• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권2호
• /
• pp.54-61
• /
• 2008

수평 혹은 경사 형태 특수 정호 양수량에 대한 시공간적 수위 강하를 지하수 수치 모델링을 활용하여, 평가하였다. 지하수 수치 모델링은 상용 프로그램인 FEFLOW(version 5.1)의 1차원 선형 불연속 특징 요소를 활용하여 수행되었으며, 수치해의 검증을 위해 Zhan과 Zlotnik(2002)이 제안한 연속된 점 형태 배출원 배열 방식 준 해석해와 비교하였다. 비교 검증 결과, 수치해와 준해석해는 최대 수위 강하가 나타나는 양수 최인접부를 제외하고는 거의 일치한 형태를 보여주었다. 검증된 수치적 방법을 이용하여, 강변여과 방식 취수가 검토되는 현장에 대한 수위강하를 정량적으로 평가할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제12권6호
• /
• pp.29-37
• /
• 2007

먹는물 수질기준(0.3 mg/L)을 자주 초과하는 고농도의 용존 철(Fe)은 특히 국내 충적층 지역 천부 지하수의 개발 이용(특히, 강변여과 적용)을 제한하는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 반응성용질이동모델링을 이용하여 지하수 내 용존 철을 효과적으로 저감하기 위한 하나의 방법으로서 '산소가 풍부한 물을 대수층에 주입한 후 양수하는 기법의 효용성에 대하여 모사해 보았다. 모사 결과, 산소가 풍부한 물을 주입함으로써 양수된 지하수의 철 농도를 뚜렷이 저감할 수 있으며, 양수량이 주입량에 비해 4배가 되더라도 용존 철의 농도는 먹는물 수질기준 이하로 매우 낮게 유지됨을 보여주었다. 또한, 대수층 내에서의 철수산화물 침전에 의해 야기될 수 있는 크로깅 및 투수율 저하도 미미한 수준인 것으로 평가되었다. 본 논문에서는 주입-양수 기법에 의한 대수층 내에서의 철 저감의 기작과 공간적 규모에 대해서도 토의하였다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.103-115
• /
• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.697-700
• /
• 2005

Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) system can be very cost-effective and renewable energy sources, depending on site-specific parameters and load characteristics. In order to develop an ATES system which has certain hydrogeological characteristics, understanding of the thermo hydraulic processes of an aquifer is necessary for a proper design of an aquifer heat storage system under given conditions. The thermo hydraulic transfer for heat storage is simulated using FEFLOW according to two sets of pumping and waste water reinjection scenarios of heat pump operation in a two layered confined aquifer. In the first set of model, the movement of the thermal front and groundwater level are simulated by changing the locations of injection and pumping well in seasonal cycle. However, in the second set of model the simulation is performed in the state of fixing the locations of pumping and injection well. After 365 days simulation period, the temperature distribution is dominated by injected water temperature and the distance from injection well. The small temperature change is appears on the surface compared to other slices of depth because the first layer has very low porosity and the transfer of thermal energy are sensitive at the porosity of each layer. The groundwater levels and temperature changes in injection and pumping wells are monitored to validate the effectiveness of the used heat pump operation method and the thermal interference between wells is analyzed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제25권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2020

In general, the estimation of optimum yield for the radial collector well is determined by the empirical equation or numerical modeling, in which hydraulic conductivity of the aquifer is a main influence factor. Hydraulic conductivities of 164 soil samples collected from boreholes and horizontal wells (average length: about 50 m) installed during well construction in the Anseong stream were drawn in two-dimensional map by the Kriging method and utilized in this study. Hydraulic conductivity analyses by Representative Elementary Count (REC) indicated the average hydraulic conductivity is similar to that of the pumping test when the number of samples reaches about 1,000, which correspond to 1,000 ㎡. Pumping test was also conducted at 1 pumping well and 13 observation wells to estimate hydraulic conductivities at each observation well. REC analysis indicated that the average value of hydraulic conductivity calculated from at least four observation wells is valid as a representative value. The overall result suggested that multiple observation wells or multiple pumping-observation well systems that are located within the range of horizontal wells should be utilized to properly estimate the representative hydraulic conductivity values and the yield of a radial collector well.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권8호
• /
• pp.685-691
• /
• 2014

강변여과는 하천 인근에 다수의 관정을 설치하여 하천수의 수질 개선을 추구하는 기술이다. 그런데 다수의 관정이 인접해 있는 경우 관정간의 상호간섭 현상으로 인하여 취수량에 영향을 미친다. 강변 여과 관정의 경우에는 관정이 관망으로 연결되기 때문에 간섭효과의 요인에는 지하수위 강하량 외에도 유량변화에 따른 관망 수두손실이 포함된다. 간섭효과는 취수정으로 유입되는 하천수와 배후 지하수의 비율에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 강변여과시스템의 대수층과 관망흐름을 통합해석하는 기법을 이용하여 복수 관정의 간섭효과와 하천수 비율을 산정하는 방법을 제시하고 실제에 가까운 가상의 강변여과시스템에 적용하였다. 관정 가동 패턴에 따라 취수량은 5% 이상 차이가나고 배후지하수 유입비율도 30~40% 범위로 10% 이상 차이가 날 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.145-145
• /
• 2018

Small islands rely heavily on groundwater resources in addition to rainwater as the source of freshwater since surface water bodies are often absent. The groundwater resources are vulnerable to sea level rise, coastal flooding, saltwater intrusion, irregular pattern of precipitation resulting in long droughts and flash floods. Increase in population increases the demand for the limited groundwater resources, thus aggravating the problem. In this study, the effects of climate change on Tongatapu Island, Kingdom of Tonga, a small island in Pacific Ocean, are investigated using a sharp interface transient groundwater flow model. Twenty nine downscaled General Circulation Model(GCM) predictions are input to a water balance model to estimate the groundwater recharge. The temporal variation in recharge is predicted over the period of 2010 to 2099. A set of GCM models are selected to represent the ensemble of 29 models based on cumulative recharge at the end of the century. This set of GCM model predictions are then used to simulate a total of six climate scenarios, three each (2010-2039, 2040-2069, and 2070-2099) under RCP 4.5 and RCP 8.5. The impacts of predicted climate change on groundwater resources is evaluated in terms of freshwater volume changes and saltwater ratios in pumping wells compared to present conditions. Though the cumulative recharge at the end of the century indicates a wetter climate compared to the present conditions the large variability in rainfall pattern results in frequent periods of groundwater drought leading to saltwater intrusion in pumping wells. Thus for sustaining the limited groundwater resources in small islands, implementation of timely assessment and management practices are of utmost importance.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
• /
• pp.453-454
• /
• 2004

Hydrogeochemical and isotopic characteristics were investigated for groundwater of Tertiary basin in southeastern part of Korea where deep drilling is in progress for geothermal investigation. According to geology, aquifer was distinguished as alluvial, tertiary sedimentary bedrock (bedrock groundwater), and fractured volcanic rock (deep groundwater). Groundwater of each aquifer is distinctively separated in Eh-pH conditions and concentrations of Cl, F, B and HCO$_3$. Deep groundwater has very low level 3H and 14C whereas alluvial groundwater has those of recent precipitation level. However one of deep groundwater show mixed characteristics in terms of hydrochemistry which indicates effect of pumping. Deep groundwater have temperature of 38 to 43$^{\circ}C$ whereas bedrock and alluvial groundwater have temperature less than 2$0^{\circ}C$. Fractured basement rock aquifer has different hydrogeologicalsetting from bedrock and alluvial aquifer considering hydrogeochemical and isotopic characteristics, and temperature.

• 한국환경과학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.615-626
• /
• 2003

The applied model for this study area is WINFLOW using mite element method, It is thought that the simulation result by WINFLOW model under the steady flow state reflects well the ground water distribution within the reliability level which shows the error range of 1.1% to 8.0% from the comparison between the computed values and the observed, and analyzed that the constant head distribution is shown along the east-west direction and gentle and stable head gradient along the north-south direction. Ground water of the study area shows stable movement from the south to the stream area, and the particle trace for each location shows relatively linear shape from the upstream to the pumping location while the radius of influence according to the pumping amount shows a significant difference at the down stream area from the pumping location. The simultaneous pumping from P and P1 shows more complicated appearance, not the increase of the radius of influence than pumping from a single well P or P1, and it is analyzed that the particle path takes nearly linear form. It is known that the flow direction of the ground water and the velocity of the flow affect on the magnitude of the radius of influence of the wells from the fact that the more decreasing pattern of the ground water head is observed at the side of the well and the down stream area than the upstream area when the ground water moves from south to north regarding the radius of influence according to the pumping amount. Satisfactory results in analyses of ground water movement are obtained through the significant reduction of the physical uncertainties in the flow system as well as the relatively convenient model application using WINFLOW model which is proposed in this study.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.188-193
• /
• 1999

지하 대수층에서의 오염물질 이동현상은 지하수 유동에 좌우되며 이를 지배하는 수리지질 파라미터의 결정과 그에 따른 지하수 모델링은 지하수 복원사업에 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 실험실 규모의 자유면 대수층에서 획득된 투수계수와 비산출량을 이용하여 다양한 경계조건하에서 지하수 흐름에 대한 민감도 분석을 수행하므로써, 최적의 수리상수를 결정하고 지하수 유동 특성을 파악하는데 있다. 연구결과 모사된 수위저하는 경제조건과 무관하게 관측된 수위저하보다 적게 나타났으며. 투수계수가 비산출율보다 지하수 흐름에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 물수지 분석결과 양수시험시 관측정에서 측정된 수위저하는 평형수위나 모사 수위저하보다 크게 나타났으며, 이는 대수층과 우물에서의 수위가 상이함을 지시한다. 이러한 수위의 상이성은 시간영역 광전자파 분석기에 의한 지하수면과 모세관대에서의 수분함량을 관측함으로써 규명되었으며 이는 지하수면 하강시 중력배수의 지연성에 기인하는 것으로 나타났다.