• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.1
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• pp.15-26
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• 2018

The spatio-temporal variations of nitrate concentrations in groundwater of Jeju Island were evaluated by an analysis of time series groundwater quality data (N = 21,568) that were collected from regional groundwater monitoring (number of wells = 4,835) for up to 20 years between 1993 and 2015. The median concentration of $NO_3-N$ is 2.5 mg/L, which is slightly higher than those reported from regional surveys in other countries. Nitrate concentrations of groundwater in wells tend to significantly vary according to different water usage (of the well), administrative districts, and topographic elevations: nitrate level is higher in low-lying agricultural and residential areas than those in high mountainous areas. The Mann-Kendall trend test and Sen's slope analysis show that nitrate concentration in mid-mountainous areas tends to increase, possibly due to the expansion of agricultural areas toward highland. On the other hand, nitrate concentrations in the Specially Designated Groundwater Quality Protection Zones show the temporally decreasing trend, which implies the efficiency of groundwater management actions in Jeju. Proper measures for sustainable groundwater quality management are suggested in this study.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.38 no.1
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• pp.1-15
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• 2003

The basic data of groundwater quality such as water temperature, pH and electric conductivity were collected for 6 months from July to December 2000 in Yongnup. The results are as follows; the values of groundwater quality at the unsaturated points were beyond the distribution range when compared with those at fully saturated points. Temperature of groundwater in Yongnup increased with the rising of watertable. The values of pH were usually measured between 5.0 and 6.0, but sometimes those of lower than 4.0 were indicated. The value measured at unvegetated ground was higher than that at covered area. Also, the electric conductivity increased with the rising of watertable. The values of water quality between groundwater and surface water were quite different from each other and varied with seasonal change. The measured values of pH and electric conductivity had a proportional relationship.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.11
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• pp.939-947
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• 2004

Amount of ground water discharging through coastline(CGD) is small compared to the amount of river discharges. However, CGD is important for gound water development in coastal areas and for contamination of coastal waters by nutrients transported by ground water. In the previous study, a method was proposed to estimate CGD from simple data such as ground water levels at observation wells and hydraulic conductivities. In this study, the method is enhanced by taking into account complexity of coastlines. A new method is proposed to estimate average hydraulic gradient, length of coastline, and average thickness of freshwater The new method is verified against numerical solutions. It is shown that the method is able to estimate CGD from complex coastlines more accurately than the previous method.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.388-388
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• 2023

영산강은 황룡강과 지석천이 합류하는 지점이기 때문에 많은 비가 내리면 홍수에 취약한 반면, 인근 지역인 나주시 노안면과 광주광역시 승촌동 지역의 지하수를 풍부하게 해주는 역할을 하고 있다. 특히, 승촌보 인근 지역은 겨울철 수온이 따뜻한 지하수를 활용하여 겨울철 미나리를 대규모로 재배하고 있다. 현재 승촌보 운영 수위를 관리 수위인 E.L.7.5m보다 1.5~2m 낮은 E.L.5.5~6.0m로 운영함에 따라 지하수 수위가 보 관리 수위보다 낮게 형성되고 있다. 이에 K-water 영산강보관리단은 여름철 홍수방어를 위해 설치된 배수문을 겨울철에 닫아 인공소류지를 형성함으로써 겨울철 미나리 재배지역에 지하수가 함양되는지 시험운영을 계획하였다. 배수문 시설을 관리하는 한국농어촌공사 광주지사와 광주광역시 남구청과 협의하였다. 이후 영산강유역환경청 민관협의체 위원장과 주민대표 통장님들께 방문 설명 등 지역주민들의 공감대 형성을 거쳐, '22년 9월 30일 승촌보 인근 승촌배수문 등 5개 배수문을 폐쇄하여 11월 30일까지 소류지에 물을 담수하였다. 또한, 소류지의 수위를 파악하기 위해 GPS 측량으로 해발 표고 산정한 간이 목자판 수위계를 설치하여 소류지내 수위를 모니터링하였다. 승촌배수문(#1)에서 발생한 누수는 스펀지를 바닥에 깔아 보강함으로써 누수를 줄여 소류지 수위를 E.L.6.7m 이상을 유지하였다. 그 결과 영산강에 인접한 SCM-008 지하수 관측소 데이터는 승촌보 운영 수위에 영향을 받고 있음을 확인할 수 있었다. 미나리 재배 기간인 3월에는 수막 재배로 인한 지하수 사용으로 수위가 가장 낮았으며, 여름철에 지하수 수위가 회복되는 패턴을 반복하였다. 10월~11월 시험운영기간 동안 SCM-005, -008, -101 지하수 관측정은 소류지와 중앙배수로에 가까울수록 인공 함양시 수위 상승효과가 크게 나타났으며, 평년(2020년~2021년) 대비 지하수위 상승을 확인하였다. SC-0 지역은 2022년 가뭄으로 다우년 대비 지하수 수위가 낮았으나, 시험운영 기간 중 지하수 수위 하강 속도가 늦춰지거나, 수위가 상승하는 것을 확인하였다. 또한, 인근 마을주민들에게 시험 운영 결과를 공유하였고, 소류지가 예년처럼 건천화되었을 때보다 지하수 수위상승과 중앙배수로나 소류지에서 양수하는 등 용수 이용에 도움이 되었다는 긍정적인 답변을 받았다. 따라서 2023년도에도 겨울철 미나리 재배 시기 동안 배수문을 닫아 소류지를 형성하여 지하수 함양에 도움이 되록하여, 미나리 지역의 농가 수익 증대에 보탬이 되도록 할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.291-291
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• 2020

제주도는 강수의 지표침투성이 좋은 화산섬의 지질특성상 지표수의 개발이용여건이 취약한 관계로 용수의 대부분을 지하수에 의존하고 있다. 따라서 제주도는 정책 및 연구적으로 오랜 기간동안 지하수의 보전관리에 많은 노력을 기울여 오고 있다. 하지만 최근 기후변화로 인한 강수의 변동성 증가로 인해 지하수위의 변동성 또한 증가할 가능성이 있으며 따라서 지하수위의 급격한 하강에 대비하여 지하수위의 예측 및 지하수 취수량 관리의 필요성이 요구되고 있다. 지하수에 절대적으로 의존하고 있는 제주도의 수자원 이용 여건을 고려할 때, 지하수의 취수량 관리를 위한 지하수위의 실시간 예측이 필요한 실정이다. 하지만 기존의 예측방법에 의한 제주도 지하수위 예측기간은 충분히 길지 않으며 예측기간이 길어지면 예측성능이 낮아지는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 딥러닝 알고리즘인 Long Short Term Memory(LSTM)를 활용하여 제주도 남동쪽 표선유역 중산간지역의 1개 지하수위 관측정에 대해 지하수위를 예측하고 분석하였다. R 기반의 Keras 패키지에 있는 LSTM 알고리즘을 사용하였고, 입력자료는 인근의 성판악 및 교래 강우관측소의 일단위 강수량자료와 인근 취수정의 지하수 취수량자료 및 연구대상 관측정의 지하수위 자료를 사용하였으며, 사용된 자료의 기간은 2001년 2월 11일부터 2019년 10월 31일까지 이다. 2001년부터 13년의 보정 및 3년의 검증용 시계열자료를 사용하여 매개변수의 보정 및 과적합을 방지하였고, 3년의 예측용 시계열자료를 사용하여 LSTM 알고리즘의 예측성능을 평가하였다. 목표 예측일수는 1일, 10일, 20일, 30일로 설정하였으며 보정, 검증 및 예측기간에 대한 모의결과의 평가지수로는 Nash-Sutcliffe Efficiency(NSE)를 활용하였다. 모의결과, 보정, 검증 및 예측기간에 대한 1일 예측의 NSE는 각각 0.997, 0.997, 0.993 이었고, 10일 예측의 NSE는 각각 0.993, 0.912, 0.930 이었다. 20일 예측의 경우 NSE는 각각 0.809, 0.781, 0.809 이었으며 30일 예측의 경우 각각 0.677, 0.622, 0.633 이었다. 이것은 LSTM 알고리즘에 의한 10일 예측까지는 관측 지하수위 시계열자료를 매우 적절히 모의할 수 있다는 것을 의미하며, 20일 예측 또한 적절히 모의할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 LSTM 알고리즘을 활용하면 본 연구대상지점에 대한 2주일 또는 3주일의 안정적인 지하수위 예보가 가능하다고 판단된다. 또한 LSTM 알고리즘을 통한 실시간 지하수위 예측은 지하수 취수량 관리에 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.7
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• pp.507-519
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• 2020

This study developed the radon measurement system that can be used for crustal movement monitoring and seismic occurrence and prediction, and compared and analyzed the results of test-operated radon measurement system and observed seismic occurrence cases. First, the developed radon measurement system consists of an NB-IoT radon measurement device, data center, data analysis, and data supply server. Because the measured radon data can be remotely trasmitted by using NB-IoT, this system is very suitable for installation and operation in unmaaned groundwater station. Second, the developed radon measurement device was test-operated at two groundwater stations in Gimpo from May to July 2019. The measured radon data was compared with the groundwater-level and electrical conductivity measurement data, and it was confirmed that the radon measurement device developed in this study has some potential for commercialization. Finally, from November 2019 to February 2020, three observed seismic cases and daily measured radon, groundwater-level, electrical conductivity data by the NB-IoT radon measurement device installed at three groundwater stations in Pohang, which is a test-bed, were compared and analyzed. As a result of the analysis, it was confirmed that the seismic occurrence correlated with radon, groundwater level, and electrical conductivity and all of these measured data will be able to provide basic data to help in seismic monitoring and prediction in the future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1924-1928
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• 2008

우리나라 지하수 관리 정책의 기조는 지속가능한 미래 청정 지하수의 체계적인 보전 및 관리 기반을 강화하는 것이다. 이를 위해 지하수의 지속적인 조사, 관측 및 체계적인 개발, 이용이 이루어지도록 추진중에 있다. 한편, 현재 우리나라의 지하수 개발가능량은 10년빈도 갈수시 소유역의 연간 함양량으로 정하고 있으며 이와 같은 기준은 1996년 지하수 관리 기본계획시 정해진 기준이다. 현재 우리나라의 지하수 함양량 산정은 기저유출분리법, 물수지 분석법, 지하수위 강하곡선법, 분포형 수문모형기법 중 한 가지를 사용하도록 기초조사 지침에 명기되어 있으며 함양량으로부터 개발가능량을 추론하고 있는 실정이다. 그러나 대부분의 결과는 주로 유역 규모의 연단위 대표 함양량을 추정하는 데 주안점을 두고 있어 개정지하수법 6조 2항에 의해 시군구 단위에서 수행하는 지역 지하수 관리 계획 수립과 같은 세부계획에는 활용이 어려운 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 분포형 지표수-지하수 결합모형인 SWAT-MODFLOW 모형을 이용하여 10년 빈도 갈수년에 해당하는 함양량으로부터 시군구별 개발가능량을 산정하고 이를 지역의 이용수량과 비교하여 과부족을 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.10 no.3
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• pp.38-45
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• 2005

The feasibility of stimulating in situ aerobic cometabolic activity of indigenous microorganisms was investigated in a trichloroethylene (TCE)-contaminated aquifer. A series of single-well natural drift tests (SWNDTs) was conducted by injecting site groundwater amended with a bromide tracer and combinations of toluene, oxygen, nitrate, ethylene and TCE into an existing monitoring well and by sampling the same well over time. Three field tests, Push-pull Transport Test, Drift Biostimulation Test, and Drift Surrogate Activity Test, were performed in sequence. Initial rate of toluene degradation was much faster than the rate of bromide dilution resulting from natural groundwater drift, indicating stimulation of indigenous toluene-oxidizing microorganisms. Transformation of ethylene, a surrogate probing overall activity of TCE transformation, was also observed, and its transformation results in the production of ethylene oxide, suggesting that some tolueneoxidizing microorganisms stimulated may express a orthomonooxygenase enzyme. Also in situ transformation of TCE was confirmed by greater retardation of TCE than bromide after the stimulation of toluene-oxidizing microorganisms. These results indicate that, in this environment, toluene and oxygen additions stimulated the growth and aerobic cometabolic activity of indigenous microorganisms expressing orthomonooxygenase enzymes. The simple, low-cost field test method presented in this study provides an effective method for conducting rapid field assessments and pilot testing of aerobic cometabolism, which has previously hindered application of this technology to groundwater remediation.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.258-262
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• 2003

연안지역에서 해수침투대의 평가를 위하여 다양한 물리검층을 수행하였다. 특히, 해수침투대의 정량적인 평가에 활용될 수 있는 지층의 공극측정은 매우 어려운 문제중의 하나이다. 연안지역의 경우, 미고결지층에 대한 불교란 시료 채취가 어렵고 대부분의 관측정은 시추공 붕락방지를 위하여 내경 50mm 의 PVC 케이싱을 설치하는 경우가 많기 때문에 공극의 측정은 현실적으로 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 전남 영광지역에서 각종 조사목적으로 굴착한 시추공에서 다양한 물리검층을 수행하여 공내수의 높은 전기전도도가 기원하는 지층을 확인하고자 하였다. 전자유도검층과 공극검층을 수행한 시추공(YK-4호공)에 대한 해석결과, 공내수의 높은 전기전도도는 물리검층법으로 추정한 사질층 공극수와 비슷한 범위를 보였다. 물리검층법으로 추정한 공극이나 높은 염수를 보이는 구간에 대한 해석결과는 보완해야할 많은 부분이 있지만 제한된 현장 상황에서 조사결과의 불화실성을 줄이는데 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.3
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• pp.31-42
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• 2006

Drought indices, such as PDSI (palmer Drought Severity Index), SWSI (Surface Water Supply Index) and SPI (Standardized Precipitation Index), have been developed to assess and forecast an intensity of drought. To find the applicability of groundwater level data to a drought assessment, a correlation analysis between SPI and groundwater levels was conducted for each time series at a drought season in 2001. The comparative results between SPI and groundwater levels of shallow wells of three national groundwater monitoring stations, Chungju Gageum, Yangpyung Gaegun, and Yeongju Munjeong, show that these two factors are highly correlated. In case of SPI with a duration of 1 month, cross-correlation coefficients between two factors are 0.843 at Chungju Gageum, 0.825 at Yangpyung Gaegun, and 0.737 at Yeongju Munjeong. The time lag between peak values of two factors is nearly zero in case of SPI with a duration of 1 month, which means that groundwater level fluctuation is similar to SPI values. Moreover, in case of SPI with a duration of 3 month, it is found that groundwater level can be a leading indicator to predict the SPI values I week later. Some of the national groundwater monitoring stations can be designated as DIW (Drought Index Well) based on the detailed survey of site characteristics and also new DIWs need to be drilled to assess and forecast the drought in this country.