Artificial recharge technology is a method for solving problems such as groundwater level drop and ground subsidence caused by groundwater withdrawal. This study investigated the applicability of using the hydraulic conductivity of an aquifer to predict injection test results for aquifer restoration. Pumping and injection tests were performed under the same conditions as those for the artificial injection facility located in Icheon, Gyeonggi-do. The hydraulic conductivity of the aquifer, which plays a decisive role in restoring the groundwater level, was derived from the pumping test. A numerical model of a simplified on-site aquifer was constructed, and a transient analysis was applied with the same conditions as the pumping test. The correlation between the measured and the resulting model values is strong (R2 = 0.78). The injection test was performed in a sedimentary layer composed of silt sand and clay sand. From the results of the injection test, an empirical formula was derived using Theim's formula, which is a common well analysis solution to determine the parameters of the aquifer from time-level data. The model values from the empirical formula have a high degree of correlation (R2 = 0.99) with measured values. Under specific conditions, for areas where it is difficult to conduct an injection test, the formula from this study, which relies on the hydraulic conductivity of the aquifer determined through the pumping test, may be used to predict reliable injection rates for groundwater restoration.
Lee Dong-Kee;Park Jae-Hyeoun;Park Chang-Kun;Yang Jung-Suk;Nam Do-Hyun;Kim Dae-kun;Jeong Gyo-cheol;Choi Yong-sun;Boo Sung-an
The Journal of Engineering Geology
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v.14
no.4
s.41
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pp.391-400
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2004
Excess pumping on the river bank filtration well causes the over drawdown in the protected area of bank, which may make many problems such as soil water contents, Pumping head in the irrigated land, and it needs more irrigation and development of the deeper irrigating well. In this study the installation of the artificial recharging well was suggested to reduce the excess draw down in the protected land. Artificial recharging wells were applied at the bank filtration site of Changwon city by using Visual-MODFLDW. The optimized conditions are calculated that the recharging well is located about loom apart from the pumping well, and the recharging rate is $5\%$ of the pumping yield.
For hydrogeological studies, it is of importance to observe hydraulic head in order to interpret groundwater flow, characterize aquifers, and calibrate groundwater flow model. This study analyzed the zonal variation of hydraulic heads at the eight monitoring wells (GM-1~GM-8) installed with multi-packers in a coastal area and verified vertical and lateral trends of the hydraulic gradients. Hydraulic heads were expressed as the depth of water because the monitoring wells have different depths. The hydraulic gradient at the nearest well (GM-5) shows 0.0142 with increasing trend of hydraulic gradient along depth. This fact indicates typical phenomenon of the discharge area. On the other hand, GM-1 and GM-2 wells in coastal area demonstrate constant hydraulic gradient down to the depth of 100 meters while at the zone of deeper than 100 m the hydraulic gradients illustrate 0.0196 and 0.0735, respectively. This indicates that horizontal flow is dominant at shallower zone than 100 m whereas upward flow is dominant at the zone deeper than 100 m. GM-3 well located farther than the other wells from the coast shows a small hydraulic gradient of 0.0046 that evidences a prevalent horizontal flow between the recharge area and the discharge area.
A lot of Pond Wetland (Palustrine Wetland) are distributed in agricultural landscapes, Korea. These wetlands are evaluated as important resources for conservation of biodiversity. However, the study of Pond Wetland is rarely conducted except type classification in Korea. In this study, the function of pond wetland as ecosystem services is studied for conservation and utilization of wetland. Research was conducted in three steps; functionality analysis, functionality derivation, and importance analysis. A total of 22 features were derived by analyzing the previous studies. As a result of expert survey, 4 features were selected by each in the field of biological, environmental, and socio-culture among the 22 features. Importance was calculated by conducting a cross-functional features using Analytic Hierarchy Process (AHP). Finally, 10 ecosystem service functions of pond wetland were derived through expert survey; (1) Water Storage & Irrigation, (2) Vegetation Diversity, (3) Amphibian & Reptile Habitat, (4) Water Purification, (5) Aquatic Insect Habitat, (6) Nutriments Control was derived, (7) Groundwater Recharge, (8) Fishery Habitat, (9) Eco-Experience & Education, and (10) Aesthetic landscape. It is expected that this study is able to utilize in evaluation of pond wetlands ecosystem services by further study on analysis of functional importance and economic value index.
This is conducted to observe underground temperature and to analyze its change affected by climate condition and soil infiltration in the mountainous area, Yesan region, Chungcheong-namdo province. Additionally, underground temperature change is also simulated using air temperature and soil thermal properties with a numerical model. Soil temperature monitoring data acquired from each depth, 20 cm, 50 cm, and 100 cm, indicates that the data within 50 cm in depth shows peak-shaped big fluctuation directly affected by air temperature and it at 100 cm has open-shaped small fluctuation. Underground temperature variation, a difference between high and low values, during monitoring period is weakly proportional to hydraulic conductivity of the sediment and it is assumed that water plays a part in delivering air temperature in soil. The underground temperature estimated by a numerical model is very similar to the observed data with an average value of 0.99 cross-correlation coefficient. From the result of this study, the aquifer unsaturated hydraulic conductivity of the soil and the groundwater recharge is likely to be able to estimate with underground temperature profile calculated using a numerical model.
Jeon, Byeong Chu;Lee, Su Gon;Kim, Sung Soo;Kim, Ki Su;Kim, Nam Ju
The Journal of Engineering Geology
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v.29
no.2
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pp.99-112
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2019
Rainfall infiltration through the unsaturated zone is influenced by a range of factors including topography, geology, soil, rainfall intensity, temperature and vegetation; the actual infiltration varies largely in time and space. The infiltration capacity of soil is a critical factor in identifying groundwater recharge and leakage of surface water. It may differ depending on soil types and geological features of a particular basin or territory as well as on the usage of the land. This study was conducted in forest and farmland region of the mid-mountain area (EL. 50~300 m) of Jeju Island to test soil infiltration capacity of the area where rainfall contributes to groundwater. Results were analyzed using the four soil group classification methods presented by Jeong et al. (1995) and NAS (2007) to discover that the method offered by NAS (2007) is more reliable in the mid-mountain area of Jeju Island. The study compares and reviews the existing classification methods using the results of infiltration capacity tests executed on different soil groups throughout the whole region of the Jeju mid-mountain area. It is expected that this work will serve as a guideline for evaluating surface water recharge and hydraulic characteristics of Jeju Island.
Ryu, Ji Chul;Mun, Yuri;Moon, Jongpil;Kim, Ik Jae;Ok, Yong Sik;Jang, Won Seok;Kang, Hyunwoo;Lim, Kyoung Jae
Journal of Environmental Policy
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v.10
no.1
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pp.49-70
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2011
The numerous efforts have been made in understanding generation and transportation mechanism of nonpoint source pollutants from agricultural areas. Also, the water quality degradation has been exacerbated over the years in many parts of Korea as well as other countries. Nonpoint source pollutants are transported into waterbodies with direct runoff and baseflow. It has been generally thought that groundwater quality is not that severe compared with surface water quality. However its impacts on groundwater in the vicinity of stream quality is not negligible in agricultural areas. The SWAT model has been widely used in hydrology and water quality studies worldwide because of its flexibilities and accuracies. The spatial property of each HRU, which is the basic computational element, is not presented. Thus, the SWAT HRU mapping module was developed in this study and was applied to the study watershed to evaluate recharge rate and $NO_3-N$ loads in groundwater. The $NO_3-N$ loads in groundwater on agricultural fields were higher than on forests because of commercial fertilizers and manure applied in agricultural fields. The $NO_3-N$ loads were different among various crops because of differences in crop nutrient uptake, amount of fertilizer applied, soil properties in the field. As shown in this study, the SWAT HRU mapping module can be efficiently used to evaluate the pollutant contribution via baseflow in agricultural watershed.
Landslides on hillside slopes with shallow soil cover over a sloping bedrock are frequently caused by increases in porewater pressures following of heavy rainfall and it is one of the most important factors of assessing the risk of landslide to predict the groundwater level fluctuations in hillslopes. This paper presents the comparative study of three unsaturated flow models developed by Sloan et al., Reddi, L.N., and Thomas, H.A., Jr., respectively, which are used to predict the increase of groundwater levels in hillside slopes. The parametric study for each of models is also presented. The Kinematic Storage Model(KSM) developed by Sloan et at. is utilized to predict the saturated groundwater flow. They are applied to the two sites in Korea so as to examine the possibility of use in the groundwater flow model. The results show that two unsaturated models developed by Sloan et al. and Reddi, L. N. are largely affected by the uncertain parameters like saturated permeability and saturated water content : the abed model has the potential of use in unsaturated flow model with the optimal estimates of model parameters utilizing available optimization techniques. And it is also found that the KSM must be modified to account for the time delay effect in the saturated zone. The results of this paper are able to be utilized in developing the predictive model of groan dwater level fluctuations in a hillslope.
Kim, Gyoobum;Jeon, Hangtak;Shin, Seonho;Park, Joonhyeong
Journal of the Korean GEO-environmental Society
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v.13
no.9
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pp.31-44
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2012
Seasonal changes in groundwater geochemistry exist in Ddan-sum island. In the farming season of April, the spatial distribution of ions explains that $Fe^{2+}$, Fe(total), $Mn^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $SiO_2$, ${HCO_3}^-$, and ${NO_3}^-$ are high in the center of the island, but $Na^+$ and $K^+$ are relatively low and these high anions indicates the effect of fertilizer used for strawberry cultivation. Spatial variation of ion concentration is smaller in August than April because of low agricultural activity and heavy rainfall. Geochemical type of groundwater shows that the center of island has the characteristics of recharge zone but the rim area corresponds to a mixing zone between groundwater and stream water. According to the analysis of saturation index for Fe and Mn ions, hematite, goethite, and rhodochrosite under supersaturation have a possibility of additional mineral deposition, and siderite, $Fe(OH)_3$, manganite, pyrolusite, and pyrochroite under unsaturation may exist as a type of dissolved ion.
The Cr(VI) concentrations at the shallow aquifer well (MPH-0-1) of the Moonpyung groundwater monitoring station were in the range of 0.5 to 3.1 mg/L exceeding 10 to 62 times the guideline for drinking-water quality, indicating continuous contamination. However, Cr was not detected at the deep bedrock well and the other subsidiary monitoring wells except for MPH-1 and 6. Cross-correlation analyses were conducted for rainfall and groundwater level time series, resulting in the mean time of recharge after precipitation events to be 5.6 days. For rainy season, the water level was raised and the Cr(VI) concentration was several times lower than that during dry season at well MPH-0-1 well. Correlation of the Cr(VI) concentration with the groundwater-level showed that the Cr(VI) reduction was closely related with the groundwater-level rise in the well. However, the groundwater level rise during high water season induced the lateral migration of the Cr(VI)-contaminated groundwater at well MPH-4. We enriched and isolated a chromium reducing bacteria, Enterobacter aerogenes, from the Cr(VI)-contaminated groundwater in the wells MPH-0-1 and MPH-1. The bacteria may play an important role for immobilizing Cr(VI) in the Cr(VI)-contaminated groundwater. Therefore, the migration of the contaminant (Cr(VI) must has been restricted because of the natural attenuation by microbial reduction of Cr(VI) in the groundwater. This research suggests that the bioremediation of the Cr(VI)-contaminated groundwater by the indigenous bacteria may be feasible in the Cr(VI) contaminated groundwater.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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