• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.13 no.7
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• pp.39-47
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• 2012

Six land use data for a total of twenty five years were reviewed from 1975 to 2000 by dividing the period by 5-year unit; the land use variation was schematized; the watershed hydrological parameters were extracted by the representative rainfall years(maximum, average, driest year) by analyzing the recent thirty years'(from 1980 to 2010) climate data of the study region with SWAT model to investigate the effect of the precipitation change on the characteristics of groundwater recharge. In addition Markov Chain model was used to estimate the future land use; the predicted land use was applied to study the effect of the land use variation on the characteristics of groundwater recharge. For the research of this, long-term characteristics of groundwater recharge were estimated for the study region; the obtained results can be described as follows. The study region was divided into typical three area using SWAT model; yearly land use conditions were applied to the meteorological data of 1975 to 2010 and analyzed, producing the average rate of groundwater recharge of 30% for the applied period. This number is way lower than that of the earlier studies on the groundwater recharge for Jeju Island, which is 40-50%. Thirty percent (30%) is low considering the geological characteristics of Jeju, water-permeable vesicular strata, the reason of which must be the type of development is non-permeable paving.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.4 s.165
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• pp.299-311
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• 2006

In this paper it is outlined the methodology of estimating the parameters of water balance analysis method for calculating recharge, using ground water level rises in monitoring well when values of specific yield of aquifer are not available. This methodology is applied for two monitoring wells of the case study area in northern area of the Jeiu Island. A water balance of soil layer of plant rooting zone is computed on a daily basis in the following manner. Diect runoff is estimated by using SCS method. Potential evapotranspiration calculated with Penman-Monteith equation is multiplied by crop coefficients($K_c$) and water stress coefficient to compute actual evapotranspiration(AET). Daily runoff and AET is subtracted from the rainfall plus the soil water storage of the previous day. Soil water remaining above soil water retention capacity(SWRC) is assumed to be recharge. Parameters such as the SCS curve number, SWRC and Kc are estimated from a linear relationship between water level rise and recharge for rainfall events. The upper threshold value of specific yield($n_m$) at the monitoring well location is derived from the relationship between rainfall and the resulting water level rise. The specific yield($n_c$) and the coefficient of determination ($R^2$) are calculated from a linear relationship between observed water level rise and calculated recharge for the different simulations. A set of parameter values with maximum value of $R^2$ is selected among parameter values with calculated specific yield($n_c$) less than the upper threshold value of specific yield($n_m$). Results applied for two monitoring wells show that the 81% of variance of the observed water level rises are explained by calculated recharge with the estimated parameters. It is shown that the data of groundwater level is useful in estimating the parameter of water balance analysis method for calculating recharge.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.414-414
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• 2021

유역 상류의 지표수는 급경사로 인해 빠른 흐름을 나타냄으로써 유역의 저류기능은 하류부에 비해 부족한 형편이다. 또한 광역상수도의 공급이 불가능한 지역이 많아 소규모 급수시설을 이용하여 물공급에 대처하고 있다. 샌드댐은 이와 같은 물공급 소외지역의 저류기능을 높이기 위해 활용될 수 있으며 주된 특성은 증발에 의한 손실 방지와 겨울철 결빙에 따른 대처가 가능하다는 점이다. 본 연구에서는 춘천 물로리 지역을 중심으로 샌드댐의 공급기여도를 평가하기 위해 SWAT-MODLFOW모형을 이용한 수문성분 분석을 수행하였다. 그 결과 연구 지역의 수문성분 중 상당한 양의 측방 흐름이 발생하는 것을 알 수 있었다. 월평균 지하수 함양 분포는 유역의 제한된 지역에서만 발생했고, 토양 유형과 밀접한 관련이 있었다. 전체 지하수 함양량의 약 85 %는 지역의 여름과 봄철에 발생했고 연평균 함양률은 강수량의 약 6 %내외로 저조하였다. 하천과 대수층은 연결성을 나타냈으며 유역 출구 부근에서 하천유출량이 증가하는 양상을 나타냈다. 대수층과 샌드댐 저류지에서 이용 가능한 물의 양은 수위저하를 야기하지 않으면서 약 30m³/일의 물을 공급할 수 있음을 보여주었다. 현재 이 지역의 물 공급 수요는 15.4m³/일임을 감안하면 샌드댐 설치후 이 지역의 공급은 비교적 안정적일 것으로 기대된다.

• 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.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.7 no.1
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• pp.98-106
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• 2005

Groundwater plays an important role in water and carbon cycles in Gwangneung forest watershed located in a complex landscape. Because groundwater affects electrical resistivity (ER) of underground materials, the depth to water table and water content in subsurface can be investigated through measuring ER. Accordingly, the ER survey has been employed more frequently in recent hydrological investigations. Quantitative applications of the results of ER survey will contribute significantly to the examination of water budget closure at various spatiotemporal scales. This paper presents the preliminary results of the ER survey conducted at Gwangneung forest watershed to determine proper locations and depths of monitoring wells. Such use of ER survey, in conjunction with an integrated geophysical investigation and geographic information system, can provide more effective examination of underground structure and optimal locations of monitoring wells to further our understanding of the role of groundwater.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.442-446
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• 2017

우리나라는 전 국토의 70%가 산지이고 하천경사가 다른 나라에 비해 상대적으로 급하여 홍수 관리에 매우 불리한 조건을 가지고 있으며, 특히 홍수기간의 집중호우 및 돌발홍수는 인명과 재산의 막대한 피해를 입히고 있다. 최근은 기후변화로 인하여 극심한 홍수, 가뭄 등 재해의 발생빈도가 증가하는 추세로 기후변화의 영향을 최소화할 수 있는 수재해 방재관리가 필요한 상황이다. 중 대하천의 경우에는 비교적 수재해 방재관리가 잘 이루어지고 있으나, 소하천(일부 중하천 포함)의 경우에는 취약한 구조를 보이고 있다. 특히 홍수기간(7월~9월)의 인명과 재산의 피해는 주로 소하천 위주로 발생하고 있으며, 사전 사후의 체계적인 대응이 이루어지지 못하고 있다. 수재해 방재관리를 위해서는 일차적으로 수문자료의 획득에 있으며, 그 이후 해당유역에 적합한 수재해 대응을 위한 체계적인 방법론과 방재시스템 개발 운영이 수반되어야 안전한 방재관리를 할 수 있다. 따라서 수재해 방재관리 체계를 구축하기 위해서는 중 소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중 소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(유역면적 $8.48km^2$, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 신뢰성 높은 2016년 관측자료를 이용하여 강우특성, 유출특성, 증발산량과 지하수 함양량 산정 등 수문특성을 분석하였으며, 과거 관측결과와 비교하였다. 강우특성 분석으로는 호우사상 분리, 주요 호우사상 분석, 지속기간별 최대강우량, 시간분포 등이 있다. 2016년은 2015년보다 최대 강우지속기간과 평균 강우지속기간, 최대 강우강도와 평균 강우강도 모두 작게 나타나는 호우의 특징을 보이나, 50mm 이상의 호우사상수의 증가에 기인하여 연 총강우량 증가로 유출률이 증가하는 유출특성을 보였다. 2016년의 하천유출률은 57.4%로 과거 2010년~2015년의 평균 유출률 60.7%와 차이를 보이지 않으나, 2015년의 36.2% 보다는 매우 많이 증가된 유출률을 보이며, 2016년의 증발산량과 지하수 함양량은 2015년과 비슷한 값을 보이는 것으로 분석되었다. 이와 같이 산정된 수문자료는 수재해 방재를 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용되며, 방재관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있기 때문에 지속적인 시험유역의 운영은 매우 필요하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.362-362
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• 2018

본 연구에서는 제주도 서귀포시에 위치한 효돈천 유역(유역면적 $52km^2$)을 대상으로 기후변화로 인한 미래의 수문학적 변화를 전망하였다. 대표적 유역모형인 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 기반으로, 제주도 지역의 독특한 유출 특성을 잘 모의할 수 있도록 한계유출모의기법(Chung et al., 2011)과 간헐하천 모의기법(Kim et al., 2013)을 적용하였다. 기후변화 영향을 분석하는데 있어 특정 기후모델 적용에 따른 불확실성을 피하기 위해 IPCC (International Panel on Climate Change)에서 제시하는 대순환모델 (General Circulation Model, GCM) 중 SWAT 모형의 기상입력자료(강수량, 온도, 상대습도, 풍속, 일사량)를 모두 제공하는 9개 GCM을 선정하고, 2개 기후변화 시나리오(RCP 4.5, 8.5)에 따른 미래 전망자료를 SWAT 모형의 입력자료로 활용하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 SWAT 모의결과로부터 분석한 효돈천 유역의 평균 연 강수량은 2,694 mm, 증발산량은 642 mm, 유출량은 534 mm, 지하수 함양량은 1,521 mm로서, 강수량 대비 유출률은 약 19%로 나타났다. 9개 GCM 자료로부터 미래의 수문변화를 기간별(2010~2039, 2040~2069, 2070~2099)로 구분하여 분석한 결과, 연 강수량, 증발산량, 유출량, 함양량, 유출률 모두 미래 후반기로 갈수록 증가폭이 크게 나타났으며, RCP 8.5에서 상대적으로 더 크게 증가할 것으로 전망되었다. 과거기간 대비 강수량은 최대 24%, 증발산량 18%, 유출량 52%, 함양량 16%까지 증가가 예상되었다. 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가로 인해 유출량과 함양량도 같이 8월과 9월에 큰 폭으로 증가할 것으로 전망되었다. 증발산량은 1월에서 8월까지는 증가할 것으로 전망되지만, 9월~12월에는 약간의 감소 또는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. GCM 자료에 따른 결과를 보면 증발산량은 월별 차이가 크지 않으나, 강수량을 비롯하여 유출량과 함양량은 여름철을 중심으로 GCM에 따른 차이가 상대적으로 크게 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.349-353
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• 2019

우리나라는 전 국토의 70%가 산지이고 하천경사가 다른 나라에 비해 상대적으로 급하여 홍수 관리에 매우 불리한 조건을 가지고 있으며, 특히 홍수기간의 집중호우 및 돌발홍수는 인명과 재산의 막대한 피해를 입히고 있다. 최근은 기후변화로 인하여 극심한 홍수, 가뭄 등 재해의 발생빈도가 증가하는 추세로 기후변화의 영향을 최소화할 수 있는 수재해 방재관리가 필요한 상황이다. 중 대하천의 경우에는 비교적 수재해 방재관리가 잘 이루어지고 있으나, 소하천(일부 중하천 포함)의 경우에는 취약한 구조를 보이고 있다. 특히 홍수기간(7월~9월)의 인명과 재산의 피해는 주로 소하천 위주로 발생하고 있으며, 사전 사후의 체계적인 대응이 이루어지지 못하고 있다. 수재해 방재관리를 위해서는 일차적으로 수문자료의 획득에 있으며, 그 이후 해당유역에 적합한 수재해 대응을 위한 체계적인 방법론과 방재시스템 개발 운영이 수반되어야 안전한 방재관리를 할 수 있다. 따라서 수재해 방재관리 체계를 구축하기 위해서는 중 소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중 소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 시험유역(유역면적 $8.48km^2$, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 신뢰성 높은 2018년 관측자료를 이용하여 강우특성, 유출특성, 증발산량과 지하수 함양량 산정 등 수문특성을 분석하였으며, 2017년 관측결과와 비교하였다. 강우특성 분석으로는 호우사상 분리, 주요 호우사상 분석, 지속기간별 최대강우량, 시간분포 등이 있다. 2018년은 2017년보다 최대 강우지속기간은 작게, 평균 강우지속기간은 크게 나타나며, 최대 강우강도와 평균 강우강도도 크게 나타나는 호우의 특징을 보인다. 2018년 지속기간별 최대강우량의 경우 지속기간 1시간까지는 2017년과 유사한 패턴을 보이나 그 이후는 많은 강우량을 보인다. 2018년의 하천유출률은 58.1%로 2017년 연간 유출률인 64.8% 보다는 적은 유출률을 보인다. 이의 원인으로는 연간 총강우량은 2017년보다 397.9mm 많으나 2018년의 7월~8월 집중호우기간의 강우량이 2017년 7월~8월 강우량보다 적어 하천유출에 적게 기여한 결과로 판단된다. 2018년의 증발산량(555.8mm)과 지하수 함양량(32.0mm)은 2017년의 증발산량(328.8mm)과 지하수 함양량(24.8mm)보다 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 이와 같이 산정된 수문자료는 수재해 방재와 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 수재해 방재관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있으므로 지속적인 시험유역의 운영은 매우 필요하다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.40 no.1
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• pp.39-46
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• 2024

Artificial recharge systems have been employed to solve drought problems due to global climate change. Despite the increased usage, the applications of artificial recharge systems are limited by clogging problems, which reduce recharge rates. In this study, the soil texture and mineral characteristics of alluvial soil in a planned artificial recharge system area were investigated to evaluate the possibility of chemical clogging during the injection of stream water. The primary minerals contained in the clastic particles are quartz, K-feldspar, plagioclase, and biotite, and the secondary minerals filling the pore space are illite, kaolinite and Fe-oxide. The fact that carbonate and sulfate are observed as secondary minerals in the pore space suggests that chemical clogging has not occurred by the interaction between the groundwater and surface water in the study area. Thus, monitoring soil properties, e.g., the formation and growth of secondary minerals in the pore space, is required to investigate the possibility of chemical clogging in artificial recharge systems.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.20 no.3
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• pp.74-82
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• 2015

A method to filter out the effect of river stage fluctuations on groundwater level was designed using an artificial neural network-based time series model of groundwater level prediction. The designed method was applied to daily groundwater level data near the Gangjeong-Koryeong Barrage in the Nakdong river. Direct prediction time series models were successfully developed for both cases of before and after the barrage construction using past measurement data of rainfall, river stage, and groundwater level as inputs. The correlation coefficient values between observed and predicted data were over 0.97. Using the time series models the effect of river stage on groundwater level data was filtered out by setting a constant value for river stage inputs. The filtered data were applied to the hybrid water table fluctuation method in order to estimate the groundwater recharge. The calculated ratios of groundwater recharge to precipitation before and after the barrage construction were 11.0% and 4.3%, respectively. It is expected that the proposed method can be a useful tool for groundwater level prediction and recharge estimation in the riverside area.