KR101190325B1 - Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof - Google Patents
Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101190325B1 KR101190325B1 KR1020110021020A KR20110021020A KR101190325B1 KR 101190325 B1 KR101190325 B1 KR 101190325B1 KR 1020110021020 A KR1020110021020 A KR 1020110021020A KR 20110021020 A KR20110021020 A KR 20110021020A KR 101190325 B1 KR101190325 B1 KR 101190325B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water quality
- quality information
- groundwater
- layer
- seawater
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/008—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
해수 침투 모니터링 장치 및 방법이 개시된다. 해수 침투 모니터링 장치의 지하수 혼합기는 염도에 따라 다층이 형성된 지하수를 혼합하고, 센서부는 지하수 혼합기에 의해 혼합된 지하수의 수질 정보를 센싱하는 적어도 하나의 센서를 포함하며, 저장부는 센서부에 의해 센싱된 수질 정보를 저장할 수 있다.Apparatus and method for monitoring seawater penetration are disclosed. The groundwater mixer of the seawater penetration monitoring apparatus mixes groundwater having a multi-layered structure according to salinity, and the sensor unit includes at least one sensor that senses water quality information of the groundwater mixed by the groundwater mixer, and the storage unit is sensed by the sensor unit. Water quality information can be stored.
Description
본 발명은 해수 침투 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 하나의 수질 센서를 이용하여 지하수에 해수의 침투 여부를 판단할 수 있는 해수 침투 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater penetration monitoring device and method, and more particularly, to a seawater penetration monitoring device and method that can determine whether or not seawater has penetrated groundwater using at least one water quality sensor.
임해 지역에 상주하는 인구가 증가하는 경우, 임해 지역에서의 경제활동 및 산업시설이 증가하며, 이에 따라 임해 지역에서 생활용수 및 농업용수 등 각종 용수의 수요가 증가하게 된다. 그러나, 임해 지역에 갖춰진 용수공급 시설이 부족한 경우, 임해 지역에서의 용수는 연안 지하수에 의존하게 된다. 연안 지하수는 해수의 유입으로 인해 염분함량이 높은 염수와 육지와 인접한 곳의 담수로 구분된다. 대부분의 생활용수는 연안 지하수 중 담수로부터 공급받는다.If the population living in the coastal area increases, the economic activity and industrial facilities in the coastal area will increase, and accordingly, the demand for water, such as living water and agricultural water, will increase in the coastal area. However, if there is a shortage of water supply facilities in the sea area, the water in the sea area will depend on coastal groundwater. Coastal groundwater is divided into brine with high salinity due to the inflow of seawater and freshwater adjacent to land. Most living water is supplied from freshwater in coastal groundwater.
해수와 접해 있는 연안 지하수를 과도하게 이용하는 경우 담수층으로의 해수침투 현상이 발생하게 되며, 연안 지하수로 사용되는 담수층에 염분이 높은 해수가 유입되면서 연안 지하수는 생활용수 및 농업용수로 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해 도입된 기술 중 하나가 해수 침투를 모니터링하는 기술이다.Excessive use of coastal groundwater in contact with seawater causes seawater infiltration into the freshwater layer, and saltwater with high salinity flows into the freshwater layer used as coastal groundwater, preventing coastal groundwater from being used for living and agricultural water. . One technique introduced to prevent this problem is to monitor seawater penetration.
기존의 해수 침투를 모니터링하는 기술은 전기전도도 측정 방식을 이용한다. 일 예로, 기존의 전기전도도 측정 방식은 관측정 내에 전기전도도 센서를 넣어 염분의 농도를 측정한다. 그러나, 이러한 측정 방법은 무거운 센서 프로브와 케이블을 관측정에 삽입하고 심도를 변화해 가며 측정해야하는 번거로움이 따른다. 또한, 하나의 전기전도도 센서를 사용하므로, 다양한 심도에 대한 전기전도도를 측정할 수 없다.Conventional techniques for monitoring seawater infiltration use electrical conductivity measurement. For example, the conventional conductivity measurement method measures the salt concentration by putting an conductivity sensor in the observation well. However, this method of measurement involves the burden of inserting heavy sensor probes and cables into the observation well and changing the depth of field. In addition, since one conductivity sensor is used, conductivity of various depths cannot be measured.
다른 전기전도도 측정 방식은 관측정에 복수 개의 전기전도도 센서를 심도 별로 설치하고, 지상의 모니터링 장치에 연결하여 경계면의 위치 및 위치의 변화를 측정한다. 경계면의 위치는 담수층과 천이층의 경계, 천이층과 해수층의 경계 위치이다. 그러나, 이러한 측정 방법은 센서들이 설치된 위치에 대한 해수 침투 여부만 측정되므로 센서와 센서 사이에 존재하는 담수와 해수의 경계면뿐만 아니라, 각 층의 두께를 정확히 파악하기 어려우며, 복수 개의 센서를 설치하는 작업상의 어려움과 다수의 센서로 인한 비용이 증가한다.Another method of measuring the conductivity is to install a plurality of conductivity sensors per depth of field in the observation well, and connected to the ground monitoring device to measure the position of the interface and the change in position. The location of the interface is the boundary between the freshwater and transition layers, and the boundary between the transition and sea layers. However, since the measurement method only measures the penetration of seawater to the location where the sensors are installed, it is difficult to accurately determine the thickness of each layer as well as the interface between fresh water and seawater existing between the sensor and the sensor. Difficulty in injury and increased costs due to multiple sensors.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 적어도 한 개의 센서를 이용하여 지하수의 수질을 측정하고, 측정된 수질 정보를 기초로 지하수 내 각 층의 두께를 판단하고, 해수의 침투 여부를 판단할 수 있는 해수 침투 모니터링 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention to solve the above problems, by using at least one sensor to measure the water quality of the groundwater, based on the measured water quality information to determine the thickness of each layer in the groundwater, to determine whether the seawater infiltration It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for monitoring seawater penetration.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관측정 내에 존재하는 지하수를 혼합하는 지하수 혼합기; 상기 지하수 혼합기에 의해 혼합된 지하수의 수질 정보를 센싱하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 저장된 수질 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치가 제공된다.According to one embodiment of the invention, the groundwater mixer for mixing the groundwater existing in the observation well; A sensor unit including at least one sensor for sensing the water quality information of the ground water mixed by the ground water mixer; And a determination unit determining whether seawater has infiltrated on the basis of the stored water quality information.
상기 센서부에 의해 센싱된 수질 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함한다.It further includes a storage unit for storing the water quality information sensed by the sensor unit.
상기 저장부는, 상기 저장된 수질 정보를 중앙제어장치로 전송하는 원격단말기(RTU: Remote Terminal Unit)에 구비될 수 있다.The storage unit may be provided in a remote terminal unit (RTU) for transmitting the stored water quality information to a central controller.
혼합수의 기준 수질 정보들-상기 지하수를 사전에 혼합하여 센싱한 수질 정보임-과 상기 지하수의 염수층, 담수층 및 천이층 중 적어도 하나의 두께가 매핑저장되는 데이터베이스;를 더 포함하며, 상기 판단부는, 상기 센서부에 의해 센싱된 수질 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 기준 수질 정보를 참조하여 상기 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다.Standard water quality information of the mixed water-the water quality information that is sensed by mixing the ground water in advance-and the database in which the thickness of at least one of the brine layer, fresh water layer and the transition layer of the ground water is mapped and stored; The determination unit may determine whether the seawater penetrates by referring to the water quality information sensed by the sensor unit and the reference water quality information stored in the database.
상기 기준 수질 정보는 또한 상기 기준 수질 정보가 센싱된 시점의 온도 및 상기 기준 수질 정보가 센싱된 지하수의 전체 체적 중 적어도 하나에 매핑되어 저장될 수 있다.The reference water quality information may also be mapped to and stored in at least one of a temperature at which the reference water quality information is sensed and a total volume of groundwater in which the reference water quality information is sensed.
상기 센서부는 상기 지하수의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함한다.The sensor unit further includes a temperature sensor for measuring the temperature of the groundwater.
상기 지하수 혼합기는, 육지에서 공기를 주입하는 공기 펌프; 상기 지하수 내에 마련되어, 상기 공기 펌프에 의해 주입되는 공기의 이동경로를 제공하는 산기관; 및 상기 지하수의 저층에 마련되어, 상기 산기관을 통해 이동되는 공기를 기포형태로 배출하는 노즐;을 포함하며, 상기 노즐에서 배출되는 기포형태의 공기는 상기 지하수를 혼합할 수 있다.The groundwater mixer, the air pump for injecting air from the land; An diffuser provided in the groundwater, the diffuser providing a movement path of the air injected by the air pump; And a nozzle provided in the bottom layer of the ground water and discharging air moving through the diffuser in a bubble form, wherein the bubble-type air discharged from the nozzle may mix the ground water.
상기 지하수 혼합기는, 상기 지하수의 두께를 측정하는 센서;를 더 포함한다.The groundwater mixer further includes a sensor for measuring the thickness of the groundwater.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 지하수 혼합기를 이용하여 관측정 내의 지하수를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 지하수의 수질 정보를 적어도 하나의 센서를 이용하여 센싱하는 단계; 및 상기 센싱된 수질 정보를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법이 제공된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the step of mixing the groundwater in the observation well using the groundwater mixer; Sensing water quality information of the mixed groundwater using at least one sensor; And storing the sensed water quality information.
상기 저장된 수질 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단하는 단계;를 더 포함한다.And determining whether seawater infiltrates based on the stored water quality information.
상기 판단하는 단계는, 상기 센싱되어 저장된 수질 정보와 데이터베이스에 저장된 기준 수질 정보를 참조하여 상기 해수의 침투 여부를 판단하며, 상기 데이터베이스에는 저장된 기준 수질 정보는 상기 지하수를 사전에 혼합하여 센싱한 수질 정보이다.The determining may include determining whether the seawater is infiltrated by referring to the sensed and stored water quality information and the reference water quality information stored in the database, and the reference water quality information stored in the database is previously sensed by mixing the groundwater. to be.
상기 지하수의 온도를 측정하는 단계;를 더 포함한다.And measuring the temperature of the groundwater.
상기 지하수를 혼합하는 단계는, 공기 펌프에 의해 주입되는 공기를 산기관을 통해 지하수 내의 노즐로 이동시키고, 노즐을 통해 공기를 기포 형태로 배출하여 상기 지하수를 혼합시킬 수 있다.In the mixing of the groundwater, the air injected by the air pump may be moved to the nozzle in the groundwater through the diffuser, and the groundwater may be mixed by discharging the air in the form of bubbles through the nozzle.
본 발명의 실시예에 따르면, 지하수의 염수층, 천이층 및 담수층을 공기를 이용하여 혼합하고, 혼합된 지하수의 수질 정보를 최소 1개의 센서를 이용하여 센싱하고, 센싱된 수질 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단함으로써 비용의 최소화 및 센싱에 필요한 설비의 편리성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the brine layer, the transition layer and the freshwater layer of groundwater are mixed using air, the water quality information of the mixed groundwater is sensed using at least one sensor, and based on the sensed water quality information. By determining whether seawater penetrates, it is possible to minimize costs and improve the convenience of facilities required for sensing.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 지하수의 염수층, 천이층 및 담수층의 두께를 조정하면서 지하수를 혼합한 혼합수의 수질 정보를 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 정보와 현재 센싱되는 수질 정보를 이용함으로써, 수질 정보만으로 지하수의 각 층의 두께와 해수의 침투 여부를 복잡한 연산과정없이 판단할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, while adjusting the thickness of the brine layer, transition layer and fresh water layer of the groundwater, the water quality information of the mixed water mixed with the groundwater is databased, and the databased information and the currently detected water quality information By using the water quality information, it is possible to determine the thickness of each layer of the groundwater and the penetration of seawater without complicated calculation process.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서에 의해 센싱된 수질 정보와 온도 정보, 그리고, 그에 매핑되어 데이터베이스에 저장된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께를 누적하여 저장함으로써, 관리자가 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께 변화에 대한 히스토리를 쉽게 파악할 수 있도록 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by accumulating and storing the water quality information and the temperature information sensed by the sensor, and the thickness of each of the salt water layer, fresh water layer and the transition table stored in the database mapped to it, the administrator by the salt water layer In addition, the history of the change in thickness of each freshwater layer and transition zone can be easily identified.
도 1은 연안 지역에 형성되는 일반적인 관측정과 연안 지하수를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치를 도시한 도면
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐을 도시한 도면,
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치를 도시한 도면,
도 5는 지하수의 수위가 변하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면,
도 6은 지하수의 수위가 변하는 경우를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치의 해수 침투 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view for explaining a general observation well and coastal groundwater formed in the coastal area,
2 is a view showing a seawater penetration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention
3A illustrates a nozzle according to an embodiment of the present invention;
3b illustrates a nozzle according to another embodiment of the present invention;
4 is a view showing a seawater penetration monitoring apparatus according to another embodiment of the present invention,
5 is a view for explaining the case where the water level of the groundwater does not change,
6 is a view for explaining a case where the groundwater level is changed, and,
7 is a flowchart illustrating a seawater penetration monitoring method of the seawater penetration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, those skilled in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.
도 1은 연안 지역에 형성되는 일반적인 관측정과 연안 지하수를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a general observation well and coastal groundwater formed in the coastal area.
도 1을 참조하면, 연안 지역은 육지와 바다가 인접하고 있으며, 연안 지역의 일부에는 관측정(觀測井, 10)이 형성된다. 관측정(10)은 지하수 오염을 감시하거나 또는 지하수위면을 관측하기 위한 것으로서, 지하수가 유입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 관측정(10)에는 염수층(S), 천이층(T) 및 담수층(F)이 유입된다. 즉, 관측정(10) 내의 지하수는 염수층(S), 천이층(T) 및 담수층(F)을 포함한다. 'Ls'는 염수층(S)의 두께, 'Lt'는 천이층(T)의 두께, 'Lf'는 담수층(F)의 두께이다.Referring to FIG. 1, the coastal region is adjacent to the land and the sea, and a part of the coastal region is formed with an
관측정(10) 중 바다와 인접한 부분에는 해수의 유입으로 인해 염도가 높은 염수가 염수층(S)을 형성하고, 육지와 인접한 부분에는 염도가 낮아 일반 용수로 사용가능한 담수가 담수층(F)을 형성한다. 천이층(T)은 염수층(S)에서 담수층(F)으로 천이되는 영역으로서, 염수층(S)과 담수층(F)의 경계면일 수 있다.The saltwater with high salinity forms a saltwater layer (S) due to the inflow of seawater in the area adjacent to the sea in the observation well (10), and the freshwater that can be used as general water forms a freshwater layer (F) due to low salinity. do. The transition layer T is a region transitioned from the saltwater layer S to the freshwater layer F and may be an interface between the saltwater layer S and the freshwater layer F. FIG.
본 발명의 실시예에 따르면, 해수 침투 모니터링 장치를 이용하여 지하수의 수질(예를 들어, 염도)를 측정하기 전에는 관측정(10) 내에 염수층(S), 천이층(T) 및 담수층(F)이 명확하게 구별되는 경우가 많다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치를 이용하여 수질 정보를 측정하는 경우에는 지하수들이 혼합된 상태에 있게 된다. 즉, 해수 침투 모니터링 장치는 염수층(S), 천이층(T) 및 담수층(F)을 혼합한 후 적어도 하나의 센서를 이용하여 혼합수의 수질을 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the saltwater layer (S), the transition layer (T) and the freshwater layer (F) in the observation well 10 before measuring the water quality (eg, salinity) of the groundwater using the seawater penetration monitoring device. ) Are often clearly distinguished. On the other hand, when the water quality information is measured using the seawater penetration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, the groundwater is in a mixed state. That is, the seawater penetration monitoring apparatus may measure the water quality of the mixed water using at least one sensor after mixing the saltwater layer (S), the transition layer (T) and the freshwater layer (F).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a seawater penetration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 해수 침투 모니터링 장치는 지하수 혼합기(210), 센서부(220) 및 원격 단말기(RTU: Remote Terminal Unit, 230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the seawater penetration monitoring apparatus includes a
지하수 혼합기(210)는 관측정(10) 내의 지하수를 혼합하는 장치로서, 관측정(10) 내의 지하수는 염도에 따라 다층이 형성되어 있을 수 있다. 지하수의 다층은 도 1을 참조하여 설명한 염수층, 천이층 및 담수층을 포함한다.The
지하수 혼합기(210)는 공기 펌프(211), 산기관(212) 및 노즐(213)을 포함할 수 있다.
공기 펌프(211)는 육지에서 관측정(10) 내로, 즉, 지하수로 공기를 주입한다. 공기 펌프(211)는 지표면에 설치될 수 있다.The
산기관(212)의 일측은 공기 펌프(211)와 연결되며 타측은 노즐(213)과 연결된다. 산기관(212)은 공기 펌프(211)로부터 주입되는 공기의 이동 경로를 제공하며, 따라서, 산기관(212)의 일부는 지표면에 구비되고 나머지는 지하수 내에 구비될 수 있다.One side of the
노즐(213)은 관측정(10)의 저층, 즉, 지하수의 하부에 마련되며, 일측이 산기관(212)의 타측과 연결되어 공기를 주입받는다. 노즐(213)은 산기관(212)을 통해 공기 펌프(211)로부터 이동되는 공기를 기포형태로 배출할 수 있다. 기포형태의 공기는 물속에서 배출되므로 다층을 가지는 지하수를 혼합시킬 수 있다. 즉, 지하수의 염수층, 천이층 및 담수층은 기포형태의 기포에 의해 혼합되어, 지하수는 혼합수가 된다.The
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐을 도시한 도면, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐을 도시한 도면이다.3A illustrates a nozzle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B illustrates a nozzle according to another embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 산기관(212)을 통해 이동한 공기는 노즐(213)에 마련된 복수 개의 배출구를 관측정(10) 내의 지하수(예를 들어, 염수층)로 배출될 수 있다. 배출된 공기는 상승하면서 지하수의 다층을 혼합시켜 혼합수를 만들 수 있다.Referring to FIG. 3A, the air moved through the
도 3b를 참조하면, 노즐(213)에는 지하수의 두께를 측정하는 센서(214)가 구비될 수 있다. 노즐(213)이 관측정(10)의 저면에 도달하거나 저면과 근접한 위치에 도달하여 공기를 배출하면, 센서(214)는 센서(214)로부터(또는 노즐(213)로부터) 지하수의 수면까지의 거리, 즉, 지하수의 두께를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 3B, the
센서(214)는 TOF(Time of Flight) 방식을 이용하여 지하수의 두께를 측정할 수 있다. TOF 방식은 센서(214)가 지하수의 수면으로 초음파를 방출하고, 초음파의 속도와 초음파가 수면에서 반사되어 다시 센서(214)로 도달하기까지의 시간을 고려하여 지하수의 두께를 측정하는 방식이다. The
또는, 지하수의 두께, 즉, 수위를 측정하기 위한 센서는 센서가 구비되는 지점의 수압을 측정하고, 원격 단말기(230)는 측정된 수압을 기초로 지하수의 두께를 구할 수 있다. 이러한 경우, 수위를 측정하기 위한 센서는 지하수의 얕은 심도, 즉, 지하수의 직하부에 구비될 수 있다. 수압을 이용하여 수위를 구하는 방식은 주지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.Alternatively, the sensor for measuring the thickness of the ground water, that is, the water level, measures the water pressure at the point where the sensor is provided, and the
센서(214)는 후술할 원격 단말기(230)와 전기적으로 연결되어 측정된 지하수의 두께 정보를 원격 단말기(230)에게 제공할 수 있다. 측정된 지하수의 두께는 혼합수로부터 센싱되는 수질 정보와 함께 이용되어 지하수의 체적과 각 층의 두께를 판별하는데 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 두께 측정을 위해 포인트 센서를 사용하였으나, 레벨 센서를 관측정(10)의 측면에 설치하여 두께를 측정하는 것도 가능하다.The
다시 도 2를 참조하면, 센서부(220)는 지하수 혼합기(210)에 의해 혼합된 지하수의 수질 정보를 센싱하는 적어도 하나의 수질 센서(221)를 포함한다. 지하수 혼합기(210)에 의해 혼합수가 만들어지면, 원격 단말기(230)는 혼합수의 수질(예를 들어, 염도) 정보를 센싱하도록 수질 센서(221)에게 지시할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the
수질 센서(221)는 혼합수의 수질 정보를 센싱하고, 센싱 결과를 원격 단말기(230)에게 제공할 수 있다. 수질 센서(221)는 전기전도도 측정 방식을 이용하여 혼합수의 염도를 측정할 수 있다. 일반적으로 전기전도도 측정 방식은 연안 지하수의 염분 농도인 염도를 측정하기 위한 것으로, 전기전도도는 염도의 증가에 따라 일정 비율로 증가하기 때문에 염도 측정에 많이 사용된다.The
센서부(220)는 온도 센서(222)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(222)는 다층이 형성된 지하수의 온도 또는 혼합수의 온도를 측정할 수 있다. 이는, 지하수 또는 혼합수의 전기전도도는 지하수 또는 혼합수의 수온에 따라 변하기 때문이다. 따라서, 수질 센서(221)와 온도 센서(222)는 동시에 또는 기설정된 시간차를 두고 각각 수질 정보와 온도를 센싱할 수 있다.The
원격 단말기(230)는 지하수가 혼합되면, 혼합된 지하수(이하, '혼합수'라고 한다)되면, 혼합수의 수질 정보와 온도 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 해수가 지하수 내로 침투하면 염수층의 두께(즉, 염수량)이 증가하면서 염도도 증가하고, 결과적으로 전기전도도가 증가한다. 원격 단말기(230)는 수질 정보(즉, 염도)가 이전에 측정된 수질 정보에 비해 변경된 경우, 해수의 침투 여부와 해수의 침투에 따른 염수층과 담수층의 높이 변화를 알 수 있다. 이를 위하여, 원격 단말기(230)는 저장부(231), 데이터베이스(DB: DataBase, 232), 판단부(233) 및 표시부(234)를 포함할 수 있다.When the ground water is mixed, the
저장부(231)는 센서부(220)의 수질 센서(221)에 의해 센싱된 혼합수의 수질 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(231)는 온도 센서(222)에 의해 센싱된 혼합수의 온도 정보를 저장할 수 있다. 저장부(231)는 수질 정보와 온도 정보에 대한 디지털 신호를 저장하는 데이터 로거일 수 있다.The
DB(232)는 혼합수의 기준 수질 정보들과 지하수의 염수층, 담수층 및 천이층 중 적어도 하나의 두께를 매핑저장할 수 있다. The
자세히 설명하면, DB(232)는 사전에 염수층, 담수층 및 천이층의 두께를 조정하면서 센싱한 기준 수질 정보들을 염수층, 담수층 및 천이층의 조정된 두께 별로 매핑한 제1룩업테이블을 저장할 수 있다. 기준 수질 정보는 염수층, 담수층 및 천이층의 두께가 조정될 때마다 지하수를 혼합하여 사전에 센싱한 수질 정보일 수 있다. 즉, 설계자는 염수층, 천이층 및 담수층 중 적어도 하나의 두께를 변경하면서 혼합수를 만들고, 혼합수의 수질 정보를 측정하여 [표 1]과 같은 제1룩업테이블을 작성할 수 있다.In detail, the
제1룩업테이블에 저장된 기준 수질 정보들은 해수 침투 모니터링 장치가 해수의 침투 여부를 판단하는데 사용되는 기준데이터로서, 사전에 학습/조사된 정보이다. [표 1]은 제1룩업테이블의 일 예를 보여준다. 지하수 혼합기(210)에 온도 센서(222)가 구비되지 않은 경우 원격 단말기(230)는 제1룩업테이블을 이용하여 해수 침투 여부를 판단할 수 있다.The reference water quality information stored in the first lookup table is reference data used by the seawater intrusion monitoring apparatus to determine whether seawater is infiltrated, and is information previously learned / investigated. Table 1 shows an example of the first lookup table. When the
(Ls)Thickness of the brine layer
(L s )
(Lt)Thickness of the transition layer
(L t )
(Lf)Thickness of freshwater layer
(L f )
[표 1]을 참조하면, Ecp는 염수층, 천이층 및 담수층의 두께가 각각 Ls, Lt, 및 Lf일 때, 염수층, 천이층 및 담수층을 지하수 혼합기(210)를 이용하여 혼합한 후 혼합수를 만들고, 혼합수를 측정한 전기전도도일 수 있다. 예를 들어, Ecp1은 염수층, 천이층 및 담수층의 두께가 각각 Ls1, Lt1, 및 Lf1일 때, 염수층, 천이층 및 담수층을 지하수 혼합기(210)를 이용하여 혼합한 후 측정된 혼합수의 전기전도도이다. 또는, Ecp는 염수층, 천이층 및 담수층의 두께가 각각 Ls, Lt, 및 Lf일 때, 염수층, 천이층 및 담수층 각각에서 측정된 수질 정보들의 평균값일 수도 있다. Referring to [Table 1], E cp refers to the
또는, DB(232)는 사전에 염수층, 담수층 및 천이층의 두께를 조정하면서 센싱한 기준 수질 정보들을 염수층, 담수층 및 천이층의 조정된 두께 별로 매핑하되, 기준 수질 정보가 센싱된 시점의 온도를 더 매핑한 제2룩업테이블을 저장할 수 있다. 이는, 기준 수질 정보는 지하수의 온도에 따라 변할 수 있기 때문이다. [표 2]는 제2룩업테이블의 일 예를 보여준다. 지하수 혼합기(210)에 온도 센서(222)가 구비되어 지하수의 온도도 센싱된 경우, 원격 단말기(230)는 제2룩업테이블을 이용하여 해수 침투 여부를 판단할 수 있다. 또한, 해수가 침투되어도 관측정(10) 내의 수위가 변하지 않는 경우, 원격 단말기(230)는 제1룩업테이블 또는 제2룩업테이블을 이용하여 해수 침투 여부를 판단할 수 있다.Alternatively, the
(Ls)Thickness of the brine layer
(L s )
(Lt)Thickness of the transition layer
(L t )
(Lf)Thickness of freshwater layer
(L f )
T1≤T<T2
T1≤T <T2
T2≤T<T3
T2≤T <T3
T3≤T<T4
T3≤T <T4
[표 2]를 참조하면, T는 지하수의 온도, Ecp11은 염수층, 천이층 및 담수층의 두께가 각각 Ls11, Lt11, 및 Lf11이고, 지하수의 온도가 T1과 T2 사이인 경우, 염수층, 천이층 및 담수층이 혼합된 혼합수의 전기전도도이다.Referring to Table 2, T is the temperature of the groundwater, E cp11 is the thickness of the saltwater layer, transition layer and freshwater layer L s11 , L t11 , and L f11 , respectively, and the temperature of the ground water is between T1 and T2 The electrical conductivity of mixed water mixed with salt, brine, transition and fresh water layers.
또는, DB(232)는 사전에 센싱된 기준 수질 정보들을 염수층, 담수층 및 천이층의 조정된 두께 별, 센싱된 시점의 온도 및 센싱된 시점의 지하수 전체 체적에 매핑한 제3룩업테이블을 저장할 수 있다. 이는, 기준 수질 정보는 지하수의 온도뿐만 아니라 지하수의 전체 체적에 따라 변할 수 있기 때문이다. [표 3]은 제3룩업테이블의 일 예를 보여준다. 해수가 침투되어 관측정(10) 내의 수위가 변하는 경우, 원격 단말기(230)는 제3룩업테이블을 이용하여 해수 침투 여부를 판단할 수 있다.Alternatively, the
체적(V)underground water
Volume (V)
두께(Ls)Saline
Thickness (L s )
두께(Lt)Transitional
Thickness (L t )
두께(Lf)Freshwater
Thickness (L f )
V1
V1
T1≤T<T2
T1≤T <T2
T2≤T<T3
T2≤T <T3
T3≤T<T4
T3≤T <T4
V2
V2
T1≤T<T2
T1≤T <T2
T2≤T<T3
T2≤T <T3
T3≤T<T4
T3≤T <T4
[표 3]을 참조하면, V는 기본 수질 정보가 센싱될 당시 혼합수의 전체 체적이며, Ecp11은 염수층, 천이층 및 담수층의 두께가 각각 Ls11, Lt11, 및 Lf11이고, 지하수의 온도가 T1과 T2 사이이며, 혼합수(또는 지하수)의 전체 체적이 V1인 경우, 혼합수의 전기전도도이다. 전체 체적(V)는 센서(214)에 의해 센싱된 수위로부터 알 수 있다. 예를 들어, 지하수의 초기 수위와 초기 체적을 알고 있으므로, 센서(214)에 의해 센싱된 두께 정보와 초기 수위 및 초기 체적을 비교하여 변경된 전체 체적(V)을 구할 수 있다. Referring to [Table 3], V is the total volume of the mixed water at the time the basic water quality information is sensed, E cp11 is the thickness of the salt layer, transition layer and fresh water layer L s11 , L t11 , and L f11 , respectively. If the temperature of the ground water is between T1 and T2, and the total volume of the mixed water (or ground water) is V1, it is the electrical conductivity of the mixed water. The total volume V can be known from the water level sensed by the
판단부(233)는 센서부(220)에 의해 센싱된 수질 정보와 DB(232)에 저장된 기준 수질 정보를 참조하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. The
자세히 설명하면, 판단부(233)는 센서부(220)에 의해 현재 센싱된 수질 정보에 해당하는 기준 수질 정보를 DB(232)로부터 확인할 수 있다. DB(232)에 제1 내지 제3룩업테이블이 모두 저장되어 있는 경우, 판단부(233)는 제1 내지 제3룩업테이블 중 사용하도록 설정된 어느 하나의 룩업테이블을 이용할 수 있다. 일 예로, 제2룩업테이블을 사용하도록 설정된 경우, 판단부(233)는 현재 센싱된 수질 정보와 동일한 기준 수질 정보가 제2룩업테이블에 없는 경우, 현재 센싱된 수질 정보와 가장 유사한 기준 수질 정보를 제2룩업테이블로부터 확인할 수 있다. 그리고, 판단부(233)는 확인된 기준 수질 정보에 매핑된 염수층, 담수층 및 천이대 중 적어도 하나의 두께를 제2룩업테이블로부터 판단할 수 있다. 판단부(233)에서 판단된 기준 수질 정보가 Ecp11인 경우, 염수층, 담수층 및 천이대의 두께는 각각 Ls11, Lt11 및 Lf11이다.In detail, the
한편, 현재 센싱된 수질 정보와 동일한 기준 수질 정보가 제2룩업테이블에 없는 경우, 판단부(233)는 제1 및 제3룩업테이블로부터 동일한 기준 수질 정보가 있는지를 확인하고, 없으면 제2룩업테이블에서 가장 유사한 기준 수질 정보를 확인할 수도 있다.On the other hand, if there is no reference water quality information identical to the currently sensed water quality information in the second lookup table, the
판단부(233)는 현재 확인된 염수층, 담수층 및 천이층 각각의 두께와 이전에 확인된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께를 비교하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 현재 확인된 염수층이 이전에 확인된 염수층보다 높으면, 판단부(233)는 해수가 관측정(10) 내로 침투한 것으로 판단할 수 있다. 또는, 현재 확인된 염수층, 담수층 및 천이층 전체의 높이와 이전에 확인된 염수층, 담수층 및 천이층 전체의 높이가 동일한 경우, 현재 확인된 염도가 이전에 확인된 염도보다 높은 경우 판단부(233)는 해수가 관측정(10) 내로 침투한 것으로 판단할 수 있다. The
상술한 저장부(231)는 판단부(233)에서 확인된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께, 센싱된 수질 정보와 온도 정보를 누적하여 저장할 수 있다. 따라서, 관리자는 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께 변화에 대한 히스토리를 쉽게 파악할 수 있다.The
표시부(234)는 판단부(233)에서 판단된 결과를 보여줌으로써 관리자가 현장에서 해수 침투 결과를 모니터링할 수 있도록 한다.The
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치를 도시한 도면이다.4 is a view showing a seawater penetration monitoring apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 해수 침투 모니터링 장치는 지하수 혼합기(210), 센서부(220), 원격 단말기(240) 및 중앙제어장치(400)를 포함한다. 도 4에 도시된 지하수 혼합기(210)와 센서부(220)는 도 2에 도시된 지하수 혼합기(210) 및 센서부(220)와 동일한 기능을 수행하므로 동일한 식별번호가 부여되며, 상세한 설명은 도 2를 참조하여 기재되어 있으므로 생략한다.Referring to FIG. 4, the seawater penetration monitoring apparatus includes a
지하수 혼합기(210)는 공기 펌프(211), 산기관(212) 및 노즐(213)을 포함하며, 노즐(213)은 도 3a 또는 도 3b를 참조하여 설명한 형태를 가질 수 있다.The
센서부(220)는 지하수의 염수층, 천이층 및 담수층이 혼합된 혼합수의 수질 정보를 센싱하는 수질 센서와 혼합수의 온도를 센싱하는 온도 센서(222)를 포함할 수 있다.The
원격 단말기(230)는 지하수가 혼합수로 변경되면, 수질 센서(221)에서 센싱된 혼합수의 수질 정보와 온도 센서(222)에서 센싱된 온도 정보를 저장하고, 저장된 수질 정보와 온도 정보를 중앙제어장치(400)에게 전송할 수 있다. 이를 위하여, 원격 단말기(240)는 저장부(241), 제어부(242) 및 통신부(243)를 포함할 수 있다.When the groundwater is changed into the mixed water, the
저장부(241)는 센서부(220)에 의해 센싱된 혼합수의 수질 정보, 온도 정보 및 센서(214)에 의해 센싱된 두께 정보 중 적어도 하나를 원격 단말기(240)와 중앙제어장치(400)에 설정된 케이스에 따라 적절하게 저장할 수 있다. 저장부(241)는 수질 정보, 온도 정보 또는 체적 정보에 대한 디지털 신호를 저장하는 데이터 로거일 수 있다.The
자세히 설명하면, 제1케이스는 해수가 침투하여도 지하수의 수위가 변하지 않는다고 가정하고, 중앙제어장치(400)가 혼합수의 수질 정보를 고려하여 해수의 침투 여부를 판단하는 케이스이다. 제1케이스의 경우, 저장부(241)는 센서부(220)의 수질 센서(221)에 의해 센싱된 혼합수의 수질 정보를 저장할 수 있다. In detail, the first case assumes that the groundwater level does not change even when seawater infiltrates, and the
또한, 제2케이스는 해수가 침투하여도 지하수의 수위가 변하지 않는다고 가정하고, 중앙제어장치(400)가 혼합수의 수질 정보와 온도 정보를 고려하여 해수의 침투 여부를 판단하는 케이스이다. 제2케이스의 경우, 저장부(241)는 수질 센서(221)에 의해 센싱된 혼합수의 수질 정보와 온도 센서(222)에 의해 센싱된 혼합수의 온도 정보를 저장할 수 있다. In addition, the second case is a case in which the groundwater level does not change even if seawater infiltrates, and the
또한, 제3케이스는 해수의 침투에 의해 지하수의 수위가 변한다고 가정하고, 중앙제어장치(400)가 혼합수의 수질 정보, 온도 정보를 고려하여 해수의 침투 여부를 판단하는 케이스이다. 제3케이스의 경우, 저장부(241)는 수질 센서(221)에 의해 센싱된 혼합수의 수질 정보, 온도 센서(222)에 의해 센싱된 혼합수의 온도 정보 및 센서(214)에 의해 센싱된 혼합수의 전체 체적에 대한 정보를 저장할 수 있다.In addition, the third case is a case in which the groundwater level is changed by the infiltration of seawater, and the
제어부(242)는 저장부(241)에 저장된 수질 정보, 온도 정보 및 체적 정보 중 적어도 하나를 중앙제어장치(400)에게 전송하도록 통신부(243)를 제어할 수 있다. 즉, 제1케이스가 설정된 경우 제어부(242)는 수질 정보를 전송하고, 제2케이스가 설정된 경우 제어부(242)는 수질 정보와 온도 정보를 전송하며, 제3케이스가 설정된 경우 제어부(242)는 수질 정보, 온도 정보 및 두께 정보를 전송하도록 할 수 있다.The
통신부(243)는 중앙제어장치(400)와 무선통신방식에 의해 통신하거나 동축케이블과 같은 유선에 의해 통신할 수 있다.The communication unit 243 may communicate with the
중앙제어장치(400)는 원격 단말기(240)로부터 제공받은 데이터, 즉, 수질 정보에 기초하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 원격 단말기(240)로부터 온도 정보도 함께 제공된 경우, 중앙제어장치(400)는 혼합수의 온도를 더 고려하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 이를 위하여, 중앙제어장치(400)는 통신부(410), DB(420), 판단부(430), 메모리(440) 및 표시부(450)를 포함할 수 있다.The
통신부(410)는 원격 단말기(240)와 무선통신방식에 의해 통신하거나 동축케이블과 같은 유선에 의해 통신할 수 있다. 통신부(410)는 원격 단말기(240)로부터 혼합수의 수질 정보, 온도 정보 및 체적 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 이하에서는 제2케이스가 원격 단말기(240)와 중앙제어장치(400)에 설정된 경우를 예로 들어 설명한다. 따라서, 통신부(410)는 원격 단말기(240)로부터 혼합수의 수질 정보와 온도 정보를 수신하여 판단부(430)로 출력한다.The
DB(420)는 도 2를 참조하여 설명한 제1 내지 제3룩업테이블들 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 제1 내지 제3룩업테이블들에 저장되는 정보들은 [표 1] 내지 [표 3]을 참조하여 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.The
판단부(430)는 통신부(410)로부터 입력되는 혼합수의 수질 정보와 온도 정보에 해당하는 기준 수질 정보를 제2룩업테이블로부터 확인할 수 있다. 판단부(430)는 확인된 기준 수질 정보에 매핑된 염수층, 담수층 및 천이대의 두께를 제2룩업테이블로부터 확인할 수 있다. 예를 들어, 혼합수의 수질 정보가 제2룩업테이블의 Ecp11 와 동일하거나 가장 유사한 것으로 확인되면, 판단부(430)는 Ecp11인에 매핑저장된 염수층, 담수층 및 천이대의 두께를 제2룩업테이블로부터 확인한다. 따라서, 확인된 염수층, 담수층 및 천이층의 두께는 각각 Ls11, Lt11 및 Lf11이다. 판단부(430)의 구체적인 동작은 도 2를 참조하여 설명한 판단부(233)와 동일하므로 더 상세한 설명은 생략한다.The
판단부(430)는 확인된 염수층, 담수층 및 천이층 각각의 두께와 이전에 확인된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께를 비교하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 현재 확인된 염수층이 이전에 확인된 염수층보다 높으면, 판단부(233)는 해수가 관측정(10) 내로 침투한 것으로 판단할 수 있다. The
메모리(440)는 판단부(430)에서 확인된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께, 원격 단말기(240)로부터 수신된 수질 정보와 온도 정보를 누적하여 저장할 수 있다. 따라서, 메모리(440)에는 이전에 확인된 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께들이 순차적으로 저장되므로, 관리자는 염수층, 담수층 및 천이대 각각의 두께 변화에 대한 히스토리를 쉽게 파악할 수 있다.The
표시부(450)는 판단부(233)에서 판단된 결과를 관리자에게 보여주는 모니터이다.The
도 5는 지하수의 수위가 변하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the case where the water level of the groundwater does not change.
도 5에서 't1'은 관측정(10) 내로 해수가 침투하기 이전의 시점, 't2'는 관측정(10) 내로 해수가 침투한 이후의 시점을 나타낸다. t1에서의 염수층(S1)의 두께(Ls1)와 t2에서의 염수층(S2)의 두께(Ls2)를 비교하면, 해수의 침투에 의해 염수층은 t2에서 더 깊어진다. 또한, t1에서의 담수층(F1)의 두께(Lf1)과 t2에서의 담수층(F2)의 두께(Lf2)를 비교하면, 지하수의 수위가 변하지 않는다고 가정하였으므로, 해수의 침투에 의해 염수층(S2)의 두께(Ls2)가 증가하였음에도 불구하고 담수층(Lf2)의 두께는 감소한다.In FIG. 5, 't1' represents a time point before seawater penetrates into the observation well 10, and 't2' represents a time point after seawater penetrates into the observation well 10. Comparing the thickness (L s1) to the thickness (L s2) of the brine layer (S2) at t2 in the brine layer (S1) at t1, brine layer by the penetration of water becomes deeper at t2. In addition, when comparing the thickness (L f1) and the thickness (L f2) of the fresh water layer (F2) at t2 in the fresh water layer (F1) at t1, hayeoteumeuro assumed that the ground water level change, brine by the infiltration of seawater Although the thickness L s2 of the layer S2 increases, the thickness of the freshwater layer L f2 decreases.
도 6은 지하수의 수위가 변하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the case where the water level of the groundwater is changed.
도 6에서 't3'은 관측정(10) 내로 해수가 침투하기 이전의 시점, 't4'는 관측정(10) 내로 해수가 침투한 이후의 시점을 나타낸다. t3에서의 염수층(S3)의 두께(Ls3)와 t4에서의 염수층(S4)의 두께(Ls4)를 비교하면, 해수의 침투에 의해 염수층은 t4에서 더 깊어진다. 또한, t3에서의 담수층(F3)의 두께(Lf3)과 t4에서의 담수층(F4)의 두께(Lf4)를 비교하면, 지하수의 수위가 변하는 것으로 가정하였으므로, 염수층(S4)의 두께가 증가한만큼 담수층(F4)의 두께도 증가한다.In FIG. 6, 't3' indicates a time point before seawater penetrates into the observation well 10, and 't4' indicates a time point after seawater penetrates into the observation well 10. Comparing the thickness (L s3) to the thickness (L s4) in the brine layer (S4) at t4 in the brine layer (S3) at t3, brine layer by the penetration of water becomes deeper at t4. In addition, when comparing the thickness (L f3) and the thickness (L f4) of the fresh water layer (F4) at t4 of fresh water layer (F3) at t3, hayeoteumeuro assumed that the ground water level change, the brine layer (S4) As the thickness increases, the thickness of the freshwater layer F4 also increases.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해수 침투 모니터링 장치의 해수 침투 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a seawater penetration monitoring method of the seawater penetration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하여 설명할 해수 침투 모니터링 방법은 도 2 또는 도 4를 참조하여 설명한 해수 침투 모니터링 장치에 의해 수행될 수 있다.The seawater penetration monitoring method to be described with reference to FIG. 7 may be performed by the seawater penetration monitoring apparatus described with reference to FIG. 2 or 4.
S710단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 관측정 내의 지하수를 혼합하여 혼합수를 생성할 수 있다. 해수 침투 모니터링 장치는 도 2에 도시된 바와 같은 지하수 혼합기를 이용하여 지하수의 염수층, 천이층 및 담수층을 혼합할 수 있다. 지하수 혼합기는 공기 펌프에 의해 주입되는 공기를 산기관을 통해 지하수 내의 노즐로 이동시키고, 노즐을 통해 공기를 기포 형태로 배출하여 지하수를 혼합시킬 수 있다. In operation S710, the seawater penetration monitoring apparatus may generate mixed water by mixing groundwater in the observation well. The seawater penetration monitoring apparatus may mix the brine layer, the transition layer, and the freshwater layer of the groundwater using the groundwater mixer as shown in FIG. 2. The groundwater mixer may move the air injected by the air pump to the nozzle in the groundwater through the diffuser, and discharge the air in the form of bubbles through the nozzle to mix the groundwater.
S720단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 혼합수의 수질 정보와 온도를 센싱할 수 있다. 수질 정보는 예를 들어 혼합수의 염도를 나타내는 전기전도도일 수 있다.In operation S720, the seawater penetration monitoring device may sense the water quality information and the temperature of the mixed water. The water quality information may be, for example, an electrical conductivity representing the salinity of the mixed water.
S730단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 센싱된 혼합수의 수질 정보와 온도 정보를 저장한다.In step S730, the seawater penetration monitoring device stores the water quality information and temperature information of the sensed mixed water.
S740단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 센싱된 또는 저장된 혼합수의 수질 정보에 해당하는 기준 수질 정보를 데이터베이스에서 확인할 수 있다. 데이터베이스에는 사전에 학습/센싱된 혼합수의 수질 정보가 염수층, 천이층 및 담수층의 다양한 두께 별로 저장되어 있을 수 있다. 일 예로, 데이터베이스에는 [표 1] 내지 [표 3]을 참조하여 설명한 데이터들이 저장되어 있을 수 있다.In operation S740, the seawater penetration monitoring apparatus may check reference water quality information corresponding to the water quality information of the sensed or stored mixed water in the database. The database may store the water quality information of the mixed water previously learned / sensed for various thicknesses of the saltwater layer, the transition layer, and the freshwater layer. For example, data described with reference to [Table 1] to [Table 3] may be stored in a database.
S750단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 S740단계에서 확인된 기준 수질 정보에 매핑된 염수층, 담수층 및 천이대의 두께를 데이터페이스로부터 확인할 수 있다.In operation S750, the seawater penetration monitoring apparatus may check the thickness of the saltwater layer, the freshwater layer, and the transition zone mapped to the reference water quality information identified in operation S740 from the data surface.
S760단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 S750단계에서 확인된 염수층, 담수층 및 천이층의 두께와 이전에 확인된 염수층, 담수층 및 천이대의 두께를 비교하여 해수의 침투 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 현재 확인된 염수층이 이전에 확인된 염수층보다 높으면, 해수 침투 모니터링 장치는 해수가 관측정 내로 침투한 것으로 판단할 수 있다.In operation S760, the seawater penetration monitoring apparatus may determine the penetration of seawater by comparing the thicknesses of the saltwater layer, the freshwater layer, and the transition layer identified in operation S750 with the thicknesses of the saltwater layer, the freshwater layer, and the transition zone previously identified. . For example, if the currently identified saltwater layer is higher than the previously identified saltwater layer, the seawater penetration monitoring device may determine that the seawater has penetrated into the observation well.
S770단계에서, 해수 침투 모니터링 장치는 판단 결과를 관리자가 쉽게 식별할 수 있도록 처리하여 화면상에 표시할 수 있다.In operation S770, the seawater penetration monitoring apparatus may process the determination result so that the administrator can easily identify the displayed result on the screen.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
210: 지하수 혼합기 211: 공기 펌프
212: 산기관 213: 노즐
220: 센서부 221: 수질 센서
222: 온도 센서 230, 240: 원격 단말기
400: 중앙제어장치210: groundwater mixer 211: air pump
212: diffuser 213: nozzle
220: sensor unit 221: water quality sensor
222:
400: central control unit
Claims (16)
상기 지하수 혼합기에 의해 혼합된 지하수의 수질 정보를 센싱하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부; 및
상기 저장된 수질 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.An groundwater mixer for mixing the groundwater present in the observation well;
A sensor unit including at least one sensor for sensing the water quality information of the ground water mixed by the ground water mixer; And
Determination unit for determining whether the infiltration of sea water based on the stored water quality information; Seawater penetration monitoring apparatus comprising a.
상기 센서부에 의해 센싱된 수질 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 1,
And a storage unit for storing the water quality information sensed by the sensor unit.
상기 저장부는, 상기 저장된 수질 정보를 중앙제어장치로 전송하는 원격단말기(RTU: Remote Terminal Unit)에 구비되는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 2,
The storage unit is a seawater penetration monitoring device, characterized in that provided in the remote terminal (RTU: Remote Terminal Unit) for transmitting the stored water quality information to the central control unit.
혼합수의 기준 수질 정보들-상기 지하수를 사전에 혼합하여 센싱한 수질 정보임-과 상기 지하수의 염수층, 담수층 및 천이층 중 적어도 하나의 두께가 매핑저장되는 데이터베이스;를 더 포함하며,
상기 판단부는, 상기 센서부에 의해 센싱된 수질 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 기준 수질 정보를 참조하여 상기 해수의 침투 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 1,
And a database in which reference water quality information of mixed water, which is water quality information sensed by mixing the ground water in advance, and a thickness of at least one of the brine layer, the fresh water layer, and the transition layer of the ground water are mapped and stored.
The determination unit, the seawater penetration monitoring apparatus characterized in that it determines whether the seawater infiltrates by referring to the water quality information sensed by the sensor unit and the reference water quality information stored in the database.
상기 기준 수질 정보는 또한 상기 기준 수질 정보가 센싱된 시점의 온도에 매핑되어 저장되는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 4, wherein
And the reference water quality information is mapped to and stored at a temperature at which the reference water quality information is sensed.
상기 기준 수질 정보는 또한 상기 기준 수질 정보가 센싱된 지하수의 전체 체적에 매핑되어 저장되는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 5,
And the reference water quality information is mapped to and stored in the entire volume of the groundwater where the reference water quality information is sensed.
상기 센서부는 상기 지하수의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 1,
The sensor unit further comprises a temperature sensor for measuring the temperature of the groundwater seawater penetration monitoring device.
상기 지하수 혼합기는,
지표면에서 공기를 주입하는 공기 펌프;
상기 지하수 내에 마련되어, 상기 공기 펌프에 의해 주입되는 공기의 이동경로를 제공하는 산기관; 및
상기 지하수의 저층에 마련되어, 상기 산기관을 통해 이동되는 공기를 기포형태로 배출하는 노즐;을 포함하며,
상기 노즐에서 배출되는 기포형태의 공기는 상기 지하수를 혼합하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.The method of claim 1,
The groundwater mixer,
An air pump for injecting air from the ground;
An diffuser provided in the groundwater, the diffuser providing a movement path of the air injected by the air pump; And
And a nozzle provided in the lower layer of the groundwater and discharging air moving through the diffuser in the form of bubbles.
Air in the form of bubbles discharged from the nozzle is characterized in that the seawater penetration monitoring device.
상기 지하수 혼합기는,
상기 지하수의 두께를 측정하는 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 장치.9. The method of claim 8,
The groundwater mixer,
Seawater penetration monitoring device further comprises; a sensor for measuring the thickness of the ground water.
상기 혼합된 지하수의 수질 정보를 적어도 하나의 센서를 이용하여 센싱하는 단계; 및
상기 센싱된 수질 정보를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.Mixing groundwater in the observation well using a groundwater mixer;
Sensing water quality information of the mixed groundwater using at least one sensor; And
And storing the sensed water quality information.
상기 저장된 수질 정보를 기초로 해수의 침투 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 10,
Determining whether seawater infiltrates on the basis of the stored water quality information; Seawater penetration monitoring method further comprising.
상기 판단하는 단계는,
상기 센싱되어 저장된 수질 정보와 데이터베이스에 저장된 기준 수질 정보를 참조하여 상기 해수의 침투 여부를 판단하며,
상기 데이터베이스에는 저장된 기준 수질 정보는 상기 지하수를 사전에 혼합하여 센싱한 수질 정보인 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 11,
The determining step,
Determining whether the seawater infiltrates by referring to the sensed and stored water quality information and the reference water quality information stored in the database,
The reference water quality information stored in the database is seawater penetration monitoring method, characterized in that the water quality information sensed by mixing the groundwater in advance.
상기 기준 수질 정보는 또한 상기 기준 수질 정보가 센싱된 시점의 온도에 매핑되어 상기 데이터베이스에 저장된 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 12,
The reference water quality information is also mapped to the temperature of the time when the reference water quality information is stored in the database, characterized in that stored in the database.
상기 기준 수질 정보는 또한상기 기준 수질 정보가 센싱된 지하수의 전체 체적에 매핑되어 상기 데이터베이스에 저장된 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 13,
The reference water quality information is also mapped to the total volume of the groundwater sensed the reference water quality information is stored in the database, characterized in that stored in the database.
상기 지하수의 온도를 측정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 10,
Measuring the temperature of the groundwater; Seawater penetration monitoring method further comprising.
상기 지하수를 혼합하는 단계는,
공기 펌프에 의해 주입되는 공기를 산기관을 통해 지하수 내의 노즐로 이동시키고, 노즐을 통해 공기를 기포 형태로 배출하여 상기 지하수를 혼합시키는 것을 특징으로 하는 해수 침투 모니터링 방법.The method of claim 10,
Mixing the groundwater,
Sea water penetration monitoring method characterized in that the air injected by the air pump is moved to the nozzle in the groundwater through the diffuser, the air is discharged in the form of bubbles through the nozzle to mix the groundwater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110021020A KR101190325B1 (en) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110021020A KR101190325B1 (en) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120103030A KR20120103030A (en) | 2012-09-19 |
KR101190325B1 true KR101190325B1 (en) | 2012-10-11 |
Family
ID=47111214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110021020A KR101190325B1 (en) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101190325B1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101694342B1 (en) * | 2015-02-05 | 2017-01-24 | 주식회사 하이드로넷 | Groundwater quality monitoring device with ultrasonic sensor for calibration of water level |
CN104793249B (en) * | 2015-04-22 | 2016-09-07 | 中国海洋大学 | A kind of method of system detection seawater invasion |
CN107907641A (en) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 江苏省地质调查研究院 | A kind of automatic device for monitoring and analyzing and application method for mobility underground water |
KR101980633B1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-05-22 | 한국지질자원연구원 | Monitoring method of freshwater-brine mixing zone at groundwater in borehole using multichannel groundwater observing device |
KR102067258B1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-16 | 주식회사 신우이앤티 | Ballast water multi item water quality measuring device and improved measuring method using the same |
CN112730808B (en) * | 2020-12-28 | 2023-04-07 | 长江大学 | Method for determining number of continental lake basin sea invasion action periods under non-dense sampling condition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100226497B1 (en) | 1997-04-11 | 1999-10-15 | 정순착 | Monitoring method of sea water penentration |
JP2000065647A (en) | 1998-08-14 | 2000-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | Method for measuring salinity and water temperature of brackish water region and apparatus therefor |
KR100975983B1 (en) | 2008-01-31 | 2010-08-13 | 김현욱 | Method for watching at the real time inflow of materials obstructing of nitration |
-
2011
- 2011-03-09 KR KR1020110021020A patent/KR101190325B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100226497B1 (en) | 1997-04-11 | 1999-10-15 | 정순착 | Monitoring method of sea water penentration |
JP2000065647A (en) | 1998-08-14 | 2000-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | Method for measuring salinity and water temperature of brackish water region and apparatus therefor |
KR100975983B1 (en) | 2008-01-31 | 2010-08-13 | 김현욱 | Method for watching at the real time inflow of materials obstructing of nitration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120103030A (en) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101190325B1 (en) | Seawater Intrusion Monitoring Apparatus and Method Thereof | |
Seydoux et al. | Full 3D deep directional resistivity measurements optimize well placement and provide reservoir-scale imaging while drilling | |
Weger et al. | Quantification of pore structure and its effect on sonic velocity and permeability in carbonates | |
US20120133367A1 (en) | Fracture Characterization Using Directional Electromagnetic Resistivity Measurements | |
US20160002977A1 (en) | Apparatus and methods for geosteering | |
US20160003973A1 (en) | Apparatus and methods to visualize formation related features | |
BRPI0617000A2 (en) | high resolution resistivity terrain imager | |
RU2663686C2 (en) | Determination of true formation resistivity | |
MX2013012176A (en) | Dielectric tool-based formation porosity logging systems and methods. | |
EP1982216A2 (en) | Electromagnetic surveying | |
DE202010018581U1 (en) | Systems for detecting positions of underground objects | |
EP2687867A2 (en) | Merged Ground Penetrating Radar Display for Multiple Antennas | |
AU2017263252A1 (en) | Methods and systems employing look-around and look-ahead inversion of downhole measurements | |
Reid et al. | A comparison of the inductive-limit footprints of airborne electromagnetic configurations | |
US20140132259A1 (en) | Nmr method to determine grain size distribution in mixed saturation | |
CN103562752B (en) | The measurement of stratum maximum depth of exploration | |
CN108773598A (en) | A kind of on-Line Monitor Device and method for sunken tankers leakage | |
US20140182842A1 (en) | Method of injection fluid monitoring | |
JP2001083261A (en) | Method and apparatus for logging of state of underground running water | |
KR101240542B1 (en) | A measurement device for underground table and ambient temperaures thereof | |
CN108425356A (en) | A kind of Loess Collapsibility sensitivity evaluation method based on in-situ testing technique | |
JP6478557B2 (en) | Exploration method | |
CN110362840B (en) | Crack evaluation method and system for micro-spherical focused logging | |
Ramirez et al. | Interactive assessment of the sensitivity of well logs to static and dynamic petrophysical properties of rock formations | |
KR101219157B1 (en) | Topography modification system by the confirmation for the reference point's location and geospatial data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |