• Title/Summary/Keyword: 지하수위 변화

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Analysis on the temporal and spatial variation of groundwater recharge rate in Jeongup area (정읍지역 지하수 함양량의 시공간적 변동해석)

  • Chung, Il-Moon;Na, Han-Na;Kim, Nam-Won;Lee, Duk-Su
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.2016-2020
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    • 2010
  • 기존에 국내외에서 적용되는 지하수 함양량 추정방법인 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법, 지하수위변동법 등은 집중형 개념을 기반으로 하거나 국지적인 규모로 다뤄지기 때문에 함양량의 시공간적 변동성을 나타내기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 시공간적으로 변하는 지하수 함양량을 정량적으로 추정할 수 있는 기법을 이용, 실제 유역에 적용하였다. 이를 위해 강우-유출 모형은 수문성분 해석 이론이 잘 정립된 SWAT모형과 SWAT모형의 지하수 부분을 MODFLOW모형으로 대체한 SWAT-MODFLOW모형을 선택하였고, 분석 대상유역인 정읍지역을 대상으로 각 소유역 및 수문학적 반응단위(Hydrologic Response Unit: HRU)별로 토지이용과 토양통 특성을 반영하여 지하수 함양량의 시공간적인 변화를 산정하였다. 2001년부터 2008년까지의 소유역별 일단위 지하수 함양량을 산정하였으며, 함양량의 시 공간적 변동성을 분석한 결과 월평균 함양량의 경우 대략 280mm 범위 내에서 유역의 토지이용 및 토양특성, 경사 등에 따라 매우 비 균질하게 분포하는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 산정한 함양량은 지역지하수 관리계획에 유연하고 합리적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Evaluation of Artificial Recharge Characteristics by using the Methods of Ditch and Injection well (Ditch상 인공주입방식을 이용한 인공함양 및 주입량 평가 연구)

  • Lee, Young Dong;Shin, Dong Min;Kim, Byeong Jun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.25-25
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    • 2020
  • 최근 기후변화와 함께 한국은 매년 가뭄이 지속적으로 발생하고 있으며 피해지역도 다양하게 나타나고 있다. 이에, 가뭄에 능동적으로 대처하고, 지하수자원을 확보할 수 있는 인공함양 및 취수시설의 실증시설을 구축하여 상시 가뭄지역을 대상으로 적용하고자 한다. 최종적으로 연구지역의 소규모 평탄지 하천 중·상류지역 충적층에 인공함양을 통해 가뭄대책 마련을 위한 인공 주입시설을 설치하고, 대수층 발달이 양호한 하류지역에 수평집수정을 이용한 취수시설을 설치하여 취수-공급의 지속적인 순환방식의 통합적인 인공주입·취수시스템을 구축하고자 한다. 연구지역은 가뭄 및 상수도 미 보급지역으로 인해 제한급수가 이루어지고 있는 충청남도 홍성군 운곡리 지역을 대상으로 하였으며, 연구지역 주 대수층인 충적층은 시추조사 결과 지표하 0.5~12.3m에 분포하며, 실트질 모래 및 실트질 자갈로 구성되어있다. 대수층의 수리성은 양수 및 회복시험결과 3.79×10-4~7.71×10-3(평균 3.13×10-3)cm/sec로 인공함양을 위한 지반 특성으로 양호한 수리특성을 보인다. 본 연구에서는 연구지역의 지층분포 및 수리지질특성을 고려하여 현장시험 대수층에 인공함양 방법 중 Ditch 및 Ditch+injection Well을 설치하고 공경, 여재등 여러인자에 따른 인공 주입에 의한 함양특성과 수위변동 모니터링을 분석하였으며, 분석결과를 토대로 향후 최적의 취수시설을 구축하여 국내 상시 가뭄지역의 대체수자원확보와 용수공급 방안으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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A Study on the Rock Pressure Wedge Failure During Ground Excavation (대규모 지하굴착시 쐐기파괴로 인하여 발생하는 토압에 관한 연구)

  • 이승호
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.11 no.1
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    • pp.1-11
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    • 2001
  • The geological characteristics of Korea are that we can encounter the rock layer only after 10m of excavation, methods to presume the rock pressure distribution of the rock layer is urgently needed. When using the existing empiric science of Terzaghi-Peck, Tschebotarioff to measure the rock pressure of the rock layer, underestimate the real strength because of the cohesion is ignored. Therefore calculating the horizontal sliding force of wedge block, which includes the dips and shear strength of discontinuities and surcharge load etc., think to be to getting a closer rock stress of the real rock pressure acting upon the earth structure in rock mass. This research use Coulomb soil pressure theory assuming that the backfill soil will yield wedge failure when it has cohesion, applying Prakash-Saran(l963), and then it uses equilibrium of force and shear strength $\tau$=c+$\sigma$tan $\Phi$ of the cliscontinuities. Analyzing shear strength and dips of cliscontinuities using calculated theory according to the status of discontinuities aperture, we were able to find out that because the cohesion and friction angle of the rock layer itself is large enough, how the dip directions and dips facing the excavation face is the only factor deciding whether or not the rock stress is applied. The evaluated theory of this research should be strictly estimated, so that the many parameters such as c, $\Phi$value, types and structures of rock class, excessive lateral pressure, dynamic load, earthquake, needed later when calculating shear strength of discontinuities and especially the ground water effect acting on rock layer should be coumpted with many measuring data achieve at the insite to study the application.

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Analyzing the Change of Surface Water and Groundwater Systems Caused by Tunnel Construction in Northern Ulsan City (울산시 북구 지역 터널 굴착에 의한 지표수계 및 지하수계 변화 분석)

  • Jeon, Hang-Tak;Hamm, Se-Yeong;Lee, Chung-Mo;Lim, Woo-Ri;Yun, Sul-Min;Park, Heung-Jai
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.28 no.1
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    • pp.81-99
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    • 2018
  • Excessive groundwater discharge by tunneling and tunnel operation can lead to groundwater exhaustion and ground subsidence. Therefore, it is very important to evaluate environmental impact and to establish mitigation measures of the impact related to tunnel excavation based on hydrogeological and modeling approaches. This study examined the depletion of surface reservoirs and valley water due to tunnel excavation through field survey, water quality analysis, tracer test, and groundwater modeling. As a result of field water quality test, the concentration of chemical constituents in groundwater discharge into the tunnel is slightly higher than that of valley water. By the result of laboratory water analysis, both valley water and the groundwater belong to $Ca^{2+}+HCO_3{^-}$ type. Tracer test that was conducted between the valley at the injection point and the tunnel, indicates valley water infiltration into the ground and flowing out to the tunnel, with maximum electrical conductance changes of $70{\mu}S/cm$ in the first test and of $40{\mu}S/cm$ in the second test. By groundwater modeling, the groundwater discharge rate into the tunnel during tunnel construction is estimated as $4,942m^3/day$ and groundwater level recovers in 3 years from the tunnel completion. As a result of particle tracking modeling, the nearest particle reaches the tunnel after 6 hours and the farthest particle reaches the tunnel after 9 hours, similarly to the case of the field trace test.

Sensitivity Analysis of the MUSIC Model Parameters (MUSIC모형의 매개변수에 관한 민감도 분석)

  • Im, Jang-Hyuk;Yeoun, Ji-Woong;Park, Sung-Sik;Song, Jai-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.236-240
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    • 2007
  • 최근 집중호우에 의한 피해가 증가함에 따라 도시화에 따른 불투수 면적이 유출량 증가의 주요한 원인으로 지목되고 있으며 도시의 인구집중으로 인한 지하수의 난개발로 지하수 오염 및 고갈이 빠르게 진행되고 있다. 이에 도시의 지속적이고 건전한 물 관리를 위하여 우수유출저감시설이 고려되고 있으며, 정량적인 저감효과의 분석방법이 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 호주에서 물관리 및 우수유출저감을 고려한 도시유역계획을 위해 이용되고 있는 모형에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 MUSIC 향후 국내 우수유출저감시설에 관한 수문 해석시 MUSIC의 적용이 가능할 것으로 판단된다. MUSIC의 매개변수 중 불투수율과 토양특성이 매우 중요한 매개변수로 고려되고 있으므로, 본 연구에서는 투수지역의 최대저류깊이, Soil storage(mm), 강우초기 최대저류깊이의 포화정도 Initial storage(%), 지하수위에 도달할 수 있는 Field capacity(mm), 최대 침투율에 영향을 미치는 건조토양상태의 침투율을 정의하는 계수 a와 함수비 증가에 따른 최대 침투율 감소를 정의하는 지수 b 등의 매개변수에 대해 초기값을 중심으로 일정비율로 각 매개변수를 10단계로 구분하여 민감도 분석을 실시하였다. 주요 매개변수의 민감도 분석 결과로부터 MUSIC의 모의를 위해서는 불투수율의 민감도 변화 범위가 가장 넓고 첨두유출량과 총유출량 변화가 함께 일어나므로, 이를 가장 우선적으로 조정하고 이와 함께 토양특성을 반영하는 Soil storage와 Initial storage를 고려한다면 MUSIC을 이용하여 개발에 의한 유출변화와 다양한 우수침투시설 설치에 따른 저감효과를 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.. 삼요소의 시용 시험결과 그 적량은 10a당 질소 10kg, 인산 5kg, 및 가리 6kg 정도였으며 질소는 8kg 이상의 경우에는 분시할수록 비효가 높았으며 특히 벼의 후기 중점시비에 의하여 1수영화수와 결실율의 증대가 크게 이루어졌다. 3. 파종기와 파종량에 관한 시험결과는 공시품종선단의 파종적기는 4월 25일부터 5월 10일경까지 인데 이 기간중 일찍 파종하는 경우에 파종적량은 10a당 약 8${\ell}$이고 늦은 경우에는 12${\ell}$ 정도였다. 여기서 늦게 파종한 경우 감수의 가장

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Slope Failure Predicting Method Using the Monitoring of Volumetric Water Content in Soil Slope (흙사면의 체적함수비 계측을 통한 사면파괴 예측기법 개발)

  • Kim Man-Il;Nishigaki Makoto
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.16 no.2 s.48
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    • pp.135-143
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    • 2006
  • This study presents the results of a series of laboratory scale slope failure experiments aimed at clarifying the process and the condition leading to the initiation of rainfall-induced slope failures. For the evaluation of hydrologic response of the model slopes in relation the process of failure initiation, measurements were focused on the changes in volumetric water content during the initiation process. The process leading to failure initiation commences by the development of a seepage face. It appears reasonable to conclude that slope failures are a consequence of the instability of seepage area formed at the slope surface during rainfall period. Therefore, this demonstrates the importance of monitoring the development seepage area for useful prediction about the timing of a particular failure event. The hydrologic response of soil slopes leading to failure initiation is characterized by three phases (phase I, II and III) of significant increase in volumetric water content in association with the ingress of wetting front and the rise of groundwater level within the slope. The period of phase III increase in volumetric water content can be used to initiate advance warning towards a failure initiation event. Therefore, for the concept outlined above, direct and continuous monitoring of the change in volumetric water content is likely to provide the possibility for the development of a reliable and effective means of predicting the occurrence of rainfall-induced slope failures.

Analyzing the effect of LID(Low Impact Development) using the CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool) (CAT을 이용한 LID(Low Impact Development) 효과 분석)

  • Jang, Cheol-Hee;Kim, Hyeon-Jun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.278-278
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    • 2012
  • 최근 녹색도시를 지향하면서 도시 내에서의 물의 순환에 대한 관심이 높아지고 있으며 도시계획 단계에서부터 물의 순환을 고려하려는 시도가 이루어지고 있다. 국토해양부, 환경부, 소방방재청 및 지방자치단체들은 법령, 기준, 지침 및 조례 등을 제정하여 물순환을 도시개발 이전의 상태가 될 수 있도록 시설 설치를 유도하고 있다. 그러나, 개별시설들의 조합이 유역규모의 물순환에 미치는 영향 평가는 이루어지고 있지 못한 실정이다. 종래에는 홍수저감을 목적으로 홍수저류지와 침투시설에 대하여 설계하고 시공을 하였으나 장기적인 관점에서 LID 시설의 효과를 평가하여 도시 계획 단계에서 반영하지는 못하였다. 그리고 이들 개별 LID 시설(침투, 저류 등)에 대한 단위 시설의 규모 설계에 그치고 있어 개선 시설이 다중으로 조합되어 분산 계획되었을 경우, 유역 규모에서 물순환의 긍정적인 변화를 판단하기는 어려운 형편이다. 도시지역에서의 LID(Low Impact Development) 효과 분석과 연계된 유역 물순환 해석을 위하여 독일, 호주 및 미국에서는 STORM, Urban Developer, SUSTAIN(System for Urban Stromwater Treatment, and Analysis INtegratration) 및 SWMM LID(Storm Wastewater Management Model LID) 등의 모형을 출시하고 실무에 적용하고 있다. 그러나, 해외에서 개발된 기술은 국내의 유역 환경을 충분히 반영하기 어렵다. 저수지 혹은 하천에서의 취수 등과 같이 국내의 복잡한 물순환 형태를 반영하는데 한계가 있으며, 기존의 물순환 해석모형에 의한 LID 시설을 계획하는 방법은 홍수저감에 국한되어 있고, 하천 유량이나 지하수위 측정 자료가 부족한 대상지역에 대한 장기적인 유역 물순환 및 도시 개발과 같은 토지이용 변화가 물순환에 미치는 영향을 해석하는데 있어 제한이 있고, 개별적으로 설치된 LID 시설들이 유역의 물순환을 개선하는 효과를 종합적, 정량적으로 구현하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 도시 개발 지역의 장기간에 걸친 물순환의 변화를 예측하고 물순환을 개선시키는 대안 시설의 효과를 사전에 평가하는 것을 목표로 김현준 등(한국건설기술연구원, 2011)이 개발한 유역 물순환 해석 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 이용하였다. 특히, CAT은 사용자의 목적에 맞는 다양한 물순환 개선시설(침투시설, 저류지, 습지, 빗물저장 시설, 리사이클 및 외부급수 등)의 구현 및 모의가 가능하도록 개발되었다. 대상유역으로는 경기도 Y지구를 선정하였으며 도시개발 시나리오(전원도시 및 산업도시 등)에 따른 LID 효과 분석을 실시하였다. 대상지역에 대한 도시유형별 개발계획에 따른 개발 전 후 물순환 변화량 분석 및 LID 시설 계획에 의한 물순환 개선효과를 살펴보면 1998년부터 2007년까지의 평균 강우량을 1,271mm라고 할 때 산업도시의 경우 도시 개발 전의 증발산, 직접유출 및 기저유출은 각각 53%, 29%, 19%로 나타났으며 도시 개발 후 35%, 54%, 12%로 직접유출이 개발 전에 비해 86%나 증가하여 개발에 따른 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 이러한 개발에 따른 영향을 최소화하기 위하여 LID 시설을 계획하여 효과를 분석한 결과 증발산, 직접유출, 기저유출이 44%, 34%, 13%로 나타나 도시 개발 후의 왜곡된 물순환 체계가 개발전의 수준과 근접하게 나타나 LID 시설의 긍정적인 효과를 검토할 수 있었다. 이상에서와 같이 CAT 모형을 사용하여 도시유역의 물순환 체계를 진단하고, LID 시설의 효과를 평가할 수 있게 됨으로써 향후 도시유역에 대한 물순환 정상화를 실현하기 위한 정책 수립에 기초자료를 제공하고, 설계 실무에 활용될 수 있을 것이다.

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Hydro-Biogeochemical Approaches to Understanding of Water and Carbon Cycling in the Gwangneung Forest Catchment (수문생지화학적 접근을 통한 광릉 산림 유역의 물과 탄소 순환 이해)

  • Kim, Su-Jin;Lee, Dong-Ho;Kim, Joon;Kim, Sung
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.9 no.2
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    • pp.109-120
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    • 2007
  • The information on flowpath, storage, residence time, and interactions of water and carbon transport in a catchment is the prerequisite to the understanding and predicting of water and carbon cycling in the mountainous landscapes of Korea. In this paper, along with some up-to-date results, we present the principal methods that are currently used in HydroKorea and CarboKorea research to obtain such information. Various catchment hydrological processes have been examined on the basis of the water table fluctuations, the end-member mixing model, the cross correlation analysis, and cosmogenic radioactive isotope activity. In the Gwangneung catchment, the contribution of surface discharge was relatively large, and the changes in the amount, intensity and patterns of precipitation affected both the flowpath and the mean residence time of water. Particularly during the summer monsoon, changes in precipitation patterns and hydrological processes in the catchment influenced the carbon cycle such that the persistent precipitation increased the discharge of dissolved organic carbon (DOC) concentrated in the surface soil layer. The improved understanding of the hydrological processes presented in this report will enable a more realistic assessment of the effects of climate changes on the water resource management and on the carbon cycling in forest catchments.

Experimental Study on behavior of the Lightweight Air-foamed Soil Considering Freezing-thawing and Soaking Conditions (동결융해 및 수침조건을 고려한 경량기포혼합토의 거동 실험 연구)

  • Kang, Daekyu;Shin, Eunchul
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.37-46
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    • 2016
  • In order to determine the variability of environmental characteristics of lightweight air-foamed soil using marine clay according to freezing-thawing and soaking conditions, unconfined compressive strength of the lightweight air-foamed soil samples made by changing the amount of cement under curing conditions of outdoor low temperature, underground or indoor wetting were observed. Compressive strength was not increased under freezing-thawing (temperature range of $-9.1^{\circ}C{\sim}17.2^{\circ}C$) regardless of the amount of cement but the more cement using, it was increased rapidly by underground curing conditions within 30 cm beneath ground level. Therefore, it is necessary to install insulation layer cutting off exterior cold air after construction of lightweight air-foamed soil in condition of freezing-thawing. Bulk density was increased too small under the long-time soaking condition, it tended to decrease rapidly when samples were dried up and had below 6% of water contents. But variability of compressive strength and bulk density was very small for preventing drying and keeping its wet state. The lightweight air-foamed soil that installed beneath ground water level or covered by soil can be evaluated as a long-term reliable construction material.

Providing the combined models for groundwater changes using common indicators in GIS (GIS 공통 지표를 활용한 지하수 변화 통합 모델 제공)

  • Samaneh, Hamta;Seo, You Seok
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.55 no.3
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    • pp.245-255
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    • 2022
  • Evaluating the qualitative the qualitative process of water resources by using various indicators, as one of the most prevalent methods for optimal managing of water bodies, is necessary for having one regular plan for protection of water quality. In this study, zoning maps were developed on a yearly basis by collecting and reviewing the process, validating, and performing statistical tests on qualitative parameters҆ data of the Iranian aquifers from 1995 to 2020 using Geographic Information System (GIS), and based on Inverse Distance Weighting (IDW), Radial Basic Function (RBF), and Global Polynomial Interpolation (GPI) methods and Kriging and Co-Kriging techniques in three types including simple, ordinary, and universal. Then, minimum uncertainty and zoning error in addition to proximity for ASE and RMSE amount, was selected as the optimum model. Afterwards, the selected model was zoned by using Scholar and Wilcox. General evaluation of groundwater situation of Iran, revealed that 59.70 and 39.86% of the resources are classified into the class of unsuitable for agricultural and drinking purposes, respectively indicating the crisis of groundwater quality in Iran. Finally, for validating the extracted results, spatial changes in water quality were evaluated using the Groundwater Quality Index (GWQI), indicating high sensitivity of aquifers to small quantitative changes in water level in addition to severe shortage of groundwater reserves in Iran.