• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.246-250
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• 2004

국내 수자원의 지역적 불균형으로 가뭄 시 해안 지역은 제한급수지역의 대부분을 차지하였다(건교부, 2001). 또한 해안지역의 평균 상수도 보급률은 $40\%$대로서 전국 평균 $87.1\%$(환경부, 2001)의 절반 정도이다. 실제로 해안지역의 지하수 이용량은 전국 지하수 이용량 약 31억$m^3$/년(수자원공사, 2002)의 약 $21\%$를 차지하고 있지만, 1인당 지하수 이용량은 전국 평균 $65m^3$의 4배에 달하는 것으로 조사된 바가 있다(홍성훈, 2003). 즉, 용수공급원의 부족으로 해안지역에서는 지하수에 대한 의존도가 높으며, 이로 인해 해안 지역에서 무분별한 지하수 개발과 그로 인한 해수침입 등의 환경 장애와 더불어 폐공 발생수가 증가하고 있는 실정이다. 따라서, 이런 문제점들과 해안지역을 고려한 지하수의 지속적 확보가 절실히 필요하다. 국외 인구동향을 보면 밀도류나 해수침투와 같은 해안지역 특성을 고려한 지하수 최적개발 모델이 개랄 또는 적용되어지고 있다. 하지만 해안지역 지하수 개랄 및 관리에서 요구하는 다양한 충족조건 내신 하나의 목적함수(예를 들어 최적 양수량, 최적 비용 등)만을 고려하고 있다. 그렇지만 실제적인 문제에서는 어느 위치에서 얼마만큼 개발되어야 하는지를 고려해야만 한다. 따라서 본 연구에서는 관정의 최적 개발량과 치적 위치라는 두개의 최적해를 고려할 수 있는 최적 양수모델을 제시하고, 실험실 수리모형에서의 검증을 소개하고자 한다. 또한 해안 지하수의 지속적 확보를 위한 방안을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.139-139
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• 2017

우리나라 수자원의 잠재적 문제점중 하나는 단일 하천 혹은 댐에 대한 의존도가 매우 높다는 것이다. 이러한 현상은 한반도의 지형, 기상, 경제성 등의 요인에 의해 야기된 결과이기도 하지만, 지하수 수자원의 불확실성과 적정 관리의 어려움에서 기인하였다. 지하수는 유속이 매우 느리며 눈에 보이지 않기 때문에 지하수 과잉개발 및 오염 등에 취약하다는 단점이 있는 것이 사실이다. 그러나 지하수자원을 활용하지 않고 무작정 보존하기 보다는 많은 연구개발을 통하여 지속가능한 수자원으로 활용하는 것이 더 바람직하다. 해안에 위치한 지하수개발관정의 경우 바닷물이 대수층을 통해 침투하여 지하수관정을 오염시키는 경우가 발생한다. 해안지하수의 주된 오염 원인은 과잉양수로 해수침투를 야기한 결과이다. 이러한 경우 수질을 회복하기까지 수년이 걸리게 되며, 그동안 취수원으로서의 가치를 상실하게 된다. 또한 최근에는 기후변화의 영향으로 해수면상승에 따른 해수침투길이가 길어져 기존의 해안지역 지하수의 오염위험성이 더욱 증가할 것으로 전망된다. 이러한 이유로 국내외에서 해안지하수 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 많은 해안지하수 수치해석연구에서는 해안경계에 평균해수면(MSL)이 적용된다. 본 연구에서는 조위변화가 지하수위 및 해수침투에 끼치는 영향에 대해 연구하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.11
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• pp.1087-1094
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• 2014

Saltwater pumping method can be used to mitigate saltwater intrusion in coastal aquifers. However, the saltwater pumping well may discharge large freshwater along with saltwater, thereby wasting precious resources. A double negative barrier was proposed: an inland well to capture freshwater and a saltwater well near the coastline to pump saltwater. A previous study anaylzed effects of double negative barriers in dispersion-dominated coastal aquifers and determined the critical pumping rate at the saltwater well which minimized the saltwater ratio at the freshwater well. However, the study resulted in 1~15% of saltwater ratios, which were too high, for example, for drinking water standards. This study analyzed cases that were considered in the previous study, but for advection-dominated cases, and found that freshwater with sufficiently low saltwater ratios could be developed at the freshwater well. In addition, for optimal groundwater management of a watershed not only the minimum saltwater ratio at the freshwater well but also the least freshwater wasted at the saltwater well must be pursued.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.380-385
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• 2006

해안 지역의 지하수 최적 개발 또는 관리 이전 단계에 수행될 수 있는 수자원 기본계획을 위한 지하수 개발가능량 산정식이 제안되었다. 산정식은 대수층 특성, 해수침투허용 거리, 지하수 해안유출량 그리고 관정의 위치 등 주요 영향 인자들의 함수이므로 매우 포괄적이며, 잘 알려진 해석 해들을 이용하였으므로 그 근거가 타당하다. 산정식은 관련 변수들의 양 함수로 표현될 수 있으므로 그 적용이 매우 간편하다. 또한 근거없이 임의의 값들이 사용되던 관정의 영향반경을 대수층의 수리특성과 양수량 등의 함수로 표현한 합리적인 식이 제안되었다. 가상 유역에 대한 적용과 수치 해와의 비교분석을 통하여 제안된 식들이 보수적인 결과를 산출한다는 것을 보였다. 제안된 식들을 기존 관정들이 존재하는 유역에 적용하면 추가 개발가능량을 평가할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.586-588
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• 2005

전세계적으로 수자원이 고갈되어 가는 시점에서 해안에 근접한 지하수의 개발은 매우 중요하며, 현재 이와 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 해안 지하수를 개발하고 관리하기 위한 다양한 시뮬레이터가 존재하여, 많은 시뮬레이터들이 복잡하고 난해한 인터페이스로 인하여 시뮬레이션 생산성과 사용율이 낮은 편이다. 본 논문에서는 GUI에 기반한 사용자 편의 중심의 시뮬레이터 전처리부를 개발하였다. 특히 해안 지하수 개발 관리 시뮬레이터의 하나인 SIOP을 대상으로 하여 마우스 입력 중심의 전처리부를 개발하여 시뮬레이션 생산성과 사용 편의성을 증가 시켰다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3B
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• pp.263-269
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• 2006

An optimization model was developed for groundwater development and management in coastal areas. The optimization model consists of coastal groundwater flow model and optimization techniques. The objective of this work is to validate sharp-interface model which is one of major components of the optimization model. A laboratory experimental model is built to simulate freshwater lens, i.e., layer of freshwater floating on top of saltwater, phenomena. Experimental results for the position of fresh-saltwater sharp-interface and the salinity in well are compared with numerical results. Average ratio of relative error is estimated approximately between 2.91% and 4.39%. And the numerical results are in good agreement with the laboratory results of water quality in well in addition to the position of sharp-interface. Accordingly the evaluation of coastal groundwater flow using sharp-interface model can produce reasonable results.

• Journal of Wetlands Research
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• v.15 no.2
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• pp.179-189
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• 2013

The Haean basin is a unique geographical feature formed by differential erosion and it borders the military demarcation line. Recently the basin has become an interest of civilians due to security tour, highland vegetables and wetland. After the civil war, the population decreased but it has increased since 2007. The annual mean air temperature in the basin has increased with a rate of $+0.016^{\circ}C/yr$ and the annual precipitation also has increased with a rate of +10.41 mm/yr. The precipitation occurring in June~August (wet season) occupied most of the total precipitation increase. In addition, recently the number of groundwater wells and its use have gradually increased and most of them are for agriculture including cultivation of rice and highland vegetables. If the air temperature further increases in the future according to the climate change scenarios, the highland vegetables cultivation will be difficult. Furthermore, if the rainstorm in the summer will be enforced, the groundwater recharge and water management will be aggravated. Therefore, an evaluation for sustainable groundwater development in the basin and a reform of the current agriculture (change of cultivating crops) depending on much water are essentially required.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.8
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• pp.665-675
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• 2007

An equation is developed to estimate potential groundwater resources available for development. This equation is useful for preliminary planning stages prior to detailed design stages. The equation is a function of major factors such as aquifer characteristics, saltwater intrusion length, coastal groundwater discharge and potential locations of pumping wells. Thus, most important factors are taken into account. The equations are derived using well-known analytical solutions. Thus, the basis is scientifically sound. Use of the equation is quite simple since it is an explicit function of variables. A logical method is proposed to assess a radius of influence of a pumping well considering aquifer characteristics and the pumping rate. Applications to a hypothetical problem and comparison with results from a more rigorous numerical simulation model indicate that results obtained from the proposed equation are conservative.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.447-447
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• 2022

하굿둑 실증시험 및 개방 시 하굿둑으로부터 해안지역 대수층의 지하수 내 염분침투를 예방하고 지속가능한 지하수자원 이용과 관리를 위해서 담수(freshwater)와 염수(saltwater)의 경계면 변동 및 분포를 추적하기 위해 지화학적·물리적 접근 연구는 매우 중요하다. 해안 및 하굿둑 주변지역의 담·염수 경계면 특성에 관한 조사 및 분석은 직·간접적 관측방법으로 이뤄진다. 직접 관측방법에는 심도별 전기전도도(Electrical condutivity, EC) 측정 방법으로 1개 정밀센서(CTD-Diver)를 와이어에 연결하여 수동으로 측정하는 방식과 자동 관측센서(CTD-Diver)를 공내 여러 관심심도에 이격거리에 따른 관측센서를 여러 개 설치하여 특정 관심심도별 연속적인 상태를 파악하는 방법이다. 간접 관측방법에는 관심심도별 또는 특정 심도의 지하수 수질을 채취하여 지화학 분석하는 방법이 있다. 직·간접적 관측방법에는 관심심도별 구간의 이격거리와의 공백과 조사시기에 대수층의 해수침투를 파악할 수 있으나 연속적 관측과 예측은 매우 어렵다. 직접적 관측방법 중 1개 정밀센서와 와이어를 이용한 특정 시·공간에 대한 연직 프로파일링 관측은 가능하나, 연속적 관측과 예측 또한 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 물리적 방법을 기반으로, 하굿둑 인근의 담수(freshwater)와 염수(saltwater)와의 경계면 분포특성에 관한 연구는 하굿둑 실증시험 시 지하수 내 염분침투에 따른 지하수 환경 등에 대한 전반적 특성 등을 분석하였다. 하구언 일대의 지하수 내 염분침투 및 지하수 오염관리를 위해 실증실험 등 인위적인 요소와 강우, 태풍, 가뭄 등 자연적인 요소에 의해 여러 형태의 분포특성을 보이는 담수와 염수의 분포 및 혼합대의 특성에 따른 담염수의 경계면 형태별 분석을 하는데 목적을 두었다. 해수침투의 예방과 지하수 오염 방지를 위해 심도별 자동 수질측정 장치를 개발하고, 이를 이용한 염지하수의 프로파일링 감시 시스템을 제안하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.223-223
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• 2019

기후 변화에 따른 해수면 상승은 해안 지하수의 해수침투를 야기해 해안 지하수의 염도를 증가시킨다. 또한 해수면 상승은 토양 염류화를 심화시켜 농작물에 피해가 발생하며, 지하수위를 증가시켜 불포화대의 토양두께가 감소한다. 이처럼 지하수 해수침투가 발생하는 포화대와 토양 염류화가 발생하는 불포화대는 서로 연관되어 있지만, 대부분 포화대와 불포화대 연구는 별도로 진행되어왔다. 본 연구에서는 해안 간척지의 해수면 상승에 따른 포화대의 해수침투 및 불포화대의 토양염류화 영향을 연계하여 모의하였다. 포화대 모의는 미국지질조사국(United States Geological Survey, USGS)에서 개발한 3차원 이송확산 모델인 SUTRA, 불포화대 모의는 미국환경청(United States Environmental Protection Agency, USEPA)에서 개발한 1차원 이송확산모델인 VADOFT를 사용하였다. 해수면 상승 시나리오는 IPCC에서 공표한 바와 같이 RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였고, 미래 2100년까지 자료를 사용하였다. 해수면 상승 시나리오에 따라 해수침투 및 토양염류화 면적 그리고 지하수위 및 불포화대 토양두께를 정량적으로 산정하였다. 한반도 91개 간척지에 대해서 모의를 수행하였고, 과거 대비 미래 후반기 RCP 4.5 시나리오에서는 지하수 해수침투 면적이 $82.19km^2$, RCP 8.5 시나리오에서는 $83.71km^2$ 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토양 염류화 면적은 과거 대비 미래 후반기 RCP 4.5 시나리오에서는 $22.25km^2$, RCP 8.5 시나리오에서는 $24.86km^2$ 증가하는 것으로 나타났다. 담수호 또는 저수지가 있는 대상 지역에서는 해안선으로부터 거리 및 관리 수위가 해수 침투를 야기시키는 중요한 요인으로 나타났으며, 해수침투 저감을 위해서는 해안선 인근 저수지 수위의 적절한 유지관리가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 해수면상승에 따른 해안선의 위치변화와, 기존 관정에서의 양수량, 강수량 변화를 고려하는 것에 한계가 있기 때문에, 향후 위의 세 가지 사항을 복합적으로 고려한 추가 연구가 필요하다고 사료된다.