• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권2호
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• pp.96-103
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• 1999

현재까지의 해수침투에 관한 대부분의 연구들은 조사방법상, 지구물리적 방법과 지구화학적 방법으로 뚜렷이 구분지어 접근되어왔다. 본 논문에서는 경기도에 위치한 해안 경작지 하부로의 해수침투 문제를 경제적이면서 효율적으로 접근하기 위하여 한 조사 지역에 대하여 두 탐사 방법을 동시에 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 슬림버져 배열의 전기비저항 수직탐사, 주파수 영역 전자탐사 그리고 대상 지역 내 지하수에 대한 지화학 분석 등의 탐사방법이 적용되었다. 지구물리적 방법으로 적용된 전기비저항 수직탐사는 관개 경작지에 물이 없을 때 실시하였으며, 전자탐사는 경작지 내 관개수가 유입된 후에 측정하였다. 이러한 동일 조사 지역에서의 시기를 달리한 측정은 지하수량의 변화에 따른 전기 비저항 이상 지역의 분포 변화를 살피기 위하여 실행되었으며 결과적으로 지하수량의 증가로 인해 전기비저항이 낮아진 지역을 동일한 양상을 보이는 해수침투 지역으로부터 구분할 수 있었다. 앞의 지구물리 탐사결과를 뒷받침하기 위하여 대상 지역 내에 23곳의 사용중인 지하수를 채집하여 지구화학적 분석을 실시하였다. 지구화학 분석결과, 앞의 지구물리 탐사결과에서 밝혀진 해수침투 지역과 가장 가까운 곳의 물시료에서 농업용수 기준(250 mg/l)을 초과하는 높은 염도를 나타내었으며 수소와 산소원소를 이용한 동위원소 분석과 통계방법인 주성분 분석을 통하여 내륙 지역에서 나타난 지하수내의 높은 염분은 상부 주택가로부터 유입되었음을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.233-236
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• 2008

To analyze the saline intrusion in the place, such as an estuary, the three-dimensional numerical model is developed. In this study, the advection terms of the governing equations are discretized by upwind scheme. By using an explicit scheme for the longitudinal direction and an implicit scheme for the vertical direction, the numerical model is free from the restriction of temporal step size caused by a relatively small grid ratio. The equation of state is used to consider the density, and the scalar transport equation for salinity is employed the third order TVD to scheme to prevent unphysical oscillation near discontinuity. In order to verify saline intrusion, the numerical model is conducted to compare the previous model in the lock exchange. The present model generally show a good agreement with the previous one.

• 한국환경과학회지
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• 제14권2호
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• pp.167-175
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• 2005

Based on the observation on 20, 23 and 26 July 2004, the distributions of temperature, salinity and stratification was investigated in relation to ebb, turn of tide and flood. The results are as follows: I) The high temperature and low saline water with $23.5\~24.0^{\circ}C\;and\;32.4\~33.0psu$ existed at Naro Island. 2) The cold surface water below $21.0^{\circ}C\;and\;33.0\~33.4psu$ appeared in the area near Gae Island and Geumo Island. 3) The cold and saline water, below $24.0^{\circ}C$ at the surface and $17.0^{\circ}C$ near the bottom, $32.8\~33.8psu$ at the surface and $33.8\~34.0psu$ near the bottom, existed in Sori Island. These waters were more saline compared to the South Sea Coastal Water with about 31.8psu. This suggests that the oceanic saline water intruded into the Bottol Bada through the area near Sori Island. The stratification appeared during all the observation periods due to a high solar radiation of $22MJ/m^2$, and a weak wind speed of 2.9m/s on the average while the mean speed of wind in July is around 3.9 m/s. It qualitatively suggested that the stratification was maintained during the observation periods because of a high solar radiation, a weak wind speed and intrusion of saline oceanic water.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.353-357
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• 2015

해수침투로 인하여 부존되어 있는 지하수의 염분농도가 높아 방치되고 있는 해안지역 대수층을 활용한 수자원 확보 방안을 제안하였다. 대수층으로 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화되어 있는 충적층에서 인공함양 및 회수 기술이 성공하기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수를 방지하는 것이 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 본 연구에서는 양수정을 염수 침투로부터 방지하기 위한 염수포획관정의 효과를 수치모델링 방법으로 분석하였다. 적절히 설계된 염수포획관정은 담수 양수정을 염수침입으로부터 보호할 수 있음을 제시하였다.

• 한국관개배수논문집
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• 제12권1호
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• pp.28-37
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• 2005

Although experimental analysis for groundwater sample at wells located systematically are very effective to delineate seawater intrusion region at coastal area, this method is restricted in few wells and time. We have conducted electrical resistivity soun

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.352-361
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• 2003

We have evaluated the extent of saltwater intrusion from electrical resistivity distribution in a coastal aquifer system in the southeastern part of Busan, Korea. This aquifer system is divided into four layers according to the hydrogeologic characteristics and the horizontal extent of intruded saltwater is determined at each layer through the geostatistical interpretation of electrical resistivity data. In order to define the statistical structure of electrical resistivity data, variogram analysis is carried out to obtain best generalized covariance models. IRF-k (intrinsic random function of order k) kriging is performed with covariance models to produce the plane of spatial mean resistivities. The kriged estimates are evaluated by cross validation to show a good agreement with the true values and the statistics of cross validation represented low errors for the estimates. In the resistivity contour maps more than 5 m below the surface, we can see a dominant direction of saltwater intrusion beginning from the east side. The area of saltwater intrusion increases with depth. The northeast side has low resistivities less than 5 ohm-m due to the presence of saline water in the depth range of 20 m through 70 m. These results show that the application of geostatistical technique to electrical resistivity data is useful for assessing saltwater intrusion in a coastal aquifer system.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.995-1005
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• 2005

지하수 과도 개발에 따라 연안 대수층에 발생하는 해수침투를 효과적으로 방지하기 위한 대책으로서 인공 하수처리수의 대수층 함양수로의 가능성을 평가하고자 sand box를 이용한 연구를 수행하였다. 또한 인공 하수처리수의 함양에 의한 해수침투 경계면의 이동 억제 및 회복능을 조사하였다. 이를 위하여, 인공 대수층 내에서 양수, 저장, 인공 하수 처리수 주입의 변화에 따른 해수/담수 경계면의 수리학적 거동 특성을 평가하였다. 주어진 실험 조건에 따른 해수/담수 경계면의 변화는 Surfer 8(Golden Software, USA)에 의하여 도시화 되었다. 해수와 담수의 경계면은 양수량의 변화에 의하여 민감하게 영향을 받았으며 양수량을 감소시키더라도 경계면의 담수대 이동 속도는 더욱 증가하였다. 그러나 함양량이 감소할 경우 오히려 경계면이 담수대로 이동하는 속도는 감소하였다. 염수의 침투는 함양과 양수가 동시에 이루어질 때보다 양수를 하지 않으면서 함양이 이루어진 경우 더욱 저지되었으며 염수의 염도는 인공 함양수에 의해 희석되어 저하되었다. 결론적으로 인공함양을 효과적으로 이용할 경우 지하 대수층의 담수 자원을 안정하게 이용하는 동시에 해수침투를 수리학적으로 방지할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.225-230
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• 2006

연안지역의 해수침투대에서 투수성 파쇄대 및 고염분 지하수가 유입되는 구간의 탐지를 위하여 공내수 치환 전기전도도검층을 수행하였다. 공내수 치환 전기전도도검층은 시추공 내의 지하수를 전기적으로 다른 성질을 갖는 지하수로 치환하고 일정 양수 또는 자연 상태에서 시간에 따른 전기전도도의 변화를 측정하는 것으로 시추공과 교차하는 투수성 파쇄대 또는 다공성의 대수층에서 시추공 내로 유입되는 지층수 전기전도도의 변화 특성을 측정하면 지하수가 유입되는 구간의 확인이 가능하다. 현장 시험에 적용한 공내수 치환 시스템은 주입과 양수, 유량측정이 가능하며 내경이 작은 모니터링 PVC 케이싱이 설치된 시추공에도 적용이 가능하도록 제작하였다. 전남 영광의 연안지역에 위치하는 3개 시추공에서 공내수 치환기법을 적용하여 전기전도도의 변화 특성을 측정한 결과, 연구지역의 고염분 지하수는 균열암반을 통한 해수침투로 확인되었다. 공내수 치환 전기전도도검층법은 연안지역에서 수리상수 추정, 최적의 양수설계, 해수침투 특성 평가 등에 활용될 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.385-392
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• 2008

본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.