• 생명과학회지
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• 제24권5호
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• pp.543-548
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• 2014

대수층 함양 및 회수(Aquifer recharge and recovery)기술은 안정적으로 안전한 상수원수를 확보하기 위해 이용되는 기술의 하나이다. 이 기술을 통해 대수층에 하천수를 인위적으로 주입하여 저장하고 필요할 때 퍼 올려 상수 원수로 사용할 수 있다. 이 기술에서 주입된 물이 저장되는 동안 대수층의 토착미생물에 의해 수질이 개선되는 것을 이해하는 것은 중요하다. 그래서 본 연구에서는 실험실규모의 컬럼 반응기를 이용하여 대수층을 모사한 포화층 토양에 존재하는 미생물에 의한 $NO_3{^-}$ 제거를 조사하였다. $NO_3{^-}$는 낙동강의 대표적인 무기 오염물 중의 하나이다. 낙동강 하류에서 최근 2년간 측정된 $NO_3{^-}$ 농도 범위를 고려해서 $NO_3{^-}$ 농도를 달리한 하천수를 반응기에 주입하였다: 5.07, 6.81, 8.27, 그리고 11.07 mg $NO_3{^-}/l$. 본 연구에서 사용한 다양한 $NO_3{^-}$농도에 상관없이 유입수가 반응기에 체류하는 동안 $NO_3{^-}$는 농도가 감소되어 유출수는 1.49 mg $NO_3{^-}/l$이하로 측정되었으며 본 실험기간 동안 평균 pH 7.98을 유지하였다. 한편 abiotic control 반응기에서는 유입수에 포함된 $NO_3{^-}$ 농도와 유출수의 $NO_3{^-}$ 농도는 거의 차이가 없었다. 그래서 본 실험조건하에서 반응기로 도입된 하천수의 $NO_3{^-}$이 포화층의 미생물에 의해 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 도출된 결과는 대수층 함양 및 회수기술에서 대수층의 미생물에 의해 수질이 개선되는 것을 이해하는 데 도움을 줄 것이다.

• 상하수도학회지
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• 제29권1호
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• pp.23-31
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• 2015

Aquifer storage transfer and recovery (ASTR) is a type of managed aquifer recharge which entails injecting water into a storage well and recovering it from a different well. It has effects of natural purification when injected water passes through aquifer medium, and can be a good way of supplying water especially in a region with poor surface water quality. This study is about an on-going effort to introduce ASTR as a solution to source water problems in coastal areas. A pilot study is being conducted in the delta of the Nakdong River. A proactive management system is incorporated to ensure the water qulity in the process of drinking water process. The system is based on the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) which is a tool originated from the food industry in order to assess hazards and establish control systems for the safety of food product. In this paper, we analyze hazardous events which can occur in the entire water supply system using ASTR as a first step to the incorporation of HACCP to drinking water production process.

• 상하수도학회지
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• 제30권5호
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• pp.533-543
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• 2016

Supplying clean and safe water to people is facing both quantitative and qualitative challenges. Due to climate change, access to freshwater becomes increasingly difficult, while pollution from various sources decreases the public trust in water quality. Managed aquifer recharge (MAR) which stores and uses surface water in aquifer is receiving attention as a new technology to secure freshwater. Recently, there is a global expansion in the attempt to combine general purification plants and hazard analysis and critical control point (HACCP) which manages all the process from raw material to consumer for food safety. This research is about an attempt to apply HACCP to the drinking water supply process using MAR to secure both quantity and quality of drinking water. The study site is a MAR plant being constructed in the downstream area of the Nakdong River Basin, South Korea. The incorporation of HACCP with MAR-based water supply system is expected to enhance the safety and reliability of drinking water.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.244-244
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• 2015

Managed Aquifer Recharge (MAR) in the form of Aquifer Storage and Recovery (ASR) systems are being applied for numerous water augmentation projects both in developed and developing countries. Given the onset of Climate Change and its influence on weather patterns and land use, it has been acknowledged the utilization of this technology will be ever increasing. This technique like all others does have its drawbacks or disadvantages, whereby to overcome these drawbacks or disadvantages it is recommended that logical planning process be followed. In this study, we developed a decision framework known as "Decision framework for the planning, designing, construction/testing and implementation of subsurface water storage system" to further standardize the planning and design process of subsurface water storage system to increase the probability of having a successful ASR/ASTR project. The formulation of this framework was based on earlier frameworks, guidelines, published papers and technical reports which were compiled into a data collection database. The database of which consider both qualitative and quantitative aspect for example recharge objectives, site location, water chemistry of the native, source and recovered water, aquifer characteristics(hydraulic conductivity, transmissivity, porosity), injection/pumping rate, ecological constraints, societal restrictions, regulatory restrictions etc. The assimilation of these factors into a singular framework will benefit the broad spectrum of stakeholder as it maps the chronological order under which ASR project should be undertaken highlighting at each stage the feasibility of the project. The final stage of which should result in fully operational ASR system. The framework was applied to two case studies and through the application of a modified ASR site selection suitability index (Brown et al., 2005) a score was derived to identify the performance of each site. A high score of which meant a maximize chance of success given the reduce presence of project constraints.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.201.2-201.2
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• 2011

A water-source heat pump system has been developed for cooling and heating of a green house on the waterfront in Jinju. In order to supply a heat source/sink of water in alluvium aquifer to the heat pump system, the riverbank filtration facility (two pumping wells and one recharge well) for water intake and injection has been constructed. To pump and recharge water sufficiently, the geometric design such as depth and diameter for the wells have been completed, and details of the well such as slot size and length of the screen and filter pack size have been designed based on the practical and theoretical design method including D30 technique. For the investigation of the hydrogeological characteristics, step-drawdown test, long-term pumping test, and recovery test have been carried out for two developed pumping wells. Step-drawdown test has been performed on 4 step flowrates of 150, 300, 450, $600m^3$/day for 1 hour, and long-term pumping test on flowrate of $500m^3$/day for 24 hours, and recovery test for 6 hours. Since the underground water filtrated by riverbank is flowing smoothly into the well, the water level goes down slightly for the long-term test. Consequently, the stable pumping flowrate for two pumping well has been predicted at least over $1,647m^3$/day which is larger than the flowrate of $1,000m^3$/day for a 60 RT heat pump system.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.626-633
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• 2006

본 연구는 부천시를 대상으로 지하수의 함양량, 대수층의 수리학적인 특성, 심도 및 지하수 심도에 따른 수리, 화학적 특성, 지하수의 오염특성을 파악하기 위해 수행되었다. 수리시험의 대상공은 부천지역의 토지이용형태와 도시발달을 고려하여 충적층 2개 지점과 암반층 9개 지점, 총 11개 지점을 선정하여 양수시험과 함께 회복시험을 동시에 실시하였다. 대수층의 투수량계수, 수리전도도 등의 수리상수를 도출하기 위해 양수시험은 충적층은 Theis의 해법에 의해 해석하였으며 암반층은 Theis의 회복해법에 의해 해석하였다. 학교운동장, 녹지공간이 확보된 공원 지역내 양수정은 지하수량이 다른 지역보다 풍부하고, 투수량계수와 수리전도도가 높은 값을 보였는테 이 지역이 강수의 수직침투와 수평이동이 활발하여 도시지역에서 주요 지하수 함양지역임을 뒷받침한다. 도심권의 도로 및 건축물에 의해 포장된 지역 양수정에서는 수리상수 값이 낮아 지하수의 함앙이 어려운 지역으로 관찰되었다. 부천지역 48개 지점에서 채수한 지하수는 심층기반암이 화성암에 기인하여 지하수가 약산성화된 특성을 보였다. 부천시의 지역별 전기전도도는 $70.4{\sim}1,287{\mu}S/cm$의 범위를 보였으며 용해성 광물이나 일부 탄산염의 영향을 받아 대부분의 지역에서 다소 높게 검출되었다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.67-81
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• 2015

선형 또는 군집형으로 배치된 양수정 배열 조건에서 최적의 복수 주입정 위치를 결정하는 최적화 프로그램을 개발하였다. 다양한 목적함수를 제시하였으며 담금질모사 기법을 이용하여 목적함수를 만족시키는 주입정의 최적 위치를 평가하였다. 주입수의 회수율의 최대화를 목적함수로 설정할 경우, 우물 배열에 관계없이 두 개의 주입정을 모두 우물 군집 내부에 설치하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 회수율의 최대화와 동시에 기존 양수정의 양수량을 고르게 증가시키는 통합목적함수를 고려하여 두 개의 주입정을 설치할 경우, 우물 배열에 관계없이 우물 배열의 양측면부가 주입정 위치로 적합한 것으로 분석되었다. 주입정 위치 최적화를 위한 다수의 시나리오 분석 결과, 최적의 결과에 근접하는 지역적 최솟값 또는 최댓값이 다수 존재하는 것으로 나타났으며, 이는 주입정의 최적 위치를 현장의 조건에 맞게 선택적으로 결정할 수 있는 개연성이 존재하는 것을 의미한다. 결론적으로, 본 연구는 담금질모사 기법이 다양한 목적함수에 부합하는 복수 주입정의 최적 위치 평가에 성공적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권6호
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• pp.32-44
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• 2005

국가지하수 관측망의 314개 관정에 대한 양수시험 자료를 분석하여 국내 암반 및 충적대수층이 나타내는 수리전도도 분포, 투수량계수와 비양수량과의 관계, 양수 및 회복시험 유형에 관한 통계 자료를 제시하였다. 충적대수층의 평균 수리전도도는 1.26m/day로 암반대수층(0.076 In/day)보다 약 17배 크게 나타났다. 암반대수층 수리전도도의 평균과 분산도는 국외의 결정질 균열 암반과 거의 일치하였으며, 암종별 평균값은 퇴적암, 화성암, 변성암 순으로 뚜렷한 차이를 보였다. 투수량계수 분석 결과 국가지하수 관측망의 지하수는 암반을 통하여 $32\%$, 충적층을 통하여 $68\%$ 정도가 흐르는 것으로 나타났다. 회귀분석을 통하여 국가지하수 관측망의 대수층이 나타내는 비양수량과 투수량계수의 관계식을 제시하였다 양수 및 회복시험의 수위강하 양상에 따라 대수층의 유형을 $4\~5$개로 분류하여 각 유형이 나타내는 대수층의 특성을 분석하였다 국가지하수 관측망 대수층의 대부분$(83.7\%)$은 함양경계형을 보였으며, 관측소 인근의 하천, 암반 및 충적대수층의 수리적 연결에 의한 두 대수층간의 수직적인 지하수의 흐름, 자유면대수층에서 중력배수에 의해 발생하는 지연산출 등 다양한 공급원에 의하여 함양경계형이 나타난 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.1259-1267
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• 2015

우리나라에서는 기존에 경험하지 못한 농촌의 지하수 개발문제가 새로운 도전으로 대두되고 있다. 이른바 수막재배(Water Curtain Cultivation : WCC)라 불리우는 동절기 농업활동이 주된 이슈이다. 본 연구에서는 대상지역인 충북 청원군 수막재배지역내 충적대수층의 물수지를 검증하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였다. 세계적인 추세인 학제간 융합방식을 현장규모에 맞게 도입한 지하수 모델링을 수행하였고, 특히 정밀한 지하수 함양량의 입력을 위해 SWAT모형을 이용한 소유역 지하수 함양량을 계산하였으며 양질의 현장자료를 기반으로 모형의 신뢰성을 확보하기 위한 검보정이 진행되었다. 본 연구의 목표는 하천의 보와 배수 시스템과 같은 인위적인 경계조건하에서 지하수 양수가 진행될 때 하천과 대수층의 다양한 상호작용을 모의하는 것이다. 또한 부지내의 누적 물수지의 계절변화를 분석함으로써 지하수 고갈과 회복량을 정량화할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.116-116
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• 2017

지하수 인공함양은 수자원확보 및 비상시 용수를 목적으로 세계적으로 연구 및 프로젝트가 진행되고 있다. 인공함양의 방법에는 여러 가지의 방식이 있지만 본 연구는 관정을 통해 주입하는 ASTR(Aquifer Storage Transfer and Recovery)방법을 이용하여 연구하였다. ASTR이란 지표수를 인공적인 방법으로 대수층에 주입시키고, 일정기간 저장시키거나 유하시킨 후 양수하는 방법이다. 염수로 포화된 피압대수층에 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화된 대수층에서 인공함양기술을 성공시키기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수비율이 0%을 만족하며, 주입으로 인한 수위상승량은 지반변형을 일으키지 않는 최소한의 값을 가지는 것이다. 본 연구는 앞서 언급한 인공함양기술을 성공시키기 위해 지하수 흐름모델과 최적화 모델을 결합한 최적전산모델을 이용하여 모의하였다. 지하수 흐름모델은 경계면모델을, 최적화 기법은 GA(Genetic Algorithm)을 이용하였다. 구축된 목적함수로는 양수정의 담수비율 최대화, 주입정에서의 수위상승량 최소화 그리고 양수개시시간 최소화로 구성하였다. 제약조건으로는 총 주입량 및 양수량 그리고 주입 및 양수정 개수이다. 서술한 목적함수와 제약조건을 만족하는 주입/양수정의 위치 및 유량을 최적전산모델로부터 얻을 수 있다. 기존 지하수 인공함양 및 개발은 사례별 연구 또는 전문가의 주관적 판단에 의존하는 경향이 있었다. 본 연구는 최적화 기법을 통해 복수의 관정에서 정량적인 산정이 가능하다. 현재 모델링에 의존한 연구로써 한계가 있지만, 추후 실제현장에 적용하여 모델 검정을 통해 신뢰도를 높이며 지하수 인공함양 개발에 많은 공헌을 할 수 있을 것으로 예상한다.