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Hydrogeological Characteristics of a Riverine Wetland in the Nakdong River Delta, Korea
전항탁,차은지,임우리,윤설민,함세영 한국지구과학회 2021 한국지구과학회지 Vol.42 No.4
Investigating the physical and chemical properties of riverine wetlands is necessary to understand their distribution characteristics and depositional environment. This study investigated the physical (particle size, color, and type) and chemical properties (organic, inorganic, and moisture contents) of sediments in Samrak wetland, located in the Nakdong River estuary area in Busan, South Korea. The particle size analysis indicated that the hydraulic conductivity values for the coarse grain and the mixture of coarse and fine grains ranged from 2.03 to 3.49×10−1 cm s−1 and 7.18×10−3 to 1.24×10−7 cm s−1 , respectively. In-situ water quality and laboratory-based chemical analyses and radon-222 measurement were performed on groundwater and surface water in the wetland and water from the nearby Nakdong River. The physical and chemical properties of Samrak wetland was characterized by the sediments in the vertical and lateral direction. The concentrations of chemical components in the wetland groundwater were distinctly higher than those in the Nakdong River water though the wetland groundwater and Nakdong River water equally belonged to the Ca-HCO3 type.
전항탁,함세영,최은경,김현구,김문수,박기훈,임우리 한국지구과학회 2020 한국지구과학회지 Vol.41 No.6
In rural areas, nitrate-nitrogen (NO3-N) pollution caused by agricultural activities is a major obstacle to the use of shallow groundwater as domestic water or drinking water. In this study, the water quality characteristics of shallow groundwater in Hyogyo-ri agricultural area of Yesan-gun, Chungcheongnam-do province was studied in connection with land use and chemical composition of soil layer. The average NO3-N concentration in groundwater exceeds the domestic and agricultural standard water qualities of Korea and is caused by anthropogenic sources such as fertilizer, livestock wastewater, and domestic sewage. The groundwater type mainly belongs to Ca(Na)-Cl type, unlike Ca-HCO3 type, a general type of shallow groundwater. The average NO3-N concentration (7.7 mg L−1) in groundwater in rice paddy/other (upstream, ranch, and residential) area is lower than the average concentration (22.8 mg L−1) in farm field area, due to a lower permeability in paddy area than that in farm field area. According to the trend analysis by the Mann-Kendall and Sen tests, the NO3-N concentration in the shallow groundwater shows a very weak decreasing trend with ~0.011 mg L−1yr-1 with indicating almost equilibrium state. Meanwhile, SO42− and HCO3− concentrations display annual decreasing trend by 15.48 and 13.15%, respectively. At a zone of 0 to 5 m below the surface, the average hydraulic conductivity is 1.86×10−5cms−1, with a greater value (1.03×10−4 cm s−1) in sand layer and a smaller value (2.50×10−8 cm s−1) in silt layer. 농촌지역에서는 농업활동의 영향에 의한 질산성질소 오염이 천부지하수를 생활용수나 먹는물로 사용하는데 큰 장애요인이 되고 있다. 본 연구에서는 충남 예산군 효교리 농업지역의 천부지하수의 수질특성을 토지용도 및 토양층의 화학성분과 연계하여 고찰하였다. 지하수의 NO3-N 평균 농도는 생활용수와 농업용수 수질 기준을 초과하며, 이는 비료, 축산폐수, 생활하수 등의 인위적인 오염원으로부터 유래하는 것으로 판단된다. 연구지역 지하수 수질형은 주로 Ca(Na)-Cl형에 속하는 것으로 나타나며, 일반적인 천부지하수의 수질형인 Ca-HCO3형과는 다르다. 논 및 기타(상류, 목장, 주거)지역과 밭 지역으로 구분하여 지하수의 NO3-N 농도를 비교한 결과, 밭 지역의 NO3-N의 평균 농도는 22.8 mg L−1이고, 논 및 기타 지역의 NO3-N 평균 농도는 7.7 mg L−1로서 밭 지역의 NO3-N의 평균 농도가 높게 나타난다. 이는 논지역이 낮은 투수성을 가지고, 밭지역은 높은 투수성을 가지기 때문이다. Mann-Kendall 검정과 Sen 검정에 의한 경향성 분석에 의하면, NO3-N 농도는 매년 0.011 mg/L 정도로 매우 약한 감소 추세를 보여주고 있으며, 이는 현재 지하수내 NO3-N 농도가 거의 평형상태에 있음을 지시한다. 한편 SO42− 농도는 매년 −15.48% 씩 감소하며, HCO3− 농도는 매년 −13.75%씩 감소하는 것으로 나타났다. 입도분석에 의한 수리전도도는 지표하 5m까지의 심도에서 평균 1.86×10−5 cm s−1을 보이며, 모래층에서는 1.03×10−4 cm s−1을 그리고 실트층에서는 2.50×10−8 cm s−1을 보인다.
지하수위와 GRACE 자료를 이용한 국내 지하수 함양량 변화 연구
전항탁,함세영,조영헌,김진수,박소영,정재열 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.3
Changes in the amount, intensity, frequency, and type of precipitation, in conjunction with global warming and climate change, critically impact groundwater recharge and associated groundwater level fluctuations. Monthly gravity levels by the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) are acquired to monitor total water storage changes at regional and global scales. However, there are inherent difficulties in quantitatively relating the GRACE observations to groundwater level data due to the difficulties in spatially representing groundwater levels. Here three local interpolation methods (kriging, inverse distance weighted, and natural neighbor) were implemented to estimate the areal distribution of groundwater recharge changes in South Korea during the 2002-2016 period. The interpolated monthly groundwater recharge changes are compared with the GRACE-derived groundwater storage changes. There is a weak decrease in the groundwater recharge changes over time in both the GRACE observations and groundwater measurements, with the rate of groundwater recharge change exhibiting mean and median values of -0.01 and -0.02 cm/month, respectively. 지구 온난화에 따른 기후 변화, 강수량, 강우 강도, 빈도 그리고 강우 유형의 변화는 지하수 함양과 지하수위 변동에 큰 영향을 미친다. 전 세계적인 총 저수량 변화를 파악하는데, GRACE의 월 중력값 이용되어지고 있다. 그러나 지하수위의 공간적인 분포를 표현하기가 쉽지 않으므로, GRACE자료와 지하수위 자료를 정량적으로 연관시키기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 세 가지 국지적인 보간법(크리깅, 역 거리 가중값 및 자연 인접)을 이용하여 2002 년부터 2016년 까지 국내 지하수 함양 변화량의 공간적인 분포를 추정하였다. 그리고 추정된 월평균 지하수 함양 변화량과 GRACE의 월별지하수 저장량 변화값을 비교하였다. GRACE자료와 실측 지하수자료의 함양량 변동값은 미약하지만 시간이 경과할수록 감소추세를 보이고있으며, 연구기간 동안에 지하수 함양 변화량의 평균값은 -0.01 cm/month, 중앙값은 -0.02 cm/month로 산정되었다.
전항탁,함세영,Soun-Ouk Hong,Sang Yong Lee,김형수 한국지구과학회 2020 한국지구과학회지 Vol.41 No.4
When a radial collector well is installed and operated for agricultural purposes, negative impacts may be observed over time due to the clogging of horizontal arms, such as reduced groundwater discharge and water quality deterioration. When radial collector well No. 2 was rehabilitated using the high-pressure impulse generation technique, the specific capacity and transmissivity were increased by 43.1 and 100.6%, respectively. In contrast, according to air surging, the specific capacity and transmissivity increased by 33.8 and 85.8%, respectively, compared to the initial rate before rehabilitation. During the operation of radial collector wells since construction, the time of well rehabilitation can be effectively determined by continuously monitoring the groundwater level and pumping rate of the radial collector wells, thereby preventing a decrease in productivity.