강원도 고성 속초지역 화강암내 온천수의 온천분포와 온천수질의 특성

염병우,장호완 대한지질학회 1993 대한지질학회 학술대회 Vol.1993 No.

USGS 지하수 연구정책 소개

염병우,Yum, Byoung-Woo 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.6

이 현장보고에서는 앞으로 10년간 수행될 USGS 연구정책의 방향과 USGS 수자원국의 지하수 분야의 테마, 생물국의 전략, 그리고 지하수 연구자들의 모델링 분야 보고서 표준화 노력에 대하여 다운사이징의 방법으로 소개하였다. USGS는 생태계와 생태계 변화에 중점을 둔 연구를 최우선 주제로 제시하였으며, 지하수 분야는 특히 이 정책 주제의 중심에 있다고 할 수 있다. 이 소개를 통하여 우리 연구자들의 현재를 돌아보고 앞으로의 계획에 도움을 줄 수 있기를 기대 하는 바이다. This report is providing recent USGS policy on various ground-water research themes, which bears on i) USGS future policy within next decade, ii) recent ground-water science research topics, and iii) publication policy on ground-water modeling publication. USGS, an outstanding leading organization in the world geological sciences, has been taking higher priority on ecosystems and its changes than any other themes. This report will be helpful for us to compare our present status and to prepare future plan.

착정공 온도검층의 이용

염병우,김형찬 한국지하수토양환경학회 1997 지하수환경 Vol.4 No.2

온도검층은 시추공내의 물의 온도를 측정하는 물리검층의 한 방법으로, 온도검층을 통하여 공내의 열적 상황과 물의 흐름에 관한 정보를 얻을 수 있다. 한국자원연구소에서 수행한 400개의 온도검층결과중 공저온도, 심도 및 각 지역의 연평균 기온으로부터 평균 지하증온율을 26.6$^{\circ}C$/km로 계산하였으며, 이 값은 앞으로 지속적으로 보정하여야 할 값이다. 또한 세 가지의 대표적인 온도검층 결과를 제시하여 검토. 해석하였다. 첫 번째는 동질의 화강암저반에서 측정한 온도검층 결과로서 심도가 증가함에 따라 온도는 단순 1차 증가를 보이는 예이며, 두 번째는 공내에서 온도의 측정으로 파쇄대를 추정할 수 있는 예를 들어 설명하였고, 세 번째는 양수시험 전후에 실시한 온도검층의 예와 양수정에서 일정한 양으로 양수할 때 관측정에서 연속적으로 온도검층을 실시한 예이다. 우리 나라 결정질 암석내의 대수층은 파쇄대 대수층이 주를 이루며, 인접한 공간의 영향관계를 알기 위하여 다양한 시험이 필요하다. 이 때 시간과 돈을 절약할 수 있는 간단한 양수시험 혹은 주입시험과 더불어 온도검층을 실시함으로써 정성적인 연결성을 예측할 수 있다. Temperature log is an effective method for evaluating the thermal situation and ground water flow path within boreholes. When pumping is proceeding, the continuous temperature logs in a neighboring holt are very helpful to assess connectivity between holes. Mean geothermal gradient is calculated as 26.6$^{\circ}C$/km from 400 bottom hole temperatures, their depths, and the annual mean temperature at each location. Various examples of temperature logs in crystalline rocks are described: first examples show linear increases in homogeneous granitic rocks. Another one illustrates that isolated aquifers have connected each other after a borehole is completed. Slopes of temperature gradient indicate ground water inlet and/or outflow within a borehole. The other log concludes that thermal response in observation borehole induced by pumping is related to the location of interconnected fractures.

지하수 분과

김한태,배상근,염병우,김용제 한국수자원학회 2003 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.36 No.3

본고는 2003년 3월 16일부터 23일까지 일본의 교토, 오오사카, 오오츠에서 개최된 제3회 세계물포럼(World Water Forum) 지하수 분과의 발표 및 토의와 Actions & Recommendations를 요약하였다. 지하수 분과는 3월 18일, 19일 양일간에 걸쳐 오오사카 Ground Cube 국제회의장에서 11개 분야로 나누어 발표와 토의가 진행되었으며, 각 분야에 참석한 배상근 교수, 염병우, 김용제 박사와 필자가 발표 및 토의 사항을 요약·정리하였다.

지하수 분과

김한태,배상근,염병우,김용제 한국수자원학회 2003 한국수자원학회논문집 Vol.36 No.3

본고는 2003년 3월 16일부터 23일까지 일본의 교토, 오오사카, 오오츠에서 개최된 제3회 세계물포럼(World Water Forum) 지하수 분과의 발표 및 토의와 Actions & Recommendations를 요약하였다. 지하수 분과는 3월 18일, 19일 양일간에 걸쳐 오오사카 Ground Cube 국제회의장에서 11개 분야로 나누어 발표와 토의가 진행되었으며, 각 분야에 참석한 배상근 교수, 염병우, 김용제 박사와 필자가 발표 및 토의 사항

고남산(古南山) 함(含)티탄자철광상(磁鐵鑛床)의 모암(母岩)인 알카리반려암질암의 암석화학적(岩石化學的) 연구(硏究)

장호완,염병우,박노영,Chang, Ho Wan,Yum, Byoung Woo,Park, No Young 대한자원환경지질학회 1987 자원환경지질 Vol.20 No.2

The host rocks of titaniferous magnetite deposits in Gonamsan are alkaline gabbros, which are typical of undersaturated alkaline rocks in terms of the lack of normative quartz. According to field occurrences and petrographic features, these alkaline gabbros are divided into 3 rock types: coarse-grained and pegmatitic rock, medium-grained rock with equigranular texture, and layered cumulate rock. All these rocks mainly contain clinopyroxene(salite), plagioclase(An 43-66), pargasite, and ilmenite. The accessory minerals are apatite, sphene, quartz, and sometimes titaniferous magnetite. Pargasite, sphene, and quartz are considered to be secondary minerals formed by the reaction among clinopyroxene, plagioclase and Fe-Ti oxide at deuteric stage. Fe-Ti oxides generally occur as ilmenite in the alkaline rocks, and titaniferous magnetite in the ore deposits. Layered cumulate rocks are characterized by a recurrence of discontinuous thin mesolayer of clinopyroxene-pargasite within leucolayer mainly composed of plagioclase. Clinopyroxene is cumulus mineral whereas plagioclase, ilmenite and apatite occur as intercumulus minerals. According to the variation diagrams of oxide and trace element contents against the differentiation index, incompatible elements, such as Na, Ba and Sr, show positive correlations whereas compatible elements, such as Mg and Cr, show negative correlations. However some compatible elements, such as Co, Ni and V show irregular variations, reflecting relative cumulate status of cumulus and intercumulus minerals. On the de la Roche multicationic diagram, these alkaline gabbros are distributed along the differentiation curve of undersaturated alkaline series from alkaline basaltic composition through basanitic composition to tephritic composition. Layered cumulate rocks, which are distributed between basanitic composition and tephritic composition, reflect their cumulate character, slightly scattering away from the curve. The medium-grained rock shows higher contents in Ba, Sr and light rare earch elements than the coarse-grained and pegmatitic rock. The former shows two times higher contents of total rare earth elements than the latter, $while(La/Lu)_{cn}$ ratios maintain fairly constant values of 5.08~5.06 in these two rocks. This means that coarse-grained and pegmatitic rock, as compared with the medium-grained rock, was formed by the earlier differentiated magma but rare-earth element distribution pattern remained almost parallel during differentiation. From the data the above mentioned, these alkaline gabbros are considered to be comagmatic and to be formed by intrusions of differentiated magmas in its reservoir.

국가지하수관측소 충적관측정의 수위 변동 유형 분류 및 특성 비교

김규범,염병우,Kim, Gyoo-Bum,Yum, Byoung-Woo 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.5

현재 운영중인 국가지하수관측소의 지하수위 변동 특성을 파악하고자, 2003년부터 2005년까지의 156주 동안의 202개 암반관측정과 112개 충적관측정을 대상으로 주성분분석을 실시하였다. 암반 및 충적관측정의 지하수위에 대하여 80% 정도 설명 가능한 8개 주성분을 각각 추출하였으며 이중 충적관측정에 대해서는 주성분 인자적재값을 이용하여 군집분석을 실시한 결과 강우에 대한 지하수위의 반응(군집 1: 4.6일, 군집 2: 24.1일, 군집 3: 1.4일), 수위 변동추세(군집 1: $2.05{\times}10^{-4}$ m/day, 군집 2: $-7.85{\times}10^{-4}$ m/day, 군집 3: $-3.51{\times}10^{-5}$ m/day), 수위 변동 폭(군집 1 < 군집 2 < 군집3) 등에 의하여 설명되는 3개의 군집으로 분류되었으며, 각 군집은 유의수준 0.05에서 인근 하천과의 거리(군집 3 < 군집 2 < 군집 1), 지하수 함양율(군집 3 < 군집 2 < 군집 1) 및 지형 경사 특성(군집 3이 평야지대, 군집 1은 급경사 지역) 등에 차이를 보이는 것으로 나타났다. The principal component analysis was performed to identify the general characteristics of groundwater level changes from 202 deep and 112 shallow wells monitoring data, respectively, which came from the National Groundwater Monitoring Stations operated by KWATER with time spans of 156 continuous weeks from 2003 to 2005. Eight principal components, which accounted for 80% of the variability of the original time series, were extracted for water levels of shallow and deep monitoring wells. As a result of cluster analysis using the loading value of three principal components for shallow wells, shallow monitoring wells were divided into 3 groups which were characterized with a response time to rainfall (Group 1: 4.6 days, Group 2: 24.1 days, Group 3: 1.4 days), average long-term trend of water level (Group 1: $2.05{\times}10^{-4}$ m/day, Group 2: $-7.85{\times}10^{-4}$ m/day, Group 3: $-3.51{\times}10^{-5}$ m/day) and water level difference (Group 1 < Group 2 < Group 3). Additionally, they showed significant differences according to a distance to the nearest stream from well (Group 3 < Group 2 < Group 1), topographic slope of well site (Group 3: plain region, Group 1: mountainous region) and groundwater recharge rate (Group 3 < Group 2 < Group 1) with a p-value of 0.05.

Numerical simulation of urban road collapse induced by the damaged sewer pipe and repetitive heavy rainfalls

정병주,류동우,염병우 한국지질과학협의회 2023 Geosciences Journal Vol.27 No.4

An urban road collapse has become one of the significant geohazards frequently occurring in metropolitan cities worldwide. In most cases, these devastating superficial collapses are known to be induced by small underground cavities. They are created by the failure of subsurface structures and pipelines (e.g., water supply/sewer lines, subway tunnels). However, the cavity generation and expansion process, interacted by intense precipitation, groundwater movement, and subsurface geologic environment, is not yet fully understood. This study aims to understand the mechanism of cavity initiation and expansion using a numerical model coupling groundwater flow, poroelastic deformation, and internal soil erosion. The model is then applied to road collapse cases by a damaged sewer line failure and internal erosion. Effects of the precipitation rate and period on internal erosion are also investigated to predict potential risks for road collapse. Numerical simulation results show that the underground cavities are closely related to the focused groundwater flow by the leakage through an opening in the damaged pipeline. Internal erosion accelerates the removal of fine soil particles and creates collapsing-susceptible vacant areas. The results also show that intense precipitation in a short interval exerts the most damaging effects on the subsurface stability comparing other scenarios with less severe and continuous rainfalls.

다짐도와 지하수위에 따른 모래지반 함몰특성 분석

정승원,김성웅,염병우,Kuwano Reiko 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.6

To identify and analyze the sinkhole and subsidence in urban areas, the geotechnical and hydrogeological characteristics should be by priority investigated. Sinkholes can be examined using a laboratory sinkhole tank model. In this study, for the Jumunjin sands in a way of repetitive inflow/outflow of soil and water, sinkhole characteristics dependent on relative density of soils and groundwater variation were examined: vertical displacement from top soil in tank model, cavity formation, propagation, size, location and velocity of sinkhole materials were observed. According to the test results, sinkholes are dependent on density and groundwater level. For a loose state of sand, a punching was significant; whereas for a dense state of sand, a trough subsidence was formed. For a loose sand, size and velocity of ground subsidence are much more larger and faster than the opposite. These results were also influenced by groundwater level in tank model. Regardless of relative density, increase in groundwater level influences the velocity of ground subsidence. 도심지 지반함몰 예경보시스템을 개발하고자 할 때 지반공학적·수리지질학적 영향인자 선정과 검토가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 주문진 표준사를 대상으로 소형으로 제작된 토조모형실험장치(sinkhole tank model)를 이용하여 물의 유입과 토사의 유출을 반복하는 방법으로 지반함몰을 유도하였다. 다짐도와 지하수위 변화에 따른 토조 상부면의 지반변위, 공동형성과 확산, 지반함몰의 크기, 위치 및 속도를 정량적으로 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 지반함몰은 지반의 다짐도와 지하수위 변화에 의존한다. 느슨한 모래 지반은 펀치형(punching) 지반함몰 형태를 보이고, 조밀한 모래 지반은 트러프형(trough) 지반함몰 형태로 나타났다. 느슨한 지반의 경우 조밀한 지반에 비해 지반함몰 발생소요시간이 짧고 지반함몰 크기가 크다. 또한 지하수위가 증가할수록 지반함몰의 발생속도와 크기는 증가하는 것으로 나타났다. 다짐도와 관계없이 모든 실험결과에서 지하수위가 증가할수록 지반함몰의 진행속도가 증가하는 것으로 나타났다.

해수 침투에 대한 층상 불균질성 및 지하수 양수 방식의 영향 삼차원 수치 모의

박화석,김중휘,염병우,김준모,Park, Hwa-Seok,Kihm, Jung-Hwi,Yum, Byoung-Woo,Kim, Jun-Mo 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.4

지질 매체의 층상 불균질성과 지하수 양수 방식이 해안 대수층 내에서의 지하수 유동과 염분 이동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 해수 침투에 대한 층상 불균질성의 영향을 평가하기 위하여 하부 사토층(대수층)과 상부 점토층(준대수층)으로 구성된 층상 불균질 해안 대수층과 이에 상응하는 등가의 물질로 구성된 균질 해안 대수층을 수치 모델링하였다. 또한 해수 침투에 대한 지하수 양수 방식의 영향을 평가하기 위하여 전체 수치 모델링 기간 동안에 동일한 양의 지하수를 양수하는 연속적인 지하수 양수 방식과 두 개의 주기적인 지하수 양수 방식을 상기한 두 해안 대수층에 적용하였다. 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수 방식이 층상 대수층의 하부 사토층뿐만 아니라 상부 점토층에서의 지하수 유동과 염분 이동에 보다 중대한 악영향을 끼치며, 주기적인 지하수 양수 시에 양수 강도가 클수록 지하수 염수화가 공간적 및 시간적으로 더욱 심화됨을 보여준다. 이는 해수 침투에 의한 지하수 염수화를 최소화하기 위해서는 지속적인 지하수 양수 방식이 보다 더 적합할 수 있음을 의미한다. 또한 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수시에 상부 점토층에서의 지하수 염수화 양상이 하부 사토층에서의 그것에 비해 매우 다르게 발생함을 보여준다. 이러한 두 지층 사이의 지하수 염수화 양상의 차이는 층상 해안 대수층의 층상 불균질성에 기인하는 것으로 해석된다. A series of three-dimensional numerical simulations using a hydrodynamic dispersion numerical model is performed to analyze quantitatively impacts of layered heterogeneity of geologic media and groundwater pumping schemes on groundwater flow and salt transport in coastal aquifer systems. A two-layer heterogeneous coastal aquifer system composed of a lower sand layer (aquifer) and an upper clay layer (aquitard) and a corresponding single-layer homogeneous coastal aquifer system composed of an equivalent lumped material are simulated to evaluate impacts of layered heterogeneity on seawater intrusion. In addition, a continuous groundwater pumping scheme and two different periodical groundwater pumping schemes, which withdraw the same amount of groundwater during the total simulation time, are applied to the above two coastal aquifer systems to evaluate impacts of groundwater pumping schemes on seawater intrusion. The results of the numerical simulations show that the periodical groundwater pumping schemes have more significant adverse influences on groundwater flow and salt transport not only in the lower sand layer but also in the upper clay layer, and groundwater salinization becomes more intensified spatially and temporally as the pumping intensity is higher under the periodical groundwater pumping schemes. These imply that the continuous groundwater pumping scheme may be more suitable to minimize groundwater salinization due to seawater intrusion. The results of the numerical simulations also show that groundwater salinization in the upper clay layer occurs significantly different from that in the lower sand layer under the periodical groundwater pumping schemes. Such differences in groundwater salinization between the two adjacent layers may result from layered heterogeneity of the layered coastal aquifer system.