• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제16권6호
• /
• pp.34-45
• /
• 2011

For the Hancheon drainage area in Jeju island, a groundwater flow model using Visual MODFLOW was developed to simulate artificial recharge through injection wells installed in the Hancheon reservoir. The model was used to analyze changes of the groundwater level and the water budget due to the artificial recharge. The model assumed that $2{\times}10^6m^3$ of storm water would recharge annually through the injection wells during the rainy season. The transient simulation results showed that the water level rose by 39.6 m at the nearest monitoring well and by 0.26 m at the well located 7 km downstream from the injection wells demonstrating a large extent of the affected area by the artificial recharge. It also shown that, at the time when the recharge ended in the 5th year, the water level increased by 81 m at the artificial reservoir and the radius of influence was about 2.1 km downstream toward the coast. The residence time of recharged groundwater was estimated to be no less than 5 years. The model also illustrated that 15 years of artificial recharge could increase the average linear velocity of groundwater up to 1540 m/yr, which showed 100 m/yr higher than before. Increase of groundwater storage due to artificial recharge was calculated to be $2.4{\times}10^6$ and $4.3{\times}10^6m^3$ at the end of the 5th and 10th years of artificial recharge, respectively. The rate of storage increase was gradually diminished afterwards, and storage increase of $5.0{\times}10^6m^3$ was retained after 15 years of artificial recharge. Conclusively, the artificial recharge system could augment $5.0{\times}10^6m^3$ of additional groundwater resources in the Hancheon area.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제16권6호
• /
• pp.66-78
• /
• 2011

It is getting difficult to manage water resources in South Korea because more than half of annual precipitation is concentrated in the summer season and its intensity is increasing due to global warming and climate change. Artificial recharge schemes such as well recharge of surface water and roof-top rainwater harvesting can be a useful method to manage water resources in Korea. In this study, potential artificial recharge site is evaluated using geographic information system with hydrogeological and social factors. The hydrogeological factors include annual precipitation, geological classification based on geological map, specific capacity and depth to water level of national groundwater monitoring wells. These factors were selected to evaluate potential artificial recharge site because annual precipitation is closely related to source water availability for artificial recharge, geological features and specific capacity are related to injection capacity and depth to water is related to storage capacity of the subsurface medium. In addition to those hydrogeological factors, social aspect was taken into consideration by selecting the areas that is not serviced by national water works and have been suffered from drought. These factors are graded into five rates and integrated together in the GIS system resulting in spatial distribution of artificial recharge potential. Cheongsong, Yeongdeok in Gyeongsangbuk-do and Hadong in Gyeongsangnam-do, and Suncheon in Jeollanam-do were proven as favorable areas for applying artificial recharge schemes. Although the potential map for artificial recharge in South Korea developed in this study need to be improved by using other scientific factors such as evaporation and topographical features, and other social factors such as water-curtain cultivation area, hot spring resorts and industrial area where groundwater level is severely lowered, it can be used in a rough site-selection, preliminary and/or feasibility study for artificial recharge.

• 지질공학
• /
• 제28권4호
• /
• pp.741-753
• /
• 2018

최근 우리나라에서 발생되는 국지적 가뭄은 지하수의 효율적 활용에 대한 관심을 증대시키고 있으며, 잉여의 물을 지층 내에 저장하는 지하수 인공함양 기술 도입의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 충청남도내 퇴적 분지의 지하수 인공함양 대상지로의 가능성을 평가하기 위하여 1차 인자 3개, 2차 인자 7개로 구성된 AHP 모델을 개발하였으며, 10개 후보지에 적용한 결과를 토대로 인공신경망 모델을 구축하였다. AHP 모델은 후보지가 추가될 경우 수학적인 연산 과정에 의하여 최종 평가점수가 변하게 되나, 인공신경망 모델은 후보지별 고정적인 최종평가 점수를 제시하게 되어 인공함양 적지 선정 기준으로 사용할 수 있다. 충청남도 지역의 연구 결과, 인공신경망 모델의 최종 평가점수가 약 1.5점 이하인 경우에는 인공함양 후보지로서의 가능성이 낮은 것으로 평가되었다. 향후 타 지역에 대한 추가 연구 및 현장 조사를 통해 다양한 자료 군을 확보한다면 보다 보편적으로 적용할 수 있는 인공신경망 모델 도출이 가능할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권1호
• /
• pp.39-46
• /
• 2024

전 지구적 기후변화에 따른 용수확보 방안으로 인공함양 기법이 활용되고 있다. 함양률을 감소시키는 클로깅 문제는 인공함양 기법의 활용에 큰 장애가 되고 있다. 이 연구는 하천수 주입 과정에서 발생할 가능성이 있는 클로깅 평가를 위한 기초자료를 확보하기 위해 인공함양 예정 지역 충적층의 토양 조직과 광물 특성을 분석하였다. 충적층 쇄설성 입자의 주요 구성 광물은 석영, 정장석, 사장석, 흑운모 등이며, 공극을 충진하는 주요 2차 광물은 일라이트, 카오린나이트, Fe-산화광물이다. 2차 광물로서 탄산염 혹은 황산염 광물의 산출이 없는 것은 인공함양 실험 전인 연구 지역 충적층에서는 지하수와 지표수 간의 반응에 의한 화학적 클로깅은 발생하지 않았음을 시사한다. 인공함양 실험과 관련된 화학적 클로깅에 대한 평가를 위해 대수층 내 공극에서 2차 광물의 생성과 성장과 같은 충적층의 토양특성에 대한 모니터링이 필요하다.

• 지질공학
• /
• 제29권4호
• /
• pp.483-494
• /
• 2019

본 연구에서는 다양한 현장 조사를 통하여 지하수 인공함양의 범위를 결정하고 함양 방법별 장단점을 평가하여 적정 기법을 검토하는데 있다. 지하수 인공함양을 위한 대상 대수층 및 취수방법의 결정은 대수층의 특성을 고려하여 결정하게 된다. 충청남도 홍성군 갈산면 신곡마을을 대상으로 전기비저항탐사, 시추조사, 투수시험, 입도분석 등을 실시한 결과, 상부 충적층에 비하여 하부 풍화토 및 풍화암 구간의 수리전도도가 양호한 편으로 나타났다. 양수시험에 의하면 9시간 까지는 심도 12 m에서 안정적인 지하수위를 유지하였으나 이후 지하수위 강하가 재차 발생하는 이방성의 대수층 특성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 함양 우물, Ditch 및 Pond 등 3가지 유형의 인공함양 방법을 검토한 결과, 투수성이 양호한 풍화토 및 풍화암 구간까지 직접 주입이 가능한 함양 우물 방식과 상류 지역에서의 선형의 주입으로 함양효과를 높일 수 있는 Ditch 방식을 혼합하는 방안을 제시하였다. 이와 같은 함양의 대상과 방법 선정 결과는 현장의 시험 시공을 통하여 평가될 예정이며, 이 과정을 통하여 국내 지류 중상류 지역에서의 적용성을 검증한다면 상시 물부족 지역의 용수 확보에 기여할 것으로 본다.

• 지질공학
• /
• 제30권3호
• /
• pp.269-278
• /
• 2020

본 연구에서는 현장 주입 시험 및 3차원 수치모델을 이용하여 상류 소분지에서의 수직정을 이용한 지하수 인공함양 효과를 예비 평가하였다. 현장 주입 시험의 주입량, 지하수위 및 입도 분석 자료에 의한 수리전도도 등을 이용하여 모델의 공당 주입량을 20, 37.5, 60, 75 ㎥/day로 설정하였으며, 주입 간격에 따른 총 28개의 경우에 대하여 MODFLOW를 활용한 수치모델을 실시하여 지하수위 및 물수지 변화를 분석하였다. 주입 후 주변 관측정에서의 지하수위 상승이 공당 주입량과 비례적인 선형 관계를 보이진 않았으며, 주입 간격이 길어지면 누적 효과가 감소하여 최대 수위상승 시기가 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 4가지 경우의 공당 주입량을 매일 연속으로 주입하여 총량 1,200 ㎥을 주입할 경우, 주입량 대비 36.5~65.3%의 함양 효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 그러나 장기간의 가뭄에 대응하고 보다 지속적인 양수를 위해서는 차수벽 등 지하수 저류시설을 병행한다면 보다 효과적일 것으로 보이며, 추후 주입 시설의 최적화 및 함양-취수의 시나리오 확보를 통하여 안정적인 인공함양 시스템 구축이 가능할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제17권3호
• /
• pp.59-75
• /
• 2012

It is getting difficult to manage water resources in South Korea because more than half of annual precipitation is concentrated in the summer season and its intensity is getting severe due to global warming and climate change. Artificial recharge schemes can be a useful method to manage water resources in Korea adapting to climate change. Patent analysis enables us to prevent overlapping investment and to find out unoccupied technology. In this study, international patent trends and barriers of artificial recharge technology are analysed for patents of Korea, Japan, the United States and Europe. The four artificial recharge methods such as well recharge, surface infiltration, bank filtration and underground structures are classified as main class and the nine sub-technologies such as water intake, water treatment, injection wells, monitoring of groundwater flow, groundwater pumping, surface infiltration/soil aquifer treatment, radial collection well, iron/manganese treatment, and underground subsurface dam are classified as intermediate class. Water intake techniques are subdivided into five classifications. Total 1,281 of patents, searched by WIPS DB tool and selected after removing noisy patents, are analyzed quantitatively to evaluate application trends by year, applicant, country for each classified technologies and analyzed qualitatively to find out occupied and unoccupied technologies. It is expected that upcoming research and development project could be performed efficiently in that an avoidance plan for the similar patents and differentiation plan for the advancing patents are set up based on the quantitative and qualitative analysis results from this research.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제17권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2012

This study is to suggest a few efficient ways of rainwater utilization, through monitoring and analyzing 143 rainwater storage systems and 110 artificial recharge systems, which are installed in the recommended facilities by law, among the rainwater harvesting systems in Jeju Island. In the case that catchment facilities are damaged, rainwater could be contaminated by leaves and debris so that the rates of rainwater usages come to be lower. It is possible that contaminated rainwater could contaminate artificial recharge wells or rainwater discharging out of the rainwater harvesting system could result in flood and damage for the downgradient area. For maintaining high quality of rainwater and increasing rainwater utilization rate, it is necessary to install screening facilities and purification plant functioning precipitation and filtration. Also, in order to efficiently preclude the overflowing rainwater exceeding storage capacity, it is recommended to associate rainwater storage tanks with artificial recharge well or infiltration trench facilities.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제20권1호
• /
• pp.65-75
• /
• 2015

An artificial recharge test aimed at investigating transport characteristics of the injected water plume in a fractured rock aquifer was conducted. The test used an injection well for injecting tap water whose temperature and electrical conductivity were different from the groundwater. Temporal and depth-wise variation of temperature and electrical conductivity was monitored in both the injection well and a nearby observation well. A highly permeable fracture zone acting as the major pathway of groundwater flow was distinctively revealed in the monitoring data. A finite element subsurface flow and transport simulator (FEFLOW) was used to investigate sensitivity of the transport process to associated aquifer parameters. Simulated results showed that aperture thickness of the fracture and the hydraulic gradient of groundwater highly affected spatio-temporal variation of temperature and electrical conductivity of the injected water plume. The study suggests that artificial recharge of colder water in a fractured rock aquifer could create a thermal plume persistent over a long period of time depending on hydro-thermal properties of the aquifer as well as the amount of injected water.

• 한국측량학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.427-436
• /
• 2015

본 연구는 건기에 1일 50ton 규모의 지하수 양수를 목적으로 하는 소규모 인공함양(Artificial Recharge) 지하저수지 설치를 위한 적지선정 기법을 모색한다. 먼저 수리모델 실험결과 다양한 인자에 부응하는 적지 후보지 형상을 정의하고, 주입과 양수모델링 실험을 수행하여 적합한 양수효율을 산정하였다. 다음으로는 최적 후보지 선정을 위하여 각종 지형공간정보를 처리하여 GIS(Geographic Information System) DB를 구축하였다. 구체적으로 설명하면, 5m 격자의 DEM(Digital Elevation Model)으로부터 유역분할 영상을 생성하여 적지의 최소단위로 정의하며 경사도를 이용하여 일정기간의 대수층 저류 기간을 확보하기 위한 적정 수두구배를 결정한다. 최종적으로 유역 분할 영상과 경사도, 정사영상 및 DEM 자료 등을 종합 이용하여 최적 형상에 준하는 영역을 인공함양의 최종 후보지로 선정한다.