• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.233-236
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• 2008

To analyze the saline intrusion in the place, such as an estuary, the three-dimensional numerical model is developed. In this study, the advection terms of the governing equations are discretized by upwind scheme. By using 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. The equation of state is used to consider the density, and the scalar transport equation for salinity is employed the third order TVD to scheme to prevent unphysical oscillation near discontinuity. In order to verify saline intrusion, the numerical model is conducted to compare the previous model in the lock exchange. The present model generally show a good agreement with the previous one.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권8호
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• pp.665-675
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• 2007

해안 지역 지하수 최적 관리의 기본계획 수립 단계에 사용될 수 있는 간편한 개발가능량 산정식이 제안되었다. 산정식은 대수층 특성, 해수침투허용 거리, 지하수 해안유출량 그리고 양수정의 위치 등 주요 영향 변수들의 함수이므로 합리적이며, 보편적으로 사용되는 해석 해들과 Ghyben-Herzberg 법칙을 이용하여 유도되었다. 산정식은 관련 변수들의 양 함수로 표현될 수 있으므로 그 적용이 매우 간편하다. 또한 주로 주관적 경험에 의하여 그 값이 결정되어 온 양수정의 영향반경을 대수층의 수리특성과 양수량 등의 함수로 산정할 수 있는 식이 제안되었다. 가상 유역에 대한 적용과 수치 해와의 비교분석을 통하여 제안된 식들이 보수적인 결과를 산출한다는 것을 보였다. 제안된 식들을 기존 관정들이 존재하는 유역에 적용하면 추가 개발가능량을 평가할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.387-395
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• 2017

기후변화에 따른 해수면 상승으로 인하여 해안지역의 지하수계에 해수침투가 가중된다. 지하수의 염분농도가 증가하면 지하수면 상부의 불포화 토양에서도 염분 농도가 증가할 수 있으며, 이는 농경지에서 작물피해를 일으킬 수 있다. 해수면이 상승함에 따라 내륙의 지하수위도 함께 상승한다. 이는 불포화 토양층의 두께를 감소시켜 해안 저지대의 경작에 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서 지하수 해수침투는 3차원 모델, 토양 염류화 평가는 연직 1차원 모델을 합성 적용하여 해안 농경지에 대한 해수면 상승 피해를 평가하는 방법을 개발하였다. 3차원 해수침투 모델에서 지하수면의 수위와 농도분포를 계산하고 최상부 절점 중에서 염분 농도가 기준 값 이상인 절점에서 지하수면과 지표면 사이의 토양층에서 연직 1차원 모델링으로 토양층의 염분 농도와 불포화대 두께를 계산하였다. 농경지의 토양 염류화는 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판단하였다. 개발된 모델링 방법을 가상의 간척농경지에 적용하였다. 해수면 상승자료로 IPCC의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 사용하였다. 평가 결과는 2050년과 2100년에 대하여 제시하였다. 연구결과 대상지역에서 기후변화 시나리오 RCP 8.5에서 2100년에는 지하수 염류화 피해 면적은 간척지 육지면적 대비 7.8%, 염류화 토양 면적은 6.0%, 불포화층의 두께가 뿌리심도보다 적은 지역의 면적은 1.6% 증가하는 것으로 분석되었다.

• 물과 미래
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• 제28권2호
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• pp.137-143
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• 1995

해안 대수층 내에서 담수와 해수 사이에 형성되는 확산대의 위치와 형태는 많은 변수들에 의하여 영향을 받는다. 현재까지 수행된 많은 연구는 확산대들의 정성적 비교로 국한되었다. 본 연구에서는 정량적 분석을 위하여 확산대 특성(최대 침투 길이, 두께, 성층 정도)을 계량화하고 수치 모형을 이용하여 주요 변수(유속과 확산지수)가 확산대 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 차원해석을 통하여 정리된 실험 결과는 유속과 확산지수가 확산대의 특성에 미치는 영향을 명확히 규명하였다. 유속의 증가는 확산계수를 증가시키기 때문에 확산대가 팽창한다는 일부의 주장과는 달리 확산대는 축소하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.905-908
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• 2009

In the management of groundwater in coastal areas, saltwater intrusion associated with extensive groundwater pumping, is an important problem. The groundwater optimization model is an advanced method to study the aquifer and decide the optimal pumping rates or optimal well locations. Cheng and Park gave the analytical solutions to the optimization problems basing on Strack's analytical solution. However, the analytical solutions have some limitations of the property of aquifer, boundary conditions, and so on. A simulation-optimization numerical method presented in this study can deal with non-homogenous aquifers and various complex boundary conditions. This simulation-optimization model includes the sharp interface solution which solves the same governing equation with Strack's analytical solution, therefore, the freshwater head and saltwater thickness should be in the same conditions, that can lead to the comparable results in optimal pumping rates and optimal well locations for both of the solutions. It is noticed that the analytical solutions can only be applied on the infinite domain aquifer, while it is impossible to get a numerical model with infinite domain. To compare the numerical model with the analytical solutions, calculation of the equivalent boundary flux was planted into the numerical model so that the numerical model can have the same conditions in steady state with analytical solutions.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권7호
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• pp.783-794
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• 2013

지하수 의존도가 높은 제주도에서는 담수 지하수는 물론 어류의 육상 양식을 위한 염분이 높은 지하수도 활발하게 개발되고 있다. 본 연구는 제주도 성산유역을 대상으로 담수와 염수 지하수 개발이 지하수계에 미치는 영향을 분석하였다. 경계면 모델을 이용하여 담수와 염수의 흐름을 모의하고 담수와 염수 개발의 영향을 조사하였다. 담수 개발은 기존의 연구 결과에서 익히 알려진 바와 같이 지하수위 강하와 해수쐐기 침투를 야기하는 것으로 나타났다. 염지하수 개발은 지하수위를 강하시키는 부정적 영향과 함께 해수침투를 저감시키는 긍정적 효과도 있는 것으로 나타났다. 담-염수사이의 유한한 두께의 천이대에 대한 수정 Ghyben-Herzberg 비율을 유도하고 해수침투 관측정에서 관측된 자료와 비교하였다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.17-27
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• 2003

본 연구에서는 해수침투에 관한 기존 이론을 검증하고 지하수 함양량과 양수량의 변화에 따른 담-염수 경계면 이동현상을 고찰하기 위하여 실내 모형규모의 자유면 대수층에서 시간 영역 광전자파 분석기 (Time Domain Reflectometry: TDR)를 이용하여 2차원 염수침투 현상을 관측하였다. 실험 결과 염수와 담수의 경계면에서는 분산 혹은 확산에 의한 혼합대 (mixing zone)가 두텁게 형성되었으며 Badon Ghyben과 Herzberg가 가정한 비혼합 경계면 (sharp interface)은 형성되지 않았다. 따라서 본 연구에서 획득한 기준 해수면에 대한 자유수면($H_{f}$)과 염수 경계면($H_{s}$)까지의 깊이의 비에 관한 실험치와 Ghyben-Herzberg 근사법의 이론치가 일치하지 않음을 알 수 있었다. 한편, 함양량과 양수량을 달리하면서 경계면의 변화를 관찰한 결과 주어진 함양량에 대하여 양수량이 증가함에 따라 경계면의 이동속도가 증가하였고, 본 모형조건하에서 경계면의 이동속도는 함양량에 대한 양수량의 비 ($Q_{p}/Q_{r}$)에 약 7배나 달하는 것으로 나타났으며 이는 해안선에 인접한 해수 침투 취약지역에서는 양수량이 아주 중요한 역할을 한다는 것을 지시한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.59-64
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• 2005

해안지역 대수층을 통한 해수침투 현상의 규명은 지하수 분석법이 가장 효율적이지만, 관정수의 제한이나 시료 분석의 어려움으로 염분 농도의 지속적인 변화를 위한 모니터링에 제한이 있다. 따라서 이 연구에서는 해수침투 관측망이 위치한 전라북도 부안군 해안지역의 소유역에 대하여 전기비저항 수직탐사를 수행한 후 역산결과를 지구통계학적 방법을 이용하여 층별 등고선도를 작성하였으며, 각 층별 전기비저항 변화를 분석하여 해수쐐기의 공간분포를 확인코자 하였다. 수직탐사 자료의 1차원 역산 결과를 토대로 지구통계방법인 베리오그램을 이용하여 분석한 결과 기존의 수리지질학적 방법에서 얻어진 해수쐐기와 담수체의 경계부 확인에 유용한 것으로 밝혀졌다. 따라서 향후 이 연구결과를 기존의 광역지역에 대한 등가염분농도분포도 작성 방법에 적용할 경우 해수침투의 범위 확인 및 예측을 위한 정량적인 평가에 활용될 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.258-262
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• 2003

연안지역에서 해수침투대의 평가를 위하여 다양한 물리검층을 수행하였다. 특히, 해수침투대의 정량적인 평가에 활용될 수 있는 지층의 공극측정은 매우 어려운 문제중의 하나이다. 연안지역의 경우, 미고결지층에 대한 불교란 시료 채취가 어렵고 대부분의 관측정은 시추공 붕락방지를 위하여 내경 50mm 의 PVC 케이싱을 설치하는 경우가 많기 때문에 공극의 측정은 현실적으로 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 전남 영광지역에서 각종 조사목적으로 굴착한 시추공에서 다양한 물리검층을 수행하여 공내수의 높은 전기전도도가 기원하는 지층을 확인하고자 하였다. 전자유도검층과 공극검층을 수행한 시추공(YK-4호공)에 대한 해석결과, 공내수의 높은 전기전도도는 물리검층법으로 추정한 사질층 공극수와 비슷한 범위를 보였다. 물리검층법으로 추정한 공극이나 높은 염수를 보이는 구간에 대한 해석결과는 보완해야할 많은 부분이 있지만 제한된 현장 상황에서 조사결과의 불화실성을 줄이는데 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.272-272
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• 2021

해안지역에서 염수침입을 저감하기 위한 지하댐은 전세계적으로 많이 사용되고 있으며, 일반적으로 염수를 포함하고 있는 지하수의 이동을 차단하는 역할을 한다. 이러한 차단으로 인해 지하댐 내 바다 방향으로 향해있는 영역과 해안 내륙에서의 오염물질과 염분의 축적이 발생될 수 있다. 기존의 염수칩입을 저감하기 위해 이용되는 지하댐의 연구는 대부분 불투수성으로 고려하여 수행되었으나 본 연구에서는 투수성 다공성 지하댐에 대한 효과를 수치적 기법을 이용하여 분석하였다. 이러한 투수성 다공성 지하댐은 해수위의 변화에 따라 염수와 담수의 흐름을 원활하게 할 수 있으며, 이로 인해 오염물질과 염분의 축적이 최소화 될 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 본 연구에서는 상용 유동모의 및 해석 소프트웨인 ANSYS CFX 모형을 이용하여 투수성 다공성 지하댐의 유효높이와 유효폭 그리고 단일 그리고 다중 양수에 따른 염수침입의 특성을 분석하였으며, 이에 대한 지하댐의 최적 위치에 대한 분석을 수행하였다.