제주도 강수량변화에 따른 지하수위 예측

정일문(Chung, Il Moon),이정우(Lee, Jeong woo),김지태(Kim, Ji tae),김남원(Kim, Nam Won) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

지표수-지하수-생태 연계분석 기술의 동향과 전망

정일문 ( Il Moon Chung ),김남원 ( Nam Won Kim ),이정우 ( Jeong Woo Lee ),김철겸 ( Chul Gyum Kim ),나한나 ( Han Na Na ) 대한지질공학회 2011 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2011 No.1

춘천 물로리 지역 샌드댐 채움재 수리특성에 따른 배수량 평가

정일문,이정우,김민규,김일환,Chung, Il-Moon,Lee, Jeongwoo,Kim, Min-Gyu,Kim, Il-Hwan 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.11

The Chuncheon Mullori area is an underprivileged area of water welfare where local water supply is not supplied, and it is supplying water to the villages with small water supply facilities using lateral flow and groundwater as water sources. This is an area with poor water supply conditions, such as relying on water trucks due to water shortages during the recent severe drought. Therefore, in order to solve the problem of water shortage during drought and to prepare for the increasing water demand, a sand dam was installed along the valley, and this facility has been operating since May 2022. In this study, repeated simulations were performed according to the hydraulic conductivity of the filler material and the storage coefficient value for the inflow condition for about two years from mid-March 2020 to mid-March 2022. For each case, the amount of discharge through the perforated drain pipe was calculated. Overall, as the hydraulic conductivity increased, the amount of discharge and its ratio increased. However, when the hydraulic conductivity of the second floor was relatively low, the amount of discharge increased and then decreased as the hydraulic conductivity of the third floor increased. This is considered to be due to the fact that the water level was kept low due to the rapid drainage compared to the net inflow into the third floor because the water permeability of the third floor and the drainage coefficient of the drain pipe were large. As a result of simulating the flow of the open channel in the upper part of the sand dam as a hypothetical groundwater layer with very high hydraulic conductivity, the decrease in discharge rate was slower than the increase in the hydraulic conductivity of the hypothetical layer, but it was clearly shown that the discharge volume decreased relatively as the hydraulic conductivity of the virtual layer increased.

수막재배지역의 수문성분 해석 및 평가

정일문,장선우,Chung, Il-Moon,Chang, Sun Woo 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.9

본 연구에서는 청주시 청원군에 위치한 수막재배 소유역을 대상으로 2010년부터 2015년까지의 수문성분 분석을 수행하고 강수에 따른 자연 지하수 함양량의 월별 변화를 살펴보았다. 그 결과 강수량의 크기에 따라 증발산량, 지표유출량, 지하수 함양량의 비율이 다르게 나타나며 강수에 대한 각 요소의 상관성이 해마다 다르게 나타남을 알 수 있었다. 강수량 대비 연 함양률은 최소 8.3~19%까지 나타났으며 강수에 대한 함양량의 결정계수도 0.39~0.94로 변화폭이 큰 것으로 나타났다. 특히 2015년과 같은 갈수년의 경우 저조한 강수량으로 인해 자연 지하수 함양이 제대로 이뤄지지 않아 지하수위는 지속적으로 하강하는 것으로 나타났다. 따라서 수막재배지역을 대상으로 하는 특별한 지하수 개발가능량 산정방법이 도입되어야 할 것으로 판단된다. This study conducts the hydrological component analysis from 2010 to 2015 at the water curtain cultivation area in Cheongwon-gu, Cheongju-si and investigates the monthly based groundwater recharge variation. It is found that the rates of evaportranspiration, surface runoff and groundwater recharge were varied according to the total annual precipitation and their correlations were also changed annually. Annual recharge rates for annual precipitation ranged from 8.3% to 19%, and their coefficient of determination ranged from 0.39 to 0.94. Especially in 2015, when the severe drought came upon this area, the lack of groundwater recharge made groundwater level decrease consistently. Thus, it is thought that the special method of estimating exploitable groundwater in water curtain cultivation site is to be introduced.

지표수-지하수 상호작용 효과를 반영한 기저유출 모의

정일문(Chung Il Moon),김남원(Kim Nam Won),이정우(Lee Jeongwoo) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

하천유출량과 지하수위 변동을 고려한 정읍지역의 지하수 함양량 추정

정일문 ( Il Moon Chung ),나한나 ( Han Na Na ),김남원 ( Nam Won Kim ) 대한지질공학회 2009 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2009 No.-

유역 수문모형과 저수지 추적기법을 연계한 샌드댐 저류량 산정

정일문 ( Il-moon Chung ),이정우 ( Jeongwoo Lee ),이정은 ( Jeong Eun Lee ),최정렬 ( Jung-ryel Choi ) 대한지질공학회 2018 지질공학 Vol.28 No.4

지속적 가뭄 발생에 따라 물공급의 사각지대인 유역 상류부 가뭄 대책 마련에 대한 수요가 급증하는 추세이며, 하천 및 상수도와 연계된 시스템 구축이 필요한 시점이다. 또한 하천의 건천화 방지와 적정 하천 유지유량 확보를 위한 시설 설치가 필요하나, 하천의 환경 및 생태계 보전 등의 이유로 지상 댐의 건설이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이에 대한 대안으로 아프리카 건조지역에서 많이 활용되는 샌드댐의 효과를 살펴보기 위한 타당성 평가를 수행하였다. 미계측 유역의 계곡수 유출량을 산정하기 위해 한국형 유역수문모형 SWAT-K를 이용하였으며, 모의 유출량을 저수지 추적기법과 연계하여 샌드댐의 저류량을 평가하였다. 기존하상을 이용하는 샌드댐과 준설형 샌드댐의 2가지 경우에 대해 취수시 저류량 변화와 하류 유량의 증감을 분석한 결과 샌드댐은 평시 하류 유량을 증대시키는 효과와 가뭄시의 취수를 통한 물공급 대응이 가능한 시설이라는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다. The implementation of drought measures in the upstream areas of river basins is seldom considered with respect to water supply. However, the demand for such measures is increasing rapidly owing to the occurrence of severe droughts, and interventions on streams and the water supply are needed. Physical interventions are an option to prevent streams from becoming dry and to maintain stream water flow, but dam construction is challenging because of environmental and ecological considerations. Here, a feasibility study was conducted to assess the potential effects of sand dams, which are widely used in arid regions in Africa. The SWAT-K model, which is a hydrologic model used for Korean watersheds, is used to estimate the flow rate of water in an ungauged watershed. The changes in water storage of the sand-dammed reservoir and in downstream flow rates are estimated for two types of sand dam (natural and dredged). The results show that sand dams are capable of increasing the downstream flow rate during normal conditions and of mitigating water supply problems caused by the withdrawal of water during drought periods.

지하고압가스저장기지 관측공의 지하수두 평가

정일문(Chung Il Moon),이정은(Lee Jung Eun),한일영(Han Il Yeong) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.3

유역 유출과정과 지하수위 변동을 고려한 분포형 지하수 함양량 산정방안

정일문,김남원,이정우,Chung, Il-Moon,Kim, Nam-Won,Lee, Jeong-Woo 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.5

우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다. In Korea, there have been various methods of estimating groundwater recharge which generally can be subdivided into three types: baseflow separation method by means of groundwater recession curve, water budget analysis based on lumped conceptual model in watershed, and water table fluctuation method (WTF) by using the data from groundwater monitoring wells. However, groundwater recharge rate shows the spatial-temporal variability due to climatic condition, land use and hydrogeological heterogeneity, so these methods have various limits to deal with these characteristics. To overcome these limitations, we present a new method of estimating recharge based on water balance components from the SWAT-MODFLOW which is an integrated surface-ground water model. Groundwater levels in the interest area close to the stream have dynamics similar to stream flow, whereas levels further upslope respond to precipitation with a delay. As these behaviours are related to the physical process of recharge, it is needed to account for the time delay in aquifer recharge once the water exits the soil profile to represent these features. In SWAT, a single linear reservoir storage module with an exponential decay weighting function is used to compute the recharge from soil to aquifer on a given day. However, this module has some limitations expressing recharge variation when the delay time is too long and transient recharge trend does not match to the groundwater table time series, the multi-reservoir storage routing module which represents more realistic time delay through vadose zone is newly suggested in this study. In this module, the parameter related to the delay time should be optimized by checking the correlation between simulated recharge and observed groundwater levels. The final step of this procedure is to compare simulated groundwater table with observed one as well as to compare simulated watershed runoff with observed one. This method is applied to Mihocheon watershed in Korea for the purpose of testing the procedure of proper estimation of spatio-temporal groundwater recharge distribution. As the newly suggested method of estimating recharge has the advantages of effectiveness of watershed model as well as the accuracy of WTF method, the estimated daily recharge rate would be an advanced quantity reflecting the heterogeneity of hydrogeology, climatic condition, land use as well as physical behaviour of water in soil layers and aquifers.

보수적 지하수 개발가능량 산정 방안

정일문,김남원,이정우,이정은,Chung, Il-Moon,Kim, Nam Won,Lee, Jeongwoo,Lee, Jeong Eun 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.6

지금까지 세계적으로 지하수 관리는 연간 지하수 함양량을 기반으로 한 안전채수량 정책에 의해 수행되어 왔다. 그러나 지하수 함양량은 시공간적으로 변동하므로 지속가능한 지하수자원을 평가하기 위해서는 동적 해석이 필요하다. 본 연구에서는 지표수-지하수 통합해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 이용하여 경주지역의 지하수 함양량 공간분포를 산정하였다. 우리나라에서는 10년 빈도 갈수시 강수량에 함양계수를 곱하여 지역별 개발가능량을 산정하기에 본 연구에서는 기존 개발가능량을 평가하기 위해 빈도해석기법을 이용하였다. 소유역별 10년 빈도 갈수시의 지하수 함양량을 추정하는 보수적 방법을 제안하고 이를 기존 개발가능량과 비교하였다. 이같은 계산 절차를 통해 지하수 개발가능량을 산정하는 기존 절차의 한계를 합리적으로 제시할 수 있었다. By far, groundwater management has been conducted by 'safe yield' policy based on the estimation of annual average of groundwater recharge throughout the world. However, as groundwater recharge show spatiotemporal variation, dynamic analysis must be carried out to evaluate the sustainable groundwater resources. In this study, an integrated surface-groundwater model, SWAT-MODFLOW was used to compute the spatial distribution of groundwater recharge in Gyungju region. Frequency analysis is adopted to evaluate the existing values of potential amount of groundwater development which is made by the 10 year drought frequency rainfall multiplied by recharge coefficient. The conservative methods for estimating recharge rates of 10 year drought frequency in subbains are newly suggested and compared with the existing values of potential amount of groundwater development. This process will promote the limitations for existing precesses used for computing potential amount of groundwater development.