• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.31-31
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• 2020

가뭄 발생 시 국내 농어촌 지자체 대부분은 추가 수원공 확보를 위한 긴급 대책으로 신규 관정을 개발하거나, 저수지와 하천을 준설하여 가뭄 수요에 대응하는 편이다. 이러한 방법은 즉시 대응에는 효과가 있지만, 고가의 비용이 소요되고, 무엇보다도 국지적으로 가뭄이 빈번하게 발생하는 지역에는 적용에 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 최근 기설 관정을 연계 이용하여 지하수 공급 극대화를 도모하는 기술이 제안되었다. 그런데 기설 관정 연계 이용 시 가장 중요한 사항은 모든 관정에서 최대 양수량을 유지하며 지하수를 공급할 수 있도록 관리해야 하는 점이며, 특히 암반관정의 과잉양수로 인한 간섭현상으로 충적관정이 고갈되어 공급가능한 지하수 수량이 오히려 감소되는 것을 사전에 방지하여야 한다. 이 연구에서는 가뭄 발생 시 암반관정(양수정)에서 최대로 양수했을 때에도 주변 충적관정의 양수능이 유지되는 최소 지하수위를 「지하수위 저하 한계치」로 지정하여 관정 연계 이용의 최적화를 도모하였다. 지하수위 저하 한계치 산정을 위하여, Theis의 자유면 대수층 정상류 우물수리 방정식과 지하수영향반겅 설정에 관한 경험식(Schultz, Weber, Kozeny 및 Jacob 경험식)을 이용하였다. 그런데 지정된 지하수위 저하 한계치는 충적관정의 지하수위이므로, 암반관측공만 소재하는 지역에 대해서는 충적층 지하수위 변동과 암반층 지하수위 변동 간의 상관분석을 통해 암반 관측공의 지하수위 저하 한계치를 추정하였다. 이후, 양수시험 자료(양수정과 주변 관측공의 수위변동 자료)를 이용하여 지하수 대수층의 이방성을 확인하였고, 이를 통해 암반관정의 양수에 따른 간섭을 크게 받는 충적관정과 그렇치 않은 충적관정을 구분하여 이방성에 따른 지하수위 저하 한계치를 수정하고, 상습가뭄 발생지역의 암반관정과 충적관정의 최적 지하수 양수를 도모하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.129-129
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• 2018

최근 가뭄, 강우사상의 변화 등의 자연적 요인과 함께 불투수면적의 증가, 지하수 이용의 증가, 지하구조물 공사 등과 같은 인위적 요인에 의한 지하수위 하강이 문제가 되고 있다. 지하수위의 하강은 지하수자원 부족과 같은 1차적 피해뿐만 아니라 지반침하, 생태계 교란, 농작물 피해, 지하수 오염과 같은 2차 피해를 야기할 수 있다. 지하수자원에 문제가 생긴 경우 단기간에 회복되기가 힘들고 투자할 수 있는 자원이 한정된 현 상황에서 지하수자원 관리 방안을 유역에 대해서 일괄적으로 적용하기에 어려움이 있다. 이를 위해 영산강 본류가 흐르는 행정구역을 대상으로 정량적인 분석을 통하여 지하수자원 관리에 취약한 지역을 선정하고 지하수자원 관리 방안을 적용하는 것이 효율적인 방법이 될 수 있다. 본 연구에서는 영산강 본류가 흐르는 7개 시 군을 대상으로 자료를 수집하였고 취약성 지수를 산정하여 지하수자원 관리 취약성 분석을 실시하였다. 7개 시 군의 자료를 수집하고 Re-scale 기법을 적용하여 표준화 하였고, 취약성 지수를 산정하기 위하여 엔트로피 방법을 통해 산정된 가중치를 적용하였다. 최종 취약성 지수를 지도에 나타내 가시화 하고 지하수자원 관리에 취약한 지역에 대하여 지하수자원 관리 방안 및 시설물 개선 등의 계획을 세운다면 지하수자원 관리 부족에 따른 피해에 효과적인 대응이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.13-13
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• 2020

'20년 3월 현재 전국 3,502개 읍면동 중 73개 읍면동이 지하수를 상수원으로 급수 중이며, 48개 산업단지에서 지하수를 주 수원으로 사용 중이다. 또한 급수 소외지역의 물 공급을 위해 주로 사용되는 소규모수도시설 14,811개 중 12,073개(81.5%)는 지하수를 이용하고 있으며, 그 위치는 전국에 산재해 있다. 이처럼 지하수는 댐, 저수지 및 하천과 더불어 생·공용수의 중요한 수원이라 할 수 있다. 본 연구에서는 급수 소외지역의 주요 수원인 지하수위 현황을 이용한 가뭄 모니터링 및 전망 기법을 개발하고자 하였다. 국가 지하수관측망 중 10년 이상 장기 관측 자료를 보유한 253개 관측소의 일단위 관측자료를 기반으로, 과거 관측수위 분포를 핵밀도함수로 추정하고 Quantile Function을 이용해 현재 수위의 높고 낮은 정도를 Percentile 값으로 산정하였다. 관측소별 지하수위 Percentile은 티센망을 이용해 167개 시군별로 공간평균하고 Percentile의 범위에 따른 가뭄등급을 설정하여 지하수 가뭄 정도를 모니터링 할 수 있는 기법을 제시하였다. 또한 지하수 가뭄을 전망하기 위해 강수와 지하수위의 거시적인 응답특성을 이용하였다. 관측소별로 추정된 핵밀도함수의 누적확률을 표준정규분포의 Quantile로 변환하여 표준지하수지수I(Standardized Groundwater level Index, SGI)를 산정하고, 시군별로 공간을 일치시킨 1~12개월 지속기간별 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)와의 상관관계를 이용해 NARX(nonlinear autoregressive exogenous) 인공신경망 예측모형을 구축하였다. 이를 통해 기상청 정량전망 강수량을 이용해 전국의 1~3개월 후 지하수 가뭄을 빠르게 전망할 수 있는 체계를 구축하고, 생·공용수 분야 국가 가뭄 예·경보의 미급수지역 가뭄현황 및 전망에 활용중이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.127-127
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• 2016

지난 수년간 4대강 살리기 사업으로 해당 하천은 16개 보로 막혔고 이로 인해 하천수위는 과거 대비 보상류지역은 높아지고 보 하류지역은 낮아졌다. 이에 따라 수문학적 관점에서 기존의 지표수-지하수 연계 특성에 많은 변화가 발생하였다. 이러한 특성 변화 등을 관측하기 위하여 4대강 사업 전, 후로 주요하천 주변 제내지에 지하수 관측정이 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 주변 관측정을 대상으로 각 관측정의 지하수위와 지하수위 영향인자들 간의 상관관계를 분석하고, 관측정의 주요영향인자를 판단할 수 있는 지하수 관측정 평가방법을 제시하였다. 각 인자별 상관관계 분석은 피어슨 상관계수를 이용하였으며, 관측정 수위와 주요 영향인자(하천수위, 강우량)의 피어슨 상관계수가 0.7 이상이면 상관성이 높은 것으로 평가하였다. 낙동강 하천 주변 30개소 관측정에 적용한 결과, 10개소는 지하수위와 하천수위와의 상관계수가 0.70~0.93로 상관도가 높은 것으로 평가되었고, 20개소는 지하수와 하천수위와의 상관계수, 지하수와 강우량과의 상관계수 모두 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 대상 관측정의 모니터링 지속여부 결정, 목적에 맞는 대체 관측정 설치 등 향후 관측정들의 효율적이고 합리적인 관리를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.58-58
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• 2020

최근 급속한 지하공간의 개발로 인해 도로함몰 등 지반침하가 지속적으로 발생되어 이에 대한 안전문제가 끊임없이 제기됨에 따라, 원인규명 및 대책방안을 두고 다양한 조사 및 연구가 진행되고 있다. 특히 지하개발 시 필연적으로 발생하는 유출지하수 내 지하수와 함께 토사가 유출될 경우 지반함몰이나 붕괴로 이어져 대규모 재해가 발생할 수 있기 때문에 현장에서 계측되는 데이터를 통해 사전에 지반침하를 감지할 수 있는 경보 시스템이 마련될 필요가 있으며, 이에 대한 기술개발과 관리기준의 변화가 필요하다. 본 연구에서는 현재 지하공간 개발 시 적용되는 지하수 관리 매뉴얼 중 가장 중요한 부분인 계측관리 부분에 관해 문제점을 분석하고 이를 보완하기 위한 계측 관리 및 행정 절차의 문제점을 개선하고자 한다. 지중에서 발생하는 토립자의 이동, 공동발생 및 지반함몰의 거동은 근본적으로 지하수의 이동에 의해 필연적으로 발생되며, 그 규모는 유출지하수량의 발생규모와 상관성이 높게 분석되었다. 계측 관리의 문제를 보완하기 위하여 첫 번째로 지중 굴착 시 계측되는 유출지하수와 지하수위를 연계하여 분석하여 기준을 마련하였고, 추가로 지하수 내 탁도 값을 측정하여 이를 더하여 서로간 상관성 분석을 통해 기존 지하수위 계측자료의 관리기준을 보완하였으며, 최종적으로 현장에서의 계측된 데이터를 통해 지반침하를 사전에 예측할 수 있다. 계측된 데이터의 분석결과 위험도가 감지될 경우 공동발생의 방지 및 복구에 관한 방안이 제시되며, 문제 발생 지점의 범위를 국한하여 신속하고, 경제적으로 해결해 나갈 수 있다. 이를 위해 현행 지하수법의 개선과 행정적 절차가 보완되어야 할 필요가 있다. 이러한 지하공간 개발 시 지하수 관리의 개선으로 사전에 지반침하를 예측 할 수 있고, 이를 통해 재해를 미연에 방지할 뿐만 아니라 건설산업 현장의 스마트 관리체계를 구성하여 미래 지향적인 토목현장 및 국민에 대한 신뢰도를 재고 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.27 no.4
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• pp.94-103
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• 2023

Built in urban ares tunnels is necessary to accurately grasp not only the above-ground environment of the tunnel but also the below-ground environment of the tunnel for design and construct. However, fully coupled analysis of stress and flow is very difficult due to the limited function of the tunnel numerical analysis program and difficulty in using program. This can lead to excessive design that increases the construction cost or occur problems that can lead to accidents during construction. In particular, in the case of an urban tunnel has a low layer soil section above the tunnel and the groundwater level exists in the upper layer of the tunnel. Therefore, a reduction in the groundwater level during underground construction may increase the effective stress of the upper layer and cause the ground to subsidence. So It is necessary to design after accurately evaluating the change in the groundwater level. In this study, the tunnel's behavioral characteristics were analyzed through fully coupled analysis of stress and flow according to the drainage type for an urban underground tunnel.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.801-805
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• 2005

수자원의 이수 및 치수관리에 있어서 우량, 하천수위. 하천유속, 하천유량, 지하수위, 하수유량 등의 수문자료는 가장 기초적이면서 중요한 요소이다. 그럼에도 불구하고 최근까지 우리나라의 수자원관리 실태를 살펴보면 신뢰성 있는 수문자료의 구축이 매우 미비한 실정이며, 이로 인해 하천유역의 수문특성 해석에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 21세기 프론티어연구사업과 관련하여 구축$\cdot$시범운영하고 있는 "안양천 실시간 통합 수문모니터링 시스템"의 운영현황을 소개하고 2단계 사업에서 신규의 구축된 하수근거 모니터링 시스템에 대해 소개하고자 한다. 실시간 통합 수문 모니터링 시스템이란 하천유역내의 강우량, 하천수위, 지하수위, 하수근거유량, 수질 등 수문 상황을 실시간으로 모니터링함으로써 유역내의 수문자료를 구축함은 물론 지하수위와 하천수위와의 연관성, 하천유량 증가의 인한 하수근거로의 우수유입량 등의 분석을 통해 유역 전반에 걸친 물순환체계에 대한 해석과 평가를 내릴 수 있도록 지원하는 시스템이다. 이를 위해 주요 지점에 수문 모니터링 장비를 설치하고, 통신모듈을 통해 현장에서 서버로 모니터링 자료를 실시간으로 전송하고, 전송된 자료를 웹상에서 보여줌으로써 유역관리자의 의사결정지원 자료로 활용할 뿐만 아니라 일반인들에게 거주지역내 하천에 대한 정보를 제공할 수 있게 된다. 또한 안양시청을 시범 행정기관으로 선정하여 안양시에서 운영하고 있는 실시간 수문모니터링 자료를 취합하여 웹상에서 공유할 수 있도록 시스템을 통합하는 방안을 마련하였으며, 향후 안양천에 속해 있는 지자체이 참여를 유도할 예정이다. 안양천 실시간 모니터링 시스템은 안양천 웹페이지(http://anyang.river.or.kr)에서 구현되고 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 1단계 프론티어 사업으로 설치된 4개의 하천수위, 2개의 지하수위 관측시설과 함께, 2단계에 (주)웹솔루스에서 자체적으로 설치 운영하고 있는 2개소의 하수관거 모니터링 관측시설, 그리고 안양시에서 운영하고 있는 5개소의 강우관측소와 7개소의 수위관측소를 모두 통합하여 실시간 자료를 제공하고 있다. 수위자료는 10분단위의 텍스트정보와 그래프형태로 지원되며, 검색기간 설정을 통해 원하는 기간내의 자료를 선별, 검색할 수 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11b
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• pp.1029-1032
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• 2010

제주도의 강수량과 지하수위 상승의 관계와 비강수 때의 지하수위의 하강속도를 분석한 결과 제주도 동쪽 지역은 강우가 왔을 때 지하수위의 상승이 높지 않은데 비해 하강속도는 느리며 서쪽 지역은 강우에 의해 지하수위가 많이 상승하나 비가 오지 않으면 수위가 빨리 하강하였다. 제주도의 최대 함양 부피는 강수량이 가장 많았던 2007년 태풍 나리 때 $1.67{\times}10^{10}m^3$로 나타났다. 만약 현재 추산되고 있는 제주도의 함양률 46.1%를 적용한다면 이 때의 함양량은 $0.34{\times}10^9m^2$이며 공극률은 약 5% 정도가 될 것으로 추정된다. 지하수위의 변동은 강수량에 의해 좌우 되는데 2001-2009년간의 평균 변동폭은 5.53m이다. 변동 폭이 많이 오른 때는 대부분 태풍이 지나간 후이며 가장 높은 변동폭은 2007년 9월에 태풍 나리 후의 14.74m이다. 최저의 평균 상승폭이 1m도 되지 않은 경우가 있으며 이럴 경우 심각한 물부족 현상이 나타날 수 있을 것으로 보인다. 강수량과 지하수위 관계를 분석한 결과 지하수를 대규모로 사용할 필요가 있을 때는 동쪽보다 서쪽지역이 유리한 조건을 가지고 있으며, 지하수위 상승폭이 작고 지하수위가 급격하게 낮아질 경우 지하수 사용량을 제한할 필요가 있을 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.423-427
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• 2012

지하수 관측이란 지하수위 하강, 수질오염 등 지하수 장해로부터 지하수를 보전 관리하고 대책을 수립하기 위하여 정기적 및 장기적으로 지하수위, 수질 등 부존된 지하수 특성의 상태와 변화하는 추이를 관찰하여 측정하는 행위를 말한다. 지하수는 지하의 보이지 않는 지층구조에서 매우 천천히 유동하므로 수위하강 및 수질오염 발생을 늦게 인지할 경우 원상회복이 불가능할 수 있고, 지하수 장해를 인지한 이후의 대처과정에서도 기존의 관측자료가 없거나 부족할 경우에는 원인분석과 대책수립이 지연되거나 불가능할 수 있으므로 지하수관리에 있어 관측정호를 설치하고 정기적으로 지하수의 부존 및 유동특성, 배경수질 등의 지하수 관측은 기본적이며 필수적인 요소이다. 따라서 지하수 관측망을 설치하고 운영하기 위해서는 관측 목적을 명확히 정의하고 관측 프로그램이 이를 만족시키도록 구성되어야하며 시간적, 공간적으로 지하수가 변동되는 것을 고려하여 관측 지역 대수층의 유형과 특성 등이 완전히 파악되어야 한다. 필요시 기존 관정을 활용하여 관측하며 관측 항목, 관측 유형, 위치측량 및 관측 주기 등은 관측의 목적에 부합되도록 한다. 관측 데이터의 생성, 전송 및 분석 진행과정 등이 완벽하게 정립되어 데이터의 생성에서부터 활용까지 체계화되어야 하고 지하수와 지표수는 연계된 단일 수자원으로서 지하수 관측은 지표수 관측과 연계되어 설계되고 분석되어야 한다. 또한 취득된 데이터의 정확성은 지속적으로 검토 확인되어야 하며 전문가의 능력을 활용하여 관련 자료의 분석이 이루어지고 데이터의 정도를 높이기 위한 후속조치들이 병행되어야 한다. 그리고 지하수위, 수질 등 관측 자료가 자연적인 지하수 유동 체계에 의하여 변화되는 것이라고 인식될 경우에는 관측 시스템 전반을 재평가하여 보다 효율적인 관측 시스템으로 발전시켜야 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.6
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• pp.981-987
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• 2017

Jeju Island is a volcanic island which has a large permeability. Groundwater is a major water resources and its proper management is essential. Especially, there is a multilevel restriction due to the groundwater level decline during a drought period to protect sea water intrusion. Preliminary countermeasure using long-term groundwater level prediction is necessary to use agricultural groundwater properly. For this purpose, the monthly groundwater level prediction technique by Artificial Neural Network model was developed and applied to the representative monitoring wells. The monthly prediction model showed excellent results for training and test periods. The continuous groundwater level prediction model also developed, which used the monthly forecasted values adaptively as input data. The characteristics of groundwater declines were analyzed under extreme cases without precipitation for several months.