• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.2021-2025
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• 2010

우리나라 대표적인 도서지역인 제주도는 대부분의 하천이 평상시 건천의 형태로 유지되며, 일정한 강우가 도달해야만 지표유출이 발생하는 경우가 대부분이다. 이와 같은 하천특성은 내륙과 매우 상이하여 일반적으로 사용되는 유역 수문해석 방법으로는 정확한 수문성분의 산정을 기대하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 완전연동형 지표수-지하수 결합모형인 SWAT-MODFLOW을 이용하여 지표수 유출성분과 지하수 유동변화 및 지하수 개발까지 고려한 제주 표선유역의 통합수문성분 해석을 수행하였다. 특히 SWAT-MODFLOW에 포함된 양수모듈(MODFLOW의 well package 와 SWAT의 물이동 옵션 결합)을 이용하여 198개의 현 양수정 자료를 모의하였고, 현재 양수량, 현재양수량의 10배, 20배로 증대시켜 가며 수문성분 변화를 살펴보았다. 양수를 통해 지하수를 개발하여 사용하면 실질적으로 기저유출량의 감소가 발생하는 것으로 나타났고, 이러한 영향은 상류부 보다는 하류부에서 크게 작용할 것으로 판단된다. 그러나 제주도 지형적인 특성상 자연적으로 대수층으로 함양된 지하수가 대부분 바다로 유출, 손실되고 있으나 지하수를 양수할 경우, 손실량의 일부는 지하수 개발을 통해 효과적으로 사용됨으로써 제주 수자원의 추가 수자원확보량으로서 활용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.2007-2010
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• 2010

제주도는 연평균 강우량이 1,975mm에 달하는 우리나라 최대의 다우지역이며, 투수성이 높은 화산성 지질의 특성으로 인해 상시 하천이나 강이 존재하지 않으며, 하천의 유출은 수백 mm이상의 호우 시에만 짧게 발생하며, 나머지 기간은 건천상태를 유지하고 있다. 이러한 제주의 수문지질 환경은 모든 용수를 지하수에 의존하게 했다. 본 연구에서는 제주도의 하천특성을 적절히 고려할 수 있고, 모든 물순환 성분이 물리적 기반하에서 해석되고 비교적 입력자료의 구축이 용이하며, 장기적인 모의가 가능한 SWAT 모형을 이용하여 제주도 서귀포 유역에 포함된 예레천, 궁산천, 보목천의 실제증발산량 및 직접유출량을 산정하고 이를 다시 물수지 방법을 이용하여 지하수 함양량을 추정하였다(2002~2008). 각 소유역별 평균 지하수 함양율은 예례천 유역은 40.75%, 궁산천 유역은 39.15%, 보목천 유역은 42.87%로 나타났다. 위의 결과는 제주도 수문지질 및 지하수자원 조사(III)를 이용하여 비교 검정하였으며, 비교 검정 결과, 서귀포 유역의 평균 함양량 및 평균 함양율과 비슷한 값을 보였다. 향후 정확한 자료의 확보와 다년간의 자료를 이용하여 정확하고 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.33 no.4
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• pp.259-268
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• 2019

One of the most effective methods to consistently ensure the safety of a tap water supply can be achieved by application of a comprehensive risk assessment and risk management approach for drinking water supply systems. This approach can be termed water safety plans(WSP) which recommended by WHO(world health organization) and IWA(international water association). For the introduction of WSP into Korea, 150 hazards were identified all steps in drinking water supply from catchment to consumer and risk assessment tool based on frequency and consequence of hazards were developed. Then, developed risk assessment tool by this research was implemented at a water treatment plant($Q=25,000m^3/d$) to verify its applicability, and several amendments were recommended; classification of water source should be changed from groundwater to stream to strengthen water quality monitoring contaminants and frequencies; installation of aquarium to monitor intrusion of toxic substances into raw water; relocation or new installation on-line water quality analyzers for efficient water quality monitoring; change of chlorination chemical from solid phase($Ca(OCl)_2$) to liquid phase(NaOCl) to improve soundness of chlorination. It was also meaningful to propose hazards and risk assessment tool appropriate for Korea drinking water supply systems through this research which has been inconsistent among water treatment authorities.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.206-206
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• 2022

제주도는 투수성이 좋은 대수층이 발달한 화산섬으로 지하수가 가장 중요한 수자원이다. 인위적 요인과 기후변화로 인해 제주도의 지하수위가 저하하는 추세를 보이고 있음에 따라 지하수의 적정 관리를 위해 지하수위의 정확하고 장기적인 예측이 매우 중요하다. 다양한 환경적인 요인이 지하수의 함양 및 수위에 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만, 제주도의 특징적인 기상인자가 지하수 시스템에 어떻게 영향을 미치는지를 파악하기 위한 연구는 거의 진행되지 않았다. 지하수위측에 있어서 물리적 모델을 이용한 방안은 다양한 조건에 의해 변화하는 지하수위의 정확하고 빠른 예측에 한계가 있는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 제주도 애월읍과 남원읍에 위치한 지하수위 관측정의 일 수위자료와 강수량, 온도, 강설량, 풍속, VPD의 다양한 기상 자료를 대상으로 인공신경망 알고리즘인 다층 퍼셉트론(MLP)와 Long Short Term Memory(LSTM)에 기반한 표준지하수지수(SGI) 예측 모델을 개발하였다. MLP와 LSTM의 표준지하수지수(SGI) 예측결과가 상당히 유사한 것으로 나타났으며 MLP과 LSTM 예측모델의 결정계수(R²)는 애월읍의 경우 각각 0.98, 남원읍의 경우 각각 0.96으로 높은 값을 보였다. 본 연구에서 개발한 지하수위 예측모델을 통해 효율적인 운영과 정밀한 지하수위 예측이 가능해질 것이며 기후변화 대응을 위한 지속가능한 지하수자원 관리 방안 마련에 도움을 줄 것이라 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• v.46 no.1
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• pp.31-42
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• 2024

Due to physical processes varying in space and time, regional sea-level rise (SLR) significantly deviates from the global mean. Thus, understanding and quantifying the contribution of each process to regional sea-level change is crucial to prevent low-lying inundation in preparation for future ocean conditions. In this study, we assessed to what degree sterodynamic (SD) effects (i.e., density-driven steric expansion and mass redistribution due to ocean circulation), contemporary mass redistribution (CMR), and glacial isostatic adjustment (GIA) contribute relative sea-level rise around the Korean coast from 1993 to 2018, with independent observations and reanalysis datasets. The assessment showed that the tide gauge-observed SLR trend can be explained by the sum of each component at 16 of 19 locations. The major contributors to relative SLR are SD effects of 2.03±0.27 mm/yr and CMR components of 1.31±0.05 mm/yr, while GIA drives sea-level decreasing of -0.27±0.15 mm/yr on the Korean coast. It was also found that the spatial deviations of SLR are primarily caused by the SD effects. In addition, the evaluation of vertical land motion (VLM) based on altimetry and tide gauge indicates that most tide gauge locations have experienced uplift during at least altimetry period, whereas Wido station has experienced particularly high rate of subsidence that contributed to the SLR acceleration. Further examination of the impact of earth deformation due to CMR, GIA, and local process on the VLM trends demonstrated that the GIA and CMR contribute to land uplift with the average of 0.35±0.15 mm/yr and 0.17±0.05 mm/yr, respectively. On the other hand, the local processes like groundwater depletion and sediment compaction showed a wide range of variability, from -1.61 to 0.58 mm/yr, indicating a significant contribution to regional differences in vertical land motion.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.4 s.165
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• pp.299-311
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• 2006

In this paper it is outlined the methodology of estimating the parameters of water balance analysis method for calculating recharge, using ground water level rises in monitoring well when values of specific yield of aquifer are not available. This methodology is applied for two monitoring wells of the case study area in northern area of the Jeiu Island. A water balance of soil layer of plant rooting zone is computed on a daily basis in the following manner. Diect runoff is estimated by using SCS method. Potential evapotranspiration calculated with Penman-Monteith equation is multiplied by crop coefficients($K_c$) and water stress coefficient to compute actual evapotranspiration(AET). Daily runoff and AET is subtracted from the rainfall plus the soil water storage of the previous day. Soil water remaining above soil water retention capacity(SWRC) is assumed to be recharge. Parameters such as the SCS curve number, SWRC and Kc are estimated from a linear relationship between water level rise and recharge for rainfall events. The upper threshold value of specific yield($n_m$) at the monitoring well location is derived from the relationship between rainfall and the resulting water level rise. The specific yield($n_c$) and the coefficient of determination ($R^2$) are calculated from a linear relationship between observed water level rise and calculated recharge for the different simulations. A set of parameter values with maximum value of $R^2$ is selected among parameter values with calculated specific yield($n_c$) less than the upper threshold value of specific yield($n_m$). Results applied for two monitoring wells show that the 81% of variance of the observed water level rises are explained by calculated recharge with the estimated parameters. It is shown that the data of groundwater level is useful in estimating the parameter of water balance analysis method for calculating recharge.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.6 no.3
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• pp.3-12
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• 2001

This study conducted to Investigate the movement of fertilized nutrients in a volcanic ash soil in Jeju using by the pressure-vacuum soil water sampler. The percolated water to measure the ion concentration of leachates was taken from a lysimeter at depths of 20, 40, 60, 80, 100 and 120 cm in the soil in where a corn and potato were cultivated as a preceding and succeeding crop, respectively. Fertilizers of N-$P_2$O$_{5}$-$K_2$O were applied at the rate of 36-30-30 kg $10a^{-1}$ for the corn and 28-22-24 kg $10a^{-1}$ for the potato prior to planting of both crops. The highest concentrations of Cl , $NO_3$-N, $Ca^{+2}$ and $K^+$ in percolates were showed at 20cm and 40cm in soil depth at one month after fertilizing, and then gradually moved and reduced into below soil depths. At 5.5 months after fertilization, the concentrations in all soil depths were similar with the value of before fertilization. At depth of 120cm, the concentration of NO$_3$-N and the other cations in leachate was highest 1 to 1.5 months after fertilization. pH in percolated water was negatively correlated with NO$_3$-N concentration while the concentration of $NO_3$-N showed positive correlation between Cl, $Ca^{+2}$ and $Mg^{+2}$ concentrations. This result indicated that those cations can be leached out by accompanied with $NO_3$-N.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.11 no.4
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• pp.286-301
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• 2008

When magnetotelluric (MT) data are obtained in vicinity of the coast, the sea can distort observed MT responses, especially those of deep part of subsurface. We introduce an iterative method to correct the sea effect, based on the previous topographic correction method which removes the distortions due to topographic changes in seafloor MT data. The method first corrects the sea effect in observed MT impedance, and then inverts corrected responses in a model space without the sea. Due to mutual coupling between sea and subsurface structure, the correction and inversion steps are iterated until changes in each result become negligible. The method is validated for 1-D and 2-D structure using synthetic MT data produced by 3-D forward modeling including surrounding seas. In all cases, the method closely recovers the given structure after a few iterations. To test the applicability of the proposed method to field data, we generate synthetic MT data for the Jeju Island whose 1-D conductivity structure is well known, using 3-D forward modeling. The distortions due to the surrounding sea start to appear below the frequency about 1 Hz, and are relatively severe in the electrical field perpendicular to the coastline because of the location of the observation sites. The proposed method successfully eliminates the sea effect after three iterations, and both 1-D and 2-D inversion of corrected responses closely recover the given subsurface structure of the Jeju Island model.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.1
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• pp.11-18
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• 2018

The climate change impacts on hydrological components and water balance in Jeju Island were evaluated using multiple climate models and watershed model, SWAT-K. To take into account the uncertainty of the future forecast data according to climate models, climate data of 9 GCMs were utilized as weather data of SWAT-K for future period (2010-2099). Using the modeling results of the past (1992-2013) and the future period, the hydrological changes of each year were analyzed and the precipitation, runoff, evapotranspiration and recharge were increasing. Compared with the past, the change in the runoff was the largest (up to 50% increase) and the evapotranspiration was relatively small (up to 11% increase). Monthly results show that the amount of evapotranspiration and the amount of recharge are greatly increased as the amount of precipitation increases in August and September, while the amount of evapotranspiration decreases in the same period. January and December showed the opposite tendency. As a result of analyzing future water balance changes, the ratio of runoff, evapotranspiration, and recharge to rainfall did not change much, but compared to the past, the runoff rate increased up to 4.3% in the RCP 8.5 scenario, while the evapotranspiration rate decreased by up to 3.5%. Based on the results of other researchers and this study, it is expected that rainfall and runoff will increase gradually in the future under the assumption of present climate change scenarios. Especially summer precipitation and runoff are expected to increase. As a result, the amount of groundwater recharge in Jeju Island will increase.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.