사자료에서 끌어낸 선구조를 DRASTIC 시스템에 이용하였다. 본 연구에서는 지구정보시스템(GIS)과 그래픽 사용자 인터페이스를 개발 연구하여 지하수 오염 가능성과 위험도를 지도화하여 쉽고 빠르게 이해할 수 있도록 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.102-102
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• 2015

최근 중소규모 하천은 하천수 및 하천변 지하수 이용의 증가와 토지이용변화 등 유역 내 수문인자의 특성 변화로 인해 하천의 건천화가 점증하고 있어 하천 환경이 악화되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 격자기반의 분포형 장기수문 모델(PGA-CC)을 이용하여 과거 수십년동안 토지이용변화에 따른 하천 건천화 영향을 평가하였다. 실제 건천화가 진행되고 있는 삽교천 상류유역($358.8km^2$)을 선정하였고 토지이용변화분석을 위해 과거 1975년 토지이용도(Past), 현재 2008년 토지이용도(Present)를 구축하였다. 각각의 토지이용 항목 중 변화율이 가장 높은 도시비율은 과거 토지이용도에서는 2.6 %였으며 현재 토지이용도에서는 11.3 %로 8.7 %가 증가하였다. 모델 검보정은 최근 7년(2005-2011)동안 최종유역출구지점에서 유출 검보정을 실시하였다. 그 결과 NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency)은 평균 0.71로 유출량의 모의값과 실측값이 유효한 것으로 나타났다. 건천화를 평가하기 위해 시험유역에서의 5 WPs (Watching Points)를 선정하여 과거 및 현재 토지이용조건을 모의하고 유황분석을 통한 갈수 변화량 분석을 실시하였다. 건천화 빈도분석을 위해 GEV (Generalized Extreme Value) 갈수빈도분석을 실시하여 과거 토지이용 모의결과 산정된 평균 갈수량($m^3/s$) 이하로 낮아지는 유출량 일수를 계산하였다. 최종유역출구에서 과거 및 현재 토지이용도에서 모의된 평균갈수량은 각각 $3.27m^3/s$ 및 $3.11m^3/s$로 나타났다. GEV 갈수빈도분석결과 과거 토지이용조건에서의 평균갈수량은 $3.20m^3/s$(재현기간 2.33년)으로 나타났다. 도시증가에 따른 인구증가는 지하수 사용량에 증가를 가져온다. 이는, 건천화에 영향을 미치며 본 연구에서는 지하수이용량 자료(1998-2011)를 이용하여 도시면적과 지하수이용량의 선형회귀분석을 실시하여 과거 22년 지하수 사용량을 예측하였다. 그 결과 지하수사용량 증가는 토지이용변화와 복합적으로 상류유역에 하천의 변화를 가속시키는 것으로 나타냈다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.14-14
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• 2023

산업발전에 따른 인구증가, 기후위기에 따른 가뭄 및 물 부족심화, 그리고 수질오염 등은 2015년 제79차 UN총회의 물 안보측면에서 국제사회의 물 분야 위기관리를 위해 2030년을 지속가능한 발전 목표(Sustainable Development Goals)로 하였다. 또한, 현재 물 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum) 의장 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)부터 주창된 제4차 산업혁명로 인해 현재 물 산업의 패러다임 또한 급속히 변화하고 있다. 이는 컴퓨터를 기반으로 하는 CPS(Cyber Physical System) 및 DT(Digital Twin) 연계 분석방식의 혁신을 일컫는다. 2002년경에 DT의 기본개념이 제시되었고, 2006년경에는 Embedded System에서의 DT와 같은 개념으로 CPS의 용어가 등장했다. DT는 현실세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 및 모의(Simulation)할 수 있도록 하고, 모의결과를 가상시스템으로 현실세계를 최적화 체계 구현 기술을 말한다. DT의 6가지 기능은 ① 실제 데이터(Live Data), ② 모사, ③ 분석정보(Analytics), ④ 모의, ⑤ 예측(Predictions), ⑥ 자동화(Automation) 이다. 또한, CPS는 대규모 센서 및 액추에이터(Actuator)를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템을 말한다. CPS는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경인지 기능을 수행한다. 센서로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS의 6가지 구성요소는 ① 상호 운용성(Interoperability), ② 가상화(Virtualization), ③ 분산화(Decentralization), ④ 실시간(Real-time Capability), ⑤ 서비스 오리엔테이션(Service Orientation), ⑥ 모듈화(Modularity)이다. DT와 CPS는 본질적으로 같은 목적, 내용, 그리고 결과를 만들어내고자 하는 같은 종류의 기술이라고 할 수 있다. CPS 및 DT는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있으며, 토양-지하수 센서를 포함한 관측기술을 통해 환경인지 기능을 수행한다. 지하수 관측기술로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간 및 디지털 트윈 공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS 및 DT의 기본 요소들을 실현시키는 것은 양질의 데이터를 모니터링할 수 있는 정확하고 정밀한 1차원 연직 프로파일링 관측기술이며, 이를 토대로 한 수자원 관련 빅데이터의 증가, 빅데이터의 저장과 분석을 가능하게 하는 플랫폼의 개발이다. 본 연구는 CPS 및 DT 기반 토양수분-지하수 관측기술을 이용한 지표수-지하수 연계, 지하수 순환 및 관리, 정수 운영 및 진단프로그램 개발을 위한 토양수분-지하수 관측장치를 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈 시뮬레이터 시스템 개발 방향으로 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.498-502
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• 2007

대구지역은 최근 30년간(1974년${\sim}$2003년)의 연평균 강수량이 1,065.3mm로 전국 평균의 1,305mm보다 상당히 적으며 특히 연강수량의 약 68%가 6월${\sim}$9월중에 집중되고 있다. 수자원 현황이 다른 지역에 비하여 열악하지만 용수수요량은 지속적으로 증가하고 있어 지표수의 이용만으로 용수수요를 만족하기에는 부족한 실정이며 지하수의 적절한 개발이 불가피한 실정이다. 용수수요의 충족을 위해서는 물공급 시스템의 중요한 요소로 평가되는 지하수의 체계적인 관리와 효율적인 운영이 필요하며 이를 위해서 대상지역에 대한 지하수함양량의 파악이 우선적으로 이루어져야 한다. 지하수함양량은 강수양상, 토양특성과 토지이용상태 등에 크게 영향을 받음으로 이에 의한 영향을 고려할 수 있는 NRCS-CN방법을 이용하여 1996${\sim}$2005년간의 최근 10년간의 지하수함양량을 산정하였다. 지하수함양량 산정결과 연평균 1,183.8mm의 강우량에 대하여 연평균 지하수함양량이 291.8mm, 연평균 함양률이 24.7%로 나타났다. 계절별 연평균 함양량과 함양률을 산정한 결과 여름철에는 평균 679mm의 강우량이 발생하였으며 동기간의 평균 지하수함양량이 186mm, 평균 함양률이 27%로 나타났다. 겨울철에는 평균 56mm의 강우량이 발생하였으며 평균 지하수함양량은 6mm, 평균 지하수함양률이 10%로 나타났다. 따라서 강수에 의한 지하수함양량은 유역특성 뿐만 아니라 강수특성에도 많은 영향을 받고 계절적 요인도 작용한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.131-133
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• 1998

LPG 공동이 위치한 곳의 지하수 흐름은 단층이나 절리면 같은 자연적인 요인과 수막터널, LPG 공동의 인공적 요인에 의해 동시에 영향을 받게 된다 1985년부터 1997까지의 수위변화를 통해 분석한 결과 연구지역의 지하수위 변동은 크게 강우와 공동운영압에 의해 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 관측정의 수위 강하와 공동누입수의 감소에 대한 문제는 94, 95년 연구지역의 가뭄에 따른 지하수 유입량의 감소에 따른 것으로 판단되며 미생물에 의한 clogging은 명확하지 않은 것으로 판단된다. 지하수의 수리지구화학 분석 결과 연구지역 지하수는 단층이 지하수 흐름의 통로가 될 수 있음을 보여주었으며 강우와 세정제가 지하수 화학에 가장 영향을 많이 미치는 것으로 분석되었다. 미생물 세정작업에 사용된 차아 염소산나트륨용액은 pH, Na, Cl의 증가를 유발하였으며 지화학 모델 계산 결과 방해석의 포화지수를 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.335-338
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• 2002

방사성폐기물처분연구의 일환으로 화강암지역내 심부지하수에 대한 지화학특성조사가 수행되었다. 지하수 시료는 다중패커시스템이 설치된 심부시추공으로부터 심도별로 채취되었으며, 계속적인 지화학 및 동위원소에 대한 모니터링이 진행되고 있다. 심부지하수는 pH가 약10.0이며 Na-HCO$_3$형으로 지화학적으로 특징되며, 지표로 250m이하의 심도에서는 거의 동일한 지화학적 특성을 보인다. 동위원소결과는 심부지하수는 천수기원임을 보이며, 천부지하수에 비해 약500~1,000m 높은 고도에서 함양되었음을 보여준다. 250m이하의 심부지하수는 50년이상의 체류시간을 갖음을 나타낸다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.9-15
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• 2013

본 논문은 온실하우스 시설내의 지하수 오염방지를 위한 유비쿼터스를 이용한 펌핑 시스템의 원격제어기 개발에 있다. 본 연구에서는 수막재배에서 펌프 살수에 대한 온도와 습도를 자동으로 제어한다. 이는 지하수의 무분별한 개발을 방지하고, 또한, 물 부족인 폐공의 경우 보완조치를 못하여 환경오염의 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 연구 결과, 최적의 농작물 관리와 펌프 제어를 통해 무분별한 지하수 사용과 고갈을 막고 전기료 절감 등의 장점을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제11D권4호
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• pp.893-900
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• 2004

이 논문은 지리정보시스템의 응용분야에 적합한 소프트웨어 시스템을 개발하는 방법을 규정하고자 한다. 그리고 객체 지향 광간 모델에 기반한 지하수 관정 안전성 평가를 위한 시스템 구현을 위하여 기능과 역할에 따라 유형적으로 분석하고자 한다 지하수 관정 사용자 인터페이스를 설계하기 위해서 여러 응용분야에 적응할 수 있는 필수적인 컴포넌트만 분류할 수 있는 프레임워크를 제안하고자 한다 응용영역에 적합한 유형을 규정하고 객체지향 방법론에 기반한 UML을 이용하여 분석유형을 설계함으로서 대규모 개방 시스템을 개발하고 배포할 수 있는 컴포넌트의 재사용성을 증가시키는데 기여하고자 한다.