SWAT모형을 이용한 해안면 만대천 유역의 미래 기후 지하수 함양량 평가

이지민 ( Ji Min Lee ),금동혁 ( Dong Hyuk Kum ),이관재 ( Gwan Jae Lee ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국환경농학회 2013 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2013 No.-

최근 이상기후 현상들로 인해 용수 공급이 안정적이지 못한 실정이다. 우리나라 전체 수자원 이용 량 중 농업용수가 45% 이상 차지하고 있으며, 농업용수 이용량 중 지하수 이용량 또한 점차 증가하 고 있는 것으로 분석되었다. 현재 국내에서는 지하수위 저하로 용수부족 및 지하수질 악화, 이로 인 한 건기 하천 생태계 파괴 등과 같은 다양한 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 지하수 함양량 평가가 수행되어야 하나, 이를 위한 기초자료가 제대로 구축되어 있지 않은 상태이며, 또한 최근 기후변화에 의한 지하수 함양량 변화에 관한 연구도 제한적으로 수행되어 오고 있다. 유역 에서의 지하수 함양량 평가를 산정하기 방법에는 여러 가지 공식이나 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran), MODFLOW(Modular Ground Water Model), SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형 등이 사용 될 수 있다. 본 연구에서는 위와 같은 방법 중 유역 수문-수질 모의가 가능 한 SWAT 모형을 이용하여 지하수 함양량을 평가 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 해안면 유역 에 대하 보정된 SWAT 모형과 기후변화 시나리오 자료를 이용하여 지하수 함양량의 시간적·공간 적 변화 특성을 분석하였다. 또한 기후변화정보센터(CCIC)에서 제공하는 기후모델인 A1B 시나리 오를 편의보정(Bias-correction)한 후 미래 기후변화에 따른 지하수 함양량을 분석하였다. 분석 결 과 유역내 다양한 지형, 토양, 토지이용특성에 따라 지하수 함양량에 있어 큰 차이가 있었으며, 기 후변화에 의해 지하수 함양량 또한 많은 변화가 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 해안 면 유역의 지하수 관리를 위해 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

인공신경망을 활용한 미계측지역 지하수 함양량 추정 기법의 적용성 평가

김규범,황찬익,신현정,최명락 대한지질학회 2019 지질학회지 Vol.55 No.6

Various methods of estimating groundwater recharge rate have been applied in this country, but standardized method is not proposed yet. Although the TSM-hWTF method was developed using the groundwater level time series, it was difficult to estimate the groundwater recharge rate in the unmeasured area due to the limited number of groundwater monitoring stations. To solve this problem, an artificial neural network model was developed by using multi-layered perceptron algorithm with 15 input factors of site characteristics of 207 stations, which include topographic elevation, slope, stream, geology, and soil, and 1 output factor of groundwater recharge rate of the stations. The correlation coefficient between the model predicted value and the actual value of groundwater recharge rate was higher than 0.8, and the topsoil and subsoil characteristics were found to have the greatest influence on the model. Both groundwater recharge rates estimated by applying this model in Yanggok-ri, Seobu-myeon, Hongseong-gun and by using the TSM-hWTF method from 9 groundwater monitoring data showed similar trends and it indicated that the groundwater recharge estimation by this artificial neural network model was effective. 국내의 경우 다양한 방법의 지하수 함양량 산정 기법이 적용되고 있으나, 표준화된 방법이 마련되어 있지 않은 실정이다. 지하수위 시계열 자료를 활용한 TSM-hWTF 방법이 개발되어 있으나 지하수 관측소의 개수가 한정적이어서 미계측 지역에 대한 지하수 함양량 산정은 어려웠다. 이를 해결하고자, 207개 지하수 관측 지점의지형 표고, 경사, 인근 하천, 지질, 토양 등과 같은 각 관측소의 지점 특성 15개 항목을 입력 인자, 각 지점의 지하수 함양율을 출력 인자로 설정한 후 다층퍼셉트론 기법에 의한 인공신경망 모델을 개발하였다. 지하수 함양율의 모델 예측값과 실제값의 상관계수는 0.8 이상의 높은 값을 보였으며, 표토특성과 심토특성이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 홍성군 서부면 양곡리 지역에 대하여 본 모델을 적용하여 추정한 지하수 함양량과 9개 지하수 관측 자료로부터 TSM-hWTF로 추정한 지하수 함양량은 유사한 경향을 보이는 것으로 평가되어 본 인공신경망 모델에 기반한 지하수 함양량 추정이 효과적인 것으로 나타났다.

시공간적 변동성을 고려한 무심천 유역의 지하수 함양량 추정

김남원,정일문,원유승,이정우,이병주,Kim Nam-Won,Chung Il-Moon,Won Yoo-Seung,Lee Jeong-Woo,Lee Byung-Ju 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.5

지하수 함양량을 정확하게 산정하는 것은 지하수계의 적절한 관리를 위해서 매우 중요하다. 국내에서 주로 사용되는 지하수 함양량 추정방법은 지하수위 변동법, 기저유출 분리법, 연단위 물수지 분석법 등이 있다. 그러나, 이들 방법은 집중형 개념을 기반으로 하거나 국지적인 규모로 다뤄지기 때문에 기후조건, 토지이용, 토양조건, 수리지질학적 비균질성에 의한 함양량의 시공간적 변동성을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 유역내의 토양 및 토지이용에 따른 비균질성을 반영할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 시공간적 변동성을 고려한 지하수 함양량을 산정하는 방법을 제시하였다. SWAT 모형은 유역내 일단위 지표면 유출량, 증발산량, 토양저류량, 함양량, 지하수유출량 등의 수문성분을 계산할 수 있는 모형이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 미호천 유역의 최상류인 무심천 유역에 적용하였다. 2001년-2004년까지의 기간동안 지하수 함양량을 포함한 유역의 일단위 수문성분들을 모의하였으며, 유역출구점에서의 실측 일유춘자료와 모의 일유출자료의 비교를 통해서 모의결과의 유효성을 검토하였다. 지하수 함양량의 시공간적 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량의 변동성은 토지이용도 뿐만 아니라, 유역경사와 같은 지형인자에도 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. The accurate estimation of groundwater recharge is important for the proper management of groundwater systems. The widely used techniques of groundwater recharge estimation include water table fluctuation method, baseflow separation method, and annual water balance method. However, these methods can not represent the temporal-spatial variability of recharge resulting from climatic condition, land use, soil storage and hydrogeological heterogeneity because the methods are all based on the lumped concept and local scale problems. Therefore, the objective of this paper is to present an effective method for estimating groundwater recharge with spatial-temporal variability using the SWAT model which can represent the heterogeneity of the watershed. The SWAT model can simulate daily surface runoff, evapotranspiration, soil storage, recharge, and groundwater flow within the watershed. The model was applied to the Musimcheon watershed located in the upstream of Mihocheon watershed. Hydrological components were determined during the period from 2001 to 2004, and the validity of the results was tested by comparing the estimated runoff with the observed runoff at the outlet of the catchment. The results of temporal and spatial variations of groundwater recharge were presented here. This study suggests that variations in recharge can be significantly affected by subbasin slope as well as land use.

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.

기후변화 연동 지하수 함양량 산정 모델 개발 및 정책방향 고찰

이명진 ( Moung Jin Lee ),이정호 ( Joung Ho Lee ),전성우 ( Seong Woo Jeon ),홍현정 ( Hyun Jung Houng ) 한국환경정책평가연구원 2010 환경정책연구 Vol.9 No.2

본 논문에서는 실질적인 기후변화에 따른 지하수 함양량 산정 모델 개발 및 관리방안을 마련하기 위하여 기후변화에 따른 지하수 함양량 변화를 산정하는 방법론을 제시하였고, 지리정보시스템을 활용하여 연구지역의 미래 시기별지하수 함양량을 추정하였다. 이를 바탕으로 향후 기후변화에 따른 지하수 수자원 통합관리방안에 대한 정책적 사항을 제안하였다. 연구지역은 낙동강 본류를 포함하는 경상북도 칠곡군, 구미시 일부 및 대구시 북구 일부이며, 최종연구결과는 미래 기후변화에 따른 시기별 강우량, 함양률, 함양량을 추정하였다. 함양량 및 함양률은 기후변화에 따른 강우량의 변화와 함께 변화하는 추세를 나타내고 있는 것으로 파악되었다. 본 논문에서는 기존의 기후변화와 지하수함양량의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측 결과를 반영한 연구지역 내 지하수 함양률 변화를 시-공간적으로 산정하고, 기존 산정 결과와의 비교를 통해, 향후 기후변화를 고려한 국내 지하수 수자원의 관리방안 수립을 위한 방향을 제시하고자 하였다. 앞으로 연계모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가된다면 보다정량적으로 기후변화와 지하수 함양량의 상관관계를 파악할 수 있으며, 향후 수자원으로 이용이 증가될 지하수의 전반적인 관리 및 효율적인 운영체제 구축을 위한 한 축을 차지할 수 있다는 점에서 중요성이 있다고 하겠다. Global climate change is destroying the water circulation balance by changing rates of precipitation, recharge and discharge, and evapotranspiration. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2007) makes "changes in rainfall pattern due to climate system changes and consequent shortage of available water resource" a high priority as the weakest part among the effects of human environment caused by future climate changes. Groundwater, which occupies a considerable portion of the world`s water resources, is related to climate change via surface water such as rivers, lakes, and marshes, and "direct" interactions, being indirectly affected through recharge. Therefore, in order to quantify the effects of climate change on groundwater resources, it is necessary to not only predict the main variables of climate change but to also accurately predict the underground rainfall recharge quantity. In this paper, the authors selected a relevant climate change scenario, In this context, the authors selected A1B from the Special Report on Emission Scenario (SRES) which is distributed at Korea Meteorological Administration. By using data on temperature, rainfall, soil, and land use, the groundwater recharge rate for the research area was estimated by period and embodied as geographic information system (GIS). In order to calculate the groundwater recharge quantity, Visual HELP3 was used as main model for groundwater recharge, and the physical properties of weather, temperature, and soil layers were used as main input data. General changes to water circulation due to climate change have already been predicted. In order to systematically solve problems associated with how the groundwater resource circulation system should be reflected in future policies pertaining to groundwater resources, it may be urgent to recalculate the groundwater recharge quantity and consequent quantity for using via prediction of climate change in Korea in the future and then reflection of the results. The space-time calculation of changes to the groundwater recharge quantity in the study area may serve as a foundation to present additional measures for the improved management of domestic groundwater resources.

물수지 분석법을 이용한 이안지하댐 유역의 지하수 공급 가능량 추정

명우호 ( Wooho Myoung ),송성호 ( Sung-ho Song ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

경북 상주시의 이안지하댐은 1981년에 발생한 극심한 가뭄에 대응하기 위하여 농업용수 10개년 개발계획(1982-1991)의 일환으로 설치된 우리나라 최초의 지하댐이다. 이후 농업용 지하댐은 1986년에 추가로 4곳(남송, 옥성, 고천, 우일)이 준공되어 운영 중으로, 최근 기후변화로 인한 빈번한 가뭄발생과 더불어 농업환경 변화에 따른 지하수 수요 증가에 따라 추가 설치의 필요성이 증가되고 있다. 이 연구에서는 지하댐의 효과와 함께 조사·설계 과정의 표준화 자료 획득을 위하여, 이안지하댐 유역을 대상으로 물수지 분석 방법(water balanced method)을 이용한 수문분석을 실시하였다. 수문분석 자료를 이용한 지하수 함양량은 전체 수문총량에서 실제 증발산량과 직접 유출량을 뺀 값으로 추정하였으며, 지하수 공급 가능량은 국가지하수관리기본계획에서 제시된 함양량 대비 73%인 지하수 개발 가능량을 이용하였다. 수문총량은 이안지하댐 유역 전체 면적(21,521천 ㎡)에 대하여 기상청이 운영하고 있는 종관기상관측소(AWS)를 대상으로 티센망(Thiessen polygon)을 구축한 후, 관측소별 면적비를 각 관측지점의 강수량으로 계산한 면적 강수량을 적용하여 산출하였다. 실제 증발산량과 직접 유출량 산출은 각종 개발과 농업여건 등의 변화를 반영하기 위하여 연도별 토지 피복도와 국립농업과학원에서 제공한 정밀토양도를 분석 과정에 이용하였다. 실제 증발산량은 Penman-Monteith가 제안한 방법으로 잠재 증발산량과 작물의 수분 스트레스 지수를 이용하여 계산하였다. 잠재 증발산량 산출을 위한 작물계수는 토지피복 특성을 6가지로 유형화(경작지, 과수원, 초지, 산림, 하천 및 저수지, 기타)한 월별 작물계수를 적용하였다. 수분 스트레스 지수 산출에 필요한 토양수분 보유능을 계산하기 위하여, 우선적으로 토지피복 특성과 표토토성별 면적을 산출하였다. 직접 유출량은 미국 자연자원보존국에서 개발한 유출곡선지수방법(NRCS-CN)을 이용하여 산출하였다. 이 방법은 침투 및 유출량의 크기에 영향을 미치는 인자로 토지피복상태, 수문학적 토양군, 선행토양함수 조건 등을 고려하였다. 본 연구에서는 유역평균 유출곡선지수(CN)을 산출하기 위하여 중분류 토지이용 특성별로 수문학적 토양군(A, B, C, D)에 따른 면적을 분석하였다. 분석 결과 이안지하댐 유역의 수문총량은 2011년을 기준으로 총 35,855천 ㎥, 실제 증발산량은 14,083천 ㎥으로 각각 산출되었다. 직접 유출량은 중분류 토지피복도와 정밀토양도 분석을 통해 산출된 유역 평균 유출곡선지수는 58.7을 적용한 결과 7,674천 ㎥으로 산출되었다. 따라서 이안지하댐 유역에 대한 지하수 함양량은 14,098천 ㎥으로, 지하수 공급 가능량은 함양량의 73%인 10,292천 ㎥으로 분석되었다. 따라서 명우호 등(2018)이 제시한 이안지하댐 유역의 지하수 이용량 546천 ㎥을 적용하면 전체 지하수 함양량의 5.3%로 약 95%의 지하수 공급 가능량의 여유가 있는 것으로 나타남에 따라, 이 지역의 경우 가뭄 시에도 지하댐 상류부에서 관정 개발을 통한 지하수 추가 공급 여력이 충분할 것으로 판단된다.

미래 기후변화에 따른 급경사지 유역에서의 지하수 함양, 기저유출 및토양유실 평가

이지민,정영훈,박윤식,강현우,임경재,김형수 한국습지학회 2014 한국습지학회지 Vol.16 No.2

기후변화로 인해 폭우 및 재해들이 일어나고 있다. 특히 강우강도가 커짐에 따라 토사유출도 심해지고 있다. 이에 따라효율적인 수자원 및 수질 관리를 위해 지하수 함양량과 기저유출, 그리고 토사유출 현황을 평가 하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 대표적인 급경사지 유역인 양구 해안면 유역에 미래기후변화 시나리오를 적용하여 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량을 전망하였으며, 또한 유역의 경사도를 완만하게 줄임으로서 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량의 변화를 분석하였다. 모의 기간을 2013~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년으로 나누었으며, 급경사지 유역보다 유역의 경사도를 완만하게 줄인 경우가 지하수 함양량이 평균 50% 증가되었으며, 기저유출량도 약 42% 증가되었다. 유사량은 급경사지 유역보다 경사도를 완만하게 줄였을 경우가 72% 유사량이 줄어드는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 보이는 바와 같이 경사도를 완만하게 적용하면 유역 내 지하수 함양량 및 기저유출량이 증가하고, 유사량을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 향후 탁수에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

지질형태와 토지이용특성을 고려한 도서지역의 지하수흐름특성 분석

안승섭 ( Seung-seop Ahn ),박노삼 ( Ro-sam Park ),박동일 ( Dong-il Park ),이상일 ( Sang-il Lee ) 한국환경기술학회 2011 한국환경기술학회지 Vol.12 No.1

화산도서지역의 유출곡선지수(CN)와 강우발생조건에 따른 지하수함양특성과 지하수흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 제주시 지역의 최근 20년간 토지피복특성을 5년 단위로 구분하여 유출곡선지수에 대한 장기 지하수함양특성을 추정하였다. 또한, 강수량의 변화가 지하수 함양특성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 제주시 지역의 최근 20년간 강수량을 조사하여 최다강수년과 평수년 및 최저강수년으로 구분하여 장기 지하수함양특성을 추정하여, 강수량 조건과 토지이용특성에 따른 지하수 함양율을 검토한 결과, 동일한 수문 지형학적조건에서 지하수 함양율은 강수량보다는 토지이용상태가 훨씬 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 평균 지하수 함양량을 증·감시키면서 지하수위의 변화를 분석한 결과, 지하수 함양량이 감소할 경우가 증가할 경우보다 지하수 수위변화에 영향이 큰 것으로 분석되었다. 따라서 토지이용의 효율적 관리를 통하여 지하수 함양량을 적정하게 관리할 필요가 있음을 알 수 있었다. The characteristics of groundwater recharge and its effect on the flow of ground water according to the runoff curve number of volcanic islands and rainfall conditions, have been analyzed. The characteristics of Jeju City`s land cover in the past 20 years has been classified with 5 years unit and the long-term characteristics of groundwater recharge with regard to curve number has been estimated. In addition, in order to review the effect of the change of precipitation on the characteristics of groundwater recharge, the precipitation around Jeju city in the past 20 years has been investigated and classified into the year of highest rainfall, the year of average rainfall and the year of the least rainfall, and then the long-term characteristics of groundwater recharge has been estimated. As a result of the review on the groundwater recharge rate according to rainfall conditions land use pattern, under the identical hydro-geomorphological conditions, the state of land use has greater effect on the groundwater recharge rate than the rainfall does. In addition, the change of groundwater level has been analyzed by increasing or decreasing the average groundwater level. As a result, the decrease of groundwater recharge has greater effect on the groundwater level than the increase of the groundwater recharge. Thus, it is known that the appropriate management of the groundwater recharge through the efficient control of land use is required.

기술보고 : 우리나라 지하수 개발가능량 산정의 현황과 전망

일문 ( Il Moon Chung ),김지태 ( Jitae Kim ),이정우 ( Jeong Woo Lee ),장선우 ( Sun Woo Chang ) 대한지질공학회 2015 지질공학 Vol.25 No.3

우리나라 지하수 개발가능량의 현황을 기출간된 지하수 관리 기본계획 보고서 내용을 기반으로 정리했다. 또한 지하수 개발가능량의 결정적인 요소인 지하수 함양량 산정기법을 검토하였다. 최종적으로 일정기간 수행된 지하수 기초조사 보고서에 나타난 지역별 지하수 개발가능량 산정기법을 검토, 요약했다. 지하수 개발가능량의 개선을 위해서는 개선된 기법(물수지 분석, 개선된 지하수위 변동법)의 적용과 함께 지속가능한 지하수 관리개념의 도입이 필요할 것으로 판단된다. We summarize the status of exploitable groundwater reserves in Korea based on reports of the National Basic Groundwater Plan, and review methods for estimating groundwater recharge rates, as recharge is a key factor in the estimation of exploitable groundwater reserves. We also outline the various methods used to assess exploitable groundwater reserves in previous groundwater investigation reports. Regarding advancements in the estimation of exploitable groundwater, we recommend that enhanced estimation methodologies (e.g., the water balance method and the advanced water table fluctuation method) and sustainable groundwater management concepts be adopted in the near future.

셀기반 지하수 개발가능량 산정기법

정일문,김남원,이정우,나한나,김윤정,박승혁,Chung, Il-Moon,Kim, Nam Won,Lee, Jeongwoo,Na, Hanna,Kim, Youn-Jung,Park, Seunghyuk 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.6

현재 우리나라의 지하수 개발가능량은 10년빈도 갈수시 함양량으로 결정되며 일정면적 이상의 수문학적 유역 또는 행정구역별로 넓게 구분되어 있어 소규모 유역의 지하수 영향평가에 적용하기가 어려운 면이 있다. 이에 본 연구에서는 셀기반의 지하수 개발가능량을 추정하는 새로운 기법을 경주지역에 대해 제시하였다. 이를 위해 지표수-지하수 통합 수문해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 이용하여 셀기반 지하수 함양량을 산정하였다. 지하수 개발가능량을 결정하는 기준은 10년빈도 갈수시 강수량에 함양계수를 곱하여 추정하는 기존방식을 준용했다. 격자별 개발가능량을 산정한 후에는 목적에 따라 경주지역에서 143개로 세분화된 소유역별, 읍면리등 행정구역별로 개발가능량을 제시할 수 있었다. 지하수 이용량과 개발가능량을 연계하여 분석한 결과 경주시 전체 이용율은 평균 24%의 비교적 양호한 이용률을 보였으나 지역적으로는 7.1~108.8%까지 편차가 큰 이용현황을 보이는 것을 쉽게 확인할 수 있었다. 또한 임의의 시군구에서 지역별 추가 개발가능량도 평가할 수 있어 그 활용성이 기대된다. Sustaiable development yield of groundwater in Korea has been determined according to 10 year drought frequency of groundwater recharge in the standard mid-sized watershed or relatively large area of district. Therefore, the evaluation of groundwater impact in a small watershed is hard to apply. Fot this purpose, a novel approach to estimate cell based sustainable development yield of groundwater (SDYG) is suggested and applied to Gyeongju region. Cell based groundwater recharge is computed using hydrological component analysis using the SWAT-MODFLOW which is an integrated surface water-groundwater model. To estimate the potential amount of groundwater development, the existing method which uses 10 year drought frequency rainfall multiplied by recharge coefficient is adopted. Cell based SDYGs are computed and summed for 143 sub-watersheds and administrative districts. When these SDYGs are combined with groundwater usage data, the groundwater usage rate (total usage / SDYG) shows wide local variations (7.1~108.8%) which are unseen when average rate (24%) is only evaluated. Also, it is expected that additional SDYGs in any small district could be estimated.