• 한국환경과학회지
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• 제20권12호
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• pp.1553-1560
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• 2011

The study analyzes groundwater balance with regard to the water recharge and discharge which contain urbanization components in Suyeong-gu, Busan. It also verifies the reliability and accuracy improvement on the analysis of the balance. The result of the study is viewed as preliminary data which are useful to develop, utilize and manage groundwater. The average quantity of groundwater recharge is 6,014.1 $m^3$/day in the research area during the last ten year period(from 1998 to 2007). The outflow from drainage areas to rivers and coasts is 149.3 $m^3$/day, the inflow from rivers and coasts to drainage area is 439.9 $m^3$/day. The use of the water is 4,243.0 $m^3$/day. The outflow caused by subway in line No.2 and No.3 through Suyeong-gu and the one by building an underground electric complex is 1,500.0 $m^3$/day. The leakage of water works is 6514.9 $m^3$/day. The inflow and outflow of sewerage is 5082.2 $m^3$/day from groundwater to sewer. The amount of groundwater recharge, the inflow from rivers and coasts to drainage area, and the leakage of water works belong to the amount of groundwater inflow and the total amount is 12,968.9 $m^3$/day. The amount of outflow from drainage area to rivers and coasts, the use of groundwater, outflow by subway and underground electric complex tunnel and the amount of inflow of the water to sewerage belong to the amount of outflow of groundwater and the sum amount is 13,031.5 $m^3$/day. The gap between the amount of inflow and outflow of groundwater is 62.6 $m^3$/day, which is considered to reflect the trend that the short term drop in the amount of rainfall results in the amount of groundwater recharge and that the amount of outflow from drainage area to rivers and coasts decreases.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권3호
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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.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.19-32
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• 2007

우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권5호
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• pp.9-19
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• 2006

지하수 함양량을 정확하게 산정하는 것은 지하수계의 적절한 관리를 위해서 매우 중요하다. 국내에서 주로 사용되는 지하수 함양량 추정방법은 지하수위 변동법, 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법 등이 있다. 그러나, 이들 방법은 집중형 개념을 기반으로 하거나 국지적인 규모로 다뤄지기 때문에 기후조건, 토지이용, 토양조건, 수리지질학적 비균질성에 의한 함양량의 시공간적 변동성을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 유역내의 토양 및 토지이용에 따른 비균질성을 반영할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 지하수 함양량을 산정하는 방법을 제시하였다. SWAT 모형은 유역내 일단위 지표면 유출량, 증발산량, 토양저류량, 함양량, 지하수유출량 등의 수문성분을 계산할 수 있는 모형이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 미호천 유역의 최상류인 무심천 유역에 적용하였다. 2001년-2004년까지의 기간동안 지하수 함양량을 포함한 유역의 일단위 수문성분들을 모의하였으며, 유역출구점에서의 실측 일유춘자료와 모의 일유출자료의 비교를 통해서 모의결과의 유효성을 검토하였다. 지하수 함양량의 시공간적 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량의 변동성은 토지이용도 뿐만 아니라, 유역경사와 같은 지형인자에도 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• Water Engineering Research
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• 제6권1호
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• pp.31-38
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• 2005

Groundwater recharge is defined in an addition of water to groundwater reservoir. Recently, many people have been moving to the Edwards aquifer and urban and agricultural industry have been expending. Hydrologists and water planning managers concern about insufficient groundwater amounts and irrigation water price variability. In this paper, I focus on estimates of local recharge volumes and quantify preferential flow through GIS technique. Chloride Mass Balance (CMB) and hydrochemical components have been widely applied to recharge rate and evaluate flow paths. The CMB method is based on relationship between wet-dry chloride deposition data and Rainfall data. These data are manipulated using ArcGIS. Especially, hydrochemical concentration distribution is good index for groundwater residence times or flow paths such as $[Mg^{2+}]/[Ca^{2+}],[Cl]$ and log$([Ca^{2+}]+[Mg^{2+}])/[Na^+]$. Well information such as hydrological-hydrochemical data are imported into ArcGIS and manipulated by interpolation techniques. For each potentiometric surface and water quality, point data are converted to spatial data through each Kriging and Inverse Distance Weighted (IDW) techniques.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.293-297
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• 2006

Submarine groundwater discharge (SGD) and the interface between seawater and freshwater in an unconfined coastal aquifer was evaluated by numerical modeling. A two-dimensional vertical cross section of the aquifer was constructed. Coupled flow and salinity transport modeling were peformed by using a numerical code FEFLOW In this study, we investigated the changes in groundwater flow and salinity transport in coastal aquifer with hydraulic condition such as the magnitude of recharge flux, hydraulic conductivity. Especially, transient simulation considering tidal effect and seasonal change of recharge rate was simulated to compare the difference between quasi-steady state and transient state. Results show that SGD flux is in proportion to the recharge rate and hydraulic conductivity, and the interface between the seawater and the freshwater shows somewhat retreat toward the seaside as recharge flux increases. Considered tidal effect, SGD flux and flow directions are affected by continuous change of the sea level and the interface shows more dispersed pattern affected by velocity variation. The cases which represent variable daily recharge rate instead of annual average value also shows remarkably different result from the quasi-steady case, implying the importance of transient state simulation.

• 한국환경과학회지
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• 제20권7호
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• pp.857-872
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• 2011

The variation of groundwater level in Jeju Island is analyzed with the data of precipitation observed from 48 monitoring post and groundwater level observed from 84 monitoring wells during 2001 to 2009. The groundwater level rises in summer and falls in winter. The rise of groundwater level by precipitation is fast and small in the eastern region and slow and large in the western region. However, the speed of fall during the period of no rain is slower in the eastern region than in the western region. It tells that permeability is greater in the eastern region than in the western region. In this paper, we set up the base level of groundwater and calculate recharge volume between the base level and groundwater surface. During the period, the average recharge volume was $9.83{\times}10^9m^3$ and the maximum recharge volume was $2.667{\times}10^{10}m^3$ after the typhoon Nari. With these volume and the recharge masses obtained by applying the recharge ratio of 46.1%, estimated by Jeju Province (2003), the porous ratio over the whole Jeju Island is 16.8% in average and 4.6% in the case of maximum recharge volume just after typhoon Nari. A large difference in the two ratios is because that it takes time for groundwater permeated through the ground just after rain fall to fill up the empty porous part. Although the porous ratios over the whole Jeju Island obtained in this way has a large error, they give us the advantage to roughly estimate the amount of recharged groundwater mass directly from observing the groundwater level.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.66-78
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• 2011

It is getting difficult to manage water resources in South Korea because more than half of annual precipitation is concentrated in the summer season and its intensity is increasing due to global warming and climate change. Artificial recharge schemes such as well recharge of surface water and roof-top rainwater harvesting can be a useful method to manage water resources in Korea. In this study, potential artificial recharge site is evaluated using geographic information system with hydrogeological and social factors. The hydrogeological factors include annual precipitation, geological classification based on geological map, specific capacity and depth to water level of national groundwater monitoring wells. These factors were selected to evaluate potential artificial recharge site because annual precipitation is closely related to source water availability for artificial recharge, geological features and specific capacity are related to injection capacity and depth to water is related to storage capacity of the subsurface medium. In addition to those hydrogeological factors, social aspect was taken into consideration by selecting the areas that is not serviced by national water works and have been suffered from drought. These factors are graded into five rates and integrated together in the GIS system resulting in spatial distribution of artificial recharge potential. Cheongsong, Yeongdeok in Gyeongsangbuk-do and Hadong in Gyeongsangnam-do, and Suncheon in Jeollanam-do were proven as favorable areas for applying artificial recharge schemes. Although the potential map for artificial recharge in South Korea developed in this study need to be improved by using other scientific factors such as evaporation and topographical features, and other social factors such as water-curtain cultivation area, hot spring resorts and industrial area where groundwater level is severely lowered, it can be used in a rough site-selection, preliminary and/or feasibility study for artificial recharge.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.275-285
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• 2001

우리 나라 갈수기의 하천유출은 대부분 지하수에서 공급되는 유출이므로 홍수기 강우량에 의해 침투한 유역의 수분상태에 지배된다. 따라서, 홍수기의 지하수 함양량 추정을 통한 유역 상태 정보를 이용한다면 갈수기 월유출 예측을 만족스럽게 수행할 수 있는 수문학적 환경을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 지하수 함양량에 의한 월유출량의 영향을 평가하고, 이를 다중회귀모형의 독립변수로 이용하여 장기 월유출량 예측을 시도하는 것이다. 해당 월의 유출량, 강수량, 선행 유출량과 강수량 및 지하수 함양량의 상관분석을 이용하여 다중회귀모형의 최적독립변수들을 평가하였다. 지하수 함양량을 독립변수로 포함한 모형에서 향상된 예측결과를 얻었다. 또한, 사전에 파악된 강수량과 지하수함량의 관계를 이용하여 지하수 유출 이월효과를 고려하면서 강수량만으로 유출 예측모형을 개발할 수 있음을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.383-391
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• 2010

본 연구에서는 SWAT 모형과 HELP 모형을 이용하여 보청천 유역의 지하수 함양량을 산정하였다. SWAT 모형은 지표수 및 지하수 성분을 모두 고려할 수 있는 물순환 모형이지만, 토양층에 대한 침루과정의 물리적 해석이 미흡하다. 반면에 HELP 모형은 중간유출 및 지하수 유출성분을 모의하지 못하지만, 토양층에서의 비포화흐름을 고려하여 침루과정을 해석할 수 있다. 국내유역에서 함양량 산정을 위해 SWAT 모형은 여러 유역에서 성공적으로 적용되어 왔지만, HELP 모형의 국내유역에 대한 적용은 매우 미흡하였다. HELP 모형의 적용을 위하여 중간유출계수를 제안하였고, 수정된 지수형감쇠 가중함수를 이용하여 지하수 함양량을 산정하였다. HELP 모형의 함양량은 중간유출계수 값에 따라서 많은 차이를 나타내었다. 중간유출계수 값이 0.6인 경우에 HELP 모형과 SWAT 모형사이의 함양량 오차가 가장 작았으며 일, 월, 연단위 등 다양한 시간규모에 대하여 두 모형사이의 함양량은 비교적 잘 일치하였다. HELP 모형은 SWAT모형에 비하여 모형구조가 비교적 간단하고 입력변수가 적게 요구되므로 지하수 함양량 산정에 유용하게 적용될 수 있으며, SWAT 모형과 HELP 모형을 병행하여 적용하면 지하수 함양량 산정의 신뢰도가 향상될 것으로 판단된다.