Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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2003.10a
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pp.307-310
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2003
The purpose of this study was to obtain optimal amount of groundwater development for a rural small watershed. The optimal amount of groundwater development in this experimental watershed is 13.8 %($0.67{\times}10^6m^3$) of the annual rainfall by SCS-CN method. The Visual MODFLOW analyses showed the optimal amount of groundwater development were 14.9 %($0.72{\times}10^6m^3$) of the annual rainfall.
The optimal yield is defined as the amount of groundwater that maintains a dynamic equilibrium state of the groundwater system over a long period. We examined the current problems, improvements, and methods for estimating the optimal groundwater yield in Korea, considering sustainable groundwater development. The optimal yield for individual wells and the sustainable yield for the entire groundwater basin were reviewed. Generally, the optimal yield for individual wells can be determined using long-term pumping and step drawdown tests. The optimal yield can be determined by groundwater quantity and quality, economic, and water use rights factors. The optimal yield of individual wells in the groundwater basin must be determined within the total sustainable amount of the entire groundwater basin, such that the optimal yield of a new well must be less than the remaining total sustainable amount, exempting the total optimal yield of the existing wells. Therefore, the optimal yield may be determined based on the estimated optimal yield at least twice per year. In addition, if groundwater level and pumping quantity data for at least one year are available, it may be effective to use the Hill, Harding, and zero groundwater-level change methods to re-estimate the optimal yield.
On the basis of sustainable long-term water resources planning, the development of ground water resources should be interlocked with the surface water development In considering the intertemporal equity, overpumping of groundwater may diminish or eliminate the groundwater resources stock of post-generations. Regulatory landuse zoning for groundwater resources recharge area is indispensable measures to prevent groundwater pollution. Adequate treatment of polluted water from various sources such as municipal sewage, industrial wastewater, landfill site leachate, and abandoned boring wells, is also necessary for groundwater protection. To preserve groundwater resources as common property goods, groundwater use tax should be imposed upon the large scale groundwater use. Finally, the establishment of groundwater development license system is recommended to achieve the social optimal production and to avoid external diseconomy.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.38
no.4
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pp.527-535
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2018
Agricultural activities of western Jeju island has suffered from saltwater intrusion seasonally. Objectives of this study are to prove the occurrence of saltwater intrusion in the coastal aquifer and to consider a management plan using MODFLOW-family code SEAWAT model. Model results show that the saltwater-freshwater interface intrudes inland only a few meters and that upconing phenomenon is rather the cause of the severe disaster of the agricultural water contamination. This study selected Gosan area as a representative site to estimate optimal groundwater development regulation against upconing by seasonal pumping for agriculture. The suggested optimal groundwater development estimation method considers the groundwater levels of representative monitoring wells for regulatory alarms.
Kim, Geon;Lee, Jae-Beom;Agossou, Amos;Yang, Jeong-Seok
Journal of Korea Water Resources Association
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v.55
no.3
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pp.191-203
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2022
This study is a follow-up study of vulnerable areas according to the vulnerability assessment of groundwater resource management in Korea. In this study, an optimal operation plan for groundwater resource management was proposed for areas vulnerable to groundwater resource management in Korea derived from previous studies. Prior to presenting the optimal operation plan for groundwater resource management, this study grasped the current status of changes in groundwater level and seawater penetration area for vulnerable areas using MODFLOW, a groundwater flow analysis program. As a result of the analysis using basic data for 10 years from 2009 to 2018, the groundwater level fell and the sea infiltration area increased. The final purpose of this study, the optimal operation plan for groundwater resource management, was selected as a total of four alternatives that can be expected to have positive effects to increase groundwater level and reduce seawater penetration. As a result of analyzing the amount of change in groundwater level and seawater penetration by applying the selected optimal operation plan, positive effects were found in all methods. It is expected that the optimal operation plan for groundwater resource management proposed in this study will be applied not only to vulnerable areas of groundwater resources in Korea but also to areas requiring development to establish efficient groundwater resource management measures.
To carry out systematic groundwater assessment, exploration and management and to use these for protection of optimal groundwater yield, a data analysis and management system is required. Thus, the object of this research was to develop and apply software that integrates GIS and groundwater modeling: GISGAM (GIS for groundwater analysis and management system). The GIS program ArcView and the groundwater-modeling program MODFLOW were used for the GISGAM. The program components consist of a pre-processor, a processor, and a post-processor for groundwater modeling. In addition, GIS functions such as input, manipulation, analysis and output of data were embedded into the program. In applying the program to pilot area, topography, geology, soil, land use and well databases, and a groundwater flow model were constructed for the study area. This case study revealed the advantage and convenience of groundwater modeling using GIS capabilities. By integrating GIS and the groundwater model, the impact of changing values of hydrogeological constants on model results could be more easily evaluated.
This paper analyses the investment options of groundwater development project under water price uncertainty. The optimal investment threshold price which trigger the investment are calibrated base on monopolistic real options model. Stochastic dynamic model is set to reflect the uncertainty of water price which follows the GBM (Geometric Brownian Motion) process. Our finding from non-cooperative investment decision model is that uncertainty of water price could deter the groundwater investment by considering the existence of option values. For policy markers, it is easy to manage 'charges for utilization of groundwater' rather than 'performance guarantee ratio' when managing groundwater investment with pricing policy. And it is necessary to make comprehensive and well-designed policies considering the characteristics of regional groundwater reservoir and groundwater developers.
Park Chang Kun;Park Jae Hyeon;Kim Dae Kun;Yang Jung Seok
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2005.05b
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pp.260-264
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2005
Effective use of water resources has become a social problem because the deficit of water comes from population growth and Industrial development. Therefore, the conjunctive operation of surface water and groundwater will become an alternative. Groundwater has many advantages for the evaporation and effect of rainfall compared with surface water. Although the available amount of groundwater is small, groundwater dam can be used complementarily because of the sustainable supply of water. A calculating technique of the optimal amount of water resources by the groundwater dam was developed. A pilot site was selected to assess the optial amount of groungwater for the designed groungwater dam. If the developed technique is more refined by the measured data, the groundwater dam will become a good alternative to develope the water resources in the water deficit area.
We have determined the optimal pumping rate of the PW-2 water well (depth=100 m) at Imgokri, Sangju City. Cutting analysis and geophysical logging data reveal water-producing horizons at 26.1-26.5, 28.0-30.0, 33, 58, and 71 m. For pumping rates of 40, 55, 70, 90, and $132m^3/d$ over 70 days, the estimated drawdown from the PW-2 well was 6.48, 11.56, 18.07, 28.99 and 60.26 m, respectively. During a constant-rate pumping test at a rate of $117m^3/d$, the cone of depression intersected an impermeable boundary after 120-150 min of pumping. Therefore, we consider the critical pumping rate for well PW-2 to be $90m^3/d$. After pumping at $90m^3/d$ for 70 days, the calculated drawdown was 28.82-31.27 m. We suggest an optimal pumping rate for well PW-2 of $70-90m^3/d$, as the optimal pumping rate should be similar to the critical pumping rate. Sharp increases in the slope of the time-drawdown relationship, dissolved oxygen concentrations, and oxidation-reduction potential during the constant-rate pumping test indicate the limited development of bedrock aquifers around PW-2.
In this study, a data-driven response surface method using the results acquired from the numerical simulation is developed to evaluate the potential storage capacity of groundwater due to the construction of a groundwater dam. The hydraulic conductivities of alluvium and basement rock, depth and slope of the channel are considered as the natural conditions of the location for groundwater dam construction. In particular, the probability models of the hydraulic conductivities and the various types of geometry of the channel are considered to ensure the reliability of the numerical simulation and the generality of the developed estimation model. As the results of multiple simulations, it can be seen that the hydraulic conductivity of basement rock and the depth of the channel greatly influence to the groundwater storage capacity. In contrast, the slope of the channel along the groundwater flow direction shows a relatively lower impact on the storage capacity. Based on the considered natural conditions and the corresponding numerical simulation results, the storage capacity estimation model is developed applying an artificial neural network as the nonlinear regression model for training. The developed estimation model shows a high correlation coefficient (>0.9) between the simulated and the estimated storage amount. This result indicates the superiority of the developed model in evaluating the storage capacity of the potential location for groundwater dam construction without the numerical simulation. Therefore, a more objective and efficient comparison for the storage capacity between the different potential locations can be possibly made based on the developed estimation model. In line with this, the proposed method can be an effective tool to assess the optimal location of groundwater dam construction across Korea.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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