• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.267-276
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• 2017

전라남도는 연안지역은 농업활동과 상수도의 미보급으로 인하여 지하수에 크게 의존하고 있다. 지하수의 과다사용은 지하수위 저하를 일으키며 그로 인한 해수침투가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 지하수 사용에 따른 해수침투 관리가 매우 필요한 지역이다. 전라남도 무안군의 연안암반대수층에서 측정된 EC 자료를 이용하여 해안가 대수층에 적합한 시계열 모형을 구축하고, 해수침투의 지표인 EC를 예측하고자 시계열 분석을 수행하였다. 1년 이상 측정한 EC 시계열 자료는 짧은 주기적인 변동과 함께 추세적으로 증가하는 비정상 시계열의 특성을 보였다. 시계열 분석을 통해 시계열 모형 식별 결과 ARIMA 모형과 계절적인 요인을 고려 할 수 있는 SARIMA 모형 이 적합한 것으로 나타났다. 하지만 두 모형 적용한 결과, EC의 주기적인 변동으로 인해 ARIMA보다는 EC 자료의 변동 특성을 잘 반영한 SARIMA 모형이 예측에 있어서 유리한 것으로 나타났다. 위와 같이 시계열 분석은 암반 대수층에서 해수침투로 인한 EC의 변화를 예측하는데 있어 유용한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2022

Recent decades have seen all over the world increasing drought in some regions and increasing flood in others. Climate change has been alarming in many regions resulting in degradation and diminution of available freshwater. The effect of global warming and overpopulation associated with increasing irrigated farming and valuable agricultural lands could be particularly disastrous for coastal areas like the one of Benin. The coastal region of Benin is under a heavy demographic pressure and was in the last decades the object of important urban developments. The present study aims to roughly study the general effect of climate change (Sea Level Rise: SLR) and groundwater pumping on Seawater intrusion (SWI) in Benin's coastal region. To reach the main goal of our study, the region aquifer system was built in numerical model using SEAWAT engine from Visual MODFLOW. The model is built and calibrated from 2016 to 2020 in SEAWAT, and using WinPEST the model parameters were optimized for a better performance. The optimized parameters are used for seawater intrusion intensity evaluation in the coastal region of Benin The simulation of the hydraulic head in the calibration period, showed groundwater head drawdown across the area with an average of 1.92m which is observed on the field by groundwater level depletion in hand dug wells mainly in the south of the study area. SWI area increased with a difference of 2.59km² between the start and end time of the modeling period. By considering SLR due to global warming, the model was stimulated to predict SWI area in 2050. IPCC scenario IS92a simulated SLR in the coastal region of Benin and the average rise is estimated at 20cm by 2050. Using the average rise, the model is run for SWI area estimation in 2050. SWI area in 2050 increased by an average of 10.34% (21.04 km²); this is expected to keep increasing as population grows and SLR.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.335-339
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• 2003

The estimation of seawater intrusion into deep aquifers has been becoming an important subject in terms of site characterization for geological disposal of radioactive waste. Conventional direct-current resistivity methods have been used for ground water explorations and recently have been applied to environmental problems. However, electromagnetic methods are more practical and useful for such a deep investigation. We consider audio-frequency magnetotelluric (AMT) and surface-to-borehole electromagnetic (EM) tomography methods as promising tools for the investigation of deep aquifer. These methods were tested in the Hasunuma area, Chiba Prefecture, Japan. Although the study area is in an urban area, high-quality AMT data were acquired, which was mainly accomplished by night-time data recording and remote-reference data processing. One-dimensional inversion results of the AMT data revealed two extremely conductive zones, which is consistent with the electrical conductivity profile of pore water in core samples. It can be interpreted as the seawater intrusions into both zones. However, the chemical analysis of the groundwater sampled in the deep zone suggests that this groundwater must be fossil seawater that had been confined during sedimentation processes. In addition, the permeability coefficient of the deep layer is very low. Thus the deep conductive zone corresponds to the fossil seawater regarded as being difficult to flow.

• Spatial Information Research
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• 제11권3호
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• pp.251-260
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• 2003

본 연구에서는 지구통계기법과 GIS를 이용하여 Cl/sup -/ 농도 분포도를 작성하고 이를 통해 해수침투 분포 양상을 파악하였다. 분포도는 탐색적 공간자료 분석을 통해 자료의 분포 패턴을 파악한 후에 정규크리깅과 공동크리깅을 이용하여 작성하였다. 지구통계기법인 크리깅은 시ㆍ공간적인 자료의 분포특성과 상관관계를 이용하여 신뢰할 만한 결과를 제공한다. 공동크리깅의 이차변수는 상관분석을 통해 Cl/sup -/과의 상관성이 큰 TDS, Na/sup ＋/, Br/sup -/을 선정하였다. Cl/sup -/ 농도 분포도를 분석한 결과 공동크리깅에 의한 분포도가 정규크리깅의 분포도보다 더욱 정밀하게 나타났으며, 전반적으로 이민촌 일대와 해안가 지역에서 높은 농도 이상대를 보이고 있음을 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1385-1397
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• 2024

Bentonite is a recommended material for the multiple barriers in the final disposal of low-level radioactive waste (LLW) to prevent groundwater intrusion and nuclear species migration. However, after drying-wetting cycling during the repository construction stage and ion exchange with the concrete barrier in the long-term repository, the bentonite mechanical behaviors, including swelling capacity and hydraulic conductivity, would be further influenced by the groundwater intrusion, resulting in radioactive leakage. To comprehensively examine the factors on the mechanical characteristics of bentonite, this study presented scenarios involving MX-80 and KV-1 bentonites subjected to drying-wetting cycling and accelerated ion migration. The experiments subsequently measured free swelling, swelling pressure, and hydraulic conductivity of bentonites with intrusions of seawater, high pH, and low pH solutions. The results indicated that the solutions caused a reduction in swelling volume and pressure, and an increase in hydraulic conductivity. Specifically, the swelling capability of bentonite with drying-wetting cycling in the seawater decreased significantly by 60%, while hydraulic conductivity increased by more than three times. Therefore, the study suggested minimizing drying-wetting cycling and preventing seawater intrusion, ensuring a long service life of the multiple barriers in the LLW repository.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.699-707
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• 2021

동해안에 위치한 화진포 석호는 담수와 염수가 혼합되는 환경으로 생물 다양성이 풍부하여 높은 보존 가치를 지니고 있어 체계적인 관리가 필요하다. 석호의 현재 환경에 대한 분석을 위해 호소수에 영향이 큰 주변 대수층의 지하수 수위 분포와 지하수 흐름의 특성을 파악하였다. 또한 호소수의 염분도가 유지되는 기작으로 추정되는 대수층으로의 해수침투의 영향을 파악하기 위해 수리지구 화학적 변동을 분석하였다. 연구 결과 사주지역의 대수층에 쐐기형태의 담수-염수 경계면이 분포하며, 강우가 적은 기간이 지속되고 온도가 높아 석호의 증발이 일어날 경우 담수-염수 경계면이 상승하여 지하수를 통한 해수의 유입 가능성이 높은 것으로 판단된다. 수리지구 화학적 특성으로는 이온델타(혼합된 지하수의 이론적인 화학조성과 실제 시료가 가지는 값과의 차이) 값을 산출하여 해수 침투에 따른 대수층 내에서 양이온 교환반응 및 침전 반응이 일어난 것으로 추정하였다. 각 지점별로 해수가 혼합된 비율을 계산하기 위해서 산소동위원소와 염소이온을 추적자로 사용하였으며 혼합비의 평균값은 0.3, 최대값은 0.87을 나타내었다. 전체적인 혼합비 결과는 해안에서의 거리에 따라 분포하는 것으로 판단되나, 이론적인 예상과는 상이한 결과가 일부 존재하는데 그 부근의 대수층 특성이 반영된 것으로 판단된다. 더욱 구체적인 분석을 위해서는 계절적인 변화와 해수침투 기작을 모사하는 등 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제39권6호
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• pp.88-98
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• 1997

In this study, pumping capacity in the area of natural river estuary is estimated by the quantitative analysis using finite element method. The study area is Iga-ri pumping station in the estuary of Seojung-chun which runs to the East coast. First of aH, hydraulic properties and effects of different seawater levels are analyzed in this area. Variations of groundwater level caused by pumping and properties of seawater intrusion are analyzed, then compared the case of reinforcing the existing intake weir with the case of setting up an weir at the upper stream. The observed data of groundwater drawdown caused by pumping during drought period and seawater intrusion are compared with results of the analysis done by groundwater model using finite element method, and it is found that both are similar. Accordingly, groundwater model used in this study reflects well the variation of groundwater level caused by pumping.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.3-13
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• 2005

The present study examined the 3 dimensional space distribution characteristics of sea water intrusion using data available from previous observations. For this study, we used 3D FEMWATER, which is a 3 dimensional finite element model. The target area was around Daechang-ri, Gimje-si, Jeollabuk-do. The area is relatively easy to formulate a conceptual model and has observation wells in operation for surveying sea water intrusion. Considering the uncertainty of numerical simulation, we analyzed sensitivity to hydraulic conductivity, which has a relatively higher effect. According to the result of the analysis, the variation of TDS concentration had an error range of $-1,336{\~}+107 mg/{\iota}$. Taking note that the survey data from observation wells were collected when the boundary between fresh water and sea water in the aquifer was in equilibrium, we set the range of time for numerical simulation and estimated the spatial distribution of TDS concentration as the range of sea water intrusion. According to the result of estimation, the spatial distribution of TDS concentration calculated when 1,440 days were simulated was taken as the range of sea water intrusion. Using the result of calculation, we can draw not only vertical views for a certain section but also horizontal views of different depth. These views will be greatly helpful in understanding the spatial distribution of the range of sea water intrusion. In addition, the result of this study can be used rationally in proposing an optimal quantity of water pumping through investigating the moving route of sea water intrusion over time in order to prevent excessive water pumping and to maintain an optimal number of water pumping wells per interval.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.353-360
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• 2007

본 연구에서는 담수 주입에 의한 해수침투 개선 가능성을 확인하기 위해 담수주입 현장 실증시험을 수행하였으며, 담수 주입 효과 및 거동 평가를 위해 시추공에서의 다채널 전기전도도 모니터링과 물리검층, 지표에서의 전기비저항 및 자연전위 모니터링을 수행하고 그 적용성을 평가하였다. 담수주입 전후 및 주입 기간 중 수행된 물리검층과 다채널 전기전도도 모니터링 결과 담수 주입에 따른 공내수 및 대수층의 전기전도도의 감소 양상과, 이러한 주입효과가 수개월 이상 지속됨을 확인할 수 있었다. 담수주입에 따른 지하수의 유동 탐지를 목적으로 한 자연전위 모니터링의 경우, 현장 기상 여건 및 비분극 전극의 장기간 활용에 따른 문제로 인해 의미 있는 결과를 얻지 못하였으나 전기비저항탐사 모니터링의 경우에는 주입 담수에 의한 영향이 주입정 주위의 전기비저항 증가 양상으로 관측되어 담수체 거동과 영향 반경을 확인할 수 있었다. 이로부터 담수주입에 의한 담수체의 거동 평가와 개선효과를 판단하는 방법으로서 지구물리 기법들이 효과적으로 적용될 수 있으며, 이러한 평가기술에 기반 한 최적설계가 이루어질 경우 담수주입기술이 해수침투 피해 개선을 위해 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.369-376
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• 2007

해수침투가 우려되는 해안지역의 소유역에 설치된 모니터링용 관측정을 이용하여 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 전기비저항 탐사는 지하 매질의 전기비저항 분포를 통해 지반상태 및 층서구조 등을 밝히는 효과적인 방법이지만, 매질의 전기전도도가 매우 높은 해안지역에서는 신호대 잡음비가 가장 높은 배열법을 사용하는 경우에도 관측정 주변의 전기비저항 특성 파악이 힘들다. 따라서 본 연구에서는 해수침투 관측을 목적으로 설치된 해안지역의 서로 다른 두 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여, 신호대 잡음비가 낮아 시추공 주변의 대수층 특성 파악이 어려운 지표 전기비저항 탐사의 한계를 극복하기 위하여 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 탐사자료를 이용한 역산 결과는 각 시추공의 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 자료를 이용하여 시추공 주변의 파쇄구간과 비교하여 검증하였다. 또한 이들 중 한 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여는, 동일한 탐사 방법을 이용하여 간조와 만조시에 각각 탐사를 실시하였다. 탐사 결과 관측정 주변 대수층에 대하여 높은 해상도의 전기비저항 분포 단면을 획득할 수 있었으며, 조석에 의한 대수층을 통한 해수침투와 관련된 수리특성 파악이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 사용된 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사 결과를 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 결과와 함께 분석하는 경우, 해안지역의 관측정 및 그 주변 대수층의 수리지질 구조를 효과적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났다.