• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.2
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• pp.248-256
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• 2017

Groundwater drawdown was pointed out as one of the causes of induced settlement on high speed railways, especially concrete track. In this study, the effect of groundwater variation on settlement was evaluated through a comparison of field measurements with numerical analysis results. A trial and error method, i.e., repeated numerical analyses by changing material properties, was used to calibrate the model. The model was applied to investigate the effect of groundwater drawdown, thickness of soft layer, and embankment height on residual settlement after concrete track completion. A soft layer thicker than 4m would result in more than 30mm of settlement; a detailed analysis of groundwater behavior thus should be conducted from the design stage to construction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1905-1909
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• 2006

지하수 함양량을 정확하게 산정하는 것은 지하수계의 적절한 관리를 위해서 매우 중요하다. 국내에서 주로 사용되는 지하수 함양량 추정방법은 지하수위 변동법, 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법 등이 있다. 그러나, 이들 방법은 집중형 개념을 기반으로 하기 때문에 기후조건, 토지이용, 토양조건, 수리지질학적 비균질성에 의한 함양량의 시공간적 변동성을 구현할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 유역의 비균질성을 반영할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 지하수 함양량을 산정하는 방법을 제시하고자 한다. SWAT 모형은 유역내 일단위 지표면 유출량, 증발산량, 토양저류량, 함양량, 지하수유출량 등의 수문성분을 계산할 수 있는 모형이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 미호천 유역의 최상류인 무심천 유역에 적용하였다. 2001년 - 2004년까지의 기간동안 지하수 함양량을 포함한 유역의 일단위 수문성분들을 모의하였으며, 유역출구점에서의 실측 일유출자료와 모의 일유출자료의 비교를 통해서 모의결과의 유효성을 검토하였다. 지하수 함양량의 시공간적 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량의 변동성은 토지이용 변화뿐만 아니라, 유역경사와 같은 지형인자에도 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.21 no.4
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• pp.337-348
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• 2011

We examined temporal variations in and relationships among groundwater level, groundwater temperature, and electric conductivity, and estimated groundwater recharge at Jeju Island. The time lag and regulation time of groundwater level data revealed that monitoring well in Ansung (JM-AS) has the highest auto-correlation. The cross-correlations for electric conductivity-water level, precipitation-water level, and air temperature-water temperature revealed that monitoring well in Seogwi-2 (JR-SG2) (electric conductivity-water level), monitoring well in Hamo (JD-HM) (precipitation-water level), and monitoring well in Wonjongjang-2 (JT-WJJ2) (air temperature-water temperature) had the highest cross-correlations. The average groundwater recharge ratio was 39.61%, and the average groundwater recharge amount was 1,153,490,407 $m^3/yr$, which is consistent with the results of previous studies.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.331-331
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• 2016

기후변화의 영향으로 인하여 가뭄의 발생이 잦아지고 그 기간은 늘어나고 있다. 특히 2015년에는 충남 서부 지역에 제한급수가 실시되는 등의 피해가 발생하였으며, 올해에도 일부 지역에 가뭄 피해가 예상되고 있다. 이에 따라 가뭄에 대비하기 위한 방안의 하나로, 해수담수화 및 지하수와 같은 대체 수자원 개발의 요구가 높아지고 있다. 특히 지하수의 경우에는 단기간에 최소한의 비용으로 안전한 용수(用水)를 확보할 수 있다는 측면에서 그 효용성이 높다. 그러나 지하수 역시 지표수와 마찬가지로 한정된 자원이며 생성과정에 상당한 시일이 걸린다는 점을 고려할 때, 그 활용을 위해서는 다음과 같은 정책적 고려가 필요해 보인다. 우리나라 지하수는 개별법에 따라 5개 중앙부처 및 지자체에서 소관업무별로 관리하고 있어, 체계적 관리와 자료의 통합 연계에 어려움이 있다. 또한 기본법 성격을 지닌 "지하수법"에서도 지하수 관리 등에 대해 다른 법률에 특별한 규정이 있는 경우에는 해당 법률에 따르도록 규정하여(법 제4조), 합리적 제도 개선에 한계가 있다. "온천법" 등 타법에 의한 지하수 개발 이용관련 인허가 사항을 "지하수법"으로 일원화하여 기본법으로의 역할을 강화하고, 지역별 사업별 관리는 개별 계획을 수립하도록 하는 등 체계적인 지하수의 개발 보전 정책이 필요하다. 국내 지하수 사용은 주로 관정(管井) 개발을 통해 이루어지는데, 무분별한 신규 관정의 개발은 지하수 고갈, 지반침하(sink hole)와 더불어 지하수의 수질 악화를 야기할 수 있다. 관정 개발의 실패로 발생하는 실패공은 노후 관정 및 폐관정과 더불어 방치되는 경우가 많은데, 오염물질 유입으로 지하수를 오염시키는 주요 원인으로 작용한다. 오염된 지하수는 지표수에 비하여 수질을 복원하는데 오랜 시일과 노력이 필요하므로, 사용하지 않는 불용공(不用孔)을 원상 복구하는 등 지하수의 개발에서 사후조치에 이르기까지의 체계적인 관리가 필요하다. 국토교통부는 지하수에 대한 체계적인 관리를 위해, '지하수 기초조사', '지하수 수위변동 실태조사' 및 '지하수시설 전수조사'를 실시하고 있다. 그런데 지하수 기초조사는 "지하수법" 제5조에 근거하여 1997년부터 실시되고 있으나, 예산 및 인력 부족 등으로 20여년이 지난 지금까지도 조사가 마무리되지 못하고 있는 실정이다. 한편 지하수 수위변동 실태조사는 "지하수법" 제17조 등에 근거하여 시행되고 있는 반면, 지하수시설 전수조사는 근거 법률이 마련되어 미비하다. 지하수시설 전수조사는 전국의 모든 관정, 집수정(集水井), 지하댐(underground dam) 등의 지하수 시설을 대상으로 실시되므로, 조사의 방법, 대상, 시행 절차 및 주기 등에 대한 규정 마련을 통해 관련 자료를 지속적으로 보완 관리할 필요가 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.11
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• pp.903-911
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• 2022

Groundwater, one of the resources for supplying water, fluctuates in water level due to various natural factors. Recently, research has been conducted to predict fluctuations in groundwater levels using Artificial Neural Network (ANN). Previously, among operators in ANN, Gradient Descent (GD)-based Optimizers were used as Optimizer that affect learning. GD-based Optimizers have disadvantages of initial correlation dependence and absence of solution comparison and storage structure. This study developed Gradient Descent combined with Harmony Search (GDHS), a new Optimizer that combined GD and Harmony Search (HS) to improve the shortcomings of GD-based Optimizers. To evaluate the performance of GDHS, groundwater level at Icheon Yullhyeon observation station were learned and predicted using Multi Layer Perceptron (MLP). Mean Squared Error (MSE) and Mean Absolute Error (MAE) were used to compare the performance of MLP using GD and GDHS. Comparing the learning results, GDHS had lower maximum, minimum, average and Standard Deviation (SD) of MSE than GD. Comparing the prediction results, GDHS was evaluated to have a lower error in all of the evaluation index than GD.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.29 no.3
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• pp.265-277
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• 2019

Changes in the amount, intensity, frequency, and type of precipitation, in conjunction with global warming and climate change, critically impact groundwater recharge and associated groundwater level fluctuations. Monthly gravity levels by the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) are acquired to monitor total water storage changes at regional and global scales. However, there are inherent difficulties in quantitatively relating the GRACE observations to groundwater level data due to the difficulties in spatially representing groundwater levels. Here three local interpolation methods (kriging, inverse distance weighted, and natural neighbor) were implemented to estimate the areal distribution of groundwater recharge changes in South Korea during the 2002-2016 period. The interpolated monthly groundwater recharge changes are compared with the GRACE-derived groundwater storage changes. There is a weak decrease in the groundwater recharge changes over time in both the GRACE observations and groundwater measurements, with the rate of groundwater recharge change exhibiting mean and median values of -0.01 and -0.02 cm/month, respectively.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.3
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• pp.403-412
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• 2015

We summarize the status of exploitable groundwater reserves in Korea based on reports of the National Basic Groundwater Plan, and review methods for estimating groundwater recharge rates, as recharge is a key factor in the estimation of exploitable groundwater reserves. We also outline the various methods used to assess exploitable groundwater reserves in previous groundwater investigation reports. Regarding advancements in the estimation of exploitable groundwater, we recommend that enhanced estimation methodologies (e.g., the water balance method and the advanced water table fluctuation method) and sustainable groundwater management concepts be adopted in the near future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.381-381
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• 2017

수자원 분야에 대한 기후변화의 영향은 홍수, 가뭄 등 극치 수문사상의 증가와 변동성 확대를 초래하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 예년에 비해 발생빈도 및 심도가 증가한 가뭄에 대한 모니터링 및 피해경감을 위해 정부에서는 국민안전처를 비롯한 관계기관 합동으로 생활 공업 농업용수 등 분야별 가뭄정보를 제공하고 있다. 국토교통부와 환경부는 생활 및 공업용수 분야의 가뭄정보 제공을 위해 광역 지방 상수도를 이용하는 급수 지역과 마을상수도, 소규모급수시설 등 미급수지역의 용수수급 정보를 분석하여 가뭄 분석정보를 제공 중에 있다. 하지만, 미급수지역에 대한 가뭄 예?경보는 기준이 되는 수원정보의 부재로 기상 가뭄지수인 SPI6를 이용하여 정보를 생산하고 있다. 기상학적 가뭄 상황과 물부족에 의한 체감 가뭄은 차이가 있으며, 미급수 지역의 경우 지하수를 주 수원으로 사용하는 지역이 대부분으로 기상학적 가뭄지수인 SPI6를 이용한 가뭄정보로 실제 물수급 상황을 반영하기는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미급수지역의 주요 수원인 지하수의 수위 상황을 반영한 가뭄모니터링 기법을 개발하고자 하였으며, 가용량 분석이 현실적으로 어려운 지하수의 특성을 고려하여 수위 거동의 통계적 분석을 통해 가뭄을 모니터링 할 수 있는 방법으로 접근하였다. 국가지하수관측소 중 관측기간이 10년 이상이고 강우와의 상관성이 높은 관측소들을 선정한 후, 일수위 관측자료를 월별로 분리하여 1월~12월 각 월에 대해 핵밀도 함수 추정기법(kernel densitiy estimation)을 적용하여 월별 지하수위 분포 특성을 도출하였다. 각 관측소별 관측수위 분포에 대해 백분위수(percentile)를 이용하여, 25%~100% 사이는 정상, 10%~25% 사이는 주의단계, 5%~10% 사이는 심한가뭄, 5% 이하는 매우심함으로 가뭄의 단계를 구분하였다. 각 백분위수에 해당하는 수위 값은 추정된 Kernel Density와 Quantile Function을 이용하여 산정하였고, 최근 10일 평균수위를 현재의 수위로 설정하여 가뭄의 정도를 분류하였다. 분석된 결과는 관측소를 기점으로 역거리가중법(inverse distance weighting)을 통해 공간 분포를 시켰으며, 수문학적, 지질학적 동질성을 반영하기 위하여 유역도 및 수문지질도를 중첩한 공간연산을 통해 전국 지하수 가뭄상태를 나타내는 지하수위 등급분포도를 작성하였다. 실제 가뭄상황과의 상관성을 분석하기 위해 언론기사를 통해 확인된 가뭄시기와 백문위수 25%이하로 분석된 지하수 가뭄시기를 ROC(receiver operation characteristics) 분석을 통해 비교 검증하였다.

• Geotechnical Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.47-62
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• 1994

It has been well known that the rainfall-triggered rise of groundwater levels is one of the most important factors resulting the instability of the hillside slopes. Thus, the prediction of porewater pressure is an essential step in the evaluation of landslide hazard. This study involves the development and verification of numerical groundwater flow model for the prediction of groundwater flow fluctuations accounting for both of unsatu나toed flow and saturated flow on steep hillside slopes. The first part of this study is to develop a nomerical groundwater flow model. The numerical technique chosen for this study is the finitro element method in combination with the finite difference method. The finite element method is used to transform the space derivatives and the finite difference method is used to discretize the time domain. The second part of this study is to estimate the unknown model parameters used in the proposed numerical model. There were three parameters to be estimated from input -output record $K_e$, $\psi_e$, b. The Maximum -A-Posteriori(MAP) optimization method is utilized for this purpose, . The developed model is applied to a site in Korea where two debris avalanches of large scale and many landslides of small scale were occurred. The results of example analysis show that the numerical groundwater flow model has a capacity of predicting the fluctuation of groundwater levels due to rainfall reasonably well.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.7 s.156
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• pp.517-526
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• 2005

In Korea, the methods of estimating groundwater recharge can categorized into two groups. One is baseflow separation method by means of groundurater recession curve, the other is water level fluctuation method by using the data from groundwater monitoring wells. Baseflow separation method is based on annual recharge and lumped concept, and water-table fluctuation method is largely dependent on monitoring wells rather than water budget in watershed. However, groundwater recharge rate shows the spatial-temporal variability due to climatic condition, land use and hydrogeological heterogeneity, these methods have various limits to deal with these characteristics. For this purpose, the method of estimating daily recharge rate with spatial variability based on distributed rainfall-runoff model is suggested in this study. Instead of representative recharge rate of large watershed, the subdivided recharge rate with heterogeneous characteristics can be computed in daily base. The estimated daily recharge rate is an advanced quantity reflecting the heterogeneity of hydrogeology, climatic condition, land use as well as physical behaviour of water in soil layers. Therefore, the newly suggested method could be expected to enhance existing methods.