조위변화를 이용한 무동력 지하수 해수 침투저감에대한수치모델 및 수리모형 연구 Experimental and Numerical Studies on Passive Saltwater Pumping System Using Tidal Fluctuation for Mitigating Saltwater Intrusion원문보기
기후변화는 해수위 상승뿐만 아니라 가뭄 발생에 의해 해안지하수위도 감소시켜, 해수침투를 야기하는 위협요소로 작용된다. 뿐만 아니라, 해안지역 거주인구 증가와 해안농경지 증가 등의 이유로 해안지하수의 사용량이 늘어 인간에 의한 위협요소 또한 증가하고 있다. 해수침투로 인해 해안에 위치한 지하수관정의 경우 바닷물이 대수층을 통해 침투하여 지하수관정을 오염시키는 경우가 발생한다. 이러한 경우 수질을 회복하기까지 수년이 걸리게 되며, 그동안 취수원으로서 가치를 상실하게 된다. 본 연구에서는 조위변화가 지하수위 및 해수침투에 끼치는 영향과 새로운 해수침투 저감기법(Passive saltwater pumping system)을 제안하였다. 조위변화의 영향을 확인하기 위해서 경계면 모델을 이용한 ...
기후변화는 해수위 상승뿐만 아니라 가뭄 발생에 의해 해안지하수위도 감소시켜, 해수침투를 야기하는 위협요소로 작용된다. 뿐만 아니라, 해안지역 거주인구 증가와 해안농경지 증가 등의 이유로 해안지하수의 사용량이 늘어 인간에 의한 위협요소 또한 증가하고 있다. 해수침투로 인해 해안에 위치한 지하수관정의 경우 바닷물이 대수층을 통해 침투하여 지하수관정을 오염시키는 경우가 발생한다. 이러한 경우 수질을 회복하기까지 수년이 걸리게 되며, 그동안 취수원으로서 가치를 상실하게 된다. 본 연구에서는 조위변화가 지하수위 및 해수침투에 끼치는 영향과 새로운 해수침투 저감기법(Passive saltwater pumping system)을 제안하였다. 조위변화의 영향을 확인하기 위해서 경계면 모델을 이용한 수치해석과 삼차원 해안지하수 수리모형 실험을 수행하였으며, 수리모형실험에서는 경계면과 지하수위를 함께 계측하는 방법을 최초로 제안하였고 성공적으로 수리모형연구에 적용되어 조위가 지하수위와 경계면에 미치는 영향을 확인하였다. 가상영역에 대한 민감도 분석결과 해수침투연구에서 조위의 영향을 고려하지 않을 경우 해수침투량이 과소평가 될 수 있음을 확인하였다. 또한, 본 연구에서 제안한 Passive Saltwater Pumping System은 동력지원이 필요 없는 친환경 해수침투 저감 기법으로 조위에 의해 변화하는 해수위와 내륙지하수위의 수두차이를 동력으로 활용한다. 본 연구에서 가상영역에 대한 수치해석이 이루어졌으며, 제안된 방법을 적용할 경우 대수층 담수량 증가와 함께 해수침투 저감효과를 수치해석을 통해 확인하였다.
기후변화는 해수위 상승뿐만 아니라 가뭄 발생에 의해 해안지하수위도 감소시켜, 해수침투를 야기하는 위협요소로 작용된다. 뿐만 아니라, 해안지역 거주인구 증가와 해안농경지 증가 등의 이유로 해안지하수의 사용량이 늘어 인간에 의한 위협요소 또한 증가하고 있다. 해수침투로 인해 해안에 위치한 지하수관정의 경우 바닷물이 대수층을 통해 침투하여 지하수관정을 오염시키는 경우가 발생한다. 이러한 경우 수질을 회복하기까지 수년이 걸리게 되며, 그동안 취수원으로서 가치를 상실하게 된다. 본 연구에서는 조위변화가 지하수위 및 해수침투에 끼치는 영향과 새로운 해수침투 저감기법(Passive saltwater pumping system)을 제안하였다. 조위변화의 영향을 확인하기 위해서 경계면 모델을 이용한 수치해석과 삼차원 해안지하수 수리모형 실험을 수행하였으며, 수리모형실험에서는 경계면과 지하수위를 함께 계측하는 방법을 최초로 제안하였고 성공적으로 수리모형연구에 적용되어 조위가 지하수위와 경계면에 미치는 영향을 확인하였다. 가상영역에 대한 민감도 분석결과 해수침투연구에서 조위의 영향을 고려하지 않을 경우 해수침투량이 과소평가 될 수 있음을 확인하였다. 또한, 본 연구에서 제안한 Passive Saltwater Pumping System은 동력지원이 필요 없는 친환경 해수침투 저감 기법으로 조위에 의해 변화하는 해수위와 내륙지하수위의 수두차이를 동력으로 활용한다. 본 연구에서 가상영역에 대한 수치해석이 이루어졌으며, 제안된 방법을 적용할 경우 대수층 담수량 증가와 함께 해수침투 저감효과를 수치해석을 통해 확인하였다.
The coastal groundwater sources are under threats due to climate change effects like sea level rise and droughts. Also there are anthropogenic threats due to increase in population leading to increase in coastal groundwater withdrawals for domestic and agricultural uses. As a result saltwater intrus...
The coastal groundwater sources are under threats due to climate change effects like sea level rise and droughts. Also there are anthropogenic threats due to increase in population leading to increase in coastal groundwater withdrawals for domestic and agricultural uses. As a result saltwater intrusion occurs in the coastal aquifer which contaminates the groundwater wells. It may take several years for the natural recovery of the water quality. In order to reduce these damages, various saltwater intrusion mitigation techniques have been proposed and implemented. But in general many coastal groundwater numerical analysis studies ignore the effects of tides and consider the mean sea level (MSL) as the coastal boundary condition. In this study the effect of tides on salt water intrusion is investigated and a new concept of passive saltwater pumping system that can reduce the saltwater intrusion is proposed. A sharp interface numerical model and three dimensional lab-scale experimental studies are conducted to assess the effect of tides on saltwater intrusion in coastal aquifers. In the hydraulic model experiment, a new and improved method for the measurement of freshwater saltwater interface and groundwater level is proposed and implemented successfully. A new concept of passive saltwater pumping system which works under the head difference in groundwater level and sea level caused by tide is proposed and investigated numerically on a hypothetical aquifer. The results of numerical analysis and experimental studies confirmed the influence of tides on groundwater level and freshwater saltwater interface. Sensitivity analysis conducted for hypothetical region, showed that saltwater intrusion could be underestimated if tidal effects are not considered in saltwater intrusion (seawater intrusion) studies. The numerical study on the proposed passive saltwater pumping system confirmed the reduction in saltwater intrusion and increase in volume of freshwater in the aquifer when it is used in a coastal aquifer. The passive saltwater pumping system is a non - powered eco - friendly method powered by tides, and can be implemented for reduction of saltwater intrusion in suitable locations of coastal aquifers around the world.
The coastal groundwater sources are under threats due to climate change effects like sea level rise and droughts. Also there are anthropogenic threats due to increase in population leading to increase in coastal groundwater withdrawals for domestic and agricultural uses. As a result saltwater intrusion occurs in the coastal aquifer which contaminates the groundwater wells. It may take several years for the natural recovery of the water quality. In order to reduce these damages, various saltwater intrusion mitigation techniques have been proposed and implemented. But in general many coastal groundwater numerical analysis studies ignore the effects of tides and consider the mean sea level (MSL) as the coastal boundary condition. In this study the effect of tides on salt water intrusion is investigated and a new concept of passive saltwater pumping system that can reduce the saltwater intrusion is proposed. A sharp interface numerical model and three dimensional lab-scale experimental studies are conducted to assess the effect of tides on saltwater intrusion in coastal aquifers. In the hydraulic model experiment, a new and improved method for the measurement of freshwater saltwater interface and groundwater level is proposed and implemented successfully. A new concept of passive saltwater pumping system which works under the head difference in groundwater level and sea level caused by tide is proposed and investigated numerically on a hypothetical aquifer. The results of numerical analysis and experimental studies confirmed the influence of tides on groundwater level and freshwater saltwater interface. Sensitivity analysis conducted for hypothetical region, showed that saltwater intrusion could be underestimated if tidal effects are not considered in saltwater intrusion (seawater intrusion) studies. The numerical study on the proposed passive saltwater pumping system confirmed the reduction in saltwater intrusion and increase in volume of freshwater in the aquifer when it is used in a coastal aquifer. The passive saltwater pumping system is a non - powered eco - friendly method powered by tides, and can be implemented for reduction of saltwater intrusion in suitable locations of coastal aquifers around the world.
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