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제안 방법
- ADCP는 조밀한 간격마다 매우 정확하게 유속 및 수심을 동시에 관측하므로 현존하는 유량관측 기법 중 매우 정밀한 기법으로 알려져 있어(Yang 등, 2011), 관측방법에 따른 기저유출량 비교·분석을 위해 ADCP의 관측값을 기준으로 선택하였다.
- 관측한 유량은 강우에 의한 지표면유출과 기저유출이 함께 계산된 것일 수도 있으나, 지하수 수위가 상승하여 기저유출량이 증가 할 수 있다고 보며, 금회 측정은 연속사상이 아니라 관측시기별 관측방법 비교로써 해당유역의 적합한 관측방법과 상대오차를 제시하였다. 추가적으로 지속적인 유출량 관측 및 연속사상을 관측하여 정확한 수문곡선이 제시된다면 직접유출과 기저유출을 분리하여 정확한 기저유출량을 산정할 수 있을 것이다.
- 도섭을 이용한 유량측정은 ADC와 Flowmate를 이용하였으며 ADC는 디지털 방식으로 교차 상관관계 방법을 사용하여 반사 이미지와 모든 신호의 유속을 계산하는데 사용되는 시간의 변화와 함께 두개의 비슷한 유속을 변환하여 유속을 환산한다(Yoo, 2012). 본 연구에서는 ADC(OTT)를 이용하여 동일지점의 대표유속을 측정 및 기록하였으며, 유속 측정시 측정자가 흐름에 영향을 주지 않도록 유속계로부터 충분히 떨어져 측정하였다.
- ADCP를 활용한 유량관측은 현존하는 유량관측 기법 중 매우 정밀한 기법으로 알려져 있고 미국지리조사국(USGS)에서는 약 57%의 유량관측소에서 수위유량 곡선 구성을 선박, 케이블, 교량 등에서 실시한 ADCP 관측을 통해 이루어지며 그 비중은 계속 높아지고 있다(Muste 등, 2007). 본 연구에서는 SonTek 사의 ADCP를 선박에 탑재하고 하천을 횡단하여 단면의 상세 유속 및 수심을 측정한 후 소프트웨어(River Surveyor Live)를 이용하여 유량을 측정하였다.
- 본 연구에서는 용천수의 형태로 유출되고 있는 기저유출 현상을 정기적으로 정밀 현장관측을 실시하였으며 22개월(2011. 07. 08 ～ 2013. 04.27)간 2주 간격으로 현장에서 다양한 최신 정밀 계측기와 수리구조물을 이용하여 유출량을 산정하였다. 정기적으로 현장 실측에 의한 횡단면도는 다음 Fig.
- 악근천은 한라산 서쪽능선에서 발원하여 남류하다가 우안으로 지방하천인 영남천, 세초천을 합류한 후 강정동 해안으로 유입되는 지방하천이다. 상류는 유로 전체에 표면수가 흐르지 않는 건천이지만 하류는 지하수 용출 등으로 유수를 형성하고 있어 A-A` 지점에서 기저유출량 관측을 실시하였다(Fig. 5). 악근천의 유역면적은 22.
- 악근천의 기저유출량변화는 현저한 계절변화를 보이고 있으며 유출량은 풍수기인 7～9월 사이에는 증가하고 있으나 갈수기인 1～3월에는 현저히 줄어드는 것을 알 수 있었으며 금회 측정은 연속사상이 아니므로 방법별 단순비교를 제시하였다(Fig. 8). 풍수기인 7～9월에는 ADCP의 유출량이 최대 2.
- 제주도 기저유출 하천에 대한 정밀한 관측은 수자원의 확보와 이용 및 관리적인 측면에서 매우 중요하며 상시하천 기저유출량의 정확한 관측과 산정, 계절적 및 연 변화에 대한 특성을 규명하는 것은 매우 필요한 과제이다. 이 연구에서는 대상유역인 악근천의 기저 유출량을 22개월(2011. 07. 08 ～2013. 04.27)간 2주마다 정기적으로 ADCP, ADC(Acoustic Digital Current Meter) 등에 의한 유속 및 유량의 현장조사를 통해 기저유출량을 측정하고 수리구조물(광정위어)의 유량 산정 결과를 비교하여 다양한 관측방법의 적합성을 검토하였다. 이 같은 연구는 현재 제주도의 수자원이 전적으로 지하수에 의존하고 있어, 향후 용수문제를 사전에 대비하고, 보다 능동적인 수자원 확보와 가뭄에 대처하기 위한 대책 수립에 기여할 수 있을 것이다.
- 이 연구에서는 악근천의 용천수 형태로 유출되고 있는 지하수의 기저유출량을 22개월(2011. 07. 08 ～2013. 04.27)간 총 44회에 걸쳐 정기적으로 다양한 최신 정밀 계측기와 광정위어를 이용하여 현장관측을 실시한 결과는 다음과 같다.
- 자기장 분포의 변형에 의한 오차를 막기 위해 유속 측정시 측정자가 유속계를 중심으로 하류방향으로 최소한 10 cm 이상 떨어지며, 옆 방향으로는 45 cm 이상 떨어져 측정을 실시하였다.
- 정밀한 기저유출량 산정을 위해 매 2주 간격으로 현장 정기관측을 44회 실시하였으며, 유량관측은 다양한 최신 정밀 계측기인 ADCP, ADC 및 Flowmate와 수리구조물(광정위어)을 이용하여 측정하였다. 도섭법인 ADC와 Flowmate는 유속측정방식이므로 유량산정을 위해 측정한 수위를 적용한 중간단면법을 적용하여 유출량으로 산정하였다(Table 3).
대상 데이터
- 광정위어는 위어단면이 사다리꼴로 만들어져 있으며 본 연구 대상인 악근천은 농업 취수용으로 사용되어 있었다. 흐름방향으로 상당한 길이를 가지는 배수 구조물로서 위어 상에서 한계 수심이 발생하도록 하여 하천 유량측정 지침(Kim 등, 2004)에서 제시한 유량산정 공식과 방법을 적용하여 유량을 산정하였다.
이론/모형
- 정밀한 기저유출량 산정을 위해 매 2주 간격으로 현장 정기관측을 44회 실시하였으며, 유량관측은 다양한 최신 정밀 계측기인 ADCP, ADC 및 Flowmate와 수리구조물(광정위어)을 이용하여 측정하였다. 도섭법인 ADC와 Flowmate는 유속측정방식이므로 유량산정을 위해 측정한 수위를 적용한 중간단면법을 적용하여 유출량으로 산정하였다(Table 3).
- 도섭을 이용한 유량측정은 ADC와 Flowmate를 이용하였으며 ADC는 디지털 방식으로 교차 상관관계 방법을 사용하여 반사 이미지와 모든 신호의 유속을 계산하는데 사용되는 시간의 변화와 함께 두개의 비슷한 유속을 변환하여 유속을 환산한다(Yoo, 2012). 본 연구에서는 ADC(OTT)를 이용하여 동일지점의 대표유속을 측정 및 기록하였으며, 유속 측정시 측정자가 흐름에 영향을 주지 않도록 유속계로부터 충분히 떨어져 측정하였다.
- 가장 많이 사용되는 유량 계산방법은 중간단면법으로 이 방법은 평균단면법보다 정확한 결과를 나타내는 것으로 알려져 있다(Kim 등, 2004). 따라서 본 연구에서는 중간단면방법을 이용하여 유량을 산정하였다.
- 광정위어는 위어단면이 사다리꼴로 만들어져 있으며 본 연구 대상인 악근천은 농업 취수용으로 사용되어 있었다. 흐름방향으로 상당한 길이를 가지는 배수 구조물로서 위어 상에서 한계 수심이 발생하도록 하여 하천 유량측정 지침(Kim 등, 2004)에서 제시한 유량산정 공식과 방법을 적용하여 유량을 산정하였다.
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