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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 무제치늪의 보전과 관리 방법의 확립을 위해 필요한 기초 수문자료를 제공하기 위하여, 현지에 수문, 기상 관측 시스템을 설치하고 장기간의 데이터를 분석하여 늪지역의 강우-유출 특성과 강우에 따른 지하수위의 변동. 지하 수위의 계절 변화를 구명하고자 실시하였다.
- 지하 수위의 계절 변화를 구명하고자 실시하였다.
제안 방법
- 지하수위의 측정은 무제치늪의 가운데 부근에 지하수위 관측정호를 설치하고, 측정기기는 Global Water社의 WLD 14수 위계를 이용하였다. 관측정호는 지표수의 유입을 방지하도록 설치하였으며 주위의 사면으로부터 지중수의 형태로 집수되는 지점을 선정하였다.
- 기저유량의 변화를 분석하였다. 그리고 관측 기간 동안의 주요 단위 강우를 대상으로 하여 각 강우 사상에 대응하는 유줄량을 구하여 물수지를 계산하고, 동시에 장단기 수문자료를 대상으로 각각의 유줄률을 산줄하였다.
- 늪지역의 유출 특성은 장기 관측한 강우량과 그 강우에 의해 발생하는 유출량을 계산하여 먼저 장단기 수문곡선을 작성하고 이를 분석하여 유출량의 증감과 기저유량의 변화를 분석하였다. 그리고 관측 기간 동안의 주요 단위 강우를 대상으로 하여 각 강우 사상에 대응하는 유줄량을 구하여 물수지를 계산하고, 동시에 장단기 수문자료를 대상으로 각각의 유줄률을 산줄하였다.
- 동시에 강우량에 따르는 지하수위의 변동을 관측하기 위하여 같은 기간 동안에 발생한 강우-유출의 변화와 지하수위의 변동을 함께 분석하였다.
- 무제치늪 지역의 강우-유출의 특성을 밝히기 위하여, 강우량의 측정은 주변 수목으로부터 방해를 받지 않은 늪 바로 옆에 위치한 관리실 옥상에 전 도식 자동 우량계를 설치하여 장기 관측하였다.
- 무제치늪의 유지와 복원의 판단을 위한 가장 중요한 인자가 지하수위의 분석이며, 이를 위해서 연중 평균 지하수위의 값과 월별 지하수위의 변동폭을 측정하였다. 동시에 강우량에 따르는 지하수위의 변동을 관측하기 위하여 같은 기간 동안에 발생한 강우-유출의 변화와 지하수위의 변동을 함께 분석하였다.
- 무제치늪지역의 토양 투수속도는 일본 DAIKIft 의 토양 투수속도 측정기를 사용하여 토심 약 10cm 전후에서 400cc 캔으로 토양을 샘플링하여 관측하였다. 그 결과 늪지역에서는 인근 대조구지역의 평균 13mZ/min보다 크게 낮은 값인 평균 5mZ/min로 강우가 늪지역의 표토층을 통하여 토양속으로 침투하기가 대조구지역에 비해 어렵고 또한 토양 심부의 수분이 표토층으로 증발하는데 많은 시간이 소요되는 것으로 판단된다.
- 유출량의 관측은 늪지역 하단부에 간이 철제 삼각 위어를 설치하여 먼저 유출수위를 관측한 후 유출량 환산 공식을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량 환산 공식은 늪지역의 유역면적 (6.
대상 데이터
- 지하수면은 공극이 포화 상태로 되는 경계면이 아니고 공극중의 정수압이 대기압과 같게 되는 면이다. 지하수위의 측정은 무제치늪의 가운데 부근에 지하수위 관측정호를 설치하고, 측정기기는 Global Water社의 WLD 14수 위계를 이용하였다. 관측정호는 지표수의 유입을 방지하도록 설치하였으며 주위의 사면으로부터 지중수의 형태로 집수되는 지점을 선정하였다.
이론/모형
- 유출량 환산 공식은 늪지역의 유역면적 (6.9ha)과 삼각 웨어의 크기 등을 이용하여 작성한 다음과 같은 기존의 공식(박재철, 2000)을 사용하였다.
성능/효과
- 5mm(강우번호 32). 537.5mm (강우번호 2, 20, 23, 28. 32의 합계)이고, 총유출량이 각각 50.1mm, 12.1mm, 18mm, 8.9m, 13.4mm로 계산되어 유출률은 각각 0.19, 0.14, 0.29, 0.14, 0.22로 나타났다. 유출률이 일반 산지유역에 비하여 아주 낮게 나온 것은 무제치늪지역에서의 독특한 유출 특성의 하나로 볼 수 있으며, 따라서 늪 지역에서는 강우초기에 지표수유출로는 단시간에 많은 양이 유출하지 않는 것으로 판단된다.
- 그 결과 늪지역에서는 인근 대조구지역의 평균 13mZ/min보다 크게 낮은 값인 평균 5mZ/min로 강우가 늪지역의 표토층을 통하여 토양속으로 침투하기가 대조구지역에 비해 어렵고 또한 토양 심부의 수분이 표토층으로 증발하는데 많은 시간이 소요되는 것으로 판단된다.
- 또 무강우기간에도 유출량이 크게 감소하지 않으며 지속적으로 유출되는 장기유출 특성이 있었다. 단, 장기물수지특성은 증발산량을 포함한 유역손실량이 일반 산지유역보다 아주 많아서 유입한 강우량에 비해 유출량이 적었다.
- 따라서 무강우 기간이 극단적으로 지속되지 않고 특별한 돌발 상황이 발생하지 않는다면 향후 물환경은 항상 일정한 지하수위를 유지할 것으로 판단된다. 두 번째는 강우량이 적을 때는 강우 직후에 지하수위가 피크에 도달하며, 강우량이 많을 때는 지하수위 상승의 피크가 늦어지는 경향이 있었다. 세 번째는 지하 수위는 강우직후에 피크에 도달하고, 그 후 일정한 비율로 완만하게 강하하는 것으로 관측되었다.
- 무제치늪지역에서 발견된 식물은 총 44과 89속 93종 16변종 1품종으로 모두 110종류였으며 . 수서 동물 및 원생생물을 중심으로 조사한 결과는 모두 46과 66종이 밝혀졌다.
- 상기 물수지식에 나타난 것과 같이 무제치늪 지역의 단기물수지는 증발산량을 포함한 손실량이 많아서 유입한 강우량에 비해 유출량이 매우 적은 것으로 나타났다.
- 두 번째는 강우량이 적을 때는 강우 직후에 지하수위가 피크에 도달하며, 강우량이 많을 때는 지하수위 상승의 피크가 늦어지는 경향이 있었다. 세 번째는 지하 수위는 강우직후에 피크에 도달하고, 그 후 일정한 비율로 완만하게 강하하는 것으로 관측되었다.
- 일단 강우가 멈추면 다음 강우기간까지 지하수위의 감소가 아주 완만하게 일어나고 있다. 세 번째는 지하수위의 감수 곡선은 강우강도에 비례하여 그 기울기가 결정되는 것으로 판단되며, 즉 강우강도가 클수록 강우량이 많을수록 지하수위의 감수곡선의 기울기가 완만하게 나타났다. 네 번째는 강우량이 많고 강우 기간이 길어지면 지하수위의 피크부분이 상당히 오래 지속되는 경향을 보여주고 있다.
- 수서 동물 및 원생생물을 중심으로 조사한 결과는 모두 46과 66종이 밝혀졌다. 그러나 아직 확실히 동정이 되지 못한 종들이 다수 있으며, 동물과 식물에 대한 구체적인 자료는 다른 문헌을 참고하길 바란다(고재기 등.
- 무제치늪지역의 장기지하수위 변동 패턴은 대부분 단기지하수위의 경우와 거의 동일하나, 몇 가지를 추가하여 요약하면 다음과 같다. 첫 번째는 장기 지하 수위의 변화 경향과 강우 및 유출수위의 변화 경향이 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 무강우 기간이 극단적으로 지속되지 않고 특별한 돌발 상황이 발생하지 않는다면 향후 물환경은 항상 일정한 지하수위를 유지할 것으로 판단된다.
- 토양공극률은 400cc 캔으로 표토층 10cm 전후의 토양을 샘플링하여 관측하였으며, 대조구지역의 평균 67.5%에 비하여 늪지역에서는 평균 56.9%의 약간 낮은 값으로 관측되었다. 일반적으로 이 탄질 늪 지역에서는 공극량이 많다는 결과와 반대의 경향이 있었으며, 이것은 표토층 토양의 평균 공극량을 관측했기 때문이며, 늪지역의 토양경도가 대조 구 지역보다 크게 높았던 결과와 관련이 깊은 것으로 판단된다.
후속연구
- 금후의 과제로는, 이러한 고층 습원지역의 유지에 기상 환경이 어떻게 관여하는지는 아주 중요한 문제이므로 강우유출특성과 지하수위의 변동 특성을 포함한 기상 및 수문환경에 대한 장기적인 모니터링 시스템 구축과 이에 대한 연구가 필요하다. 지하 수위 변동 패턴은 물의 공급 외에, 이탄지의 배수계의 상태, 이탄의 물리성이나 수분 특성, 증발산 등의 영향을 받기 때문에 이에 관한 종합적인 연구 또는 접근 방법이 필요할 것이다.
- 첫 번째는 장기 지하 수위의 변화 경향과 강우 및 유출수위의 변화 경향이 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 무강우 기간이 극단적으로 지속되지 않고 특별한 돌발 상황이 발생하지 않는다면 향후 물환경은 항상 일정한 지하수위를 유지할 것으로 판단된다. 두 번째는 강우량이 적을 때는 강우 직후에 지하수위가 피크에 도달하며, 강우량이 많을 때는 지하수위 상승의 피크가 늦어지는 경향이 있었다.
- 지하 수위 변동 패턴은 물의 공급 외에, 이탄지의 배수계의 상태, 이탄의 물리성이나 수분 특성, 증발산 등의 영향을 받기 때문에 이에 관한 종합적인 연구 또는 접근 방법이 필요할 것이다. 향후 당분간은 늪지역의 물 환경은 항상 일정한 지하수위를 유지할 것으로 평가되었으나, 늪지역의 개발과 이용이 진행되고, 배수 계가 정비되면 지하수위는 전체적으로 저하할 우려가 있기 때문에 이에 대한 종합적인 대책의 수립이 필요할 것이다.
- 지하 수위 변동 패턴은 물의 공급 외에, 이탄지의 배수계의 상태, 이탄의 물리성이나 수분 특성, 증발산 등의 영향을 받기 때문에 이에 관한 종합적인 연구 또는 접근 방법이 필요할 것이다. 향후 당분간은 늪지역의 물 환경은 항상 일정한 지하수위를 유지할 것으로 평가되었으나, 늪지역의 개발과 이용이 진행되고, 배수 계가 정비되면 지하수위는 전체적으로 저하할 우려가 있기 때문에 이에 대한 종합적인 대책의 수립이 필요할 것이다.
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