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최뢰,이찬종,박남식 東亞大學校 建設技術硏究所 2009 硏究論文集 Vol.32 No.2
A numerical model is used to analyze groundwater flow characteristics in a city area. Suyong District in Busan Metropolitan City is the target area. The groundwater flow in the District is strongly influenced by numerous pumping wells, subway tunnels and a power cable tunnel which drain groundwater. There are also a river and coastline. A numerical model which can simulate both freshwater and saltwater flow is used. It was found that subway tunnels have the largest impact on groundwater flow in the region.
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Strack의 단일 포텐셜 해석해를 이용한 해안지하수 개발가능량 평가
최뢰,이창해,박남식 한국수자원학회 2008 한국수자원학회논문집 Vol.41 No.1
해안 지역의 관정에서 지하수를 개발하면 해수가 침투하며 많은 경우 대상 지역의 지하수 개발가능량은 허용될 수 있는 추가 해수침투 거리로 제한된다. 본 연구에서는 주어진 허용 추가 해수침투 거리를 위배하지 않는 해안 지역의 지하수 개발가능량을 평가할 수 있는 수식을 개발하였다. 개발가능량 산정을 위한 수식의 유도에는 Strack의 단일 포텐셜 해석해가 이용되었다. 개발가능량은 추가 허용 해수침투 거리를 늘림에 따라 증가하지만 critical point로 Groundwater development in coastal areas induces saltwater intrusion. In many cases amount of groundwater resources available for development is limited by a pre-specified limit of additional saltwater intrusion. In this paper a simple equation is develop
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박남식,최뢰,서경수,시뢰,김성윤 東亞大學校 工科大學 한국자원개발연구소 2007 硏究報告 Vol.30 No.2
이 논문에서 우리는 해안대수층에서 양수 시 잠재적인 지하수자원을 평가할 수 있는 간단하고, 현실적인 방법을 제안한다. 해결책은 Strack(1976)에 의해 개발된 담수-해수 경계면문제를 위한 해 석기법에 기초를 두고 있다. 현실적으로 잠재적인 지하수자원을 조사하기에는 상황이 너무 복잡하다. 그러나 연구에서, 빠 른 접근은 실제상황의 결과나 정밀한 시뮬레이션을 사용한 최적모델의 설계의 어려움을 피하는 것을 의미한다. 이 논문에서 잠재력은 하나의 값으로 해수와 담수로 구분된 경계면으로 이루어진 연속된 대수층에서 담수의 양수는 경계면에 영향을 주고 해안지역에서 경계변의 toe의 위치가 변 한다. Single-potential solution에 기초하면 우리는 다수관정의 단순화된 식의 배열 대선에 무차원의 변수를 선택할 수 있다. 무차원으로 설계곡선을 만들 수 있다. 이 논문의 모든 설계곡선은 식에서 얻어진 값으로 그려졌다. 이 논문에서 토의된 적용은 계획단계에서 얼마나 많은 지하수를 개발할 수 있는지에 대한 빠른 접근을 도와 개괄적으로 나타낼 수 있다. 관정에서 담수가 양수되면 해수는 내륙 쪽으로 침투한 다. 한계점 선은 제한되어 있어서 개발 후 toe의 위치가 넘어갈 수 없다. 즉 양수율이 조금이라도 증가한다면 관정은 해수로 오염될 것이다. 이 한계점선을 이용하여 실제로 양수하기 전에 허용된 최대 양수율을 평가할 수 있다. 그리고 오염된 물이 양수되는 것을 피할 수 있다.
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해안지역 지하수자원 확충을 위한 우기 인공주입정의 최적설계
박남식,시뢰,최뢰,이찬종,문유리 한국수자원학회 2009 한국수자원학회논문집 Vol.42 No.5
대수층 바닥이 해수면보다 낮은 해안 지역에서는 관정에서의 적정양수량이 해수침투 여부에 의하여 결정될 수 있다. 이러한 지역에서 관정의 적정 양수량을 초과하는 수요를 만족시키기 위하여 과잉양수를 시행해야하면 우기의 잉여 지표수를 대수층에 주입함으로서 과잉 양수정을 연중 보호할 수 있다. 본 연구에서는 최소의 주입으로 과잉 양수정을 보호할 수 있는 주입정의 위치와 우기의 주입량을 계산하는 전산모델을 개발하였다. 경계면모델과 최적화방법을 조합하여 개발된 수치 Artificial injection of surplus surface water during wet seasons and recovery is one of possible solutions for conjunctive uses of surface water and groundwater. The methodology is especially attractive for regions of monsoon type weather. In this work a
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모래상자 수리모형실험을 통한 경계면 모델의 관정 염도 모의실험
시뢰 ( Lei Shi ),최뢰 ( Lei Cui ),이찬종 ( Chan Jong Lee ),홍성훈 ( Sung Hoon Hong ),박남식 ( Nam Sik Park ) 대한지질공학회 2009 지질공학 Vol.19 No.1
본 연구에서는 해안지역 대수층에서 담수와 해수의 흐름을 개략적으로 모의하는 경계면(sharp-interface)모델이 관정규모의 지하수 흐름 문제에도 적용될 수 있는 지 조사하였다. 해안 지역에서 지하수를 개발할 때 고려해야하는 중요한 인자 중의 하나는 해수침투이다. 관정규모의 지하수흐름 문제에서 해수침투 여부를 평가하기 위해서는 양수관정의 염분도를 모의할 수 있어야한다. 경계면 모델의 양수관정 염도 모의 능력을 검증하기 위하여 소규모 모래상자 수리모형실험을 수행하고 경계면모델의 모의능력을 평가하였다. 여러 가지 실험에서 측정된 관정의 염분도는 0%에서 12%의 범위를 보였으며 모의된 염분도는 측정치를 잘 나타내었다. In this work applicability of a sharp-interface model to well-scale problems is examined. In coastal areas one of the main concerns in groundwater development is saltwater intrusion. To determine the saltwater intrusion at a well one needs to evaluate the saltwater content from a pumpin g well. We conducted laboratory sand-tank experiments to determine if a sharp-interface model can simulate the saltwater content of a pumping well. Lateral saltwater intrusion experiments and freshwater lens experiments are conducted. A partially penetrating well and a fully penetrating well are used. Comparison between numerical results and observation results indicates that the sharp-interface model can determine saltwater contents reasonably well. We conclude that a sharp-interface model can be applied to well-scale groundwater flow problems in coastal areas.
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박남식,홍성훈,서경수,김성윤,최뢰 東亞大學校 建設技術硏究所 2006 硏究論文集 Vol.30 No.1
An equation is developed to estimate potential groundwater resources available for development. This equation is useful for planning generally conducted prior to detailed design. The equation is a function of major factors such as aquifer characteristics, saltwater intrusion length, coastalgroundwater discharge and location of proposed pumping wells. Therefore, the equation is quite comprehensive. The equations are derived using well-known analytical solutions. Thus, the basis is scientifically sound. Use of the equation is quite simple since it is an explicit function of variables. A logical method is proposed to assess a radius of influence of a pumping well considering aquifer characteristics and pumping rate. Applications to a hypothetical problem and comparison with results from a more rigorous numerical simulation model indicatethat results obtained from the proposed equation are conservative.
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지하수 해수쐐기 제어를 위한 인공주입-연직 2차원 단면 수치실험
홍성훈 ( Sung Hoon Hong ),시뢰 ( Lei Shi ),최뢰 ( Lei Cui ),박남식 ( Nam Sik Park ) 대한지질공학회 2009 지질공학 Vol.19 No.2
해안지역에서 과잉 양수정 보호를 위한 최적 해수쐐기 제어 전산모델을 개발하였다. 최적화 목적함수는 세 가지 종류의 관정에 대하여 유도되었다: 담수 양수, 담수 주입 그리고 해수 양수. 지하수 개발과 쐐기 제어로 인하여 지하수 체에 미치는 영향을 고려하기 위하여 환경인자를 도입하였다. 가상 연직단면에 대한 적용 예에서 담수 인공 주입을 통하여 해수침투로부터 과잉 양수정을 보호할 수 있음을 보였다. 연직 단면 수치실험에서는 주입량 조건이 만족되면 여러 주입 위치에서 동일하게 과잉 양수정을 보호할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 지하수 환경인자를 고려하면 최적 주입위치가 고유하게 결정된다. A simulation-optimization model is developed for development of groundwater and control of a saltwater wedge for protecting over-exploiting freshwater pumping wells. To achieve the goal an objective function is developed for three types of wells: freshwater pumping, freshwater injection and saltwater pumping. Integrity of groundwater environment is accounted for by including three indices. Illustrative cross-sectional examples show that both types of barriers can protect freshwater pumping wells from saltwater intrusion. A barrier well operating at the same rate located anywhere within a certain reach can protect a pumping well. However, the location of the reach appears to contradict the common practice of barrier placements. Consideration of the groundwater environment yields a unique optimal location for barrier wells.
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