• 제목/요약/키워드: Saltwater intrusion

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IRF-k kriging of electrical resistivity data for estimating the extent of saltwater intrusion in a coastal aquifer system

  • Shim B. O.;Chung S. Y.;Kim H. J.;Sung I. H.
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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    • pp.352-361
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    • 2003
  • We have evaluated the extent of saltwater intrusion from electrical resistivity distribution in a coastal aquifer system in the southeastern part of Busan, Korea. This aquifer system is divided into four layers according to the hydrogeologic characteristics and the horizontal extent of intruded saltwater is determined at each layer through the geostatistical interpretation of electrical resistivity data. In order to define the statistical structure of electrical resistivity data, variogram analysis is carried out to obtain best generalized covariance models. IRF-k (intrinsic random function of order k) kriging is performed with covariance models to produce the plane of spatial mean resistivities. The kriged estimates are evaluated by cross validation to show a good agreement with the true values and the statistics of cross validation represented low errors for the estimates. In the resistivity contour maps more than 5 m below the surface, we can see a dominant direction of saltwater intrusion beginning from the east side. The area of saltwater intrusion increases with depth. The northeast side has low resistivities less than 5 ohm-m due to the presence of saline water in the depth range of 20 m through 70 m. These results show that the application of geostatistical technique to electrical resistivity data is useful for assessing saltwater intrusion in a coastal aquifer system.

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3차원 수치모델을 이용한 섬진강 하구역의 염수침입 특성 (Saltwater Intrusion Characteristics in Seomjin River Estuary using EFDC)

  • 강보식;박효봉;김종규
    • 수산해양교육연구
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    • 제27권6호
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    • pp.1842-1853
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    • 2015
  • The behavior characteristics of the saltwater intrusion in the Seomjin River Estuary by the inflow of fresh water were analysed by the field observation using CTD in the neap tide in January, June, and August 2013 as well as a numerical model, EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code). As a result, Seomjin River Estuary is found that the saltwater intrusion is sensitive to the tide and tidal and freshwater flow. The results of field observation and numerical model were similar in the range of salt, but the results of salt wedge distribution were quite different. The observation of tide and tidal current as well as hydrographic surveying the Seomjin River Estuary will be jointly conducted for the accurate analysis.

확률통계기법을 이용한 해안지역 대수층의 염수침입 평가 (Evaluation of Saltwater Intrusion to Coastal Aquifer by Using Probability Statistics)

  • 정재열;함세영;김광구;이충모;전항탁;옥순일
    • 지질공학
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    • 제26권3호
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    • pp.371-382
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    • 2016
  • 해안지역의 염수침입은 지하수내 다양한 지화학 성분들에 의해서 탐지될 수 있다. 그러나 불충분한 지하수 자료는 염수침입의 인지를 어렵게 한다. 확률밀도함수는 제한된 수질자료를 이용하여 더 넓은 범위의 확률적 예측이 가능하며 특성화된 확률밀도 분포 도출을 통하여 해안지역의 염수침입을 효과적으로 판단할 수 있다. 본 연구에서는 부산시의 해안지역 지하수, 해안유출수, 하천수의 화학성분에 대해서 확률통계기법을 적용함으로써 염수침입을 평가하였다. 이 연구에 의해서, 해수 중에 농도가 높은 항목인 Na+, Mg2+, K+, SO42−, Cl 은 염수의 영향유무 판별의 유용한 지시자인 것으로 판명된다. 한편, 지하수, 해안유출수 및 하천수에서 유사한 확률분포형태를 보이는 항목인 Si4+, Fe2+, NO3, PO43−은 염수영향에 대한 지시자로서 적당하지 않은 것으로 판단된다.

모래상자 수리모형실험을 통한 경계면 모델의 관정 염도 모의실험 (Applicability of a Sharp-Interface Model in Simulating Saltwater Contents of a Pumping Well in Coastal Areas)

  • 시뢰;최뢰;이찬종;홍성훈;박남식
    • 지질공학
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    • 제19권1호
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    • pp.9-14
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    • 2009
  • 본 연구에서는 해안지역 대수층에서 담수와 해수의 흐름을 개략적으로 모의하는 경계면(sharp-interface)모델이 관정규모의 지하수 흐름 문제에도 적용될 수 있는 지 조사하였다. 해안 지역에서 지하수를 개발할 때 고려해야하는 중요한 인자 중의 하나는 해수침투이다. 관정규모의 지하수흐름 문제에서 해수침투 여부를 평가하기 위해서는 양수관정의 염분도를 모의할 수 있어야한다. 경계면 모델의 양수관정 염도 모의 능력을 검증하기 위하여 소규모 모래상자 수리모형실험을 수행하고 경계면모델의 모의능력을 평가하였다. 여러 가지 실험에서 측정된 관정의 염분도는 0%에서 12%의 범위를 보였으며 모의된 염분도는 측정치를 잘 나타내었다.

Saltwater Intrusion Modeling in the Aquifer Bounded by Manila Bay and Parañaque River, Philippines

  • Insigne, Maria Sharlene L.;Kim, Gyeong-Seok
    • Environmental Engineering Research
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    • 제15권2호
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    • pp.117-121
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    • 2010
  • The continual extraction and indiscriminante use of groundwater for residential sectors could cause a decrease in the groundwater level in Para$\tilde{n}$aque river and Las Para$\tilde{n}$aque City; and allows saltwater to penetrate into the aquifer due to the proximity of Manila Bay. This study models the present condition and extent of saltwater intrusion in the aquifer bounded by Para$\tilde{n}$aque river River and Manila Bay. The model is simulated using a 3D finite element modeling software (FEMWATER) that is capable of modeling the groundwater flow condition in the aquifer. Moreover, the model can also be used to predict the future condition of the aquifer for better groundwater management. This study aims to raise public awareness of the extent of the problem and the possible side effects incurred. The model will serve as a basis for further studies on remediation techniques and saltwater intrusion control in the coastal aquifer of Para$\tilde{n}$aque river City.

연직좌표변환을 이용한 하구에서의 염수침투에 관한 2차원 수치모의 (Two-Dimensional Numerical Simulation of Saltwater intrusion in Estuary with Sigma-Coordinate Transformation)

  • 배용훈;박성수;이승오;조용식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1263-1267
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    • 2007
  • A more complete two-dimensional vertical numerical model has been developed to describe the saltwater intrusion in an estuary. The model is based on the previous studies in order to obtain a better accuracy. The non-linear terms of the governing equations are analyzed and the $\sigma$-coordinate system is employed in the vertical direction with full transformation which is recently issued in several studies because numerical errors can be generated during the coordinate transformation of the diffusion term. The advection terms of the governing equations are discretized by an upwind scheme in second-order of accuracy. By employing an explicit scheme for the longitudinal direction and an implicit scheme for the vertical direction, the numerical model is free from the restriction of temporal step size caused by a relatively small grid ratio. In previous researches, some terms induced from the transformation have been intentionally excluded since they are asked the complicate discretization of the numerical model. However, the lack of these terms introduces significant errors during the numerical simulation of scalar transport problems, such as saltwater intrusion and sediment transport in an estuary. The numerical accuracy attributable to the full transformation is verified by comparing results with a previous model in a simply sloped topography. The numerical model is applied to the Han River estuary. Very reasonable agreements for salinity intrusion are observed.

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Strack의 단일 포텐셜 해석해를 이용한 해안지하수 개발가능량 평가 (Assessment of Available Coastal Groundwater Resources Using Strack's Single-potential Analytical Solution)

  • 최뢰;이창해;박남식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권1호
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    • pp.27-34
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    • 2008
  • 해안 지역의 관정에서 지하수를 개발하면 해수가 침투하며 많은 경우 대상 지역의 지하수 개발가능량은 허용될 수 있는 추가 해수침투 거리로 제한된다. 본 연구에서는 주어진 허용 추가 해수침투 거리를 위배하지 않는 해안 지역의 지하수 개발가능량을 평가할 수 있는 수식을 개발하였다. 개발가능량 산정을 위한 수식의 유도에는 Strack의 단일 포텐셜 해석해가 이용되었다. 개발가능량은 추가 허용 해수침투 거리를 늘림에 따라 증가하지만 critical point로 인하여 최대값이 제한된다. 개발가능량 산정식은 설계곡선의 형태로도 제시되었다. 유도된 식 또는 설계곡선을 이용하면 기본계획 단계의 지하수 개발가능량을 쉽게 평가할 수 있다.

해안대수층에서 담수-염수 경계면 변화에 따른 최대담수양수량과 염수침투제어에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Freshwater Discharge and Saltwater Intrusion Control in Coastal Aquifer)

  • 서성국;오창무;김원일;호정석
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.159-168
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    • 2010
  • 해안대수층의 지형특성과 수리특성에 의한 담수-염수 경계면과 최대담수양수량의 변화를 연구하였다. 모래 대수층의 수리전도도와 사면경사, 그리고 염수의 염도조건에 따른 담수-염수 경계면의 기울기 및 염수쐐기의 침투길이를 분석하였으며, 일정한 위치의 양수정에서 최대담수양수량과 염수침투제어를 위한 최적염수양수량을 실내 모래수조 모형을 이용하여 분석하였다. 실험결과, 대수층의 수리전도도가 높을수록, 사면경사가 급할수록 최대담수양수량은 증가되었으며, 이때 염도에 의한 영향은 상대적으로 미미하였다. 또한, 최대담수양수량이 증가함에 따라 염수침투제어를 위한 최적염수양수량이 비례적으로 증가되었으며, 그 양은 최대담수양수량 보다 평균 14% 증가되었다. 양수정의 위치에 따라 최대담수양수량과 최적염수양수량은 변화되었고, 염수위와 담수-염수 경계면에서 가까울수록 양수량은 감소하였다. 이러한 결과는 해안지역에서 지하수 개발량의 최대화를 위한 양수정의 위치 선정시, 대수층의 수리전도도, 사면경사 및 염도가 고려되어야 할 것으로 판단된다.

염수침입 현상의 전기비저항 분석에 대한 지구통계기법의 응용

  • 심병완;정상용;김병우
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.92-96
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    • 2001
  • Although the problem of seawater intrusion at the coastal aquifer was recognized before over one hundred years at the coastal aquifer, much groundwater keep on being salinitized by several reasons such as groundwater exhaustion, coastalline change, and human activities. The horizontal and vertical electrical soundings and geostatistical methods were used to define the local characteristics of saltwater intrusion and to estimate the saltwater interface in the southeastern area of the Pusan City. The 24 points of the Schlumberger vertical electrical soundings(VES) to loom depth and the 2 lines of dipole-dipole horizontal soundings are peformed. The resistivity data have lognormal distributions. The horizontal extents of saline water intrusion were estimated from the inversion of horizontal prospecting data. Lognormal ordinary kriging is used in A-A' resistivity profiles on May and July because the data have stationary models in semivariograms. Lognormal IRF-k kriging is used for the isopleth maps using vertical resistivity data. The 10 ohm-m resistivity line on the isopleth maps of 21m, 30m, 50m, and 70m depth using resisitivity data measured in July is sifted to the east, cpomparing that of the isopleth maps measured in May. The kriged vertical and horizontal resistivity isopleth maps suggested that the geostatistical methods can be used to define the variation of earth resistivity distribution at the saltwater interface.

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기후변화의 영향을 고려한 한반도 해안지역 대수층의 해수침투 영향 분석 (Analysis of Saltwater Intrusion Effects into Coastal Aquifers in Korea considering Climate Change Effects)

  • 양정석;남재준;박인보;김상단
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1B호
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    • pp.71-85
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    • 2011
  • 한반도의 해안 지하수 및 해수면 수위, 수온, 그리고 전기전도도(Electrical Conductivity, EC) 관측 자료를 통해 경향성 분석을 실시하여, 한반도 대수층의 해수침투 영향을 연구하였다. 총 27개소의 지하수위 및 EC 자료를 분석한 결과 지하수위는 27개소 모두 안정된 경향을 보였으며, EC는 증가 9개소, 안정 10개소, 감소 8개소로서 안정 및 변동의 경향을 나타내고 있으며, 해수면 수온은 총 14개소의 관측소 중 증가 12개소, 안정 2개소로서 증가의 경향이 대부분인 것으로 나타났으며, 해수면 수위 또한 총 24개소의 관측소 중 증가 18개소, 안정 3개소, 감소 3개소로 대부분의 관측소가 증가의 경향을 보였다. 특히, 동해와 남해안보다 서해의 해수면수위, 수온 및 EC의 모든 연구 항목의 상승 경향성을 보이는 관측소 비율이 높은 것으로 분석되어, 서해안에서 해수침투 영향이 타 해안보다 심각한 것으로 판단되며, 이에 대한 연구 및 대책이 강구되어야 하겠다.