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문제 정의
- 때문에 본 연구에서는 상수원수 확보를 위한 간접취수시설의 설치 적합 지역을 선정하기 위한 사전 연구로서 우리나라 주요 국가하천 유역에 대한 방사형집수정의 강변여과수 취수가능량을 평가하였다. 평가를 위하여 주요국가 하천의 광역 지하수 조사 자료를 활용하였으며, 방사형집수정의 강변여과수 취수량 계산에 주로 활용되는 Milojevic 경험식(Milojevic, 1963)을 통해 방사형집수정의 강변여과수 취수가능량을 계산하였다.
제안 방법
- 개발할 방사형집수정은 수평집수관 집수관길이(L) = 50 m, 수평집수관 개수 6개, 하천이격거리(r) = 50 m, 집수관 규격(Ø)은 300 mm, 수위강하량(h-h)은 대수층 두께의 65%로 적용하여 고정 값으로 사용하였다(단, 대수층의 두께가 범위로 나타 있는 경우 평균값의 75%를 적용하였다).
- 때문에 본 연구에서는 Milojevic 경험식을 적용하여 국가 주요하천의 각 소유역에 방사형집수정 1기가 설치 됐을 때, 방사형집수정의 강변여과수 취수가능량을 평가하였다. 경험식에 사용되는 각 유역의 수리지질 특성 자료는 ‘금강권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 2002), ‘영산강-섬진강 권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 1999), ‘낙동강권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 2000) 자료를 활용하였다.
- 하지만 광역지하수 조사 데이터의 경우 대수층이 충적층 심도와 사력층의 두께로 조사되어 대수층의 두께를 파악에 어려움이 있었다. 때문에 조사된 투수량계수로부터 수리전도도를 산정할 수 없는 문제가 있어, 본 연구에서는 Milojevic 경험식을 활용하기 위하여 조사된 소유역의 주 대수층이 사력층인 것으로 가정하여 사력층의 두께 대수층 두께로 반영하였고, 이를 이용해 사력층의 수리전도도를 산출하였다. 이와 같이 사력층을 대수층으로 가정했을 경우 수리전도도가 다소 과소평가되거나 혹은 과대평가 될 우려가 있다.
- 방사형집수정 개발 유망지역의 파악을 위하여 주요 국가하천(금강, 영산강, 섬진강 및 낙동강) 유역에 대한 방사형집수정 1기에서의 강변여과수 취수가능량 평가를 실시하였다. 평가 결과 낙동강 유역에 방사형집수정 1기가 설치됐을 경우 평균취수량은 약 8,000 m3/day으로 금강(약 3,300 m3/day), 영산강(약 4,200 m3/day) 및 섬진강(약 3,200 m3/day) 보다 큰 것으로 산출되어, 연구지역 중 낙동강 유역이 강변여과수 개발에 더 유망 한 것으로 나타났다.
- 1a). 이 중 분석대상이 아닌 서해안유역을 제외하고, 금강유역의 10개 소유역에 방사형집수정이 설치 됐을 경우 강변여과수 취수가능량을 분석하였다.
대상 데이터
- 경험식에 사용되는 각 유역의 수리지질 특성 자료는 ‘금강권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 2002), ‘영산강-섬진강 권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 1999), ‘낙동강권역 광역 지하수조사 연구’(한국수자원공사, 2000) 자료를 활용하였다.
- 방사형집수정의 강변여과수 취수량 산정을 위한 Milojevic 경험식의 적용을 위해 대수층의 수리특성인자는 앞서 언급한 바와 같이 각 국가 주요하천의 광역지하수 조사 데이터를 활용 하였다. 하지만 광역지하수 조사 데이터의 경우 대수층이 충적층 심도와 사력층의 두께로 조사되어 대수층의 두께를 파악에 어려움이 있었다.
- kr/)’의 국가하천 유역 정보를 활용하였다. 분석 대상은 금강, 영산강-섬진강, 낙동강 유역이다. 한강 유역의 경우 2006년 서울시 상하수도 사업본부에서 수행한 ‘간접취수 도입을 위한 타당성 조사사업’(서울시상하수도 사업본부, 2006)으로 강변여과수 도입에 대한 검토를 수행했었다.
- 연구를 위하여 국토해양부 산하 홈페이지인 ‘국가수자원관리 종합정보 시스템( http://www.wamis.go.kr/)’의 국가하천 유역 정보를 활용하였다.
- 영산강과 섬진강 유역 조사는 ‘영산강-섬진강 권역 광역 지하수조사’보고서(한국수자원공사, 1999)를 기초로 하여 실시하였으며, 조사 대상 지역은 영산강, 섬진강, 만경강, 동진강, 탐진강 및 서해안, 남해안유역을 포함하는 총 18,810 km2의 영산강-섬진강 권역이나, 이번 연구의 분석대상이 아닌 서해안 및 남해안 유역은 분석에서 제외하였다.
이론/모형
- 2 범위이다. 채수 가능량은 대구경 우물(large-diameter well)의 경우에 준하여 산정한다(한정상, 1998).
- 때문에 본 연구에서는 상수원수 확보를 위한 간접취수시설의 설치 적합 지역을 선정하기 위한 사전 연구로서 우리나라 주요 국가하천 유역에 대한 방사형집수정의 강변여과수 취수가능량을 평가하였다. 평가를 위하여 주요국가 하천의 광역 지하수 조사 자료를 활용하였으며, 방사형집수정의 강변여과수 취수량 계산에 주로 활용되는 Milojevic 경험식(Milojevic, 1963)을 통해 방사형집수정의 강변여과수 취수가능량을 계산하였다.
- 하천 인근에 설치한 방사상 집수정은 하천 유로까지의 거리와 밀접한 관계가 있기 때문에 Milojevic 경험식(Milojevic, 1963)을 적용하여 취수량을 구한다(한정상, 1998).
성능/효과
- 1~5와 같다. 각 국가하천의 산정된 방사형 집수정 강변여과수 취수가능량을 살펴보면 낙동강 유역에서 평균 취수량이 8,039 m3/day로 가장 큰 값을 갖는 것으로 나타났으며, 섬진강 유역에서 3,237 m3/day 가장 작은 값을 갖는 것으로 나타났다. 영산강 유역과 금강유역의 경우 계산된 평균 취수량은 4,245 m3/day와 3,318 m3/day로 각각 나타나 낙동강을 제외한 다른 유역의 강변여과수 취수가능량은 큰 차이를 보이지 않는다.
- 57 m의 두께를 각각 보여, 하류에서 가장 두꺼운 대수층을 나타낸다. 그러나 투수량계수 분포는 상류에서 405 m2/day를 보이며, 중류(289 m2/day), 하류(52 m2/day) 순으로 작아지는 경향을 보여, 결과적으로 중간 두께의 대수층과 투수량계수를 갖는 중류에서 가장 큰 값을 갖는 결과로 나타났다. 이와 같은 대수층(사력층)의 두께와 투수량계수에 의한 강변여과수 취수가능량의 변화는 영산강, 섬진강 및 낙동강 유역에서도 나타난다.
- 일 10,000 m3 이상 취수가능 지역은 붉은 색으로 표시 하였으며, 조사자료의 부재로 인하여 결과 값이 없는 유역은 표기에서 제외 하였다. 도시 결과 10,000 m3 이상 취수가능 유역이 가장 많이 분포하고 있는 지역은 낙동강 유역(Fig. 2d)으로 낙동강의 지류가 아닌 본류에 속하는 유역은 대부분 10,000 m3/day 이상의 취수량을 갖는 것으로 나타났다. 반면 영산강 유역(Fig.
- 2c)의 경우 각각 1곳과 2곳이 10,000 m3/day 이상의 강변여과수 취수가능 소유역을 포함하는 것으로 나타났다. 앞서 실시하였던 유역의 평균 강변여과수 취수가능량 비교에서와 동일하게 소유역에 대한 비교에서도 낙동강 유역이 방사형집수정을 통한 취수량의 확보에 유리한 것으로 판단되며, 그 중에서도 낙동강의 본류에 속하는 지역이 적합 할 것으로 판단된다.
- 방사형집수정 개발 유망지역의 파악을 위하여 주요 국가하천(금강, 영산강, 섬진강 및 낙동강) 유역에 대한 방사형집수정 1기에서의 강변여과수 취수가능량 평가를 실시하였다. 평가 결과 낙동강 유역에 방사형집수정 1기가 설치됐을 경우 평균취수량은 약 8,000 m3/day으로 금강(약 3,300 m3/day), 영산강(약 4,200 m3/day) 및 섬진강(약 3,200 m3/day) 보다 큰 것으로 산출되어, 연구지역 중 낙동강 유역이 강변여과수 개발에 더 유망 한 것으로 나타났다. 또한, 금강 및 섬진강의 10,000 m3/day 이상의 취수량을 갖는 일부 유역의 경우 강변여과수 개발지로서 검토가 필요 할 것으로 판단된다.
후속연구
- 본 연구의 결과는 광역 지하수 조사데이터를 활용하여 소유역에 방사형집수정 1기가 설치 됐을 경우 취수량을 평가한 것으로 실제 방사형집수정의 개발이 이루어지는 하천변 대수층에 대한 정밀한 평가로 보는 것은 다소 무리가 있을 것이다. 그러나 국가 하천 유역 전체를 대상으로 경험식을 사용하여 방사형집수정의 강변여과수 취수량을 평가한 최초의 시도로서 강변여과수를 개발하는데 있어 각 유역을 검토하는 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
- 평가 결과 낙동강 유역에 방사형집수정 1기가 설치됐을 경우 평균취수량은 약 8,000 m3/day으로 금강(약 3,300 m3/day), 영산강(약 4,200 m3/day) 및 섬진강(약 3,200 m3/day) 보다 큰 것으로 산출되어, 연구지역 중 낙동강 유역이 강변여과수 개발에 더 유망 한 것으로 나타났다. 또한, 금강 및 섬진강의 10,000 m3/day 이상의 취수량을 갖는 일부 유역의 경우 강변여과수 개발지로서 검토가 필요 할 것으로 판단된다. 본 연구는 간접취수시설의 설치 적합 지역을 선정하기 위한 사전 검토를 위해 수행 되었으며, 검토결과 낙동강 유역이 다른 유역에 비해 강변여과수 개발에 더 유망한 것으로 나타남에 따라, 낙동강 유역에 대한 정밀 검토를 통해 실제 강변여과수 시설의 설치 지점을 선정 할 예정이다.
- 또한, 금강 및 섬진강의 10,000 m3/day 이상의 취수량을 갖는 일부 유역의 경우 강변여과수 개발지로서 검토가 필요 할 것으로 판단된다. 본 연구는 간접취수시설의 설치 적합 지역을 선정하기 위한 사전 검토를 위해 수행 되었으며, 검토결과 낙동강 유역이 다른 유역에 비해 강변여과수 개발에 더 유망한 것으로 나타남에 따라, 낙동강 유역에 대한 정밀 검토를 통해 실제 강변여과수 시설의 설치 지점을 선정 할 예정이다.
- 본 연구의 결과는 광역 지하수 조사데이터를 활용하여 소유역에 방사형집수정 1기가 설치 됐을 경우 취수량을 평가한 것으로 실제 방사형집수정의 개발이 이루어지는 하천변 대수층에 대한 정밀한 평가로 보는 것은 다소 무리가 있을 것이다. 그러나 국가 하천 유역 전체를 대상으로 경험식을 사용하여 방사형집수정의 강변여과수 취수량을 평가한 최초의 시도로서 강변여과수를 개발하는데 있어 각 유역을 검토하는 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
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