초록 ▼

수질기준 초과 회수, 평균 농도, 수질 변동 경향성의 오염 지시를 합산, 지하수 수질 관리 등급 분류 기법을 개발. 수질측정망 적용 결과 질산성질소, 일반세균, 전기전도도의 오염도가 높게 평가됨. 역방향 반응성 모델과 토빗(Tobit) 회귀분석법을 연계, 취수정 수질의 오염원 영향 정량적 평가 모델을 개발. 춘천시 유포리 적용 결과 토지이용과 질산성질소의 상관성을 정량화. 오염 부하량과 수질의 직접 회귀식을 도출. 주기적 오염 부하를 반영한 불포화대 모델을 연계, 지표 부하량을 계산하고, 관정 용도별 수질기준을 반영하는 오염 부하량

수질기준 초과 회수, 평균 농도, 수질 변동 경향성의 오염 지시를 합산, 지하수 수질 관리 등급 분류 기법을 개발. 수질측정망 적용 결과 질산성질소, 일반세균, 전기전도도의 오염도가 높게 평가됨. 역방향 반응성 모델과 토빗(Tobit) 회귀분석법을 연계, 취수정 수질의 오염원 영향 정량적 평가 모델을 개발. 춘천시 유포리 적용 결과 토지이용과 질산성질소의 상관성을 정량화. 오염 부하량과 수질의 직접 회귀식을 도출. 주기적 오염 부하를 반영한 불포화대 모델을 연계, 지표 부하량을 계산하고, 관정 용도별 수질기준을 반영하는 오염 부하량 한계치 설정 모델을 개발. 이천시 백사면 적용 결과 양수정과 오염원 관리에 적합한 최적 양수량과 오염 부하 한계치를 제시. 변동포화대 3차원 모델인 모드플로우 서팩트(MODFLOW-SURFACT)와 증발산량을 계산하는 생태모듈을 연계, 지하수-생태 모델링 기술 개발. 파주시 문산천 적용 결과 광역규모 하천수-지하수 물 이동률과 유출입 양상 일치. 반응성 오염 거동은 오염원 인접 하천에만 영향을 줌.

(출처 : 보고서 초록 4p)

Abstract ▼

This study has suggested a method to grade groundwater quality quantitatively using statistical approaches for evaluating the quality of groundwater in wells included in the Groundwater Quality Monitoring Network(GQMN). The proposed analysis method is applied to GQMN data from 2001 to 2008 for nitra

This study has suggested a method to grade groundwater quality quantitatively using statistical approaches for evaluating the quality of groundwater in wells included in the Groundwater Quality Monitoring Network(GQMN). The proposed analysis method is applied to GQMN data from 2001 to 2008 for nitrate nitrogen, chloride, trichloroethylene, potential of hydrogen (pH), and electrical conductivity. The analysis results are obtained as groundwater quality grades of the groundwater representing each of the monitoring stations. The degree of groundwater contamination is analysed for water quality parameters, district, and usage. The results show that the degree of groundwater contamination is relatively high by nitrate nitrogen, bacteria and electrical conductivity and at Seoul, Incheon, Gwangju, Gyeonggido and Jeollado. The degree of contamination by nitrate nitrogen and trichloroethylene is especially high when the groundwater is used for agricultural and industrial water, respectively. It is evaluated that potable groudnwater in GQMN is significantly vulnerable to nitrate nitrogen and bacteria contamination.
A statistical model is developed for management of groundwater quality in agricultural regions. Tobit regression method is used to extract factors affecting groundwater quality. Variables used as independent explanatory variables for the regression methods were well depth, elevation and slope of well location, and area of each land use within a capture zone of a well. During the process of regression analysis, variables which has low significance relating to the observed groundwater quality are eliminates until we got final regression model equation with variables of significant influence on groundwater quality. The capture zone, within which the area of each land use is measured, is delineated especially using the backward transport equation. The backward transport equation is based on the advection-dispersion equation describing solute transport in groundwater. The advantage of delineating the capture zone using the backward equation is that it considers physical process of groundwater flow and solute transport and also it is represented with probability according to the intensity of capturing to a pumping well. The variables left in the final regression model are the area of each land use which is closely related to the amount of contaminate mass loaded on the land surface. From the model describing relationship between groundwater quality and area of land uses, one can derive a equation describing the direct relationship between groundwater quality and the amount of contaminant loading mass. This method is expected to be applied to maintain groundwater quality in agriculture region at acceptable level.
A module to determine the optimal contaminant loading mass limitation based on water quality standards was developed. It can simulate the periodic contaminant loading, calculate on-ground contaminant loading by liking the unsaturated transport model, and consider the water quality standards dependent on the use of each pumping well. In addition, the backward transport module to calculate actual contribution of contaminant source to a supply well was also developed and combined with the optimal contaminant loading mass module developed previously.
Water exchange and related nutrient fluxes occur from the underlying groundwater to the surface water ecosystem in groundwater dependent ecosystems (GDEs). Consequently, groundwater discharge/recharge caused by surface water-groundwater interactions has a crucial influence on the groundwater dependent ecosystems. In this report, we provide the reviews of studies incorporating hydrology and ecology for better understanding the interactions between groundwater fluxes exchanged within GDEs and ecological processes. Preliminary numerical tests with MODFLOW-SURFACT 2.2 (a three dimensional groundwater model in variably saturated aquifers) resulted that the pattern of hyporheic exchange occurrence was sensitive not only to transient change of rainfall, but to evapotranspiration, which is one of the significant ecological factors in GDEs. Therefore, we develop a groundwater-ecosystem model by coupling MODFLOW-SURFACT 2.2 and a module for calculating evapotranspiration rates based on Thornwaite method. Thornwaite method uses meteorological data, land cover, vegetation, and soil types to estimate evapotranspiration rates. We applied a developed model to Munsan stream area located in Paju-si, South Korea. Hydro-ecological characterizations were carried out in a reach of Munsan stream. Characterizations include soil texture analyses, hydraulic conductivity measurements, monitoring groundwater upwelling/downwelling using minipiezometers, hydrochemical analyses, microbiological analyses, temperature monitoring using i-buttons, and Ground Penetrating Radar (GPR) surveys. Based on measured data (mainly temperature data), we determine scale-dependent water seepage rates through streambed. Estimated seepage rates are used to calibrate groundwater-ecosystem model for the study site. For a potential groundwater contamination source, we simulate contaminant transport and examine contaminant concentration changes of groundwater discharges to the stream. For non-reactive contaminants, longitudinal dispersivity affects distribution of contaminant plume. For reactive contaminants, however, reaction rates has a significant influence on the fate and transport of contaminants, consequently, the quality of groundwater as well as stream water in groundwater dependent ecosystems. This work demonstrates the applicability of groundwater-ecosystem modeling technique to quantitative management and control of anthropogenic contamination due to agricultural practices, residential and industrial activities in riparian areas for protection of water resources and riparian ecosystems.

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 12
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 18
• 그림목차 ... 19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 24
• 제1절 연구개발의 중요성(필요성) ... 24
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 25
• 1. 연구의 최종목표 및 성격 ... 25
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제1절 세계적 수준 ... 26
• 제2절 국내수준 ... 26
• 제3절 국내·외의 연구현황 ... 26
• 제4절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 27
• 1. 차별성 ... 27
• 2. 관련기술 보유현황 ... 29
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 30
• 제1절 지하수 수질 관리 등급 분류 정량화 기법 ... 30
• 1. 서론 ... 30
• 2. 재료 및 방법 ... 31
• 3. 결과 ... 34
• 4. 토의 및 결론 ... 40
• 제2절 토지이용, 오염 부하, 지하수 관정 수질의 상관성 정량화 기술 ... 41
• 1. 서론 ... 41
• 2. 방법론 ... 42
• 3. 개발 모델 적용 ... 45
• 4. 결론 ... 54
• 제3절 지하수 수질기준 연계 오염 부하량 한계치 설정 기술 ... 56
• 1. 서론 ... 56
• 2. 현장 조사 ... 57
• 3. 수질기준 연계 오염 부하량 한계치 설정 모듈의 개발 ... 62
• 4. 모델 적용 결과 ... 67
• 5. 역산 거동 모듈과의 연계 ... 72
• 6. 결론 ... 80
• 제4절 지하수 종속 생태환경 통합 예측 기술 ... 81
• 1. 지하수-생태환경 상호작용 모델 이론 ... 81
• 2. 상용 모델 적용 및 보완 ... 85
• 3. 현장 기초조사 및 자료 분석 ... 92
• 4. 지표수-지하수계 간 물 이동률 ... 128
• 5. 현장 자료를 활용한 지표수-지하수 시스템간 물 이동 모델링 ... 133
• 6. 현장 자료를 활용한 지표수-지하수 시스템 간 오염 거동 모델링 ... 137
• 7. 지하수 종속생태 모델링 기술의 활용 방안 제안 ... 146
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 148
• 제1절 목표 달성도 ... 148
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 153
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 154
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 156
• 제7장 참고문헌 ... 160
• 부록 ... 168
• 부록 1. 지하수 수질관리등급 정령화기술 - WQA 사용자 매뉴얼 ... 170
• 부록 2. 토지이용, 오염부하, 지하수 관정 수질의 상관성 정량화 기술 - 확률적 포획권 설정 및 토빗(Tobit) 회귀분석 매뉴얼(하이드로지오스피어(HydroGeoSphere)와 사스(SAS) 프로그램 활용) ... 174
• 끝페이지 ... 180