In this study, the influence of the construction of a large sized building on the flow and level of groundwater in a metropolitan area was investigated with simulation model MODFLOW for a selected area located in Gangseo-gu, Seoul, where a large business center was scheduled to be built. It was simulated that the groundwater level in the study area was suddenly lowered by the construction of a large building and groundwater in the surrounding area fast flowed into the study area. And even after the construction finished, the falling down of groundwater level consistently continued in some degree. The flow state of groundwater appeared to be the same in both cases where a soil cement wall is applied and where it is not during the construction. But for the case of application of a soil cement wall as the amount of groundwater flowing into the study site became reduced, it was estimated that the time for underground watershed getting far away from the site was also reduced and the influence of a building construction on the surrounding groundwater became reduced. Thus, it is deemed necessary that recharging the spilled ground water and rainfall into the construction area to lessen the abrupt change in flow and level of ground water should be considered in design of construction of a large sized building in a metropolitan area.
This study was conducted to analyse groundwater flow in the Bugok hot spring area using the MODFLOW model which can simulate three dimensional groundwater flow both in confined and unconfined aquifers. Based on this study the following conclusions were obtained: 1) The hydraulic conductivity and the specific storage of the aquifer were 0.0135 m/day and 0.020, respectively, and the model-predicted groundwater elevation agreed well with the observed one. 2) Simulation results showed that the groundwater level declines at the end of the one-year simulation period when the annual recharge rate is small and the annual pumping rate high, which is the worst combination. Except that combination, the groundwater level does not decline at the end of one-year simulation period indication the pumping rates used were allowable. 3) The safe yield depends upon the magnitudes of the recharge and pumping rates. The pumping rate should not produce excess decline of groundwater level around April when the water level is the lowest in a year.
Laboratory scale model was constructed for open-cut riverbed infiltration experiment and four kinds of media were selected, medium sand, sand, volcanic rock, and gravel, for the experiment. Hydraulic conductivity for each medium and flow rate from the collecting pipe with functional screen were estimated from the experiment. Modified hydraulic conductivity scenarios considering turbid water (30~50 NTU) were applied in Visual MODFLOW modeling to analyze the effects of turbid water on the flow rate. Twenty-two scenarios were generated considering prticles in turbid water and applied to each medium cases in MODFLOW modeling. The minimum error was occurred when the gravel medium had 20% less hydraulic conductivities for the third layer-depth from the top and clay particles in turbid water might play a role in adsorption process to the surface of volcanic rock (2~5 mm). For medium sand case the error was also quite small when the mediumhas 5% less hydraulic conductivities for the second layer-depth from the top.
In this study, the usefulness of underground dam as a means for the sustainable development of groundwater, and its performance in the management of groundwater resources were analyzed. The fully integrated SWAT-MODFLOW was applied to the Ssangcheon watershed in Korea to evaluate the effectiveness of groundwater dam construction. After construction, the groundwater level raised in the upstream area of groundwater dam while lowered in the downstream area. Also, it is shown that the exchange rate of river-aquifer interactions increased in the upper area of the dam. Since the storage capacity of the aquifer largely increased in the upper area of the dam, the exploitable groundwater could be greatly increased as much. This study demonstrated that a groundwater dam was a very useful measure to increase the available storativity of groundwater aquifers. It also represented that the combined analysis using SWAT-MODFLOW was helpful for the design and opeation of groundwater dam in the Ssangcheon watershed.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.540-540
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2012
강우 발생시 유역에 집수된 물이 하천에 이르는 경로에 따른 유출은 지표유출, 지표하유출, 지하수유출로 구분된다. 정확한 수문순환 과정의 해석을 위해서는 지표 흐름뿐만 아니라 지표하 및 지하수 흐름의 해석이 중요한 실정이나 일반적으로 실무에서 사용되는 강우-유출해석 모형은 지표유출을 해석하기 위한 모형이 대부분이며, 지표하 유출과 침투량을 산정하는데 어려움이 있다. 일반적인 강우-유출해석 모형은 Horton 방법, NRCS 방법, Green-Ampt 방법에 의해 유효우량을 분리하며, 이 과정은 침투량을 직접적으로 모형화 할 수 없으므로 지표 및 지표하, 지하수 흐름을 복합적으로 해석할 수 있는 모형이 질적이나 양적으로 부족한 실정이다. 이러한 지표하 흐름과 침투량을 산정하기 위하여 FE-FLOW, PM, MS-VMS, GMS, GW-VISTAS, ARGUS 및 MODFLOW와 같은 지하수 모형을 사용하고 있다. 본 연구에서는 지표하유출 산정을 위한 침투량의 비교분석을 위해 현재 가장 범용되는 지하수 유동 모델링 프로그램인 Visual Modlfow 모형과 GMS 모형을 이용하여 침투량 산정을 위한 수치 모의를 진행하였다. 각 모형의 입력자료는 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험시설 자료를 이용하여 동일한 조건을 부여하고, 두 모형의 비교를 위해 Visual Modflow에서는 MODFLOW의 기본 해석방법인 유한차분법(FDM)을 이용하고, GMS 모형에서는 3차원 유한요소해석이 가능한 GMS-FEMWATER를 이용하였다. 두 모형의 수치모의 조건으로 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험방법과 동일하게 공극률에 따른 투수성 보도블럭의 구분과 50mm/hr, 100mm/hr, 150mm/hr, 200mm/hr의 강우강도별 선행함수조건에 따른 수치모의를 진행하였으며, 수치모의된 침투량의 적정성을 판단하기 위하여 국립방재연구원의 침투실험 결과자료와 비교분석하였다. 침투실험 자료와 각각 수치모의된 침투량을 비교분석한 결과 서로 유사한 경향을 보이고 있으나 초기 침투시 상대오차가 비교적 크게 발생하였다. 이는 수치모형의 경우 수리실험과는 다르게 모의시작과 동시에 해당 강우강도의 침투가 시작되므로 초기 유입 유출량 발생시간의 차이가 종료시간까지 누적 침투량에 미치는 것으로 판단되며, 매개변수에 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.
Kim, Nam-Won;Yoo, Sang-Yeon;Chung, Il-Moon;Lee, Jeong-Woo
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2008.05a
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pp.1919-1923
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2008
지하수와 지표수의 상호작용은 혼합대(hyporheic zone)와 홍수터 물수지에도 영향을 끼치며 특히 생물학적인 측면에서 중요한 역할을 하는 혼합대의 경우 유역 전반에 걸쳐 불균일한 분포를 나타낸다. 그런데 기존하천-대수층 상호작용에 대한 연구는 하천변에 근접한 지역의 대한 연구로 국한되어 있다. 따라서 단순히 하천-대수층간 상호작용의 영향을 하천변에 국한시키는 것이 아니라 유역규모로 확장하여 유역단위 지표수-지하수 상호작용에 대한 심도 있는 해석을 해야만 보다 정확한 지표수-지하수의 연계운영이 가능하다. 본 연구에서는 유역단위 지표수-지하수 상호작용을 해석하기 위해 완전연동형 SWAT-MODFLOW를 이용하여 하천과 대수층의 상호작용의 강도를 하천 구간별로 찾아내고 그 교환의 공간적 범위도 추정함으로써 혼합대연구를 위한 실증을 수행하고자 한다. 유역 단위의 지표수-지하수 상호작용을 해석하기 위하여 SWAT-MODFLOW모형을 안양천 중상류 유역에 적용시킨 결과 하천과 대수층간에 상호작용의 영향범위와 영향강도 등을 파악할 수 있었다. 하천-대수층 상호작용의 정밀분석을 통한 영향권 산정 및 혼합대의 발생범위 예측은 향후 하천복원 사업시 수생생태계 건강성 지표와 관련된 연구에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
Kim, Nam-Won;Lee, Jeong-Woo;Chung, Il-Moon;Won, Yoo-Seung
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2008.05a
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pp.1244-1248
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2008
지표수-지하수 통합모형인 SWAT-MODLFOW는 토양수가 침루과정을 거쳐 지하수로 유입되는 일방향 구조를 갖고 있어 지하수위 상승 및 하강에 따른 토양수량, 침루량, 중간유출량 등 수문성분량의 변화를 고려할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 변화에 따른 토양수의 분포양상 변화를 고려할 수 있도록 토양수-지하수간의 연결 구조를 양방향으로 개선하여 두 영역간의 연결성을 강화하였다. 지하수위가 상승할 경우 토양대와 지하수대간의 중첩 영역이 생기게 되는데, 이 중첩 영역을 지하수대로 간주하여 영역 내 흐름거동이 지하수 유동 메커니즘을 따르는 토양수-지하수 결합루틴을 새롭게 제시하였다. 이 결합루틴은 지하수 상승, 하강에 따라 토양수대의 두께가 변하는 가변 토양층 방식(variable soil layer method)으로 계산을 수행할 수 있도록 코드를 구성하였다. 개선된 SWAT-MODLFOW 모형을 무심천 유역에 적용하여 토양수와 지하수간의 상호작용을 해석하고 하천저지대와 같이 지하수위 상승지역에서의 수문성분량의 분포를 보다 현실적으로 구현할 수 있음을 입증하였다.
This study presents a contaminant transport model suitable for a 2-dimensional heterogeneous aquifer with multiple contaminant sources. It uses a streamline simulation, which transforms a multi-dimensional problem into multiple 1dimensional problems. It runs flow simulation, streamline tracking, and calculation of contaminant concentrations by turns. The model is verificated with a Visual MODFLOW by comparing contaminant concentration distributions and breakthrough curves at an observation well. Due to its fast simulation, it can be applied to time consuming simulations such as in a fine-grided aquifer, an inverse modeling and other applications.
Kim, Nam Won;Kim, Jitae;Chung, Il Moon;Lee, Jeongwoo
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.25
no.6
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pp.910-915
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2009
The ecohydrologic characteristics according to planting in riparian zone for the riparian restoration are analyzed in this research. The ecohydrologic components due to land use change in riparian zone from existing land cover to planted area such as pasture and wildrye are simulated in the test basin with the integrated SWAT-MODFLOW model. After analysis of change of the hydrologic properties such as surface flow, lateral flow, transpiration and soil water in riparian zone, it is revealed that soil water is one of the key factors and planting of wildrye can increase soil water in riparian zone. The simulation performance of the SWAT-MODFLOW model is validated in this study and it is expected that this model can be used to evaluate various riparian restoration scenarios.
The MODFLOW simulated results with varying input parameter values were compared and analyzed. To understand the relative importance of the input parameters, sensitivity analysis was carried out. The amount of sustainable yield was analyzed with respect to the hydraulic conductivity, specific yield, specific storage, aquifer thickness and the distance of the wells from the river. The results of sensitivity analysis showed that inflow from the river and the aquifer storage were sensitive to the specific yield and aquifer thickness. Sustainable yield was sensitive to the hydraulic conductivity and aquifer thickness. The results of this study can be used as a basic information for groundwater development and management plannings considering regional characteristics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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