• Water for future
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• v.44 no.2
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• pp.21-28
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• 2011

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1244-1248
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• 2008

지표수-지하수 통합모형인 SWAT-MODLFOW는 토양수가 침루과정을 거쳐 지하수로 유입되는 일방향 구조를 갖고 있어 지하수위 상승 및 하강에 따른 토양수량, 침루량, 중간유출량 등 수문성분량의 변화를 고려할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 변화에 따른 토양수의 분포양상 변화를 고려할 수 있도록 토양수-지하수간의 연결 구조를 양방향으로 개선하여 두 영역간의 연결성을 강화하였다. 지하수위가 상승할 경우 토양대와 지하수대간의 중첩 영역이 생기게 되는데, 이 중첩 영역을 지하수대로 간주하여 영역 내 흐름거동이 지하수 유동 메커니즘을 따르는 토양수-지하수 결합루틴을 새롭게 제시하였다. 이 결합루틴은 지하수 상승, 하강에 따라 토양수대의 두께가 변하는 가변 토양층 방식(variable soil layer method)으로 계산을 수행할 수 있도록 코드를 구성하였다. 개선된 SWAT-MODLFOW 모형을 무심천 유역에 적용하여 토양수와 지하수간의 상호작용을 해석하고 하천저지대와 같이 지하수위 상승지역에서의 수문성분량의 분포를 보다 현실적으로 구현할 수 있음을 입증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1332-1336
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• 2009

본 연구에서는 지표수-지하수 상호작용을 모의할 수 있는 SWAT-MODFLOW 모형을 이용하여 수변지역의 토지이용 변화에 따른 혼합대의 수문학적 특성 변화를 분석하였다. 연구를 위해 선정된 시험유역의 불수투지역, 농경지 등 기존 수변 토지이용도가 초지, 갯버들 등의 식생이 식재된 지역으로 변경되는 상황을 가정하여 SWAT-MODFLOW 모형을 적용, 지표수-지하수 상호작용을 중심으로 하는 수문학적 특성 변화를 모의 분석하였다. 수변의 토지이용을 초지로 변경하였을 경우 혼합대의 지표수-지하수 교환량이 다소 증가하는 것으로 모의되었으며, 수변 지역 토양의 토양 수분량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 수변 지역에 갯벌들을 식재하는 경우 초지에 비해 지표수-지하수 교환량 및 토양 수분량의 증가폭이 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 분석 결과 SWAT-MODFLOW 모형은 수변 토지 이용의 변화에 따른 수문학적 특성 변화를 모의할 수 있는 것으로 판명되었으며, 향후 실측자료와의 비교 연구 등을 실시하여 정확도가 입증된다면, 각종 수생태 복원사업의 계획 수립 시 토지이용 변화에 따른 효과 분석 모의에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.6
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• pp.567-577
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• 2018

One of problems related with water curtain cultivation (WCC) in Korea includes severe declination of groundwater levels during the peak season, and it is likely that the problem can be resolved efficiently when the connection characteristics between groundwater and stream are well understood. This study examined temperature, and oxygen/hydrogen stable isotopic compositions of the flowing groundwater to understand the connection between stream and ground water, and the influence of stream water on the nearby aquifer. This study was performed in Wangjeon-ri (Kwangseok-myon, Nonsan City), the well-known strawberry town using WCC technique. The sampling was done during February 2010 through June 2011 for both groundwaters and nearby streams. Temperature distribution pattern indicates that stream widely affected groundwater in the right part of WCC ara. In the left part, the influence of stream seems to occur narrowly near the stream. The similar phenomenon is reflected in the oxygen and hydrogen isotopic data.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.5B
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• pp.481-488
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• 2006

This paper suggests a novel approach of integrating the quasi-distributed watershed model SWAT with the fully-distributed groundwater model MODFLOW. Since the SWAT model has semi distributed features, its groundwater components hardly considers distributed parameters such as hydraulic conductivity and storage coefficient. Generating a detailed representation of groundwater recharge, head distribution and pumping rate is equally difficult. To solve these problems, the method of exchanging the characteristics of the hydrologic response units (HRUs) in SWAT with cells in MODFLOW by fully combined manner is proposed. The linkage is completed by considering the interaction between the stream network and the aquifer to reflect boundary flow. This approach is provisionally applied to Gyungancheon basin in Korea. The application demonstrates a combined model which enables an interaction between saturated zones and channel reaches. This interaction plays an essential role in the runoff generation in the Gyungancheon basin. The comprehensive results show a wide applicability of the model which represents the temporal-spatial groundwater head distribution and recharge.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.12 no.2
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• pp.9-19
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• 2007

This study investigated the interaction between groundwater and stream water systems, which is caused by the artificial weir on streambed, enforcing external stresses on the groundwater system. The study area is in Nami Natural Recreation Woods located in Chungcheongnam-do Geumsan-gun Nami-myeon Geoncheon-ri. In this study both of hydrophysical methods (hydraulic head) and hyrdochemical investigations (pH, EC, major ion analysis) were applied. In order to identify the relationship between each of study results, cross-correlation analysis is performed. From results of hydrophysical methods, water level fluctuation at BH-14, installed by the weir, shows the double-recession pattern much more frequently and much higher amplitudes than the fluctuation at each of other monitoring wells. Using the results by hydrochemical investigations, hydrochemical properties at BH-14 is similar to the hydrochemical characteristics in stream water. To analyze the interrelationships between the results from each of applied methods, cross-correlation analysis was applied. Results from the correlation analyses, water levels at BH-14 and stream weir showed the highest cross-correlation in hydrophysical aspects. On the other hand, the correlation between stream weir and bridge was the highest in hydrochemical aspects. The difference between the results from each of methods is due that the hydrophysical response at BH-14, such as water level, is induced by the pressure propagation-not with mass transfer, but the hydrochemical interaction, caused by mass transport, takes much more times. In conclusion impermeable artificial weir on streambed changes the interfacial condition between the stream and surrounding aquifers. The induced water flux into the groundwater system during flood period make water level at BH-14 increase instantly and groundwater quality higly similar to the quality of stream water. Referred similarities in both of water level and water quality at BH-14 become much higher when water level at weir grow higher.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.824-828
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• 2006

SWAT-MODFLOW 모형은 물리적 기반의 준 분포형 모형인 SWAT모형의 지하수 모듈을 분포형 모형인 MODFLOW로 대체하여 하천과 대수층간의 수위차이에 따른 물교환량으로 지하수 유출량을 결정하는 완전 연동형 지표수-지하수 통합모형이다. 이 모형을 구동하기 위해서는 유역자료, 기상자료, 하천특성자료, 토지 이용자료, 토양자료, 작물자료, 지하수자료 등 다양한 입력 자료를 필요로 한다. 이러한 입력 자료의 변동양상에 따라 모형의 결과가 크게 다르게 나타나므로 모형의 입력 매개변수 변화에 따른 모형의 반응을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 지하수유출해석을 담당하는 MODFLOW 모형의 수리지질학적 매개변수 변화에 따른 모형의 반응을 검토하였다. SWAT-MODFLOW 모형을 경안천 유역에 적용하여 투수계수, 저류계수, 하상수리전도도 등의 주요 수리지질학적 매개변수가 지하수 유출현상에 미치는 증감과 변화율 등을 정량적으로 분석하였다. 유역출구점에서의 연평균 지하수유출량의 변화, 하천과 대수층의 상호작용에 따른 지하수 유출량 시계열의 변화 등을 분석하여 그 결과를 제시하였다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.14 no.1
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• pp.81-91
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• 2004

The objective of this study is the evaluation of the tunneling effect on the goundwater-surface water interaction. The designed tunnel line is laid beneath the Hapo-cheon, which runs throughout the study area. And, the pre-evaluation of the tunnel-influence on the Gapo-cheon is urgently needed. However, it is very difficult to find out the similar domestic and/or foreign cases. In this study, the numerical modeling technique was not considered because of the insufficient data. Instead of the numerical modeling, the measurement and analysis of the stream flow rates 5 different points were adopted to evaluate the influence of the tunnel construction on the Gapo-cheon. Based on the analysis of flow monitoring data, it can be concluded that 39% of flow rate in Gapo-cheon is contributed by the groundwater discharge, as baseflow and the construction of tunnel can seriously decrease the flow rate in Gapo-cheon.

• Economic and Environmental Geology
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• v.49 no.2
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• pp.105-120
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• 2016

Most of riverside in Korea, in case of application of water curtain cultivation (WCC) technique, has been inveterately suffering from the gradual drawdown of groundwater level and related shortage of water resources during the WCC peak time. We believe that the water resources issue in these riverside areas can be effectively solved when the interaction between groundwater and nearby surface water is well understood. To investigate the connection between stream and ground water, and the influence of stream water on the nearby aquifer, this study examined the water temperature and oxygen and hydrogen stable isotopic compositions. The study area is well-known strawberry field applying the WCC technique in Sangdae-ri, Gadeok-myon, Cheongju City, and the sampling was done from February 2012 through June 2014 for stream and ground water. Some groundwater wells near stream showed big temporal variations in water temperature, and their oxygen and hydrogen stable isotopes showed similar compositions to those of adjacent stream water. This indicates that the influence of stream water is highly reflected in the stable isotopic composition of groundwater. Four cross-sectional lines from stream to hillside were established in the study area to determine the spatial differences in water quality of wells. At the late stage of WCC in February to March, groundwater of wells in line with short cross-sectional length showed the narrow range of isotopic compositions; however, those in the long cross-sectional line showed a wide compositional range. It was shown that the influence of the stream water at the late WCC stage have reached to the distance of 160 to 165 m from stream line, which is equivalent to the whole length and one-third point in each short and long cross-sectional line, respectively. Therefore, the wide compositional range in the long cross-sectional lines was not only due to the influence of stream water, but apparently resulted from the change of relative impact of each groundwater supplying from two or more aquifers. In view of stable isotopic compositions, there seems to be three different aquifers in this study area, which is competing for dominance of water quality in wells at each period of WCC.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.16-16
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• 2023

기후변화로 인한 가뭄, 홍수, 녹조 등 이상기후 현상들이 본격화함에 따라 안정적인 수자원 관리의 필요성이 증가하고 있다. 특히 급변하는 환경조건 속에서도 안정적인 수자원 확보를 가능하게 하는 지하수 자원의 적극적인 활용은 기후변화대응에 있어 핵심적인 요소이다. 지하수는 하천, 호수 연안지역 등 다양한 지표의 수문환경과 연결되어 천층지권의 수문생태적 특성을 결정하기 때문에, 지속가능한 수자원 활용을 위해서는 지하수와 지표수의 상호작용에 대한 통합적인 검토가 이루어져야 한다. 하지만 긴밀하게 연계된 특성에도 불구하고 지하수와 지표수에 대한 연구는 오랜기간 개별수문환경에 대해 독립적으로 수행되어왔다. 이러한 연구경향은 저류시간이 크게 다른 지하수와 지표수의 수문적 특성뿐 아니라 개별수문환경에서 나타나는 작용들을 통합적으로 다룰 수 있는 모델의 부제에도 기인한다. 최근 비약적인 연산능력의 향상과 함께 지하수-지표수 환경을 연계한 통합수문모델(Integrated Hydrology Model)의 개발 및 활용이 이루어짐에 따라 기후변화 및 수자원 활용에 따른 수문환경변화 대한 통합적인 연구 시도가 이루어지고 있다. 본 발표에서는 최근의 통합수문모델과 다중요소 반응성 운송 모형(Multicomponent Reactive Transport Model)의 연계를 통한 물질순환 연구의 최신 동향을 소개하고(농도-유량 상관관계, 지표수계의 화학적 풍화와 이산화탄소 저감, 녹조 등), 데이터 기반 모형을 통한 통합수문모델의 연산 효율 및 정확성 향상을 위한 방법에 대해 모색하고자 한다.