농업용 방사집수정의 우물재생과 지하수 산출성

함세영,전항탁,홍순욱,이상용,김형수 한국환경과학회 2020 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2020 No.11

균열암반대수층의 적정채수량 산정의 적용성 연구

함세영,임정웅,배두종,최위찬 한국지하수토양환경학회 1998 지하수환경 Vol.5 No.1

우리나라에서는 최근에 암반지하수 개발이 늘어나고 있으나 과잉 양수에 의한 암반지하수 고갈 및 수질오염이 우려된다. 따라서, 암반지하수 보존을 위해서는 양수정의 적정채수량을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 양수정의 적정채수량 결정을 위해서는 먼저 그 지역의 수리지질 특성에 맞은 지하수 모델을 이용하여 정확한 수리상수를 계산하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 적합한 모델을 이용하여 암반대수층의 수리상수를 결정하고, 자연적인 함양량의 범위내에서 암반대수층의 적정채수량을 산정하는 방법을 제시하였으며, 이 적정채수량 결정방법을 부산시 금련산에서 수행한 5개 굴착공의 양수시험에 적용하여 그 적용성을 분석하였다. Groundwater exploitation from fissured bedrocks is increasing in Korea and over-withdrawn from a lot of production wells may cause exhaution of groundwater in the fissured aquifer. To conserve groundwater resources, it is needed to exactly determine the optimal yield of production wells. The optimal yield of the production wells can be determined as using suitable aquifer models with appropriate hydraulic parameters and natural recharge of the region. We applied the technique for evaluating optimal yield to the pumping test conducted in Mountain Geumryeon of Pusan City and analyzed its applicability.

부산 남부지역 지하수와 서북부지역 지하수의 수리화학적 특성 비교

함세영,조명희,성익환,이병대,조병욱,심형수 한국지하수토양환경학회 1999 지하수환경 Vol.6 No.3

부산 남부지역 안산암질암지역의 지하수와 서북부지역 화강암지역의 지하수를 채수하여 주요성분과 미량성 성분을 분석하였다. 파이퍼 다이아그램애 의하면, 남부지역은 $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형과 $Ca^{2+}$-(Cl$^{-}$ +SO$_4$$^{2-}$ )형에 속하고, 서북부지역은 대부분 $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형에 그리고 일부는 $Na^{+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형에 속한다. 요인분석에 의하면, 남부지역은 두 개의 요인(요인 1과 요인 2)로 특징지어진다. $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, Cl$^{-}$ , SO$_4$$^{2-}$ , NH$_4$$^{+}$, EC과 NO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 1은 사장석 및 방해석의 용해 그리고 인위적인 오염 (가정하수 및 산업폐수)의 영향으로 대표된다. $K^{+}$, $Na^{+}$. SiO$_2$, SO$_4$$^{2-}$ , HCO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 2는 주로 장석의 용해로 대표된다. 서북부지역은 세 개의 요인(요인 1. 2, 3)으로 특징지어진다. EC, pH, $Na^{+}$, $K^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl$^{-}$ , SO$_4$$^{2-}$ 과 NO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 1은 사장석과 운모의 용해, 인위적인 오염 그리고 염수의 영향으로 대표된다. $Ca^{2+}$과 HCO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 2는 사장석의 용해로 설명된다. 요인 3은 $Mg^{2+}$과 SiO$_2$,로 구성되며 규산염광물 그리고 오염의 영향으로 설명된다. Helgeson 외(1978)과 Bowers 외(1984)의 상평형도에 의하면, 남부지역과 서북부지역의 지하수 모두 카오리나이트 안정영역에 속한다. Cl$^{-}$ 에 대한 $Na^{+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^{+}$, SO$_4$$^{2-}$ 및 HCO$_3$$^{-}$ 각각의 관계에 의하면. 남부지역과 서북부지역 얘서 모두 염수의 영향을 받고 있는 것으로 나타난다. Groundwater samples from the southern area composed of andesitic rocks and the northwestern area composed of granite in Pusan city, have been collected and analyzed. According to the Piper diagram. groundwater in the southern area belongs to Ca$\^$2+/-HCO$_3$$\^$-/ and Ca$\^$2+/-(Cl$\^$-/+SO$_4$$\^$2-/) types, and that in the northwestern area mostly belongs to Ca$\^$2+/-HCO$_3$$\^$-/ type and partly Na$\^$+/-HCO$_3$$\^$-/ type. Two factors (factor 1 and factor 2) were obtained from the result of the factor analysis in the southern area. Factor 1, consisting of Mg$\^$2+/, Ca$\^$2+/, Cl$\^$-/, SO$_4$$\^$2-/, NH$_4$$\^$+/, EC and NO$_3$$\^$-/ is represented by the dissolution of Ca-plagioclase and calcite, and the influence of anthropogenic sources. Factor 2, consisting of K$\^$+/, Na$\^$+/. SiO$_2$, SO$_4$$\^$2-/, and HCO$_3$$\^$-/ is mainly represented by the dissolution of feldspar. Three factors were obtained from the result of the factor analysis in the northwestern area Factor 1, consisting of Na$\^$+/, K$\^$+/, NH$_4$$\^$+/, Cl$\^$-/, SO$_4$$\^$2-/ and NO$_3$$\^$-/ explains dissolution of plagioclase and mica, the influence of anthropogenic sources and salt water. Factor 2, consisting of Ca$\^$2+/ and HCO$_3$$\^$-/ explains the dissolution of Ca-plagioclase. Factor 3, consisting of Mg$\^$2+/ and SiO$_2$, explains the dissolution of silicate minces. and contaminants. Based on the phase stability diagrams, groundwater both in the southern and in the northwestern area is mostly in equilibrium with kaolinite. Cl$\^$-/ with respect to Na$\^$+/, Ca$\^$2+/, Mg$\^$2+/, K$\^$+/, SO$_4$$\^$2-/ and HCO$_3$$\^$-/ indicates that both the northwestern area and the southern area are influenced by the salt water.

일정수두 상부경계를 가지는 이중공극 대수층내 부정류에 관한 프락탈모델

함세영 한국지하수토양환경학회 1997 지하수환경 Vol.4 No.2

지금까지 균열대수층에 관한 많은 모델들이 제안되었다. 본 연구에서는 block의 상부에 일정수두 경계가 규정되어 있으며 이중공극 대수층내에서 block으로부터 균열로 향하여 흐르는 부정류의 새로운 프락탈 모델이 개발되었다. 이 모델은 양수정의 우물저장 효과와 우물손실 효과를 고려하고 있으며, 아울러 block과 균열간의 fracture skin도 고려하는 것이다. 본 모델은 fracture skin이 존재하지 않는 경우에는 Hantush(1960)의 수정식 또는 Boulton과 Streltsova(1978)의 식을 2차원의 해로서 포함하는 일반화된 모델이 된다. 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3의 유동 차원과 띠러 가지 누수계수 및 fracture skin에 대해서 그리고 양수정과 관측정에 대해서 무차원의 시간에 대한 무차원의 수위하강 표준곡선이 작성되었다. So far, several fractal models of fluid flow in a fractured aquifer have been developed. In this study, a new fractal model is derived that considers transient flow in the dual-porosity aquifer with the fracture skin between the fissure and the block, and the storage capacity and the wellbore skin on the pumping well. Constant-head upper boundary is specified in the block. This model is a generalized one which comprises both modified Hantush equation (1960) and Boulton-Streltsova equation (1978). Type curves are plotted for different flow dimensions (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3) with various values of the leakage factor and the fracture skin. They show dimensionless drawdown in the pumping well and observation wells located either in the fissure system or in the matrix block.

고속철도 건설과 관련하여 지하수위 분포를 이용한 지하수환경 변화 분석

함세영,류상민,정재열,강래수,문상호,황학수 부산대학교 환경문제연구소 2002 環境硏究報 Vol.20 No.-

This study is aimed for estimating change of groundwater environment in relation to constructing Honam express railway in Cheonan-Iksan section. This study was conducted by measuring depth to water and by calculating groundwater level anomaly. Depth to water ranges from 0.03 to 21.1 m and ranges from 0.17 to 227.95 m mean sea level. Distributions of depth to water, of groundwater elevation and of groundwater level anomaly were analyzed to estimate water-level change due to express railway construction. High water-level anomaly section is found in Jangjae(Cheonan)-Daejeon-Iksan section with anomaly index 85.39. High water-level change is anticipated in 22.22-24.19 km, 25.1-25.53 km, 25.53-26.46 km, 26.46-27.77 km, 28.7-29.29 km, 30.18-30.26 km, and 30.26-32.4 km sections from the start of Jangjae(Cheonan).

제주도 화산암 대수층에서의 투수량계수와 비양수량간의 관련성

함세영,정재열,김봉상,류수희,차용훈,박윤석 대한지질학회 2003 대한지질학회 학술대회 Vol.2003 No.

부산시 사상공단지역의 지하수 수질 특성

함세영,김광성,이정환,정재열,성익환,장성,Hamm, Se-Yeong,Kim, Kwang-Sung,Lee, Jeong-Hwan,Cheong, Jae-Yeol,Sung, Ig-Hwan,Jang, Seong 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.6

도시지역에서 지하수오염은 도시화에 따른 토지용도에 크게 영향을 받는다. 본 연구는 철강, 기계 및 신발공장들이 밀집되어 있는 부산 사상공단지역의 지하수 수질과 오염 특성을 규명하는데 있다. 부산시는 우리나라의 대도시 중에서 가장 높은 지하수 이용를을 보이고 있다. $K^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-},\;HCO_3^-$, 전기전도도(EC), 총용존물질(TDS) 그리고 염분농도는 낙동강에 가까운 지역에서 높게 나타나고 있다. 이러한 사실은 퇴적 당시 해안퇴적층에 들어온 염분의 영향이 아직까지 이 지역 지하수 수질에 미치고 있음을 지시한다. 또한 대표적인 지하수 수질형인 Ca-Cl형은 본 연구지역의 지하수가 인위적인 오염뿐만 아니라 퇴적물 속에 함유되어 있는 염분의 영향을 받고 있음을 지시한다. $SiO_2$ 이온은 물-규산염광물 작용과 콘크리트의 분해 산물로 해석된다. TCE는 총 18개소 중 12개소에서 검출되었으며, PCE는 4개소 그리고 TCA는 3개소에서 검출되었다. 요인분석에 의하면, 요인 1의 설명율은 49.8%, 요인2는 19.8% 그리고 요인 3은 11.0%이다. 요인 1에 높은 정의 적재율을 보이는 성분은 pH, TDS, 염분농도, $Ca^{2+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+},\;As^{3+},\;Cl^-,\;Fe^{2+}$으로서 이들은 공단의 특성과 염분의 영향을 동시에 대표하는 것으로 판단된다. 군집분석과 성분의 공간적 분포에 의하면, 낙동강변과 같이 해안퇴적층이 분포하여 염수의 영향을 받는 지역에서는 $Na^+,\;Ca^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;K^+,\;Mg^{2+}$의 농도가 높게 나타남을 알 수 있다. 그리고 학장천의 하류에서는 염수의 영향과 인위적인 오염의 영향을 동시에 받고 있으며, 그 외 지역에서는 인위적인 오염의 영향이 우세함을 알 수 있다. In urban areas, groundwater pollution is heavily affected by urbanization with land use types. This study aims to characterize groundwater quality and contamination in Sasang industrial area of Busan Metropolitan City where metalworking, machinery and footwear factories are located. Busan Metropolitan City is the highest in the utilization of groundwater resources among the metropolitan cities in Korea. $K^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;and\;HCO_3^-$ concentrations, and electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS) and salinity are high in the areas near the Nakdong River. The results are attributed to the influence of salt water which intruded into the coastal sediments during sedimentation. In addition, the dominant chemical type of Ca-Cl indicates the influence of salt water in the geological formations as well as anthropogenic pollution. $SiO_2$ ion is interpreted to originate from both water-silicate mineral reactions and the decomposition of cement concretes. Trichloroethylene (TCE) was detected at 12 sites of total 18 sites. However, tetrachloroethylene (PCE) was detected at f sites and 1.1.1-trichloroethane (TCA) at 3 sites. According to the factor analysis, factor 1 was explained by 49.8%, factor 2 19.8%, and factor 3 11.0% with total 80.6% explanation. pH, TDS, salinity, $Ca^{2+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+},\;As^{3+},\;Cl^-\;and\;Fe^{2+}$ were positively highly loaded to factor 1. The chemical components loaded to factor 1 represent the chemical characteristics of both industrial pollution and influence by salt water. Based on the cluster analysis and distribution pattern of chemical components, the concentration of $Na^+,\;Ca^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;K^+,\;and\;Mg^{2+}$ is high in the riverside area of the Nakdong River composed of coastal sediments that is influenced by salt water. The downstream area of the Hakjang Stream is judged to be affected by both salt water and artificial pollution. The other part of the study area is interpreted by anthropogenic pollution.

수직 지질구조에 의해서 지배되는 암반지하수 유동의 수리적 성질과 그 예

함세영,김형찬,임정웅 한국지하수토양환경학회 1998 지하수환경 Vol.5 No.2

암반대수층의 수리적 특성은 지하수의 통로가 되는 지질구조에 의해서 크게 좌우된다. 본 연구에서는 수직 지질구조와 관련된 일차원 흐름의 이론들에 대해서 논하였다. 그리고, 경북 영일군 대송면 옥명리에서 행한 두 번의 양수시험(양수시험 1과 양수시험 2)에 대해서, 프락탈 모델을 적용하여 이 지역 수리 특성을 분석하였다. 양수시험분석에 의하면, 양수시험 1(양수정 : D9호공, 관측정 : C3호공과 D7호공)의 시험공 주변은 무한한 길이의 그리고 무한소의 폭을 가지는 수직 지질구조에 의해서 지배되는 일차원 흐름으로 대표되나, 양수시험2의 양수정(D10호공) 주변은 이차원에 가까운 흐름(1.9∼2차원)을 보인다. 이와 같이, 균열암반대수층의 특징은 공간적으로 또는 시간적으로 유동 차원이 달라지는 경우가 많다. Hydraulic property of fissured aquifers often depends on geologic structure which acts main channel of groundwater flow. We treated theories of linear flow related to vertical geologic structure. Then, we analyzed the result of two pumping tests conducted in Okmyeong-ri area (Kyeongbook province) using fractal model and found hydraulic characteristic of the fissured aquifer in this area. According to the pump test analyses, groundwater flow around the holes (pumping well D9; observation wells C3 and D7) of test 1 is linear. and is controlled by vertical geologic structure with infinite length and infinitesimally small width. On the other hand, around the hole D10 (pumping well) of test 2, groundwater flow is pseudo-radial (n=1.9) or radial (n=2). Thus, the characteristic of fractured aquifer often shows variable groundwater flow spatially and temporally.

낙동강 하류 강변여과 취수지역의 수리지질 및 수질 특성

함세영,김형수 한국수자원학회 2009 한국수자원학회논문집 Vol.42 No.11

도시지역 지하수 오염취약성 평가방법의 적용성 연구

함세영,김무진,강래수,정재열,차용훈,장성 부산대학교 환경문제연구소 2003 環境硏究報 Vol.21 No.-

According to favorable water quality, groundwater is used as subsitutive water resources for surfare water. However, groundwater is contaminated more and more due to industrialization and population increase. This study assesses groundwater vulnerability to contaminants in 12 dongs (administrative districe) of Changwon city using with DRASTIC. DRASTIC was originally applied to the situations that contamination sources are on ground surface, and contaminants flow into groundwater with infiltration of rainfall. In addition to DRASTIC factors, groundwater contamination in urban area is also related with overpumping and with lowering of water level. Correlation coefficient between mumimum values of DRASTIC index and unfitness rate to drinking water quality for 10 dongs is low as 0.40. On the contrary, the correlation coefficient between minimum values of DRASTIC index and groundwater discharge rate and that between minimum values of DRASTIC index and well distribution density are 0.70 and 0.87, respectively. Thus, to evaluate the potential of groundwater contamination in urban areas, it is necessary to consider other factors such as groundwater abstraction rate and well density per unit area with ratings and weights as well as existing six DRASTIC factors.