인공지능 모델에 의한 지하수위 모의결과의 적절성 판단을 위한 허용가능한 예측오차 범위의 추정

신문주,문수형,문덕철,류호윤,강경구,Shin, Mun-Ju,Moon, Soo-Hyoung,Moon, Duk-Chul,Ryu, Ho-Yoon,Kang, Kyung Goo 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.7

Groundwater is an important water resource that can be used along with surface water. In particular, in the case of island regions, research on groundwater level variability is essential for stable groundwater use because the ratio of groundwater use is relatively high. Researches using artificial intelligence models (AIs) for the prediction and analysis of groundwater level variability are continuously increasing. However, there are insufficient studies presenting evaluation criteria to judge the appropriateness of groundwater level prediction. This study comprehensively analyzed the research results that predicted the groundwater level using AIs for various regions around the world over the past 20 years to present the range of allowable groundwater level prediction errors. As a result, the groundwater level prediction error increased as the observed groundwater level variability increased. Therefore, the criteria for evaluating the adequacy of the groundwater level prediction by an AI is presented as follows: less than or equal to the root mean square error or maximum error calculated using the linear regression equations presented in this study, or NSE ≥ 0.849 or R² ≥ 0.880. This allowable prediction error range can be used as a reference for determining the appropriateness of the groundwater level prediction using an AI.

골프장 관개용수 원단위 산정에 관한 연구

박원배 ( Won Bae Park ),양성기 ( Sung Kee Yang ),김봉석 ( Bong Seok Kim ),문덕철 ( Duk Chul Moon ) 한국환경과학회 2011 한국환경과학회지 Vol.20 No.6

The purpose of this study was to evaluate the basic unit of irrigation water on golf courses in Jeju Island. The amounts of rainwater and groundwater used on 20 golf courses have been monitored for this study. The characteristics of rainwater and groundwater from the selected 20 golf courses were analyzed based on the existing data that had been collected for three consecutive years from 2006 to 2009. The range of monthly irrigation water (groundwater + rainwater) used was about 13,200~55,600 ㎥/month, with average of 36,600 ㎥/month. In the respects of the amount of annual water used, groundwater was recorded as 163,500 ㎥/year, and rainwater was recorded as 275,400 ㎥/year. Thus, the total annual irrigation water used was approximately 439,000 ㎥/year. The correlation (R2) between golf course lot size and average amount of monthly irrigation water used was 0.65, and the monthly basic unit per golf course area (1,000 ㎡) was calculated as 60 ㎥.

제주지역 골프장의 용수 이용특성

박원배 ( Won Bea Park ),김봉석 ( Bong Seok Kim ),양성기 ( Sung Kee Yang ),문덕철 ( Duk Chul Moon ) 한국환경과학회 2011 한국환경과학회지 Vol.20 No.10

This study is to analyze the characteristics of golf course water usage using groundwater and rainwater data obtained from 17 golf courses in Jeju Island during 2007~2009. The groundwater usages were 246,275 ㎥/year, 213,062 ㎥/year, 155,235 ㎥/year, and 126,666 ㎥/year in the west, south, east, and north regions, respectively. Monthly rate of the amount of groundwater usage to the amount of permission was 29.5%. The rainfall usages were 386,591 ㎥/year, 326,464 ㎥/year, 251,248 ㎥/year, and 232,061 ㎥/year in the south, west, east, and north regions, respectively. Monthly rate of rainwater usage to the amount of water retention of golf courses was 19.6%. The average annual water usage in the 17 golf courses was 499,377 ㎥/year. From the average usage, it was found that the rainwater usage (305,126 ㎥/year) was 1.6 times higher than that of groundwater (194,251 ㎥/year). That means the annual average rainwater usage to the entire water usage was 61.1%, which was above the criteria of 40%.

Hydrogeochemistry and isotope composition of springs in the southern and northern sides of Mt. Halla, Jeju Island

이광식(Kwang-Sik Lee),박원배(Won-Bae Park),현승규(Seung-Gyu Hyun),김용제(Yongje Kim),문덕철(Duk-Chul Moon),김구영(Kue-Young Kim) 대한지질학회 2004 지질학회지 Vol.40 No.1

해수에 잠겨 있는 제주화산체의 범위 추정

고창성(Chang-Seong Koh),박원배(Won-Bae Park),고기원(Gi-Won Koh),박준범(Jun-Beom Park),문덕철(Duk-Chul Moon),한희주(Hee-Joo Han) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

180여 만 년에 달하는 화산활동을 통해 형성된 제주화산체는 바다 속 어디까지 분포하고 있는 것일까? 제주도의 지질에 대한 조사·연구가 진행된지 100년이 지났지만, 아직도 이 궁금증은 풀리지 않고 있다. 우리는 2000년대에 들어오면서 진행된 심부 시추조사 및 용암류 연대측정, 부속도서의 지질과 연대측정에 대한 연구결과, 2007년 국립해양조사원에 의해 발견된 탐라해저분화구, 제주도 동-서부 연안 해상풍력발전기 설치를 위한 시추조사 등으로부터 얻어진 정보와 제주도 주변해역 수심정보(전자해도)를 이용하여 제주화산체의 범위를 추정하였다. 우리는 제주도 주변 (-)60 m 등수심선까지 제주화산체가 연장되어 있음을 제시한다. 통계상의 제주도 면적은 1,850.16 km²(지적면적)이나, (-)60 m 등수심선까지 연장할 경우 화산체의 면적은 2,646.2 km²로 현 면적보다 약 796 km²가 더 넓다. (-)60 m 등수심선은 대체로 남-북보다는 동-서지역이 현 해선에서 바다 쪽으로 더 멀리 확장되며, 이는 구성암석의 차이에 의한 것으로 해석되며, 이러한 차이는 동-서쪽으로 신장된 섬의 모양을 만든 것으로 보인다. 특히, 애월·모슬포·위미·표선·월정리 지역은 현재의 해안선에서 약 3-4 km 거리까지 연장되며, 다음의 몇 가지 사항은 우리의 제안을 뒷받침해준다. 첫째, 제주도 동북부 김녕리-한동리 앞 수심 20~40 m 지점에서 시행된 해상시추에서 해수면 하 (-)50~70 m 깊이까지 육상 환경에서 정치된 용암류, 용암류가 바다 속으로 유입되는 과정에서 형성된 유리쇄설성 각력 암층(hyaloclastite breccia), 육상환경을 지시하는 고토양층이 시추코아로 확인되었다. 이 같은 양상은 해발 50 m 이하 해안저지대에서 이루어진 해수면 하 (-)100~150 m 심부시추조사에서도 확인되었다. 둘째, 유리쇄설성 각력암층은 서귀포 일대의 남부지역을 제외한 제주도 해안지역 65개 시추공에서 그 존재가 보고되었고, 그 중 19개 공에서는 2개의 층준에서 확인되었다. 이는 제주화산체의 수평적 성장이 (1) 육상환경에서 분출한 용암류에 의한 성장, (2) 육상 분출 용암이 바다로 유입되고 용암삼각주를 만들면서 성장하는 과정을 겪은 것으로 해석된다. 셋째, 탐라해저분화구는 표선항에서 남동쪽으로 4 km 떨어진 수심 60여 m 지점에 위치해 있으며, 용암채널, 용암팽창구조, 투물러스 등의 용암지형이 보고되었는데, 이는 육상환경에서의 용암분출과 정치를 의미한다.

제주도 서귀포지역 천연탄산수의 기원과 수리화학특성

정찬호 ( Chan Ho Jeong ),이용천 ( Yong Cheon Lee ),이유진 ( Yu Jin Lee ),최현영 ( Hyeon Young Choi ),고기원 ( Gi Won Koh ),문덕철 ( Duk Chul Moon ),정차연 ( Cha Youn Jung ),조시범 ( Si Beom Jo ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.4

본 연구에서는 제주 서귀포지역에서 산출되는 온천수 2지점과 탄산수 2지점에 대한 화학성분, CFCs (Chlorofluorocarbons) 동위원소, δ¹⁸O, δD, δ¹³C 동위원소, 영족기체(He, Ne) 동위원소 분석을 통하여 탄산온천수와 탄산수의 수리화학적 특성, 생성 연령, 영족기체의 기원과 CO₂ 가스의 기원을 해석하였다. 연구지역의 탄산수의 pH는 6.21~6.84의 범위의 약산성과 매우 높은 전기전도도 값(1,928~4,720 μS/cm)의 특성을 보인다. 화학적 유형은 Mg(Ca,Na)-HCO₃ 내지는 Na(Ca,Mg)-HCO₃ 유형을 보인다. 환경추적자인 CFCs 농도를 이용하여 지하수 연령측정결과, 탄산수는 약 47.5~57.2년, 지하수는 약 30.3~49.5년으로 추정되었다. 탄산수의 δ¹³C값은 -1.77~-7.27‰의 범위를 보여 CO₂ 가스의 기원은 심부기원과 일부 심부-무기기원의 혼합 기원으로 도시되었지만, 영족기체 조성비(³He/⁴He, ⁴He/²⁰Ne)에서 헬륨가스가 심부기원의 농도가 절대적으로 높은 값을 보여 화산활동과 관련한 심부 마그마 기원임을 보여준다. In this study, geochemical composition, CFCs (Chlorofluorocarbons), δ¹⁸O, δD, δ¹³C isotopes and noble gases isotopes (He, Ne) were analyzed to determine their recharge age, source of CO₂ gas and noble gases of carbonated hot spring water and carbonated- water samples collected in the Seoqwipo of the Jeju. The pH of the carbonated waters ranges from 6.21 to 6.84, and the high electrical conductivity range (1,928~4,720 μS/cm). Their chemical composition is classified as Mg(Ca, Na)-HCO₃ and Na(Ca, Mg)-HCO₃ types. As a result of the calculation of groundwater age using CFCs concentrations as an environmental tracer, the carbonated water and groundwater were estimated to be about 47.5~57.2 years and about 30.3~49.5 years, respectively. The δ¹³C values of carbonated water range from -1.77 to -7.27‰, and are plotted on thr deep-seated field or the mixing field of the deep-seated and inorganic origin. Noble gases isotopic (³He/⁴He, ⁴He/²⁰Ne) ratio shows that helium gas of carbonated hot waters comes from deep-seated magma origin.

제주도 주요하천의 기저유출량 산정

문덕철,양성기,고기원,박원배 한국환경과학회 2005 한국환경과학회지 Vol.14 No.4

Groundwater in Jeju Island, flowing through main stream, is spring water from underground. To set a fixed quantity of groundwater flowing from surface in a hydrological view, 4 downstream (Woedo stream, Gangjung stream, Yeonwoe stream and Ongpo stream) were selected to calculate the characteristic of baseflow and the base-flow discharge through the data on tachometry. There were 11 to 14 level peak caused by runoff, mostly occurred during monsoon season. Also, duration of runoff was 15 to 25 hours, well reflecting the characteristic of inclined, short stream length in Jeju Island and pervious hydrogeographical feature. In case of Gangjung stream, Yeonwoe stream and Ongpo stream, variation of stream water level by baseflow rose above during summer, which was closely linked to the distribution of seasonal precipitation. From autumn to spring, water level fell below while that of Woedo stream remained the same all year round. Data on the water level observed in Woedo stream and Gangjung stream in every single minutes was applied to weir formula(equation of Oki and Govinda Rao) to calculate baseflow discharge. Also, using the data on current and water level calculated in Ongpo stream and Yeonwoe stream, water level-water flow rating was applied to assess baseflow discharge.