• Title/Summary/Keyword: Groundwater depletion

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Origin of B, Br and Sr in Groundwater from Bukahn-myeon, Yeongcheon, Gyeongbuk Province, with Emphasis on Hydrochemistry (지하수의 수질화학적 특징과 붕소, 브롬, 스트론튬 성인에 대한 고찰)

  • Choo, Chang-Oh;Lee, Jin-Kook;Lee, Chang-Joo;Park, Ki-Ho;Jeong, Gyo-Cheol
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.19 no.2
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    • pp.235-250
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    • 2009
  • Environmental elements such as B, Br, and Sr in groundwater from Bukahn-myeon, Yeongcheon, Gyeongbuk Province, were investigated in order to know their origin with emphasis on hydrochemistry. pH ranges from 7.37 to 8.39. B content is 0.41${\sim}$4.62 mg/L with an average 1.74 mg/L and Br content is 0${\sim}$3.24 mg/L with an average 2.22 mg/L, and Sr content is 0.93${\sim}$8.64 mg/L with an average 2.76 mg/L. The water types plotted by the Piper diagram are different but mostly $Ca-HCO_3$. Some constituents contributing to EC are Na, $SO_4$, Cl with high determinative coefficients($R^2$) of 0.85, 0.70, 0.90, respectively. The coefficients($R^2$) of Cl to Na, K, $SO_4$ are 0.54, 0.68, 0.53, respectively. It should be noted that there are high cocfficients($R^2$) of B-Sr and $Sr-SO_4$ with 0.65, 0.64, respectively. The Cl/Br ratios are 5.21${\sim}$30.70 due to significant depletion of Cl. The $SO_4/Cl$ ratios are 1.32${\sim}$27.24 with an average of 5.92, ascribed to abundant introduction of $SO_4$ or significant depletion of Cl. Chemical speciation calculated shows that B exists mostly as $H_3BO_3$ with less $H_2BO^-_3$ and Br exists as only $Br^-$. Sr exists mostly as $Sr^2$ with less $SO_4$. Saturation index represents that goundwater is supersaturated with respect to barite, kaolinite, illite, K-mica, and smectite while it is slightly undersaturated with respect to silica, gypsum, anhydrite, talc, chrysotile, feldspar, kaolinite, illite, K-mica, and smectite. The saturation index of celestine is -2.23${\sim}$-0.13 indicating more Sr can be incorporated into groundwater. Groundwater is still much undersaturated to halite. It is likely that the origin of S and Sr was related to the Yucheon volcanic rocks. Br might be originated from the local geological features with introduction of anthropogenic matters.

Sorption and Leaching Characteristics of Diesel-Contaminated Soils Treated by Cold Mix Asphalt (Cold Mix Asphalt로 처리한 디젤 오염 토양의 흡착 및 용출특성)

  • Seo Jin-Kwon;Hwang Inseong;Park Joo-Yang
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.9 no.4
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    • pp.24-31
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    • 2004
  • A cold mix asphalt (CMA) treatment process was proposed as a tool to recycle soils contaminated with petroleum hydrocarbons. Experimental studies were conducted to characterize performances of the CMA process in treating soils contaminated with diesel or diesel compounds. From the screening experiments, it was found that performances of five types of asphalt emulsions that contained a cationic or an anionic or a nonionic surfactant were not substantially different. In consideration of higher affinity for soils and higher sorption coefficients obtained, an emulsion containing Lauryl Dimethyl Benzyl Ammonium Chloride (LDBAC) was selected as a promising asphalt emulsion for treating diesel-contaminated soils. When the asphalt emulsion LDBAC was applied to treat three compounds that originated from diesel, the removal efficiencies obtained in the order of decreasing efficiencies were as follows: docosane > pentadecane > undecane. Leaching experiments on the specimen formulated by the emulsion LDBAC found that the selected treatment method could treat soils with diesel concentrations as high as 10,000 mg/kg. Leaching of the diesel from the specimen was controlled by diffusion for the first four days and then leaching rate diminished substantially. The latter behavior was characterized as depletion, which represents that the contaminant released amounts to more than $50\%$ of the total amount of the contaminant that can be leached. The amounts of three diesel compounds leached from the specimen in the order of decreasing amount were undecane, pentadecane, and docosane. The curing of the soil contaminated with pentadecane was relatively slow.

Evaluation and characteristics of commercial Portable ground-water in Korea

  • Cho, Byong-Wook;Sung, Ig-Hwan;Choo, Chang-O;Lee, Byeong-Dae;Kim, Tong-Kwon;Lee, In-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 1998.11a
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    • pp.119-122
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    • 1998
  • Chemical analysis, measurement of pumping rates of 60 production wells and depth to water tables of 57 monitoring wells were carried to protect depletion of water resources and deterioration of water quality for the commercial portable ground-water. Borehole depth of production well averages 149m(31 boreholes), casing depth is 28m(29 boreholes), production rate is 70 $m^3$/day and depth to water table of monitoring well is 23.26m, respectively. The geology of 60 wells can be divided into Daebo granite(20), Okchun metarmorphic complex(18), Precambrian granitic gneiss(15), Bulguksa granite(4), Cheju volcanics(2), Cretaceous sedimentary rock(1). Average electrical conductivity and pH are 152$\mu$S/cm, and 7.35, respectively. The contents of major cation and anion predominantly $Ca^{2+}$>N $a^{+}$>M $g^{2+}$> $K^{+}$ and HC $O_{3}$$^{-}$ >S $O_{4}$$^{2-}$>Cl ̄>F ̄. Water type is predominantly $Ca^{2+}$-HC $O_{3}$$^{-}$(81.7%). It's possible that water chemistry of some wells were affected not only by the geology of boreholes penetrated but by inflows of surface water or shallow ground-water. Therefore, it is strongly necessary to steadily monitor the water quality and hydrogeologic conditins of production wells.ells.ls.ells.

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Field Gas-Sparging Tests for In Situ Aerobic Cometabolism of Trichloroethylene(TCE)

  • Kim Young;Istok Jonathan D.;Semprini Lewis;Oa Sung-Wook
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2006.04a
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    • pp.54-56
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    • 2006
  • Single-well-gas-sparging tests were developed and evaluated for assessing the feasibility of in-situ aerobic cometabolism of trichloroethylene (TCE), using propane as a growth substrate. To evaluate transport characteristics of dissolved solutes [sulfur hexafluoride (SF6) or bromide (non-reactive tracers), propane (a growth substrate), ethylene, propylene (nontoxic surrogates to probe for CAH transformation activity), and DO], push-pull transport tests were performed. Mass balance showed about 90% of the injected bromide and about 80% of the injected SF6 were recovered, and the recoveries of other solutes were comparable with bromide and slightly higher than SF6. A series of Gas-Sparging Biostimulation tests were performed by sparging propane/oxygen/argon/SF6 gas mixtures, and temporal ground water samples were obtained from the injection well under natural gradient 'drift' conditions. The decreased time for propane depletion and the longer time to deplete SF6 as a conservative tracer indicate the progress of biostimulation. Gas-Sparging Activity tests were performed. .Propane utilization, DO consumption, and ethylene and propylene cometabolism were well demonstrated. The stimulated propane-utilizers cometabolized ethylene and propylene to produce ethylene oxide and propylene oxide, as cometabolic by-products, respectively. Gas-Sparging Acetylene Blocking tests were performed by sparging gas mixtures including acetylene to demonstrate the involvement of monooxygenase enzymes. Gas substrate degradation was essentially completely Inhibited in the presence of acetylene, and no production of the corresponding oxides was also observed. The Gas-Sparging tests supports the evidences that the successive stimulation of propane-oxidizing microorganisms, cometabolic transformation of ethylene and propylene by the enzyme responsible for methane and propane degradation.

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Improvement of Infiltration by Applying Hybrid Low Impact Development (LID) Infiltration Pipes in an Urban Area (도시에서 하이브리드 LID 침투관 설치에 따른 침투량 향상)

  • Han, Kyung Soo;Park, Yong Soon
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.3 no.2
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    • pp.126-129
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    • 2016
  • The risk of flooding and groundwater depletion is increasing due to the increase of impervious area in an urban area that reduces the volume of infiltration and increases the outflow of rainwater. The objective of this study is to examine the impact of installation of roadside tree protectors with infiltration pipes in terms of the change of the infiltration rate. Through this study, it has been attested that roadside tree protectors with infiltration pipes increased the infiltration rate and decreased water level on the ground, and could be applied in an urban area as the low impact development (LID) facilities.

Relationship between groundwater pumping and streamflow depletion (하천인근 지하수 양수에 따른 하천수 영향 평가 상관식 개발)

  • Kim, Nam-Won;Lee, Jeong-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.422-422
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    • 2012
  • 지하수개발 이용의 허가시 지하수 양수로 인한 주변지역에 미치는 영향을 조사하여 지하수의 고갈과 오염을 예측하고 이를 사전에 방지함으로써 지하수의 보전과 합리적인 이용을 도모하고자 지하수영향조사제도가 시행되어 왔다. 특히 하천구역의 경계로부터 300미터 내의 지역에서 지하수를 개발 이용하는 경우에는 지하수영향조사서를 첨부하여 국토해양부장관과 미리 협의하도록 되어있고, 이 때 지하수개발 이용이 하천의 수량에 영향을 미친다고 인정하는 경우에는 취수량 취수 기간의 제한 및 취수 금지 등을 요청할 수 있다. 그러나, 하천인근의 지하수 양수가 하천수에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 기법이 마련되어있지 않아 실무적으로 지하수영향조사 및 허가 절차상 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 지하수 이용에 따른 하천수량 변화를 예측할 수 있는 간편 상관관계식을 지표수-지하수 통합모의 결과를 이용하여 유도 제시하였다. 지표수-지하수 통합모의를 위해서 SWAT-MODFLOW 결합모형을 적용하였고, 두 개의 시험유역에 대해 가상의 양수정 설치에 따른 하천수량 변화량을 평가하는 시나리오 분석을 수행하였다. 상관관계는 다중회귀분석을 통해서 하천수 감소량을 지하수 양수량, 하천과 양수정 이격거리, 대수층 및 하천바닥의 수리전도특성, 강수량 등의 함수로 나타내었다.

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Analysis of stream depletion from groundwater pumping near Hwangguji stream (황구지천 주변 지역 지하수 양수 영향 분석)

  • Lee, Jeongwoo;Kim, Nam Won;Chung, Il-Moon;Hong, Sung Hun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.385-385
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    • 2017
  • 지하수 관정의 위치에 따라 대수층과 인근 하천의 수리특성이 다양하여 하천수량에 미치는 지하수 양수의 영향이 공간적으로 다르게 발생하며, 그 영향을 지도(map)상에 표출한 것을 가칭 지하수 양수 영향구역도(국토교통부, 2014)라 한다. 본 연구에서는 황구지천 하류유역에 대해 하천주변 천부대수층 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 Hunt(1999, 2009)의 해석해로 산정하고 그 결과를 바탕으로 지하수 양수 영향구역도를 작성하였다. 지하수 양수 영향구역도 작성에 필요한 입력자료를 구축하기 위해서 현장에서 직접 양수시험을 수행하여 대수층 수리상수를 산정하고 기존 문헌값을 함께 이용하여 수리상수의 공간분포도를 작성하였다. 또한 양수시험공에 인접한 하천의 바닥에 피조미터 및 시피지미터를 설치하여 하상수리전도도를 측정하였다. 하천주변 및 하상의 수리상수값을 Hunt 해석해에 대입하여 지하수 양수량 대비 하천수 감소율을 30m 크기의 셀 단위로 산정하고 이를 구글어스상에 공간적으로 표출하였다. 하천구역에서 300m 이내 지역에서 지하수를 양수할 경우에는 양수기간 5년동안 평균적으로 양수량의 70%를 초과하는 하천수량의 감소가 일어나는 것으로 분석되었다. 지하수 양수 영향구역도를 활용하면 지하수 개발 이용자 및 허가 관련 행정기관이 지하수 관정의 공간적인 위치에 따른 하천수 감소 정도를 정량적으로 쉽게 파악할 수 있다.

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Estimation of streamflow depletion due to groundwater pumping using analytical and numerical models (해석적 모형과 수치적 모형을 이용한 지하수 양수로 인한 하천수 감소량 산정)

  • Lee, Jeongwoo;Chung, Il-Moon;Kim, Nam Won;Hong, Sung Hun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.294-294
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    • 2018
  • 복잡한 수문 수리지질학적 조건을 고려할 수 있는 SWAT-MODFLOW 지표수-지하수 통합모형과 대수층-하천-양수정 시스템을 단순화한 Hunt (1999) 해석해를 죽산천 인근 지역에 각각 적용하여 지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 모의하고 그 결과를 비교하였다. 하천으로부터 약 1 km 이내에 위치한 천부 지하수 관정들 중에서 취수계획량이 $100m^3$/일을 초과하는 18개의 관정을 선별하고 지하수 양수량 대비 하천수 감소량(하천수 감소비)을 산정한 결과 대부분의 관정에서 해석해와 모델링 결과의 차이가 0.2 미만으로 매우 작은 것으로 나타났다. 따라서 해석해가 하천-대수층 시스템을 단순화한 조건에 대해 유도되었음에도 불구하고 정밀한 모델링에 준하는 결과를 나타낼 수 있는 것으로 분석되었다. 그러나, 양수기간이 장기화되거나 하천과 관정간의 이격거리가 증가함에 따라 해석해와 모의결과의 차이가 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 해석해가 대수층 저류량의 감소와 하천수량의 감소가 장기적으로 균형을 이루는 동적 평형 상태를 구현할 수 없고 하천수위의 급격한 변화에 따른 하천수와 지하수간의 상호 교환량의 불규칙한 패턴 또한 모사할 수 없는 한계가 있지만 양수기간 5년 이내의 하천수 감소량의 평균적인 거동은 수치모의 결과와 유사한 것으로 평가되었다.

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Streamflow depletion according to groundwater pumping location (지하수 양수 위치에 따른 하천수 감소 영향 공간 분석)

  • Lee, Jeongwoo;Kim, Nam Won;Lee, Min Ho;Cha, Jun Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.251-251
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    • 2015
  • 지하수 양수정 위치에 따라 대수층 및 하천바닥층의 수리지질학적 특성이 상이하여 양수로 인한 지하수위 저하 및 하천으로의 지하수 유출 감소의 시간적 반응과 그 크기가 공간적으로 다르게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 지표수-지하수 통합모형 SWAT-MODFLOW를 죽산천 유역에 적용하여 지하수 양수정 위치에 따른 하천수 감소량을 모의 분석하였다. 대상 유역내에 위치한 전체 지하수 양수정을 고려하여 현재 이용 상태의 하천유량을 모의한 후, 다시 지하수 관정을 모두 제거하여 자연 상태일 때의 하천유량을 산정하여 하천수 감소의 정도를 평가하기 위한 기준유량으로 삼았다. 이어서 하천변 양안 500m 이내 임의 위치에 지하수 양수정을 개별적으로 입력하여 반복 모의를 통해 하천유량을 산정하고 자연 상태의 하천유량과의 차이로부터 하천수 감소량을 산정하였다. 임의 위치 각각에 대해 산정한 하천수 감소량을 크리깅 기법을 통해 공간 보간하여 표출한 결과 양수정 위치에 따라 하천에 미치는 영향의 공간적 편차가 크게 나타났고, 특히 양수 5년후에는 양수량 대비 하천수감소량이 60%를 초과하는 지역이 대부분인 것으로 분석되었다.

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Estimation of streamflow depletion due to groundwater pumping using analytical solution and empirical formula (해석해와 경험공식을 이용한 하천 인근 지하수 양수에 따른 하천수 감소율 분석)

  • Lee, Jeongwoo;Kim, Nam Won;Chung, Il-Moon;Hong, Sung Hun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.220-220
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    • 2019
  • 천부대수층-심부대수층-하천-양수정 시스템에 대해 개발된 Ward & Lough 해석해와 국내 시험유역을 대상으로 개발된 양수량 대비 하천수 감소량 산정공식 (한강홍수통제소, 2018)을 광주천인근에 실제로 위치한 지하수 관정에 적용하여 지하수 취수로 인해 하천의 수량에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 대상관정은 하천에서 약 67 m 떨어진 공업용수 공급을 위한 지하수개발 이용시설로서 착정심도 100 m, 착정구경 150 mm, 취수계획량 $200m^3$/일, 수중펌프 5 Hp 등의 시설제원을 가진다. 해석해 및 경험공식 적용을 위한 기본 입력자료로 투수량계수, 저류계수 등의 수리상수값은 해당 관정의 지하수개발 이용 영향조사서에서 발췌하였고, 측정되지 않은 일부 입력값은 문헌조사를 통해 적절한 값을 가정하여 사용하였다. 하천의 수량에 미치는 지하수 양수 영향을 예측한 결과 지하수 허가기간 5년동안 취수계획량의 약 80 %를 넘는 하천수 감소율이 발생하는 것으로 분석되었다. 연구 대상관정과 같이 하천에 매우 근접한 지역에서 지하수를 이용할 경우 하천수 취수에 준하는 영향을 보일 수 있기 때문에 수자원의 효율적인 이용을 위해서는 하천수와 하천 인근 지하수의 통합적 관리가 필요할 것이다.

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