MODFLOW를 이용한 송지호 유역 내 지하수–지표수 연계 기반 모델 매개변수 추론 및 평가 = Estimation and Evaluation of Model Parameters Based on Groundwater–Surface Water Interaction in the Songjiho Watershed using MODFLOW

국문 초록 (Abstract)

연안 석호가 포함된 소규모 유역에서는 하천·호소·해안·배수 등 다양한 수문 경계가 혼재하여 경계조건의 설정 방식 자체가 모형 안정성과 민감도 해석에 크게 작용할 수 있다. 본 연구는 강원도 동해안 송지호 유역을 대상으로, 지하수 유동 모형 구축 과정에서 경계조건과 내부 매개변수의 상대적 영향을 구분해 확인하기 위해 시나리오 기반의 비교·평가를 수행하였다. MODFLOW 정상상태 유동 해석을 기반으로 수리전도도, 함양량, 하천·호소·배수 조건을 단계적으로 조합한 9개 시나리오를 구성하고, PEST를 이용해 시나리오별 보정 절차를 적용하였다. 그 결과, 하천 및 호소의 수위(stage)와 전도도(conductance)를 우선적으로 정리한 뒤 내부 매개변수를 보정하는 단계적 접근이 수위 재현성을 가장 효과적으로 개선하였으며(R2 = 0.998, RMSE = 0.138), 소규모 연안 유역에서는 매개변수 중심의 보정보다 경계조건 중심의 설정·보정 전략이 예측 불확실성을 줄이고 모형 신뢰도를 높이는 데 핵심적임을 확인하였다. 본 연구는 소규모 석호 유역에서 경계조건을 포함한 시나리오 설계와 보정 순서의 중요성을 정량적으로 제시함으로써, 유사 유역의 지하수 관리 및 모델링 정확도 향상을 위한 기준 정보를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차 ⅲ
• 그 림 목 차 ⅳ
• 국 문 요 약 ⅴ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구 동향 5
• 1.3 연구 목적 및 범위 7
• Ⅱ. 이 론 9
• 2.1 MODFLOW 9
• 2.1.1 MODFLOW 개요 9
• 2.1.2 MODFLOW 구성 10
• 2.2 보정 및 매개변수 추정 방법 12
• 2.2.1 PEST 개요 12
• Ⅲ. 연구방법 13
• 3.1 연구 대상지역 13
• 3.2 지하수 유동 모델 17
• 3.2.1 자료수집 17
• 3.2.2 모델 구성 18
• 3.2.3 예측 성능 평가 20
• 3.3 모델 시나리오 구성 22
• 3.3.1 시나리오 구성 22
• 3.3.2 모델 변수 설정 25
• 3.3.3 모델 설계 26
• Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 29
• 4.1 지하수 모의 결과 29
• 4.1.1 지하수 모의 결과 29
• 4.1.2 매개변수 민감도 분석 32
• 4.1.3 최적 조건 및 모델 설정 평가 36
• 4.1.4 최적 시나리오의 물수지 분석 결과 42
• Ⅴ. 결 론 44
• 참 고 문 헌 46
• ABSTRACT 52