• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.145-145
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• 2019

Groundwater and rainwater are the only sources of freshwater in small islands as many islands lack surface water sources. Groundwater occurring in the form of freshwater lens floating on denser seawater is highly dependent on natural recharge from rainfall. A sharp interface numerical model for regional and well scale modeling is selected to assess the sustainability of freshwater lens in the island of Tongatapu. In this study, 29 downscaled General Circulation Model(GCM) predictions are input to the recharge model based on water balance modelling. Three GCM predictions which represent wet, dry and medium conditions are selected for use in the groundwater flow model. Total freshwater volume and number of saltwater intruded wells are simulated under various climate scenarios with GCM predicted rainfall pattern, sea level rise and pumping. Simulations indicate that the sustainability of the freshwater lens is threatened by the frequent droughts which are predicted under all scenarios of recharge. The natural depletion of the lens during droughts and increase in water demands, leads to saltwater upconing under the pumping wells. Implementation of drought management measures is of utmost importance to ensure sustainability of freshwater lens in future.

• 한국환경과학회지
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• 제27권8호
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• pp.651-663
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• 2018

The hydrochemistry of groundwater from 47 wells in the Chungwon area, Korea was analyzed to examine the occurrence of natural radionuclides like uranium and radon. The range of Electrical Conductivity (EC) value in the study area was $67{\sim}1,404{\mu}S/cm$. In addition to the high EC value, the content of cations and anions also tends to increase. Uranium concentrations ranged from $ND{\sim}178{\mu}g/L$ (median value, $0.8{\mu}g/L$) and radon concentrations ranged from 80~12,900 pCi/L (median value, 1,250 pCi/L). Uranium concentrations in one well, that is 2.8% of the samples, exceeded $30{\mu}g/L$, which is the Maximum Contaminant Level (MCL) proposed by the US Environmental Protection Agency (EPA), based on the chemical toxicity of uranium. Radon concentrations in three wells, that is 6% of the samples, and one well, that is 2.8% of the samples, exceeded 4,000 pCi/L (AMCL of the US EPA) and 8,100 pCi/L (Finland's guideline level), respectively. Concentrations of uranium and radon related to geology of the study area show the highest values in the groundwater of the granite area. The uranium and radon contents in the groundwater were found to be low compared to those of other countries with similar geological settings. It is likely that the measured value was lower than the actual content due to the inflow of shallow groundwater by the lack of casing and grouting.

• 한국지구과학회지
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• 제29권5호
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• pp.396-407
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• 2008

Hydrogeologic properties of a well field around middle mountainous areas in Pyosun, Jeju volcanic island were examined based on water level monitoring, geologic logging and pumping test data. Due to the alternating basaltic layers with varying permeability in the subsurface, it is difficult to analyze the hydraulic responses to artificial pumping and/or natural precipitation. The least permeable layer, detrital materials with clay, is found at a depth of 200 m below surface, but it is not an upper confining bed for lower main aquifer. Nevertheless, this layer may serve as a natural barrier to vertical percolation and to contaminant migration. Water levels of the production wells are dominantly affected by pumping frequently, while those of the remote observation wells are controlled by ambient precipitation. Results of pumping tests revealed a possible existence of horizontal anisotropy of transmissivity. However, some results of this study include inherent limitations enforced by field conditions such as the consistent of groundwater production and the set of time periods for the cessation of the pumping prior to pumping tests.

• 한국환경과학회지
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• 제28권9호
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• pp.737-749
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• 2019

In this study, the sensitivity analysis of hydraulic conductivity and separation distance (distance between injection well and pumping well) was analyzed by establishing a conceptual model considering the hydrogeologic characteristics of facility agricultural complex in Korea. In the conceptual model, natural characteristics (topography and geology, precipitation, hydraulic conductivity, etc.) and artificial characteristics (separation distance from injection well to pumping well, injection rate and pumping rate, etc.) is entered, and sensitivity analysis was performed 12 scenarios using a combination of hydraulic conductivity ($10^{-1}cm/sec$, $10^{-2}cm/sec$, $10^{-3}cm/sec$, $10^{-4}cm/sec$) and separation distance (10 m, 50 m, 100 m). Groundwater drawdown at the monitoring well was increased as the hydraulic conductivity decreased and the separation distance increased. From the regression analysis of groundwater drawdown as a hydraulic conductivity at the same separation distance, it was found that the groundwater level fluctuation of artificial recharge aquifer was dominantly influenced by hydraulic conductivity. In the condition that the hydraulic conductivity of artificial recharge aquifer was $10^{-2}cm/sec$ or more, the radius of influence of groundwater level was within 20 m, but In the condition that the hydraulic conductivity is $10^{-3}cm/sec$ or less, it is confirmed that the radius of influence of groundwater increases sharply as the separation distance increases.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.127-135
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• 2022

Excessive presence of As level in groundwater is a major health problem worldwide. In the Red River Delta in Vietnam, several million residents possess a high risk of chronic As poisoning. The As releases into groundwater caused by natural process through microbially-driven reductive dissolution of Fe (III) oxides. It has been extracted by Red River residents using private tube wells for drinking and daily purposes because of their unawareness of the contamination. This long-term consumption of As-contaminated groundwater could lead to various health problems. Therefore, a predictive model would be useful to expose contamination risks of the wells in the Red River Delta Vietnam area. This study used four machine learning algorithms to predict the As probability of study sites in Red River Delta, Vietnam. The GBM was the best performing model with the accuracy, precision, sensitivity, and specificity of 98.7%, 100%, 95.2%, and 100%, respectively. In addition, it resulted the highest AUC of 92% and 96% for the PRC and ROC curves, with Eh and Fe as the most important variables. The partial dependence plot of As concentration on the model parameters showed that the probability of high level of As is related to the low number of wells' depth, Eh, and SO₄, along with high PO₄^3- and NH₄⁺. This condition triggers the reductive dissolution of iron phases, thus releasing As into groundwater.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.269-279
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• 2015

최근 지구온난화로 인한 기상이변으로 전세계가 몸살을 앓고 있다. 우리나라도 같은 실정에 직면해 있으며 이에 대비하는 차원으로 대하천 정비사업을 실시한 바 있다. 제방에 대한 정비항목으로는 하천준설, 제내지와 제외지에 대한 성토 및 보강등이 있으며 이로 인해 지하수 흐름양상이 변하게 될 것으로 추정된다. 그러므로 이와 같은 환경을 시뮬레이션을 통해 제내지와 제외지의 높이에 따른 제방의 파이핑 안정성을 분석해볼 필요가 있는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 낙동강의 지류인 회천에 위치한 율지제를 중심으로 본 연구제방에 설치된 간극수압센서를 이용하여 제내지와 제외지의 표고변화에 따른 제방내부의 지하수 침투양상을 SEEP/W를 이용하여 정상류 및 부정류를 고려한 모의를 수행하고 안정성을 검토하였다. 모의결과, 제내지의 표고가 상승할수록 파이핑 안정성이 증가하는 것으로 나타났으며 제외지측은 표고와는 상관없이 하천수위에 따라 파이핑 안정성이 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러므로 제방의 파이핑 안정성을 증대시키기 위해서는 제내지의 성토와 적정하천수위유지와 같은 제방의 외적 요소들도 함께 고려해야할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.619-629
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• 2020

국가지하수관측망은 지하수 장해 예방과 지하수자원의 효율적 관리를 위해 유역별로 암반 대수층 또는 충적과 암반 대수층 모두에 설치·운영되고 있다. 본 연구에서는 수리지질학적 유형인 자유면과 피압 대수층으로 재분류하여 국내 지하수의 수위와 수질 특성을 재평가하고, 모니터링 자료의 활용방안을 모색하고자 하였다. 충적-암반 쌍으로 구성된 관측소에서 산출된 지하수위 관측자료의 주성분 분석(PCA) 결과, 충적-암반 대수층의 수위변동 주성분은 유사한 변동 패턴을 보였다. 강수량에 따른 수위 상승율과 질산성질소 농도에서도 유의미한 차이가 없었다. 반면, 수리지질학적 유형으로 분류한 경우, 자유면 대수층과 피압 대수층의 지하수위 변동 주성분이 서로 다른 특성을 보였다. 강수에 대한 지하수위 반응에서도 차이가 나타났는데, 수위 상승률은 자유면 대수층과 피압 대수층에서 각각 4.6 (R²=0.8)과 2.1 (R²=0.4)로 산정되어 피압 대수층에서는 강수 함양의 영향을 덜 받는 것으로 판단된다. 피압 대수층으로 분류된 관정들에서는 질산성질소 평균 농도가 3 mg/L 이하로, 인위적 오염의 영향을 거의 받지 않은 자연배경농도로 판단된다. 결과적으로, 국가지하수관측망의 대수층을 수리지질학적 유형으로 재분류했을 때, 수위변동 패턴과 질산성 질소 농도 분포에서 유형별 차이가 구분되어 대수층 유형 분류의 타당성을 검증할 수 있었다. 이러한 대수층의 수리지질학적 상태는 함양량 평가에 따른 지하수자원의 양적 관리와 잠재오염원으로부터의 수질 관리에 필요한 핵심정보를 제공함으로 지하수자원 관리에 기여할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제22권4호
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• pp.381-393
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• 1989

익산지역의 지하수 유동계를 평가하기 위한 수리지질학적 모델링이 수행되었다. 연구지역의 범위는 $790km^2$이다. 본 지역의 지질은 쥬라기의 대보화강암과 편마상화강암 그리고 선캠브리아기의 변성암으로 구성되어 있다. 채수량은 편마상화강암지역에서 가장 높으며 이는 10km내지 25m두께의 비교적 두껍게 발달된 풍화대 때문이다. 본 모델 시뮬레이션에는 콜로라도 주립대학의 유한차분법모델이 사용되었다. 본 모델은 불균일한 격자간격을 가지며, 28행과 31열로 이루어져 있다. 본 모델은 정류상태와 부정류상태에서 보정되었다.. 정류상태 시뮬레이션의 결과를1985년 9월의 수위등고선과 비교하여 투수율과 우기의 순충전률을 결정하였다. 부정류상태 시뮬레이션은 지하수 채수에 따른 대수층의 반응을 알기 위한 것이다. 부정류상태를 보정에서는 1986년5월의 수위등고선과 맞춤으로서 비산출율의 크기와 분포 그리고 건기의 채수량과 충전량을 결정하였다. 보정된 모델을 이용하여 1985년 10월부터 1995년 9월까지의 지하수채수 및 자연적인 충전에 의한 지하수위변동을 예측하여 보았다. 보정된 모델은 광역적인 지하수개발계획에 이용될 수 있다. 그러나 국부적인 지하수위변동을 예측하는데는 이용될 수 없다.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.303-314
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• 2019

얕은 대수층에서 매우 복잡한 함양과정을 거치는 지하수의 함양은 지표와 지하매질의 투수성에 의해 상당한 영향을 받는다. 투수성은 고유투수계수(intrinsic permeability)와 수리전도도(hydraulic conductivity)의 두 가지 개념으로 설명되며 이중 지표매질의 특성만으로 수리전도도를 구하려는 많은 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 경주지역 지하수기초조사에서 수행된 미고결퇴적물의 입도분포곡선과 강우-지하수위 교차상관분석을 토대로 회귀식을 사용하여 강우-지하수위 교차상관분석을 통한 수리전도도 산정식을 제안하고 실제현장에서 수행한 대수성 시험결과와 비교하여 그 적용성을 검토하였다. 그 결과 사질토 기반 충적층대수층에서 Zunker의 경험식에서 산정된 수리전도도와 강우-지하수위 최대 교차상관계수의 상관식이 자연로그형태로 증가하면서 결정계수 0.95 이상으로 매우 큰 상관성을 나타내었고 이 회귀식을 다른 관측공에 적용한 결과 실제 현장에서 수행한 대수성시험 결과와 평균제곱근오차가 2.83%로 나타나 강우-지하수위 모니터링 자료만으로 매우 신뢰할 만한 수리전도도를 추정할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권5호
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• pp.9-19
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• 2021

This study evaluated the feasibility of combined use of physical separation and soil washing to remediate heavy metals (Pb and Cu) contaminated soil in a military shooting range. The soils were classified into two types based on the level of heavy metal concentrations: a higher contaminated soil (HCS) with Pb and Cu concentrations of 6,243 mg/kg and 407 mg/kg, respectively, and a lower contaminated soil (LCS) with their concentrations of 1,658 mg/kg and 232 mg/kg. Pb level in both soils exceeded the regulatory limit (700 mg/kg), and its concentration generally increased with decreasing soil particle size. However, in some cases, Pb concentrations increased with increasing soil particle size, presumably due to the presence of residues of bullets in the soil matrix. As a pretreatment step, a shaking table was used for physical separation of soil to remove bullet residues while fractionating the contaminated soils into different sizes. The most effective separation and fractionation were achieved at vibration velocity of 296 rpm/min, the table slope of 7.0°, and the separating water flow rate of 23 L/min. The efficiency of ensuing soil washing process for LCS was maximized by using 0.5% HCl with the soil:washing solution mixing ratio of 1:3 for 1 hr treatment. On the contrary, HCS was most effectively remediated by using 1.0% HCl with the same soil:solution mixing ratio for 3 hr. This work demonstrated that the combined use of physical separation and soil washing could be a viable option to remediate soils highly contaminated with heavy metals.