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문제 정의
- 본 연구에서는 지하수 함양량에 영향을 크게 미치는 토지이용과 토양특성 상태를 고려할 수 있는 방법인 NRCS-CN 방법과 .유출수문곡선의 기저 유출분리법을 이용하여 IHP(국제수문개발계획)의 유역 중 위천유역내 3개 소유역과 평창강유역내의 2 개 소유역을 선정하여 1990년부터 2000년까지의 지하수 함양률을 산정하고 그 결과를 비교하였다.
제안 방법
- 1990년부터 2000년까지의 강우, 유량 자료를 이용하여 일련의 수문곡선으로 표시한 후 수문곡선을 유량 0의 대수값log Q)을 시간에 따라 표시한 다음 최저 logQ값에 대략적으로 접선을 긋고 그 접선을 이용하여 지하수 감수곡선을 구하였다(이동률과 윤용남, 1996).
- CN값의 산정을 위해 농업과학기술원23에서 제작된 1:25,000 정밀토양도를 사용하여 수문학적 토양 군으로 분류하였다.
- 대상 유역의 강우량 자료는 IHP보고서2"를 참조하여 1990년부터 2000년까지의 강우자료를 이용하였다. NRCS에서 기준으로 삼고 있는 선행토양함수조건은 1년을 성수기와 비성수기로 나누어 각 경우에 대하여 5일 선행강수량을 고려하여 구분하였다.
- 사용하였다. cn값의 산정은 정밀토양도를이용하여 구하여진 수문학적 토양군의 결과와 토지피복도를 이용하여 구해진 피복항목에 대하여 각면적당 CN값을 구하였다. 대상 유역의 강우량 자료는 IHP보고서2"를 참조하여 1990년부터 2000년까지의 강우자료를 이용하였다.
- 것은 적절하지 않다. 따라서 함양량 산정에 있어서는 대상지역의 평균 CN값을 사용하지 않고 피복항목과 수문학적토양군 각각의 면적에 대하여 함양량을 산정하여 전체면적에 대한 가중치를 적용하여 함양량을 산정하였다.
- . 분석하고 강우와 유출의 관계식을 유도하여 소유 역에 대한 유출량 산정방법을 제시하였다a).
- 유출수문곡선의 기 저 유출분리 법 과 NRCS-CN방법을 이용하여 IHP의 유역으로 장기간의 수문자료가 확보 가능한 위천과 평창강 유역내의 5개 소유역을 선정하여 1990년부터 2000년까지의 기간에 대하여 지하수 함양량을 산정하고 그 결과를 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- NRCS-CN 방법과 .유출수문곡선의 기저 유출분리법을 이용하여 IHP(국제수문개발계획)의 유역 중 위천유역내 3개 소유역과 평창강유역내의 2 개 소유역을 선정하여 1990년부터 2000년까지의 지하수 함양률을 산정하고 그 결과를 비교하였다.
대상 데이터
- cn값의 산정은 정밀토양도를이용하여 구하여진 수문학적 토양군의 결과와 토지피복도를 이용하여 구해진 피복항목에 대하여 각면적당 CN값을 구하였다. 대상 유역의 강우량 자료는 IHP보고서2"를 참조하여 1990년부터 2000년까지의 강우자료를 이용하였다. NRCS에서 기준으로 삼고 있는 선행토양함수조건은 1년을 성수기와 비성수기로 나누어 각 경우에 대하여 5일 선행강수량을 고려하여 구분하였다.
- CN값 산정을 위하여 사용된 토지피복도는 환경부에서 제공받은 토지피복도(Landsat 4호와 5호로부터 제공받은 TM 영상을 이용하여 제작)를 건설기술연구원에서 유역경계를 이용하여 Clipping한 자료26>를 사용하였다. cn값의 산정은 정밀토양도를이용하여 구하여진 수문학적 토양군의 결과와 토지피복도를 이용하여 구해진 피복항목에 대하여 각면적당 CN값을 구하였다.
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3. 연구지역
연구대상지역은 IHP 시험유역인 위천 유역내의 3개 소유역(No.4, 5, 6)과 평창강유역내의 2개 소유역 (No.5, 6)을 선정하였다. 이들 소유역은 산업화, 도시화 등의 인위적 영향이 거의 없는 지역이다.
이론/모형
- 기저유출의 분리에 있어서 유출수문 곡선의 첨두가 하나인 단순호우의 경우는 N-day법을 적용하였고 유출수문 곡선의 첨두가 둘 이상인 복합강우의경 우는 지 하수감수곡선법 을 이용하여 지 하수유줄량을 산정하였다.
- 본 방법에 의한 지하수 함양량 산정을 위해서는 장기간의 유출량 자료의 확보가 필요하며 관측자료의 정도가 요구된다. 최병수와 안중기”), 김경호 등切, 정영훈과 김경호®, 이승현과 배상근⑼는 NRCS-CN방법으로 지하수 함양량을 산정하였다. 배상근2°)은 특정 지역의 지하수 개발량 평가에 필요한 지하수함양량을 구하기 위해서는 NRCS-CN방법이 현장적용성면에서 우월하다고 판단하였으나 본 방법은 미국내의 토양 관련 자료로부터 강우유출량을 산정하기 위하여 개발된 공식이기 때문에 토양 및 토지이용특성이 상이한 우리나라의 지 하수함양량산정 에 적 용 가능한가에 대한 비교 검토의 필요성이 있다.
성능/효과
- 1) 위천유역에서는 NRCS-CN방법을 이용한 산정 결과에 의하면 연평균 지하수 함양률이 15.4- 17.0%이고, 기저유출분리법으로 구한 연평균 지하수 함양률은 15.1 ~21.1%로서 기저 유출분리법으로 구한 경우에서 함양률의 변화 범위가 더 크며 표준편차 또한 약간 크게 나타났다.
- 2) 평창강유역에서는 NRCS-CN방법을 이용한연평균 지하수 함양률이 26.4~26.8%로 비슷하나, 기저유출분리법으로 구한 연평균 지하수 함양률은 25.2 ~33.4%로 기저유출분리법으로 구한 경우 지하수함양률의 변화 범위가 더 크게 나타났으나, 표준편차는 NRCS-CN방법에서 약간 크다.
- 3) 연평균 지하수 함양량은 두 방법 모두에서 평창강 유역이 위천유역 보다 2배정도 더 크며 함양률 또한 높았다.
- 4) 위천 No.5 유역과 평창강 No.5 유역의 연평균지하수함양량은 두 방법 간에 비슷하나 평창강 No.6 유역의 경우 연평균 지하수 함양량이 두 방법간에 93.3mm의 차이가 있었다.
- NRCS-CN방법으로 산정한 결과, 모든 위천 소유역에서는 1994년에 지하수 함양률이 가장 적고, 1997년에 가장 크게 나타났다. 한편 평창강 유역에서 지하수 함양률이 가장 적은 해는 No.
- NRCS-CN방법을 이용한 계산 결과에 의하면 No.4 유역의 경우에는 1994년에 가장 낮은 지하수 함양량 49.2mm(함양률 7.7%)를 보이며, 1997년에 가장 높은 지하수 함양량 239.5mm(함양률 21.5%)을나타내고 있다. 평균강수량이 1043.
- 기저유출분리법을 이용한 계산 결과에 의하면, No.5 유역에서는 계산 기간 중 최저 지하수 함양량은 1990년의 185.6mm(함양률이 9.6%)이며, 최대의함양량은 1994년의 429.2mm(함양률 41.1%)였다. 본유역에서의 연평균 강수량 1451.
- 기저유출분리법을 이용한 지하수함양량 산정 결과에 의하면 No.4 유역의 계산 기간 중 가장 낮은지하수 함양량은 1995년의 61.6mm(함양률 8.7%)이며, 가장 높은 지하수 함양량은 1991년의 329.6mm (함양률 27.1%)이었다. 연평균 강수량 1036.
- 1%)였다. 본유역에서의 연평균 강수량 1451.6mm에 대해서 평균 지하수 함양량은 365.5mm(평균 함양률 25.2%)였다. No.
- 위천유역에서 NRCS-CN방법을 이용한 산정 결과에 의하면 연평균 지하수 함양률이 15.4~17.0%이고, 기저유출분리법으로 구한 연평균 지하수 함양률은 15.1 ~21.1%로 후자에 의한 함양률의 변화 범위가 크며 표준편차 또한 약간 크게 나타남을 알 수 있다(Table 1). 평창강유역에서는 NRCS-CN 방법을 이용한 산정 결과 연평균지하수 함양률이 26.
- 1%로 후자에 의한 함양률의 변화 범위가 크며 표준편차 또한 약간 크게 나타남을 알 수 있다(Table 1). 평창강유역에서는 NRCS-CN 방법을 이용한 산정 결과 연평균지하수 함양률이 26.4- 26.8%로 서로 비슷하나, 기저유출분리법으로 구한 연평균 지하수 함양률은 25.2~33.4%이다. 따라서 기저 유출분리법이 더 큰 변화 범위를 나타내고 있으나 표준편차는 NRCS-CN방법에서 약간 더 큼을 알 수 있다.
후속연구
- 5) 보다 정확한 지하수 함양량 산정을 위하여서는 유역의 특성과 강우특성 및 산정기법간의 적용성의 차이 그리고 산정기법의 불확실성을 포함하는 적용성의 검토에 대한 연구가 있어야 할 것으로 사료된다.
- 이는 유역특성과 강우 특성 및 산정기법간의 적용성의 차이 때문으로 여겨지나 정확한 원인을 파악하기 위해서는 이에 대한 보다 상세한 조사 연구가 필요하다. 따라서 향후 보다 정밀한 지하수함양량 산정을 위하여 산정기법의 불확실성을 포함하는 적용성의 검토에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
- 이와 같이 지하수함양률이 유역별 및 적용 방법별로 차이가 남을 알 수 있다. 이는 유역특성과 강우 특성 및 산정기법간의 적용성의 차이 때문으로 여겨지나 정확한 원인을 파악하기 위해서는 이에 대한 보다 상세한 조사 연구가 필요하다. 따라서 향후 보다 정밀한 지하수함양량 산정을 위하여 산정기법의 불확실성을 포함하는 적용성의 검토에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
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