지하수 오염 관리와 확산·세정 공정 해석을 위한 반해석 및 견고 회귀 연구

Semi-analytical transport modeling and robust regression for groundwater contamination management

연구 내용

반해석적 확산·대류 해석과 현장 스케일 세정 수치모델, 집계·견고 회귀 기반 수질 변화 분석을 통해 지하수 오염 관리를 지원하는 연구

지하수 오염 문제에서 오염원-대수층 상호작용을 설명하기 위해, 수리학적 조건 하의 용질 이동을 반해석적으로 표현하고 현장 적용 가능한 공정 모델로 연결합니다. 주입이 유발하는 공간·시간 변동 유동 조건에서 원형 확산-대류 문제를 다루어 기존 가정이 언제 유효한지 경계 조건을 제시하는 방식으로 매개변수 추정의 신뢰도를 관리합니다. 또한 계면활성제 세정과 간헐 공기 주입(Enhanced flushing)을 이용한 잔류 오염물 제거 효율을 저투과층 수리전도도 변화 중심의 단순 모델로 재현하고, 현장 데이터와의 정합성을 확인합니다. 아울러 모니터링 자원이 제한된 상황에서는 집계 데이터와 segmented robust regression을 결합해 수질의 시계열 전환점을 안정적으로 파악하고, 예측 체계를 구현합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 원형 확산-대류 문제에서 주입 조건이 시간적으로도 변할 때 적용 가능한 반해석 해의 필요성을 도출하고, 세미해석 솔루션으로 대체 가능한 영역과 기존 접근의 유효성을 비교했습니다. 이후 2022~2023년에는 세정 공정(Enhanced flushing)의 현장 스케일 적용을 위해 핵심 물리 항을 중심으로 단순 수치모델을 구성하고, 잔류 NAPL 제거 효율을 현장 관측과 맞추는 방향으로 전개했습니다. 동시에 관측망이 불균일한 수질 데이터의 한계를 해결하기 위해 집계·견고 회귀 기반의 spatiotemporal 변화 분석 방법을 개발했습니다. 마지막으로 이를 유역 단위 맞춤형 예측과 연계해 모니터링 서버 기반 오염 예측으로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

용질 이동 매개변수 추정
잔류 오염물 제거 공정 평가
현장 스케일 세정 시뮬레이션
브레이크포인트 기반 수질 변화 탐지
유역 단위 맞춤형 예측
제한된 모니터링 설계 보조
오염 리스크 관리
자동 모니터링 운영 방안
침출수 영향 평가
탐지-예측 연계 워크플로우