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문제 정의
- 인공함양은 해당지역의 지질 및 수리지질 특성과 같은 과학적인 요인에 따라 제한 될 수 있으며 사회경제적 요인에 의해 필요지역이 차별화 될 수 있다. 따라서 이러한 다양한 요인을 고려하여 인공함양 가능지역과 인공함양 필요지역을 각각 파악한 후 이들 지역을 통합적으로 분석하고자 하였다.
- 본 연구에서는 지하수 인공함양에 영향을 주는 주요 요인들을 결정하고 GIS프로그램을 이용하여 한국 내에서 인공함양 개발가능성 지역을 분석하였다. 물 공급이 원활하지 않은 지역, 상습적인 자연재해로 물 공급에 영향을 받는 지역 등 인공함양 필요지역과 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질 등의 요소들을 사용하여 인공함양의 가능지역의 자료들을 통합한 후, 중첩시켜 최종적으로 “인공함양 개발 유망지역”을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 본 연구의 목적은 인공함양을 통한 수자원 확보 및 관리가 필요하다고 예상되는 필요지역과 수리지질학적인 측면에서 정호주입식 인공함양이 적용 가능한 지역을 지리정보시스템(GIS)을 사용하여 각각 분석평가 한 후 중첩하여 최종적으로 전국 규모의 ‘인공함양 개발 유망지도’를 제작하는데 있다.
가설 설정
- 이처럼 단층과 절리의 발달 정도, 카르스트지형의 유무, 공동의 유무 등에 따라 암석의 수리전도도 값에 대한 불확실성이 크게 나타난다. 본 연구에서는 비양수량에 단층과 절리의 영향이 반영되었다고 가정하였기에 화성암과 변성암의 수리전도도에 단층과 절리의 영향이 반영되지 않는 수리전도도를 이용하기로 하였다. 수리전도도가 낮은 값을 보이는 화강암과 변성암을 하나의 등급으로 통합하여, 화강암·변성암- 퇴적암 - 석회암 - 충적층 - 화산암의 순으로 구분하였다.
제안 방법
- 186개의 시군구 단위로 정리된 미급수 현황자료를 GIS 자료 분석을 위해 입력하였으며, 광주광역시와 대전광역시의 기타지역은 자료의 불확실성으로 인해 자료에서 제외하였다. 0~70,295(명)의 미급수 인구를 5개 등급으로 나누어 분류하였다(Table 8). 미급수 인구가 적어 인공함양의 필요성이 작은 지역을 V등급으로, 미급수 인구가 많아 인공함양 필요성이 큰 지역을 I등급으로 나타내었다.
- 1. 암석, 강수량, 비양수량, 지하수면까지의 깊이 자료를 이용하여 인공함양 가능성이 높은 지역을 평가하여 공간 분포도를 제시하였다. 비양수량은 강원도 춘천, 화천, 인제, 평창, 강릉 및 경상북도 영주, 청송, 영덕, 울진 등 일부지역에서 큰 값을 나타내며, 암반층에서 보다 충적층에서 전체적으로 큰 값을 보인다.
- 2. 미급수 지역과 상습가뭄재해지역의 자료를 이용하여 인공함양 필요지역의 공간 분포도를 제시하였다. 경기도와 충청남도 지역에 물 공급이 원활하지 않은 지역이 많이 분포하며, 경상도 일부지역과 전라도 일부지역에서 물 공급이 원활하지 않음을 알 수 있다.
- GIS를 이용하여 인공함양 가능지역을 평가하기 위하여 공간, 시간 및 입력인자들이 지하수 함양에 미치는 중요도에 따라 입력인자별로 가중치를 부여하였으며, 입력인자의 값을 5등급으로 구분하였다. 인공함양 필요 지역과 인공함양 가능성이 높은 지역의 자료들을 통합한 후, 중첩시켜 최종적으로 인공함양 개발 유망지역 도면을 완성하였다.
- , 2010; Mashael Al Saud, 2010). 가중치와 자료등급의 함양율을 곱하여 인공 함양의 효율을 구하였다(식 1). 예를 들어, II등급 강수량 자료가 가지는 지하수함양의 효율(E)은 70 × 20 / 100 = 14의 값을 가진다(Table 6).
- 상습가뭄 해제 지역, 미해제 지역, 그리고 해제 지역과 미해제 지역이 함께 공존하고 있는 지역을 Table 7의 비고란에 표시하였다. 각 관측지점의 수요량, 공급량 및 부족량 자료를 이용하여 생활용수는 인구자료, 농업용수는 면적자료로 면적(인구) 대비 부족량을 구하였으며, 상수도 보급으로 인한 상습 가뭄 해제지역은 0.5, 미해제 지역은 1의 가중치를 부여하여 가중 표준 부족량을 구하였다.
- 4)를획득하였으며, 총 68개 관측지점에서의 월 평년값의 평균을 이용하여 평년강우량(mm)을 구하였다. 각 지점의 30년(1971~2000)동안 평년강우량을 티센망도를 이용하여 나타낸 후, 연구영역에 적용하였다. 티센망의 중심 값은 강수량 대표 값으로 이들은 1126.
- 각 지역의 지질도를 남한 전체의 지질도로 통합하였으며, 통합된 지질도는 약 백여개의 다양한 암석의 분포를 나타낸다. 각각의 암석을 대표할 수 있도록 우리나라(남한) 국토의 암석을 크게 화강암, 현무암, 석회암 이외의 퇴적암, 변성암, 석회암, 충적층 등 6개의 암석으로 구분하였다(Fig. 5, Table 4). Table 4를 이용하여 세분화된 암석을 투수성이 높은 암석에서 투수성이 낮은 암석까지 5개의 대표 암석으로 나누었다.
- 국내에서는 최병수(1999)와 우윤정 외(2003)가 제주도의 양수시험 자료를 분석하여 경험식을 제시한 바 있다. 또한, 전선금 외(2005)가 국가지하수 관측망(National Groundwater Monitoring Wells; NGMWs)의 314개 관정에 대한 양수시험 자료를 회귀 분석법을 이용하여 국내 암반 및 충적대수층이 나타내는 비양수량과 투수량계수와의 경험식을 제시하였다. 국가지하수 관측망을 이용해 제시한 경험식에서 알 수 있듯이, 비양수량이 크면 투수량계수가 크게 나타나 좋은 대수층을 가지므로, 비양수량에 단층과 절리 등의 영향이 포함되어 있다고 전제하였다.
- 먼저 인공함양 가능지역을 파악하기 위해서 지질도, 양수시험 자료, 지하수위 및 수질, 함양수원의 위치 등 관련 수문 및 수리지질 자료를 과학적 요인으로 선정하였다. 본 연구에서는 수치지질도, 국가지하수관측망 자료, 지하수 관측연보, 기상연보 등의 자료를 이용하여 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질의 네 가지 제한요인을 도출한 후 인공함양 가능지역을 분석하였다.
- 물 공급이 원활하지 않은 지역, 상습적인 자연재해로 물 공급에 영향을 받는 지역 등 인공함양 필요지역과 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질 등의 요소들을 사용하여 인공함양의 가능지역의 자료들을 통합한 후, 중첩시켜 최종적으로 “인공함양 개발 유망지역”을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 먼저 인공함양 가능지역을 파악하기 위해서 지질도, 양수시험 자료, 지하수위 및 수질, 함양수원의 위치 등 관련 수문 및 수리지질 자료를 과학적 요인으로 선정하였다. 본 연구에서는 수치지질도, 국가지하수관측망 자료, 지하수 관측연보, 기상연보 등의 자료를 이용하여 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질의 네 가지 제한요인을 도출한 후 인공함양 가능지역을 분석하였다. 산발적으로 존재하는 다양한 함양수원을 대한민국 전역을 대상으로 하는 광역적 분석에 모두 반영하기 어려워 모든 수원의 근원인 강수자료를 대표값으로 이용하였다.
- 본 연구에서는 한국수자원공사에서 제공하는 국가지하수 관측망의 암반층 자료 269개 지점과 충적층 137개 지점의 장기양수시험 자료의 수위강하 자료와 양수량 자료를 이용하여 비양수량을 계산하였다. 비양수량 각 값들의 분포가 고르지 않기에 값 차이가 큰 곳을 분기점으로 정한 뒤, 데이터의 군집 패턴에 따라 분류되고 일반적인 상황에 적당한 내추럴 브레이크(ESRI Korea, 2008) 방법을 사용하여 5개의 등급으로 나누어 공간분포도로 나타내었다(Fig.
- 인공함양이 필요하다고 예상되는 지역은 현재 물 공급이 원활하지 않은 지역, 자연재해에 의해 상습적으로 물공급 시스템에 영향을 받는 지역 등이다. 분석 자료들을 GIS프로그램을 이용하여 입력한 후, 각각의 자료를 통합하고, 중첩하여 지하수 인공함양가능성이 높은 지역을 나타내는 도면을 도시하였다. 자료 값에 따라 인공함양의 필요성이 높은 곳을 I등급으로 필요성이 낮은 곳을 V등급으로 하여 I, II, III, IV, V의 다섯 범위의 등급으로 나누었다.
- 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질 등의 주요 요인에 따라 상대적 가중치 부여하여 분석한 인공함양 가능지역과, 상수도 미급수지역과 상습가뭄재해지역에 대한 자료에 가중치를 부여하지 않고 산술적으로 분석한 인공함양 필요지역을 중첩하여 ‘인공함양 개발 유망지역’으로 도시하였다(Fig. 9).
- 본 연구에서는 수치지질도, 국가지하수관측망 자료, 지하수 관측연보, 기상연보 등의 자료를 이용하여 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질의 네 가지 제한요인을 도출한 후 인공함양 가능지역을 분석하였다. 산발적으로 존재하는 다양한 함양수원을 대한민국 전역을 대상으로 하는 광역적 분석에 모두 반영하기 어려워 모든 수원의 근원인 강수자료를 대표값으로 이용하였다. 인공함양 가능지역은 다음에 언급될 인공함양 필요지역과는 달리 동일 지역이라 하더라도 충적층과 암반층에 따라서 명확히 다른 지질 및 수리지질 특성을 보이게 되므로 이에 따라 인공함양 가능지역을 충적층과 암반층으로 구분하여 분석하였다.
- 수리전도도가 낮은 값을 보이는 화강암과 변성암을 하나의 등급으로 통합하여, 화강암·변성암- 퇴적암 - 석회암 - 충적층 - 화산암의 순으로 구분하였다.
- 앞서 언급한 비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질 등 인공함양에 영향을 미치는 자료들을 중첩하여 지하수 함양의 효율 값을 산정한 후 인공함양가능 정도를 도시하였다(Fig. 6). Fig.
- 앞에서 언급한대로 지하수 인공함양에 영향을 미치는 네 개의 요인(비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질)을 도출하였고 요인을 각각 5개의 등급으로 분류하였다. 가중치는 지하수 함양에 주요한 영향을 미치는 자료일수록 큰 값을 부여하였으며, 비양수량 40%, 지하수면까지의 깊이 30%, 강수량 20%, 지질 10%를 주었다(Table 5).
- 인공함양용 원수는 주로 하천수, 빗물 등 강수에 기인한 것들이므로, 강수량은 인공함양을 평가하는 주요인자다. 여름철 우기에 남아도는 강수를 주로 인공함양에 사용하므로 이 기간의 강수량을 기준으로 분석해야 하지만, 여름철 강수량과 연평균 강수량이 비례하므로 상대적인 평가를 위해서 연평균 강수량을 분석에 이용하였다.
- 이 값을 GIS프로그램을 이용하여 입력한 후 등급별로 구분하여 도시하였으며(Fig. 7a), 상습가뭄재해지역에 속하는 않는 곳은 임의로 −1값을 부여하였다.
- 국가 지하수 관측망 관리시스템에서 제공하는 관측정제원표를 이용하여 관측소의 표고, 정호심도, 위치에 대한 제원을 확보하였으며, 국토해양부와 한국수자원공사에서 발간하는 지하수 관측연보(1996~2008)의 월평균 지하수위 자료를 이용하여 연평균 지하수위 자료를 획득하였다. 인공함양 가능성 평가의 주요 자료인 지하수면까지의 깊이는 표고와 연 평균 지하수위를 이용하여 계산하였다. 계산된 지하수면까지의 깊이는 관측정제원표에 기록된 지하수면까지의 깊이 자료와 다른 값을 보인다.
- 산발적으로 존재하는 다양한 함양수원을 대한민국 전역을 대상으로 하는 광역적 분석에 모두 반영하기 어려워 모든 수원의 근원인 강수자료를 대표값으로 이용하였다. 인공함양 가능지역은 다음에 언급될 인공함양 필요지역과는 달리 동일 지역이라 하더라도 충적층과 암반층에 따라서 명확히 다른 지질 및 수리지질 특성을 보이게 되므로 이에 따라 인공함양 가능지역을 충적층과 암반층으로 구분하여 분석하였다.
- 9). 인공함양 개발 유망지역을 도시하기 위하여 각 인공함양 가능지역과 인공함양 필요지역을 매우 낮음부터 매우 높음까지의 다섯 단계에 대하여 각각 1에서 5까지의 점수를 부여한 후 합산하였다. 이 값들은 2~10의 범위를 가지며, 이 값들을 세 단계의 등급으로 나누어 Fig.
- 인공함양 필요지역으로는 현재 상수도 공급이 원활하지 않은 지역, 자연재해에 의해 상습적으로 물 공급 시스템에 영향을 받는 지역(홍수, 가뭄, 한파 등), 연 평균 물 사용량에 비해 특히 물 사용량이 높은 기간이 존재하는 지역(온천, 관광지 등), 과거 지하수위에 비해 현재 지하 수위 강하가 심한 지역(농경지, 과수원, 공단 지역 등) 등으로 예상할 수 있으나 관련 지역들에 대한 자료가 명확하지 않고 자료획득에 어려움이 있어 자료 획득이 가능했던 상수도 미급수 지역과 상습 가뭄재해 지역만을 제한 요인으로 하여 분석을 시도하였다.
- 분석 자료들을 GIS프로그램을 이용하여 입력한 후, 각각의 자료를 통합하고, 중첩하여 지하수 인공함양가능성이 높은 지역을 나타내는 도면을 도시하였다. 자료 값에 따라 인공함양의 필요성이 높은 곳을 I등급으로 필요성이 낮은 곳을 V등급으로 하여 I, II, III, IV, V의 다섯 범위의 등급으로 나누었다. 인공함양 필요지역은 인공함양 가능지역과 달리 상대적 가중치를 부여하지 않았으며, 각 요소에 대해 I등급부터 V등급까지 각각 5에서 1까지의 값을 입력하였다.
- 각 자료의 등급에 따라 다양한 범위의 값을 부여하였다. 즉, 완전한 지하수 함양을 100%라고 했을 때, I 등급(100~80%), II 등급(80~60%), III 등급(60~40%), IV 등급(40~20%), V 등급(20~0%)으로 분류하였다. I 등급부터 V등급까지 각각의 평균 함양율인 90, 70, 50, 30, 10%를 이용하여(Kamaleshwar et al.
대상 데이터
- 물 공급이 원활하지 않은 지역을 파악하기 위해 가뭄에 취양한 상수도 공급지역의 말단, 광역 상수도 미보급 지역을 대상으로 하여 환경부에서 발간된 2008년 상수도 통계(상)을 참고하였다(환경부, 2009). 186개의 시군구 단위로 정리된 미급수 현황자료를 GIS 자료 분석을 위해 입력하였으며, 광주광역시와 대전광역시의 기타지역은 자료의 불확실성으로 인해 자료에서 제외하였다. 0~70,295(명)의 미급수 인구를 5개 등급으로 나누어 분류하였다(Table 8).
- 대상 관측소는 암반 지하수 관측정 316개와 충적층 지하수 관측정 157개를 합하여 총 473개 관측소이다. 국가 지하수 관측망 관리시스템에서 제공하는 관측정제원표를 이용하여 관측소의 표고, 정호심도, 위치에 대한 제원을 확보하였으며, 국토해양부와 한국수자원공사에서 발간하는 지하수 관측연보(1996~2008)의 월평균 지하수위 자료를 이용하여 연평균 지하수위 자료를 획득하였다. 인공함양 가능성 평가의 주요 자료인 지하수면까지의 깊이는 표고와 연 평균 지하수위를 이용하여 계산하였다.
- 기상청(www.kma.go.kr)에서 운영하고 있는 전국의 유인관측소와 무인관측소에서 관측한 자료를 이용한 통계 간행물인 기상연보로부터 관측지점의 위치자료(Fig. 4)를획득하였으며, 총 68개 관측지점에서의 월 평년값의 평균을 이용하여 평년강우량(mm)을 구하였다. 각 지점의 30년(1971~2000)동안 평년강우량을 티센망도를 이용하여 나타낸 후, 연구영역에 적용하였다.
- kr)에서 제공하는 관측망의 제원 및 지하수 수위자료를 획득하였다. 대상 관측소는 암반 지하수 관측정 316개와 충적층 지하수 관측정 157개를 합하여 총 473개 관측소이다. 국가 지하수 관측망 관리시스템에서 제공하는 관측정제원표를 이용하여 관측소의 표고, 정호심도, 위치에 대한 제원을 확보하였으며, 국토해양부와 한국수자원공사에서 발간하는 지하수 관측연보(1996~2008)의 월평균 지하수위 자료를 이용하여 연평균 지하수위 자료를 획득하였다.
- 물 공급이 원활하지 않은 지역을 파악하기 위해 가뭄에 취양한 상수도 공급지역의 말단, 광역 상수도 미보급 지역을 대상으로 하여 환경부에서 발간된 2008년 상수도 통계(상)을 참고하였다(환경부, 2009). 186개의 시군구 단위로 정리된 미급수 현황자료를 GIS 자료 분석을 위해 입력하였으며, 광주광역시와 대전광역시의 기타지역은 자료의 불확실성으로 인해 자료에서 제외하였다.
- 본 연구에서는 지하수면까지의 깊이를 알기 위해 국가지하수 관측망 관리시스템(www.gims.go.kr)에서 제공하는 관측망의 제원 및 지하수 수위자료를 획득하였다. 대상 관측소는 암반 지하수 관측정 316개와 충적층 지하수 관측정 157개를 합하여 총 473개 관측소이다.
- 지질도는 암석, 단층, 습곡, 주향, 경사, 지질 단면 등과 같은 각종 지질자료를 포괄하는 것으로서 지질도에 포함된 각종 정보는 현재 자원개발, 환경오염 및 지질재해 등 다양한 용도로 활용되고 있다(이사로 외, 1999). 본 연구에서는 한국지질자원연구원(Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources)에서 제작한 25만 수치지질도를 이용하였으며, 지질도에 포함된 자료 중 암석자료를 사용하여, 암석이 갖는 대표 투수성을 자료처리에 활용하였다. 25만 지질도는 강릉지질도, 광주지질도, 대전지질도, 목포지질도, 부산지질도, 서울지질도, 안동지질도, 속초지질도, 여수지질도, 남천점지질도, 백아도지질도, 진남포지질도, 제주지질도 등 13개의 지질도로 나누어져 있다.
- 상습 가뭄 재해 지역을 평가하기 위하여 소방방재청에서 제공하는 상습가뭄재해지역 현황 자료를 이용하였다. 총 122개소의 생활용수와 농업용수에 대한 자료를 24개소에 대한 시군구 자료로 나타내었다(Table 7).
- 상습 가뭄 재해 지역을 평가하기 위하여 소방방재청에서 제공하는 상습가뭄재해지역 현황 자료를 이용하였다. 총 122개소의 생활용수와 농업용수에 대한 자료를 24개소에 대한 시군구 자료로 나타내었다(Table 7). 상습가뭄 해제 지역, 미해제 지역, 그리고 해제 지역과 미해제 지역이 함께 공존하고 있는 지역을 Table 7의 비고란에 표시하였다.
이론/모형
- 4. Location of rain gauge station and distribution of annual precipitation calculated by the Thiessen polygon method.
- 60 mm 사이의 값을 가진다. 강수량의 분포가 고르지 않기에 값이 크게 차이가 나는 곳을 뽑아 분기점으로 사용하여, 데이터의 군집 패턴에 따라 분류되는 내추럴 브레이크 방법을 사용하여 강수량을 5개의 등급으로 나누었다(Table 2). I등급은 강수량이 많아 인공함양 가능성이 높은 지역을, V등급은 강수량이 적어 인공함양 가능성이 매우 낮은 지역을 나타낸다.
- 국가 지하수 관측망 관리시스템에서 획득한 좌표 값을 이용하여 암반층 국가지하수 관측망 316개와 충적층 국가지하수 관측망 157개를 도시한 후(Fig. 3), 인근 지역의 값들을 나타내기 위해서 티센망도(Thiessen polygon method)를 연구 지역에 적용하였다. 각 관측지점을 연결 하여 티센 삼각형을 만든 후, 두 점의 수직이등분선으로 만든 중심선을 연결하여 티센 다각형망을 만든다(Casaer et al.
- 본 연구에서는 한국수자원공사에서 제공하는 국가지하수 관측망의 암반층 자료 269개 지점과 충적층 137개 지점의 장기양수시험 자료의 수위강하 자료와 양수량 자료를 이용하여 비양수량을 계산하였다. 비양수량 각 값들의 분포가 고르지 않기에 값 차이가 큰 곳을 분기점으로 정한 뒤, 데이터의 군집 패턴에 따라 분류되고 일반적인 상황에 적당한 내추럴 브레이크(ESRI Korea, 2008) 방법을 사용하여 5개의 등급으로 나누어 공간분포도로 나타내었다(Fig. 1). Table 2의 V등급은 비양수량이 작아 인공함양 가능성이 작으며, I등급은 비양수량이 크며 인공함양 가능성이 매우 높음을 보여준다.
- 77 m의 범위를 가진다(Table 3). 암반층과 충적층의 지하수면까지의 깊이(DTW)를 데이터의 군집 패턴에 따라 분류되는 내추럴 브레이크(ESRI Korea, 2008) 방법을 사용하여 5개의 등급으로 나누었다. 지하수면까지의 깊이가 깊은 곳은 인공함양가능성이 매우 높은 등급으로 나타냈으며, 지하수면까지의 깊이가 낮은 곳은 인공함양가능성이 매우 낮은 등급으로 나타내었다(Table 2).
성능/효과
- 3. 인공함양에 영향을 미치는 지질, 지하수면까지의 깊이, 비양수량, 강수량 등의 자료를 통합한 후 중첩하여 나타낸 결과 국가지하수 관측망 암반층과 충적층의 인공함양 가능성은 강원도와 전라남도 및 경상남도 일부 지역에서 크게 나타나며, 상수도 공급이 원활하지 않은 지역, 상습가뭄재해 지역 등 인공함양이 필요하다고 생각되는 지역의 자료를 통합한 후 중첩하여 나타낸 결과 인공함양 필요성은 경기도와 전라도 일부 지역에서 매우 크게 나타난다. 인공함양 가능 지역과 인공함양 필요지역의 자료를 종합하여 중첩한 후 “인공함양 개발 유망지역”을 도시한 결과 전체적으로 경상남도와 경기도 전라남도가 인공함양이 양호한 지역으로 나타났으며 특히, 경북 청송, 영덕, 경남 하동, 전남 순천 등은 인공함양 가능지로 매우 타당한 것으로 나타났다.
- 앞에서 언급한대로 지하수 인공함양에 영향을 미치는 네 개의 요인(비양수량, 지하수면까지의 깊이, 강수량, 지질)을 도출하였고 요인을 각각 5개의 등급으로 분류하였다. 가중치는 지하수 함양에 주요한 영향을 미치는 자료일수록 큰 값을 부여하였으며, 비양수량 40%, 지하수면까지의 깊이 30%, 강수량 20%, 지질 10%를 주었다(Table 5). 각 자료의 등급에 따라 다양한 범위의 값을 부여하였다.
- 25만 지질도는 강릉지질도, 광주지질도, 대전지질도, 목포지질도, 부산지질도, 서울지질도, 안동지질도, 속초지질도, 여수지질도, 남천점지질도, 백아도지질도, 진남포지질도, 제주지질도 등 13개의 지질도로 나누어져 있다. 각 지역의 지질도를 남한 전체의 지질도로 통합하였으며, 통합된 지질도는 약 백여개의 다양한 암석의 분포를 나타낸다. 각각의 암석을 대표할 수 있도록 우리나라(남한) 국토의 암석을 크게 화강암, 현무암, 석회암 이외의 퇴적암, 변성암, 석회암, 충적층 등 6개의 암석으로 구분하였다(Fig.
- 화산암자체는 투수성이 결정질암 다음으로 낮지만, 우리나라의 화산암 지역은 클링커 및 용암류 경계와 같은 투수층이 잘 발달한 지역이 많아 이를 반영하여 1등급을 부여하였다. 구분한 암석을 공간분포도로 도시한 결과(Fig. 5), 변성암과 화강암은 한반도 북부와 중부 지역에 넓게 분포하고 석회암은 강원도 영월, 충북 단양의 일부지역에 국한된다. 또한, 화산암은 제주도와 해안가에 분포하며 퇴적암은 주로 경상남도와 경상북도 지방에 분포함을 알 수 있다.
- 0~70,295(명)의 미급수 인구를 5개 등급으로 나누어 분류하였다(Table 8). 미급수 인구가 적어 인공함양의 필요성이 작은 지역을 V등급으로, 미급수 인구가 많아 인공함양 필요성이 큰 지역을 I등급으로 나타내었다. Fig.
- 9b는 충적층에 대한 인공함양 개발 유망지역을 나타내며, 공간분포도에 지질도 자료를 반영하지 않았다. 암반층과 충적층 모두 전체적으로 경상남도와 경기도, 전라남도가 인공함양 개발 가능성이 높게 나타났다. 특히, 암반층의 경우 경북 청송, 영덕, 강원도 평창, 강릉, 경남 산청, 하동, 전남 남원, 순천 등은 인공함양 개발 가능성이 매우 높게 나타났으며, 충적층은 전남 순천, 광양일부 지역과 경북 영덕, 청송, 경기도 가평, 남양주, 경남 하동 등에서 인공함양 개발 가능성이 매우 높게 나타났다.
- 인공함양 가능 지역과 인공함양 필요지역의 자료를 종합하여 중첩한 후 “인공함양 개발 유망지역”을 도시한 결과 전체적으로 경상남도와 경기도 전라남도가 인공함양이 양호한 지역으로 나타났으며 특히, 경북 청송, 영덕, 경남 하동, 전남 순천 등은 인공함양 가능지로 매우 타당한 것으로 나타났다.
- GIS를 이용하여 인공함양 가능지역을 평가하기 위하여 공간, 시간 및 입력인자들이 지하수 함양에 미치는 중요도에 따라 입력인자별로 가중치를 부여하였으며, 입력인자의 값을 5등급으로 구분하였다. 인공함양 필요 지역과 인공함양 가능성이 높은 지역의 자료들을 통합한 후, 중첩시켜 최종적으로 인공함양 개발 유망지역 도면을 완성하였다.
- 암반층과 충적층의 지하수면까지의 깊이(DTW)를 데이터의 군집 패턴에 따라 분류되는 내추럴 브레이크(ESRI Korea, 2008) 방법을 사용하여 5개의 등급으로 나누었다. 지하수면까지의 깊이가 깊은 곳은 인공함양가능성이 매우 높은 등급으로 나타냈으며, 지하수면까지의 깊이가 낮은 곳은 인공함양가능성이 매우 낮은 등급으로 나타내었다(Table 2). 암반층과 충적층 모두 지하수면까지의 깊이가 3~6 m 구간인 곳이 가장 많았으며, 충적층의 경우 지하수면의 깊이가 깊은 곳은 극히 드물었다(Fig.
- 암반층과 충적층 모두 전체적으로 경상남도와 경기도, 전라남도가 인공함양 개발 가능성이 높게 나타났다. 특히, 암반층의 경우 경북 청송, 영덕, 강원도 평창, 강릉, 경남 산청, 하동, 전남 남원, 순천 등은 인공함양 개발 가능성이 매우 높게 나타났으며, 충적층은 전남 순천, 광양일부 지역과 경북 영덕, 청송, 경기도 가평, 남양주, 경남 하동 등에서 인공함양 개발 가능성이 매우 높게 나타났다.
후속연구
- 4. 개발된 평가기술은 추후 대체 수자원 확보 및 이상 기후 현상에 대처 등의 목적으로 인공함양 개발 유망지역 평가 및 선정 시 중요한 참고자료가 될 것으로 기대된다. 인공함양 개발유망지역 선정에 GIS 기술을 사용함으로서 작업 완료 후에도 계속해서 변화 또는 수집되는 자료를 용이하게 업데이트 할 수 있으며 인공함양의 필요성과 가능성 변화에 탄력적으로 대처할 수 있다.
- 본 연구에서 제시한 인공함양 개발 유망지역은 전국규모에서 정량적으로 평가한 시도이며, 실제 특정 시군구 규모에서의 인공함양 가능성 여부 및 인공함양을 통해 가능한 수자원확보량은 국지적인 수리지질학적인 불균질성 등에 대한 상세한 조사와 작은 규모에서 확보하기 쉬운 다양한 사회지리적 정보를 통합하여 제시해야 할 것이다. 다만, 작은 규모에서도 본 연구에서 제시한 평가방법은 유용하게 적용할 수 있을 것이다.
- 본 연구는 정호주입식 인공함양을 대상으로 분석한 것이며, 함양분지, 지하댐, 강변여과 등의 다른 인공함양 방법에는 불포화대 침투율, 지형구배, 하상 침투속도 등의 각각의 기술에 맞는 인자를 추가로 분석해야 할 것이다. 또한, 인공함양의 여러 목적 중 수질개선이 아닌 수자원 저장 및 확보에 초점을 두고 분석하였으며, 수질개선 목적의 경우 환경부에서 운영하는 전국 지하수 수질 관측망 자료도 활용해야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 정호주입식 인공함양을 대상으로 분석한 것이며, 함양분지, 지하댐, 강변여과 등의 다른 인공함양 방법에는 불포화대 침투율, 지형구배, 하상 침투속도 등의 각각의 기술에 맞는 인자를 추가로 분석해야 할 것이다. 또한, 인공함양의 여러 목적 중 수질개선이 아닌 수자원 저장 및 확보에 초점을 두고 분석하였으며, 수질개선 목적의 경우 환경부에서 운영하는 전국 지하수 수질 관측망 자료도 활용해야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 제시한 인공함양 개발 유망지역은 전국규모에서 정량적으로 평가한 시도이며, 실제 특정 시군구 규모에서의 인공함양 가능성 여부 및 인공함양을 통해 가능한 수자원확보량은 국지적인 수리지질학적인 불균질성 등에 대한 상세한 조사와 작은 규모에서 확보하기 쉬운 다양한 사회지리적 정보를 통합하여 제시해야 할 것이다. 다만, 작은 규모에서도 본 연구에서 제시한 평가방법은 유용하게 적용할 수 있을 것이다.
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