Turbidity reduction effect assessment for determination of sand dam fill material

김일환(Il Hwan Kim),안경환(Kyoung-Hwan Ahn),김양아(Yang-Ah Kim),장선우(Sunwoo Chang),김민규(Min Gyu Kim),정일문(Il-Moon Chung) 대한지질학회 2023 지질학회지 Vol.59 No.1

GIS를 이용한 포항시 지형 및 지질과 지하수 산출능력 간의 상관관계 분석

이사로,김용성,김남진,안경환,Lee, Sa-Ro,Kim, Yong-Sung,Kim, Nam-Jin,Ahn, Kyoung-Hwan 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.1

본 연구의 목적은 포항지역에서 지형 및 지질과 같이 지하수계에 물리적인 영향을 미치는 요인과 지하수 산출 특성과의 상관관계를 GIS(Geographic Information System)를 이용하여 정량적으로 분석하는 것이다. 이를 위해 지형고도, 지형고도차, 단위 지형경사, 광역 지형경사 등의 지형에 관련된 인자, 수문지질단위와 투수량계수(transmissivity), 비양수량(specific capacity), 양수량(well yield) 등의 지하수 산출 특성 인자를 공간 DB로 구축하였다. 그리고 이러한 지형, 지질과 지하수 산출특성 자료들과의 상관관계를 GIS 중첩분석 기법을 이용하여 정략적으로 도출하였다. 그 결과, 수문지질단위의 투수량계수는 미고결퇴적물과 다공질화산암류에서 가장 높고, 쇄설성 퇴적암류에서 가장 낮았다. 지형고도와 지형고도차는 투수량계수와 비양수량에 대해 양의 상관관계를 갖는 반면, 단위 지형경사와 광역 지형경사는 투수량계수와 비양수량에 대해 음의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다. The aim of this study is to analyze relationships between topography/geology which affects physically groundwater regime and groundwater yield properties in Pohang City using Geographic Information System (GIS). For the purpose, topographic factors such as ground elevation, ground elevation difference, ground slope, and ground regional slope, and hydrogeologic unit, and groundwater yield properties factors such as transmissivity, specific capacity, and well yield, were constructed to spatial data base. Then the relationships between topography, geology and groundwater yield properties were analyzed quantitatively using GIS overlay technique. As the results, ground-water yield of unconsolidated sediments and porous volcanic rocks is the highest among the hydrogeologic units of study area, and clastic sedimentary rock is the lowest. There are positive relationship between the elevation and elevation difference and the groundwater yield properties and negative relationship between the topographic slope and the groundwater yield properties.

국가 지하수관측소 지하수위, 전기전도도 및 수온자료에 대한 모수적 및 비모수적 변동 경향성 분석

이진용,이명재,이재명,안경환,원종호,문상호,조민조,Lee, Jin-Yong,Yi, Myeong-Jae,Lee, Jae-Myeong,Ahn, Kyoung-Hwan,Won, Jong-Ho,Moon, Sang-Ho,Cho, Min-Joe 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.2

Trends of variation in groundwater levels, electrical conductivities and water temperatures obtained from the national groundwater monitoring stations (95 shallow and 169 deep wells) of Korea were evaluated. For the analysis, both parametric (linear regression) and non-parametric (Mann-Kendall test, Sen's test) methods were adopted. Results of linear regression analysis indicated that about 50% of the monitoring wells showed increasing trends of groundwater levels, electrical conductivities, and water temperatures and the others showed decreasing trends. However, the non-parametric analyses with monthly median values revealed that $14.8{\sim}20.0%$ of water levels were decreased, $24.2{\sim}36.9%$ of electrical conductivities were increased, and $27.4{\sim}32.5%$ of water temperatures were increased at a confidence level of 99%. Highly proportions of increasing or decreasing trends were unexpected and they resulted from the relatively short term of data collection (maximum 6 years). Meanwhile, the investigation of groundwater around the national groundwater monitoring stations showed that the decreasing or increasing trends of water levels, electrical conductivities, themselves, didn't indicate directly groundwater hazards such as groundwater depletion or groundwater contamination. Both the values and variation rates (slopes) of water level, electrical conductivity and temperature in the longer period are considered simultaneously. This study is the first comprehensive work in analyzing trends of groundwater data obtained from the national groundwater monitoring stations. Based on this study, the periodical and regular analysis of groundwater data is essentially required to grasp the overall variational trend of groundwater resources in the country. 본 연구에서는 국가 지하수관측소에서 획득한 지하수위, 전기전도도 및 수온 관측자료에 대해 모수 및 비모수 경향 분석을 실시하였다. 분석대상은 2003년까지 3년 이상 모니터링을 실시하고 있는 관측소의 지하수 자료이며, 이에는 충적관측정 95개소와 암반관측정 169개소가 해당된다. 모수분석으로 일평균 및 월중앙값에 대해 선형회귀분석을, 그리고 비모수분석으로 월중앙값에 대해 Mann-Kendall test 및 Sen's test를 적용하였다. 선형회귀분석을 통해서는 약50%의 관측정에서 수위, 전기전도도 및 수온이 증가경향을 나타내었고 나머지 절반은 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 월중앙값을 이용한 비모수 경향분석에서는 99% 신뢰수준에서 지하수위는 $14.8{\sim}20.0%$가 감소경향으로 나타났고, 전기전도도는 $24.2{\sim}36.9%$가 증가경향을 보였으며, 수온의 경우에는 $27.4{\sim}32.5%$가 증가경향을 보였다. 높은 비율의 관측정에서 증가 혹은 감소의 경향성을 보이는 것은 분석대상 기간이 상대적으로 짧은(최장 6년) 것에 기인한 결과일 수 있다. 한편 현장조사를 실시하여 평가한 결과에서 나타난 지하수위 혹은 전기전도도의 감소 혹은 증가경향 자체가 직접적인 지하수 장해를 의미하지는 않는다. 결국 장기적인 경향성과 더불어 해당 인자의 값 자체 및 감소율을 고려하여야 한다. 본 연구는 국가 지하수관측소 자동 측정자료에 대한 최초의 전면적인 경향분석 결과이다. 이번 연구사례를 토대로 국내 지하수 자원의 전체적인 변동상황을 파악하기 위해서는 정기적인 경향분석을 수행할 필요가 있다.

이동체 데이터베이스를 위한 R-tree 기반 메인 메모리 색인의 설계 및 구현

안성우(Sung Woo Ahn),안경환(Kyoung Hwan An),홍봉희(Bong Hee Hong),이창우(Chang Woo Lee) 대한공간정보학회 2006 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.8 No.2

Recently, the need for Location-Based Services (LBS) has increased due to the development of mobile devices, such as PDAs, cellular phones and GPS. As a moving object database that stores and manages the positions of moving objects is the core technology of LBS, the scheme for maintaining the main memory DBMS to the server is necessary to store and process frequent reported positions of moving objects efficiently. However, previous works on a moving object database have studied mostly a disk based moving object index that is not guaranteed to work efficiently in the main memory DBMS because these indexes did not consider characteristics of the main memory. It is necessary to study the main memory index scheme for a moving object database. In this paper, we propose the main memory index scheme based on the R-tree for storing and processing positions of moving objects efficiently in the main memory DBMS. The proposed index scheme, which uses a growing node structure, prevents the splitting cost from increasing by delaying the node splitting when a node overflows. The proposed scheme also improves the search performance by using a MergeAndSplit policy for reducing overlaps between nodes and a LargeDomainNodeSplit policy for reducing a ratio of a domain size occupied by node`s MBRs. Our experiments show that the proposed index scheme outperforms the existing index scheme on the maximum 30% for range queries.

이동체 데이터베이스를 위한 통합 색인의 이주 정책

정지원(Jiwon Jung),안경환(Kyoung-Hwan Ahn),서영덕(Young-Duk Seo),홍봉희(Bong-Hee Hong) 한국정보과학회 2004 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.31 No.1B

무선 통신 기술의 발달로 인하여 LBS(Location Based System)와 같은 새로운 이동체 관련 서비스가 생겨나고 있다. 위치 기반 서비스에서 클라이언트인 이동체들이 주기적으로 보고하는 위치 데이터를 실시간으로 처리하기 위해 서버에서는 메인 메모리 DBMS를 유지하는 것이 필요한데, 데이터의 양이 계속적으로 증가하는 특성으로 인해 메인 메모리의 공간이 부족할 때 데이터를 디스크로 옮기는 시스템 설계가 필요하다. 그러나 기존의 연구는 대용량 이동체 환경에서의 색인 이주를 위한 노드 선택 정책과 이주를 위해 선택된 노드들의 디스크 배치 정책을 통합하여 나타내지 못하였다. 그러므로 대용량 이동체 데이터베이스 시스템 환경에 적합한 이주 정책들에 대한 연구가 필요하다. 이 논문에서는 대용량 이동체 데이터베이스 환경을 고려한 노드 선택 정책과 디스크 배치 정책을 분류하고 새로운 이주 정책을 제시한다. 노드 선택 정책으로는 질의 성능을 위해서 캐쉬의 LRU(Least Recently Used) 정책을 이용한 변형된 LRU 정책을 제시하고, 삽입 우선 정책으로는 이동체 색인인 R-tree의 삽입 알고리즘을 역이용한 정책을 제시한다. 또한 이주되는 노드들에 대한 디스크 페이지 배치가 시스템의 질의 성능에 영향을 미치므로 이를 고려한 디스크 배치 정책을 제시한다.

모바일 클라이언트에 캐쉬된 공간 데이타의 일관성 제어를 위한 로그 인덱싱

차지태(Ji-Tae Cha),안경환(Kyoung-Hwan Ahn),전봉기(Bong-Gee Jun),홍봉희(Bong-Hee Hong) 한국정보과학회 2002 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.29 No.1B

모바일 클라이언트(Mobile Client, MC) - 서버 환경에서 캐쉬된 공간 데이타는 용량과 가용성이 크고 긴 단절을 가지는 특징이 있다. 이러한 긴 단절을 거친 MC의 일관성 제어시, 캐쉬된 데이타 전체가 무효화되어 재전송 하는 것은 비효율적이므로 서버는 변경된 객체 정보를 로그로 기록하여, 캐쉬된 영역에 속하는 최근 변경 정보만을 전송하는 것이 필요하다. 또한 일반적으로 로그의 순차 검색과 불필요한 로그의 누적으로 인해 일관성 제어시 통신 비용이 증가하게 되므로, 서버의 로그 검색 시간과 전송량을 최소화 하기 위한 기법이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 로그를 이용한 공간 로그 인덱스(Spatial Log Index, SLI) 기법과 공간 로그 관리(Spatial Log Management, SLM) 기법을 제시하고 있다.

인천연수 국가지하수관측소 지하수 내의 염소이온 기원분석

김대희(Dae Hee Kim),안경환(Kyoung Hwan Ahn),백건하(Keon Ha Baek),강수환(Su Hwan Kang) 대한지질학회 2019 대한지질학회 학술대회 Vol.2019 No.10

대전 산업단지 지하수의 6가 크롬 오염 및 확산 평가

전철민,문상호,안주성,김영식,원종호,안경환,Chon, Chul-Min,Moon, Sang-Ho,Ahn, Joo-Sung,Kim, Yung-Sik,Won, Jong-Ho,Ahn, Kyoung-Hwan 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.4

본 연구의 목적은 대전 산업단지 폐수종말처리장 내 국가지하수관측망(대전, 문평)의 6가 크롬 오염지하수의 오염 현황을 파악하고 그 확산 여부를 평가하는 것이다. 대전(문평) 관측소에서 나타나는 6가 크롬($Cr^{+6}$) 수질장해의 원인을 규명하고 6가 크롬의 오염 범위를 파악하기 위해 금번 연구에서는 보조 관측정을 설치 활용하였다. 수질분석 결과, 6가 크롬이 $3.2{\sim}4.5mg/L$ 정도 검출됨으로써 6가 크롬에 의한 관측소 충적공의 수질오염은 지속되고 있음이 파악되었다. 그러나 관측소의 암반관정 및 0.05mg/L 수질기준 이하의 농도를 보이는 MPH-1과 3번 관측공을 제외한 주변 관측공에서는 검출되지 않았다. 따라서 6가 크롬 및 총 크롬 함량의 오염 범위는 관측소 충적층 관정 인근에 한정되어 나타나고 있는 것으로 파악되었다. 또한 신규 5개 보조 관측정에서 채취한 77개의 시추 코어 및 슬라임 시료 모두에서 수용성/교환성 6가 크롬이 검출 한계(0.01mg/L) 이하로 나타나, 오염이 관측된 관측소 관정 주변의 토양 및 풍화토에서는 직접적으로 6가 크롬의 오염원이 확인되지 않았다. 지하수 수질분석 및 코어시료 분석 결과, 그 오염원의 중심 및 오염 확산 범위는 관측소 주위 반경 100m 이내로 매우 한정되는 것으로 판단되며 그 확산의 범위가 매우 좁을 것으로 예상된다. 시추조사 결과, 폐수종말처리장 부지조성 당시의 불량 매립층이 확인되었으며, 이러한 불량 매립산업폐기물이 관측소 인근의 6가 크롬 수질장해 원인으로 추론된다. 지표매질의 6가 크롬 자연저감능 평가를 위해 초기 농도 5mg/L Cr(VI)을 이용한 6가 크롬 유효 환원능을 분석하였다. 그 결과, 암회색 점토층에서 각각 58%, 66%, 64% 정도의 높은 6가 크롬 저감율을 보였으며, 이는 유기물 함량과 상호 관련이 있을 것으로 판단되었다. 비포화대/충적층 매질에 대한 6가 크롬 함량 및 자연저감 능력의 정량적 평가 결과, 매질에 의한 6가 크롬의 자연 저감능이 확인되었으며 관정 주변으로의 오염 확산은 충분히 제어되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 시추 관측정 및 기설 관정의 수가 부족했기 때문에 매우 제한적인 선택적 유동(preferential flow) 경로에 의한 확산 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 정기적인 양수작업을 통하여 지하수에 부화된 6가 크롬의 농도를 지속적으로 제거하고 관측소 주변에 설치된 보조 관측정들을 지속적으로 활용하여 6가 크롬의 농도 변화 추이 및 시간의 흐름에 따른 오염 확산 여부를 지속적으로 관측하고 감시하는 방안이 필요할 것으로 판단된다. The objective of this research was to characterize the fate and transport of Cr(VI) contaminated groundwater in the Daejeon industrial area. Five subsidiary monitoring wells were newly installed and two existing wells were utilized for the investigation and the reduction process of Cr(VI) contaminated groundwater of the Daejeon(Mun-pyeong) national groundwater monitoring station. The Cr(VI) concentrations at the shallow aquifer well of the station were in the range of 3.2-4.5 mg/L indicating continuous contamination. However, Cr was not detected at the deep bedrock well and the other monitoring wells except MPH-1 and 3. The Cr(VI) concentrations of MPH-1 and MPH-3 were below the drinking water guideline value (0.05 mg/L). Therefore, the plume of the Cr(VI) contaminated groundwater was predicted to be confined within the narrow boundary around the station. The soluble/exchangeable Cr(VI) concentrations were below the detection limit in all core and slime samples taken from the five newly installed wells. Although the exact source of contamination was not directly detected in the study area, the spatial Cr(VI) distribution in groundwater and characteristics of the core samples indicated that the source and the dispersion range were confined within the 100 m area from the monitoring station. The contamination might be induced from the unlined landfill of industrial wastes which was observed during the installation of an subsidiary monitoring well. For the evaluation of the natural attenuation of Cr(VI), available reduction capacities of Cr(VI) with an initial concentration of 5 mg/L were measured in soil and aquifer materials. Dark-gray clay layer samples have high capacities of Cr(VI) reduction ranging from 58 to 64%, which is obviously related to organic carbon contents of the samples. The analysis of reduction capacities implied that the soil and aquifer materials controlled the dispersion of Cr(VI) contamination in this area. However, some possibilities of dispersion by the preferential flow cannot be excluded due to the limited numbers of monitoring wells. We suggest the removal of Cr(VI) contaminated groundwater by periodical pumping, and the continuous groundwater quality monitoring for evaluation of the Cr(VI) dispersion should be followed in the study area.

하남하산곡 국가지하수측정소의 지하수위 하강 원인규명을 위한 한강권역 교차상관분석 연구

김대희(Dae-Hee Kim),박재현(Jae-Hyun Park),안경환(Kyoung-Hwan Ahn),유정아(Jeong-Ah Ryu),김병우(Byung-Woo Kim),김양아(Yang-Ah Kim),박경미(Gyeong-Mi Bak) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

국가지하수측정소는 지하수 관측을 위하여 전국적으로 운영되고 있다. 본 연구는 국가지하수측정소 중에 하남하산곡 측정소의 지하수위 측정값이 하강하고 있다. 하남하산곡 측정소는 측정이후 2010년까지 지하수위는 강수량, 계절 등에 의하여 변동을 보여주며 유지되고 있으나, 2010년 이후 지하수위가 하강하는 추세를 보이며, 2017년 이후 소폭 상승한다. 하남하산곡 측정소와 가장 가까운 종관기상관측소인 양평관측소의 연강수량은 2011년 2199 mm에서 2014년 790 mm로 감소했고, 이후 소폭 증가하는 추세를 보여주며, 하남하산곡의 지하수위 변동 패턴과 유사한 변동을 보여준다. 강수량과 관련하여 지하수위 하강원인을 규명하기 위하여 지하수위와 강우 간의 교차상관계수를 분석한 결과 교차상관계수 0.179, 지연시간(day) 53일로 나타났으며, 같은 권역의 측정소와의 비교분석을 위하여 한강권역의 국가지하수측정소(암반 109개소, 충적 45개소)의 지하수위와 강우와의 교차상관계수를 분석하였다. 지연시간이 음수로 분석된 측정소를 제외한 분석결과 암반평균 교차상관계수는 0.309, 지연시간의 11.14일이고, 충적 평균 교차상관계수는 0.309, 지연시간은 10.35일로 분석되었다. 암반관정과 충적관정의 교차상관계수는 동일한 값으로 분석되었으며, 지연시간은 충적관정이 암반관정보다 0.78일 작게 나타난다. 하남하산곡의 교차상관계수(0.179)는 한강권역의 평균 교차상관계수보다 작게 나타나며, 강우에 의한 지하수위 하강의 영향을 완전히 배제할 수는 없지만, 지하수위 하강 시점과 소폭 상승시점의 시간차와 교차상관계수를 고려하여 분석한 결과, 강수량의 감소 외 다른 요소의 영향이 있을 것으로 보인다.

한강권역 국가지하수측정망의 측정자료 분석

박경미(Gyeong-Mi Bak),박재현(Jae-Hyun Park),안경환(Kyoung-Hwan Ahn),유정아(Jeong-Ah Ryu),김병우(Byung-Woo Kim),김양아(Kim, Yang-Ah Kim),김대희(Dae-Hee Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

최근 전 세계적으로 증가한 이상기후 현상으로 기후위기에 대처하기 위한 수자원 확보 및 관리는 더욱 중요해지고 있다. 환경부는 지하수위와 수질의 변동상황을 측정 및 모니터링하는 국가지하수측정망을 설치·운영하여 지하수자원을 관리하고 기후변화에 대응하기 위한 기초 지하수 수문자료를 확보하고 있다. 본 연구는 국가지하수 측정망의 장기 측정자료를 분석하여 한강권역 지하수 변동특성을 파악하고, 지하수 관리 및 대책방안을 위한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 한강권역에 5년이상 측정된 108개 측정소(암반공 108개공, 충적공 48개공)의 지하수위, 수온, EC (전기전도도)자료를 대상으로 기본통계 분석과 선형추세 분석을 통하여 변동추세 및 연간변동률을 분석하였다. 기본통계 분석결과 지표로부터 평균 지하수심도는 암반층 6.57 m, 충적층 5.62 m이고, 평균 변동폭은 암반층 5.71 m, 충적층 3.85 m로 암반층의 평균 변동폭이 더 크게 나타나며, 10 m 이상 변동된 측정공이 14개공(암반 13개공, 충적 1개공)으로 분석되었다. 지하수위 변동 선형회귀분석 결과 연간변동률의 절대값이 약 0.05 m/년(20년 기준 10이상 변동) 이상인 측정공은 36개공(음(-)의 변동률 25개공, 양(+)의 변동률 11개공)으로 분석되었다. 해당 지하수위 측정공을 대상으로 시계열자료의 변동특성과 일변화 그래프 등의 추가 검토 결과 4개의 측정공(암반 3개공, 충적 1개공)에서 지하수위 상승 또는 하강하는 추세경향이 확인되었다. 상승추세를 보이는 측정공은 고성인흥 암반공과 정선정선 충적공이며, 정선정선 암반공과 하남하산곡 암반공은 하강추세를 보이는 것으로 나타났다. 국가지하수측정망 장기측정자료를 바탕으로 문제가 발생할 수 있는 측정공을 탐색하고자 하였으며, 지하수위 추세 변동이 확인 측정공에 대하여 지속적인 모니터링과 함께 지하수위 변동원인 규명을 위한 정밀조사와 대책방안 모색 연구를 진행중에 있다.