[논문]강변여과 취수시 과도한 지하수 하강을 저감시키기 위한 인공함양의 활용방안 연구

이동기; 박재현; 박창근; 양정석; 남도현; 김대근; 정교철; 최용선; 부성안

문제 정의

본 연구에서는 각 단계별 공사를 기준으로 1단계60, 000m7day, 2단계 120, 000m7day, 3단계 180, 000m'/day 의 강변여과를 취수하였을 경우 제내지에서의 지하수위 변동을 평가하고, 각 단계별 지하수위 저감을 위한 인공함양량을 결정하고자 한다. 전체적인 함양량은 유역 연평균 강우량 1340mm의 14%인 18.
본 연구에서는 강변여과 취수시 과도한 지하수위 하강을 저감시키기 위한 방법 중 하나인 인공함양우 물 설치를 통하여 지하수위 변동특성을 관찰하였다. 기존 강변여과수 취수시 제내지의 지하수위는 취수전 지하수위 보다 0.
본 연구에서는 제내지 측에 인공함양정을 설치하여 함양에 따른 재내지 지하수위 변동을 관찰하고 이에 따른 적정 함양량을 제시하고자 한다. 그러기 위하여 현재 진행중인 창원시 대산면 강변여과수 개발지역을 대상지역으로 선정하여 기존 자료 및 실험 자료를 바탕으로 3차원지하수 유동 프로그램인 Visual ModFlow을 이용한 수치해석을수행하였다.
본 연구에서는 현재 창원시 대산면 강변여과수 개발지역을 대상지역으로 선정하여 기존 연구자료 및 실험 자료를 바탕으로 3차원 지하수 모델링 프로그램인 Visual MODFLOW를 사용하여 인공함양에 대한 수치모델링을 수행하여 제내지에 인공함양 우물에 의한 과도한 지하수위 하강을 저감시 킬 수 있는 방안을 제안하였다.
앞절에서는 인공함양우물의 최적설치위치에 대하여 살펴보았다. 본절에서는 강변여과취수에 따른 지하수위 하강을 저감하기 위한 최적 함양량을 결정하고자 한다. 이를 위하여 최적 설치위치인 취수정으로 부터 200m 위치에 인공함양우물을 설치하고 함양량 의 변화에 따른 지하수위의 변화를 관찰하였다.
앞절에서는 인공함양우물의 최적설치위치에 대하여 살펴보았다. 본절에서는 강변여과취수에 따른 지하수위 하강을 저감하기 위한 최적 함양량을 결정하고자 한다.

제안 방법

각 단계별로 인공함양우물의 함양량을 바꾸어 가면서 제내지의 지하수위 변화를 관찰하였는데, 단계별로 함양량을 증가시키면 지하수위가 상승하였다. 그렇지만 과도한 함양으로 지하수위를 상승시키는 것은 의미가 없기 때문에 최적의 함양량을 판단할 필요가 있다.
공사 진행 단계별 지하수위 변화를 관찰하기 위해서 4가지 경우에 대하여 제내지의 지하수위를 관찰하였다. 제내지의 지하수위 검토를 위하여 공사 구간에 따라서 3지점을 선정하였는더], 선정한 3지점은 취수정시설의 길이방향으로 단계별 공사구역의 중앙 부분에 위치한 곳이며 지하수위 변화는 취수정으로부터 제내지 측으로 300m 떨어진 지점에서 관찰하였다.
본 연구에서는 제내지 측에 인공함양정을 설치하여 함양에 따른 재내지 지하수위 변동을 관찰하고 이에 따른 적정 함양량을 제시하고자 한다. 그러기 위하여 현재 진행중인 창원시 대산면 강변여과수 개발지역을 대상지역으로 선정하여 기존 자료 및 실험 자료를 바탕으로 3차원지하수 유동 프로그램인 Visual ModFlow을 이용한 수치해석을수행하였다.
본절에서는 강변여과취수에 따른 지하수위 하강을 저감하기 위한 최적 함양량을 결정하고자 한다. 이를 위하여 최적 설치위치인 취수정으로 부터 200m 위치에 인공함양우물을 설치하고 함양량 의 변화에 따른 지하수위의 변화를 관찰하였다. 함양 량 변화에 따른 지하수위 변화를 관찰하기 위하여 취 수정으로부터 300m 떨어져 있는 지점의 지하수위를 관찰하여 비교하였다.
인공함양우물 설치에 따른 지하수위 변화를 관찰하기 위하여 취수정으로부터 300m 떨어져 있는 지점의 지하수위를 관찰하여 비교하였고, 그 결과는 Table 3과 같다. 인공함 양우물의 함양량은 각 단계별 취수량의 10%로 설정하였고, 함양우물은 각 공당 500m7day로 설정하였다(Table 3, Fig. 5 참조).
2에 나타난 단면 A-B에서 취수정으로부터 50m 떨어진 지점부터 50m 간격으로 200m 위치까지 4개 지점을 선 정하여 서 인공함양 우물을 설치하였다. 인공함양우물 설치에 따른 지하수위 변화를 관찰하기 위하여 취수정으로부터 300m 떨어져 있는 지점의 지하수위를 관찰하여 비교하였고, 그 결과는 Table 3과 같다. 인공함 양우물의 함양량은 각 단계별 취수량의 10%로 설정하였고, 함양우물은 각 공당 500m7day로 설정하였다(Table 3, Fig.
공사 진행 단계별 지하수위 변화를 관찰하기 위해서 4가지 경우에 대하여 제내지의 지하수위를 관찰하였다. 제내지의 지하수위 검토를 위하여 공사 구간에 따라서 3지점을 선정하였는더], 선정한 3지점은 취수정시설의 길이방향으로 단계별 공사구역의 중앙 부분에 위치한 곳이며 지하수위 변화는 취수정으로부터 제내지 측으로 300m 떨어진 지점에서 관찰하였다. 다음 Fig.
이를 위하여 최적 설치위치인 취수정으로 부터 200m 위치에 인공함양우물을 설치하고 함양량 의 변화에 따른 지하수위의 변화를 관찰하였다. 함양 량 변화에 따른 지하수위 변화를 관찰하기 위하여 취 수정으로부터 300m 떨어져 있는 지점의 지하수위를 관찰하여 비교하였다. Table 4와 Fig.

대상 데이터

이러한 지하수위 저감을 방지하기 위하여 인공함양우물을 설치하려면 우선 인공함양우물의 설치 위치를 결정해야 된다. 인공함양우물의 최적위치를 결정하기 위하여 Fig. 2에 나타난 단면 A-B에서 취수정으로부터 50m 떨어진 지점부터 50m 간격으로 200m 위치까지 4개 지점을 선 정하여 서 인공함양 우물을 설치하였다. 인공함양우물 설치에 따른 지하수위 변화를 관찰하기 위하여 취수정으로부터 300m 떨어져 있는 지점의 지하수위를 관찰하여 비교하였고, 그 결과는 Table 3과 같다.
이와 같은 지하수위 하강은 제내지 농경지의 토양건조도를 증가시키게 되어 과도한 관계용수 보충을 요구하게 된다. 제내지 지하수위 하강을 저감시키기 위하여 취수정으 로부터 200m 떨어진 위치에 인공함양우물을 설치하였다. 인공함양우물의 적정 함양량은 각 단계별 취수 량의 5%로 나타났다.
조사대상지역 일대는 서에서 동으로 관류하고 있는 낙동강의 흐름이 전형적인 사행의 양상을 형성하고 있으며, 특히 동측은 풍화에 약한 안산암질응회암이 기반암으로 이루어져 있어 차별침식에 의한 평야지대를 이루며 지형윤회에 있어서는 준평원화 지형에까지 이른 것으로 판단되고 있다.

성능/효과

2번 지점은 2단계 완료시까지 지하수위가 하강하다가 최종 완료 후에는 2단계 와 유사한 지 하수위 를 유지하는 것으로 나타났다. 3번 지점은 2단계 완료시까지는 큰 영향을 받지 않았으나 최종 완료 후 지하수위가 급격히 하강하는 것을 알 수 있다. 진행 단계별 각 지점의 지하수위를 관찰한 결과는 다음과 같다Qable 2, Fig.
각 단계별로 인공함양우물의 위치를 바꾸어 가면서 제내지의 지하수위 변화를 살펴보면 Fig. 5와 같이 인공함양우물의 위치가 취수정으로부터 200m 거리에 있는 것이 강변여과취수에 의한 지하수위 저감을 위한 최적의 위치로 판단된다.
제내지 지하수위 하강을 저감시키기 위하여 취수정으 로부터 200m 떨어진 위치에 인공함양우물을 설치하였다. 인공함양우물의 적정 함양량은 각 단계별 취수 량의 5%로 나타났다. 함양량을 5%로 하였을 경우 취 수정으로부터 300m 지점의 지하수위는 기존 취수정을 설치하기전과 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 각 단계별 공사를 기준으로 1단계60, 000m7day, 2단계 120, 000m7day, 3단계 180, 000m'/day 의 강변여과를 취수하였을 경우 제내지에서의 지하수위 변동을 평가하고, 각 단계별 지하수위 저감을 위한 인공함양량을 결정하고자 한다. 전체적인 함양량은 유역 연평균 강우량 1340mm의 14%인 18.6mm/year로 설정하였다.
인공함양우물의 적정 함양량은 각 단계별 취수 량의 5%로 나타났다. 함양량을 5%로 하였을 경우 취 수정으로부터 300m 지점의 지하수위는 기존 취수정을 설치하기전과 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다.

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