• Numerical Analysis of Horizontal Collector Well in Riverbank Filtration
  • Kim, Hyoung-Soo;Jeong, Jae-Hoon;
  • Korea Institute of Water and Environment, Korea Water Resources Corporation;Korea Institute of Water and Environment, Korea Water Resources Corporation;
  • 수평 방사형 집수정 활용 강변여과 취수 수치 분석
  • 김형수;정재훈;
  • 한국수자원공사 수자원연구원;한국수자원공사 수자원연구원;
Abstract
Groundwater flow due to intake of horizontal collector well in riverbank filtration site was analyzed by use of numerical groundwater modeling program (FEFLOW 5.1). Drawdowns of groundwater table nearby collector well were evaluated according to variations of several conditions; pumping rate, thickness of aquifer, offset distance from well to shore line of stream, conductance of streambed. It is observed that the drawdowns of groundwater table are clearly changed according to the variations of these conditions. The results of sensitive analysis shows that the thickness of alluvial aquifer and the offset distance are more sensitive than the conductance of streambed in evaluation of drawdown. This result implies that hydrogeological conditions, as like thickness of aquifer and its distribution in the site are important factors in site selection and evaluating the availability of riverbank filtration intake using horizontal collector well system. It is also revealed that numerical modeling using FEFLOW with 1-D discrete element feature can give efficient quantitative evaluation of horizontal collector well and estimation of availability of riverbank filtration site.

지하수 유동 수치 모사 프로그램 (FEFLOW 5.1)을 이용하여 수평 방사형 집수정 취수에 따른 강변여과 지역의 지하수 유동을 분석하였다. 양수량, 대수층 두께, 취수정과 하천 사이의 이격거리, 하천 바닥의 투수 능력(Conductance)등의 조건 변화에 따른 집수정 인접 대수층의 수위강하가 계산되었다. 이들 조건 변화에 따라 지하수위 강하는 뚜렷한 변화를 보여주었다. 민감도 분석 결과, 대수층의 두께와 취수정과 하천 사이의 이격거리가 하천 바닥의 수리 전도에 비해 지하수위 강하에 더 민감하게 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 수평 방사형 집수정을 통한 강변여과 취수 가능지역을 선정하고 그 개발량을 추정할 때, 충적 대수층의 두께와 분포 특성이 중요한 요소임을 시사한다. 또한 FEFLOW의 1차원 선형 불연속 특징 요소를 활용한 수치 모사는 효과적으로 수평 방사형 집수정의 정량 평가와 강변여과 현장의 개발 가능량 추정을 할 수 있는 도구임이 밝혀졌다.

Keywords: Riverbank filtration (RBF);Horizontal collector well;groundwater numerical modeling;Sensitivity analysis;Availability of groundwater;Riverbed conductance;FEFLOW;

Keywords: 강변여과;수평 방사형 집수정;지하수 수치 모델링;민감도 분석;지하수 개발 가능량;하천 바닥 수리 전도 능력;

References
  • 1. 과학기술부, 건설교통부, 한국수자원공사, 2004, 지속가능한지하수개발 및 인곰훈양, 21세기 프론티어연구개발사업 수자원의 지속적 확보기술개발사업 보고서: 과제번호 3-4-l
  •  
  • 2. 과학기술부, 건설교통부, 한국수자원공사, 2007, 대수층 활용 상수도 공급시스템 개발, 21세기 프론티어연구개발사업 수자원의 지속적 확보기술개발사업 보고서: 과제번호 3-4-2
  •  
  • 3. 김형수, 2008, 수치 모사를 활용한 수평 혹은 경사형 특수 정호 지하수 흐름 특성 평가, 지하토양, 13(2) 54-61
  •  
  • 4. 김형수, 석희준, 2004, 지속가능한 지하수개발 및 인공함양, 수지원의 지속적 확보기술개발사업단, TR2004-04, p. 66
  •  
  • 5. 김형수, 한찬, 유정아, 1999, 지하수함양 및 활용증대빙안 연구, WRRI-GG-99-1, 한국수자원공사 연구보고서, p.198
  •  
  • 6. 백건하, 한찬, 유정아, 1996, 하상퇴적층 여과방식에 의한 금강수도 취수개선 방안조사렛$II^3$, WRRI-GG-96-2, 한국수자원공사 연구보고서
  •  
  • 7. 정봉일, 1975 ,남한의 충적층의 통계학적 지질연구, 광산지질, 제8(3), 125-134
  •  
  • 8. 정재열, 함세영, 김형수, 손건태, 차용훈, 장성, 백건하, 2003, 창원시 대산면 강변충적층의 지하수위 변동특성, 지질학회지, 13(4), 457-474
  •  
  • 9. 정지훈, 박재현, 박창근, 양정석, 김대근, 정교철, 최용선, 부성안, 2004, 방사형 집수정에 의한 강변여과수 산출량 산정에 관한 연구, 지질공학회지 , 14(4), 417-427
  •  
  • 10. 최병수, 정형재, 이기철, 김정희, 1996, 소유역 지하댐 개발에 관한 기술개발 연구, 농어촌진흥공사, 농림부 연구보고서
  •  
  • 11. 한국수지원공사, 1995 , 하상퇴적층의 수리특성을 이용한 취수원 활용 시범조사보고서. 한국수자원공사 조사보고서
  •  
  • 12. 한국수자원공사, 1996, 전국 충적층 지하수 조사 보고서, 한국수자원공사조사보고서
  •  
  • 13. 한국수자원공사, 2002, 강변여과수 개발가능지점 및 개발가능량 조사보고서, 한국수자원공사조사보고서
  •  
  • 14. 함세영, 정재열, 김형수, 정상, 류수희, 2004, 창원시 북면낙동강주변하성퇴적층의 지하수유동모텔링 연구, 자원환경지질, 37(5), 499-508
  •  
  • 15. 환경부, 부산광역시, 경상남도, 1996, 부산.경남지역 복류수 및 강변여과수 개발 타당성 조사보고서
  •  
  • 16. Berger, P., 2002, Removal of Cryptosporidium using bank filtration, Riverbank filtration: Understanding contaminant biogeochemistry and pathogen removal, C. Ray(ed), Kluwer Academic Publishers, p. 85-121
  •  
  • 17. Diersch, H.-J G., 2002a, Discrete feature modeling of flow, mass and heat transport processes by using FEFLOW, WASY Software, FEFLOW White Papers, 1, 149-196
  •  
  • 18. Diersch, H.-J G., 2002b, WASY Software FEFLOW Reference Manual
  •  
  • 19. Fetter, C.W., 2001, Applied Hydrogeology, Prentice Hall
  •  
  • 20. Gollnitz, W.D., Whitteberry, B.L., and VOGT, J.A., 2004, Riverbank filtration: Induced infiltration and groundwater quality, Journal AWWA, 96(12), 98-110
  •  
  • 21. Sacher, F. and Brauch, H.-J., 2002, Experiences on the fate of organic micropollutants during riverbank filtration, Riverbank filtration: Understanding contaminant biogeochemistry and pathogen removal, C. Ray(ed), Kluwer Academic Publishers, p. 135-151
  •  

This Article

  • 2009; 14(1): 1-10

    Published on Feb 28, 2009