"02분반 삼다수웨이트조"의 두 판 사이의 차이

2025년 12월 18일 (목) 00:15 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 다중 대수층 최적 주입정을 통한 염수침투 저감 및 대수층 별 지하수위 관리 시스템

영문 : Optimized Multi-Aquifer Injection Well for Saltwater Intrusion Mitigation and Aquifer-Specific Groundwater Level Management

과제 팀명

삼다수웨트

지도교수

구자용 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 2020XXX0** 김**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 2020XXX0** 정**

서울시립대학교 환경공학부·과 2020XXX0** 최**

서울시립대학교 환경공학부·과 2021XXX0** 백**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 과제는 미래의 제주 동부 해안 저지대 지역의 과잉 양수로 인한 지하수위 하강 및 기후 온난화로 인한 해수면 수위 상승으로 인한 담수 취수정의 염수 침투를 방지하기 위한 목적으로 다중 대수층 주입정 함양 시스템 및 수위센서 및 유량 조절 벨브 등을 통한 지하 대수층 별 상시 지하수위 감시 및 주입 유량 조절 시스템을 설계한다. Modflow2005 시뮬레이션 프로그램을 통하여 선정한 대상지역의 GIS 정보를 바탕으로 다양한 주입 시나리오를 모델링하여 지하수 함양량을 산출하여 월별 주입 유량을 검토한다. 프로토타입 제작 단계에서는 해당 인자들을 반영한 지하수 주입정을 설계 및 제작하며 수위 기반 주입량을 조절할 수 있도록 발전시킨다.

개발 과제의 배경

제주도는 연 평균 강수량이 1,975mm에 달하는 비가 내리는 지역임에도 불구하고 투수성이 좋은 다공질 화산 암류로 이루어진 관계로 연중 흐르는 하천이 없을 뿐만 아니라, 지표수의 발달도 빈약하여 해안지역에 지하수를 통해 음용수, 농/공업 용수의 약 92%를 제공한다. 최근 제주도에서는 유입인구의 증가 및 다양한 개발사업과 물을 많이 이용하는 특용작물 재배 확대와 시설하우스 등으로 지하수 사용량은 지속적으로 증가하여 지하 대수층 수위가 감소하며 기후 변화로 인한 해수면 수위 상승으로 인해 해안 저지대 지역의 해수 침투 문제가 심각한 상태이다(김진근, 2021) 제주특별자치도 물인프라 현황 및 개선방향, 김진근, 2021 . 특히, 제주도 동부 지역의 경우 수십 년 전부터 고염분 지하수 부존 현상이 나타나는 지역으로 과잉 양수 및 해수면 수위 상승으로 인한 해수 침투가 원인인 지역이다(김경호, 2009). 지구온난화에 따른 제주도 근해의 해수면 상승과 제주도 동부 지역 지하수의 염수대 변화. 김경호, 2009

그림1과 같이 지하수 과잉 양수로 인한 지하수위 감소 및 기후변화로 인한 해수면 상승 시 과거에 비하여 해수-담수 경계로 형성되는 렌즈의 경계면이 담수쪽으로 훨씬 깊게 형성된다. 한반도 주변의 해수면 상승 속도가 최근 40여 년간 약 1-3mm의 범위에 있음을 보였으며, 전국적으로 해수면 상승 속도는 세계 평균을 대체로 상회하고 있었으며 제주도 지역은 특히 빠른 해수면 상승 속도를 보였다. 해수침투에 의해 해안지역의 담수 대수층 내로 해수가 유입되게 되면 해안지역 지하수 관정 내의 염도가 증가하여 생활용수 혹은 농/공업용수로서의 기능을 상실하게 되어 큰 경제적 손실을 일으킬 수 있다. 특히, 지하수가 담수의 공급에 대부분을 차지하는 제주도의 경우 물 사용에 심각한 영향을 미치게 된다. 이러한 해수침투 현상을 방지하기 위하여 지하대수층의 수위를 센서를 통해 상시 지하수위를 관리하며 월별로 달라지는 지하수위에 맞추어 하수재처리수를 함양수로 선정하여 주입유량을 조절하면서 지하 대수층에 주입하여 해수침투를 방지하고자 한다. 이를 통해 지하수 사용에 의존도가 큰 제주 지역에서의 효율적인 물 관리 운영체계를 형성할 수 있으며 지표수 유출이 큰 지형적 특징을 가진 제주 지역에 맞추어 지하 대수층을 하나의 큰 배수지의 역할로 만들어 기후 변화에 맞춘 새로운 물 저장창고를 형성하여 안정적인 물 공급 시스템을 구축할 수 있다(이동엽, 2022). 제주도 해안지역에서의 염수침입에 의한 지하수 취약성 평가모델 개발, 이동엽, 2022

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

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향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제의 배경====
-내용
+제주도는 연 평균 강수량이 1,975mm에 달하는 비가 내리는 지역임에도 불구하고 투수성이 좋은 다공질 화산 암류로 이루어진 관계로 연중 흐르는 하천이 없을 뿐만 아니라, 지표수의 발달도 빈약하여 해안지역에 지하수를 통해 음용수, 농/공업 용수의 약 92%를 제공한다. 최근 제주도에서는 유입인구의 증가 및 다양한 개발사업과 물을 많이 이용하는 특용작물 재배 확대와 시설하우스 등으로 지하수 사용량은 지속적으로 증가하여 지하 대수층 수위가 감소하며 기후 변화로 인한 해수면 수위 상승으로 인해 해안 저지대 지역의 해수 침투 문제가 심각한 상태이다(김진근, 2021) 제주특별자치도 물인프라 현황 및 개선방향, 김진근, 2021
+. 특히, 제주도 동부 지역의 경우 수십 년 전부터 고염분 지하수 부존 현상이 나타나는 지역으로 과잉 양수 및 해수면 수위 상승으로 인한 해수 침투가 원인인 지역이다(김경호, 2009).  지구온난화에 따른 제주도 근해의 해수면 상승과 제주도 동부 지역 지하수의 염수대 변화. 김경호, 2009
+그림1과 같이 지하수 과잉 양수로 인한 지하수위 감소 및 기후변화로 인한 해수면 상승 시 과거에 비하여 해수-담수 경계로 형성되는 렌즈의 경계면이 담수쪽으로 훨씬 깊게 형성된다. 한반도 주변의 해수면 상승 속도가 최근 40여 년간 약 1-3mm의 범위에 있음을 보였으며, 전국적으로 해수면 상승 속도는 세계 평균을 대체로 상회하고 있었으며 제주도 지역은 특히 빠른 해수면 상승 속도를 보였다. 해수침투에 의해 해안지역의 담수 대수층 내로 해수가 유입되게 되면 해안지역 지하수 관정 내의 염도가 증가하여 생활용수 혹은 농/공업용수로서의 기능을 상실하게 되어 큰 경제적 손실을 일으킬 수 있다. 특히, 지하수가 담수의 공급에 대부분을 차지하는 제주도의 경우 물 사용에 심각한 영향을 미치게 된다. 이러한 해수침투 현상을 방지하기 위하여 지하대수층의 수위를 센서를 통해 상시 지하수위를 관리하며 월별로 달라지는 지하수위에 맞추어 하수재처리수를 함양수로 선정하여 주입유량을 조절하면서 지하 대수층에 주입하여 해수침투를 방지하고자 한다. 이를 통해 지하수 사용에 의존도가 큰 제주 지역에서의 효율적인 물 관리 운영체계를 형성할 수 있으며 지표수 유출이 큰 지형적 특징을 가진 제주 지역에 맞추어 지하 대수층을 하나의 큰 배수지의 역할로 만들어 기후 변화에 맞춘 새로운 물 저장창고를 형성하여 안정적인 물 공급 시스템을 구축할 수 있다(이동엽, 2022). 제주도 해안지역에서의 염수침입에 의한 지하수 취약성 평가모델 개발, 이동엽, 2022
 ====개발 과제의 목표 및 내용====
 내용