• 제목/요약/키워드: management of coastal groundwater

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분산형 해수침투 모델을 이용한 양적 지표 기반의 해안지하수 취약성 평가연구 (Quantitative Assessment of Coastal Groundwater Vulnerability to Seawater Intrusion using Density-dependent Groundwater Flow Model)

  • 장선우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제26권6호
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    • pp.95-105
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    • 2021
  • Extensive groundwater abstraction has been recognized as one of the major challenges in management of coastal groundwater. The purpose of this study was to assess potential changes of groundwater distribution of northeastern Jeju Island over 10-year duration, where brackish water have been actively developed. To quantitatively estimate the coastal groundwater resources, numerical simulations using three-dimensional finite-difference density-dependent flow models were performed to describe spatial distribution of the groundwater in the aquifer under various pumping and recharge scenarios. The simulation results showed different spatial distribution of freshwater, brackish, and saline groundwater at varying seawater concentration from 10 to 90%. Volumetric analysis was also performed using three-dimensional concentration distribution of groundwater to calculate the volume of fresh, brackish, and saline groundwater below sea level. Based on the volumetric analysis, a quantitative analysis of future seawater intrusion vulnerability was performed using the volume-based vulnerability index adopted from the existing analytical approaches. The result showed that decrease in recharge can exacerbate vulnerability of coastal groundwater resources by inducing broader saline area as well as increasing brackish water volume of unconfined aquifers.

부산 해안지역의 물의 라돈 농도와 지하수 유출 특성 (Characterizing Groundwater Discharge and Radon Concentration in Coastal Waters, Busan City)

  • 옥순일;함세영;이용우;차은지;김상현;김인수;김부근
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권5호
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    • pp.53-66
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    • 2011
  • Groundwater which infiltrated in recharge areas discharges in the forms of evapotranspiration, baseflow to streams, groundwater abstraction and eventually flows into the sea. This study characterized radon-222 concentration and electrical conductivity (EC) in coastal groundwater discharge, well groundwater, Ilkwang Stream water, and seawater in the coastal area of Busan Metropolitan City and subsequently estimated groundwater discharge rate to the sea. The median value of Rn-222 concentration is highest in well groundwater (18.36 Bq/L), and then decreases in the order of coastal groundwater discharge (15.92 Bq/L), Ilkwang Stream water (1.408 Bq/L), and seawater (0.030 Bq/L). The relationship between Rn-222 concentration and EC values is relatively strong in well groundwater and then in seawater. However, the relationship is not visible between coastal groundwater discharge and Ilkwang Stream water. The groundwater discharge rate to the sea is estimated as $3,130m^3$/day by using radon mass budget model and $16,788m^3$/day by using Darcy's law.

제주도 동부지역 해안대수층의 조석에 의한 수리경사 변화 연구 (Analysis of Hydraulic Gradient at Coastal Aquifers in Eastern Part of Jeju Island)

  • 김구영;심병완;박기화;김태희;성현정;박윤석;고기원;우남칠
    • 자원환경지질
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    • 제38권1호
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    • pp.79-89
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    • 2005
  • 해안대수층은 조석의 영향을 받아 지하수위가 주기적으로 변동하는 곳이 많으며, 이러한 특성을 이용하여 대수층의 수리지질학적 특성을 평가할 수 있다. 본 연구에서는 제주도 동부 해안대수층에 구축되어 있는 해수침투 감시 관측망 에서 관측된 자료를 이용하여 조석의 영향에 의한 지하수위의 변동 특성을 분석하였다. 그리고 대수층의 수리인자를 추정하고 지하수위의 평균수리경사 산정 및 시간에 따른 수리경사 변화를 정량적으로 분석하였다. 제주도 동부지역의 경우 조석이 지하수위에 영향을 미치는 범위는 해안으로부터 3~5 km 사이이며, 수리확산계수는 2.94${\times}10^7m^2d^{-1}$ ~4.36${\times}10^7m^2d^{-1}$의 범위를 가진다. 71시간 모니터링한 연속자료에 대해 이동평균법을 이용하여 주기적으로 변동하는 지하수위의 수리경사를 산정한 결과, 수리경사는 대체로 ~$10^{-4}$ 내외의 범위를 보인다. 한동-1, 2호공 구간의 수리경사 는 ~$10^{-6}$으로 수리경사가 0에 가까우며, 해안으로부터의 거리 차이에 의해 지하수위의 변동폭이 다르게 나타난다. 그 결과 조석의 간·만조에 따라 두 관측공에서의 지하수위는 역전되는 현상이 나타나며, 지하수의 유동방향도 달라진다. 따라서 해안대수층에서의 지하수 유동방향을 해석할 때에는 반드시 조석에 의한 영향을 고려해야 할 것이다.

해안지역 암반대수층의 침누수량 평가 (Evaluation of Percolation Rate of Bedrock Aquifer in Coastal Area)

  • 이정환;정해룡;박주완;윤정현;정재열;박선주;전성천
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.21-33
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    • 2016
  • Estimation of groundwater hydrologic cycle pattern is one of the most critical issues in sustainable management of groundwater resources in coastal area. This study estimated groundwater percolation by using the water balance methodology and hydrogeological characteristics of land use and soil. Evapotranspiration was computed by using the Thornthwaite method, and surface runoff was determined by using the SCS-CN technique. Groundwater storage change was obtained as 229 mm/a (17.8% of the average annual rainfall, 1286 mm/a), with 693 mm/a (60.1%) of evapotranspiration and 124 mm/a (9.6%) of surface runoff. Rainfall and groundwater storage change was highly correlated, comparing with the relationships between rainfall and evapotranspiration, and between rainfall and surface runoff. This result indicates that groundwater storage change responds more sensitively to precipitation than evapotranspiration and surface runoff.

담수렌즈 수리모형을 이용한 담수-염수 경계면 수치모델의 검정 (Validation of Fresh-Saltwater Sharp-Interface Model Using Freshwater Lens Hydraulic Experiment)

  • 홍성훈;박남식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3B호
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    • pp.263-269
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    • 2006
  • 해안지역의 지하수 개발 및 관리를 위하여 해안지하수 최적모델이 개발되었다. 최적모델은 해안지하수 흐름 모델과 최적화 기법으로 구성된다. 본 논문은 최적모델의 중요 구성요소인 경계면 수치모델을 검정하는 것이 목적이다. 염수체 위에 담수체가 부양하는 현상인 담수렌즈를 실험하기 위하여 실험실 수리모형이 제작되었다. 담수-염수 경계면 위치와 관정에서의 염분 농도의 실험 결과 값들이 수치모델의 결과 값들과 비교되었다. 경계면의 위치는 평균 상대오차율은 2.91%~4.39%로써 결과 값들이 잘 일치하였다. 관정에서의 염분 농도에 대한 비교 결과 또한 적절한 값을 나타내었다. 따라서 경계면 수치모델에 의한 해안지하수 흐름 거동 평가는 적절한 결과 값을 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

농어촌지하수 관측망 (Rural Groundwater Monitoring Network in Korea)

  • 이병선;김영인;최광준;송성호;김진호;우동광;설민구;박기연
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권4호
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    • pp.1-11
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    • 2014
  • Rural groundwater monitoring network has been managed by Korea Rural Community Corporation (KRC) since 1998. The network consists of two kinds of subnetworks; rural groundwater management network (RGMN) and seawater intrusion monitoring network (SIMN). RGMN has been operated to promote a sound and sustainable development of rural groundwater within the concerned area for groundwater quality and quantity. SIMN has been operated to protect the crops against hazards by the saline water in coastal areas in which the shortage of irrigation water become a main problem for agriculture. Currently, a total of 283 monitoring wells has been installed; 147 wells in 79 municipalities for RGMN and 136 wells in 52 ones for SIMN, respectively. Two subnetworks commonly monitor three hydrophysical properties (groundwater level, temperature, and electric conductivity) every hour. Monitored data are automatically transferred to the management center located in KRC. Data are opened to the public throughout website named to be the Rural Groundwater Net (www.groundwater.or.kr). Annual reports involving well logging and hydrochemical data of RGMN and SIMN have been published and distributed to the rural water management office of each municipalities. In addition, anyone who concerns about RGMN an SIMN can freely download these reports throughout the Rural Groundwater Net as well.

연안 대수층에서 해수침투 축성 해석 (Numerical Modeling of Seawater Intrusion in Coastal Aquifer)

  • 이연규;이희석
    • 터널과지하공간
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    • 제14권3호
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    • pp.229-240
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    • 2004
  • 연안대수층은 주요한 지하수 공급원으로서 이용될 수 있다. 그러나 연안대수층의 개발은 해수침투에 의한 대수층 오염을 야기할 수도 있다. 이에 따라 개발과정에서는 적절한 양수량과 양수정의 배치가 매우 중요하고, 이 들의 영향은 용질이동과 유동해석이 가능한 수치해석적 기법들을 적용하여 평가할 수 있다. 이 연구에서는 연안 자유면 대수층 모델에 대해 양수량 및 수리지질학적 변수들이 해수침투 특성에 미치는 영향을 SWICHA 코드를 이용하여 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석과정에서는 유동 및 용질의 상호작용이 고려되었다. 경계 조건, 수리지질변수 등의 변화에 따른 해수담수 경계부에서의 염수 확산대 분포, 양수정 부근에서의 수두변화 등이 분석되었다.

제주도 연안에서 해저 지하수 및 지하수 기원 영양염류 유입량의 시간적 변화 (Temporal Variations of Submarine Groundwater Discharge (SGD) and SGD-driven Nutrient Inputs in the Coastal Ocean of Jeju Island)

  • 황동운;고병설
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제17권4호
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    • pp.252-261
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    • 2012
  • 해저지하수와 지하수 기원 영양염류 유입량의 시간적 변화특성을 알아보기 위해 2009년 9월부터 2010년 9월까지 2-3개월 간격으로 제주도의 방두만에서 지하수의 유출속도와 영양염류 농도를 측정하였다. 해저지하수의 유출속도는 0~330 cm/day(평균 약 170 cm/day)였으며 조석주기 동안 육상 지하수면과 해수면사이의 수리학적 압력경사의 변화로 인해 고조에서 저조로 갈수록 빨라지는 경향을 보였다. 또한, 해저지하수의 유입량은 겨울철에 비해 여름철에 상대적으로 높았다. 지하수 기원 영양염류 유입량은 방두만내 전체 영양염류 유입양의 용존무기질소는 90~100%, 용존무기인은 70~95%, 용존무기규소는 65~100% 이었으며, 이는 0.9~33 g $carbon/m^2/day$의 유기탄소 생성에 기여를 하는 것으로 나타났다. 따라서, 해저지하수를 통한 영양염류의 유입은 제주도 연안의 부영양화 및 생물생산에 매우 중요한 역할을 담당하는 것으로 보인다.

김제시 간척지역 천부 지하수내 철 환원작용 특성에 대한 고찰 (Characteristics of Fe Reduction Process of Shallow Groundwater in a Reclaimed Area, Kim-je)

  • 김지훈;정태진;류종식;김락현
    • 자원환경지질
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    • 제46권1호
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    • pp.39-50
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    • 2013
  • 간척지를 포함하고 있는 연구지역에서 육지에서 해안지역으로 근접할수록 측정된 지하수의 산화환원 전위 (Eh)와 용존 산소량 (DO)은 낮게 관찰되었다 (Eh: 0.57 V ${\rightarrow}$ 0.13 V, DO; 9.7 mg/l ${\rightarrow}$ 1.3 mg/l). 이는 연구지역 지하수의 산화환경이 육지에서 해안가로 근접할수록 호기성 환경에서 아혐기성/혐기성 환경으로 변화한다는 것을 의미한다. 또한 지하수 수질 분석 결과에 의하면 철이온 (Fe)이 지하수에 많이 포함되어 있으며 (> 20 mg/l), 대부분의 2가 철로 존재한다. 이러한 연구지역 해안가 지하수들의 특징들은 지하수들이 철의 환원작용 (Fe reduction)이 일어날 수 있는 혐기성 환경에 위치하고 있음을 지시해준다. 철 환원작용이 일어나기 위해서는 3가 철의 공급원이 필요한데, 관측정 퇴적물의 철이온 추출실험에 의하면 연구지역의 퇴적물은 철 환원작용에 필요한 3가 철이온에 대한 충분한 공급원 역할을 할 수 있다. 따라서 분석한 지하수 및 퇴적물의 결과들을 종합해석하면, 연구지역에서 일어나는 철 환원작용은 갯벌의 간척활동과 많은 관련을 가지고 있는 것으로 추정된다.