시설농업단지에서 HydroGeoSphere 모델을 이용한 지하수 유동 및 물수지 분석 Groundwater Flow and Water Budget Analyses using HydroGeoSphere Model at the Facility Agricultural Complex원문보기
본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 모델 영역과 시설농업단지(밀양들)의 지표수/지하수 유동을 모의하고 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 산정하는 것이다. 지표수 유동 모델 결과에서는 밀양강 상류(북동쪽)에서 하류(남동쪽)로 약 1~5 m의 수심으로 지표수가 유동하고 있으며, 모델지역 상류의 M01 지점에서는 지표수 유량 관측값과 모델값이 일치하고, 모델지역 하류의 M02 지점에서의 지표수 유량은 1% 정도의 차이를 보인다. 지하수 유동 모델에서는 지하수 심도가 하천에서는 표고와 유사하며 산림 지역으로 갈수록 높아지고, 지하수 양수를 고려한 지하수 심도는 모델값이 관측값보다 1.5 m이내의 범위로 높게 나타난다. 지표수-지하수 통합모델에서는 지하수의 함양 면적이 모델 면적의 90% 정도이고, 지하수 함양량은 $1.92{\times}10^5m^3/day$인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에서는 단위 면적당 지하수 함양량이 503.9 mm/year로서 연평균 강우량의 39% 정도로 추정된다.
본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 모델 영역과 시설농업단지(밀양들)의 지표수/지하수 유동을 모의하고 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 산정하는 것이다. 지표수 유동 모델 결과에서는 밀양강 상류(북동쪽)에서 하류(남동쪽)로 약 1~5 m의 수심으로 지표수가 유동하고 있으며, 모델지역 상류의 M01 지점에서는 지표수 유량 관측값과 모델값이 일치하고, 모델지역 하류의 M02 지점에서의 지표수 유량은 1% 정도의 차이를 보인다. 지하수 유동 모델에서는 지하수 심도가 하천에서는 표고와 유사하며 산림 지역으로 갈수록 높아지고, 지하수 양수를 고려한 지하수 심도는 모델값이 관측값보다 1.5 m이내의 범위로 높게 나타난다. 지표수-지하수 통합모델에서는 지하수의 함양 면적이 모델 면적의 90% 정도이고, 지하수 함양량은 $1.92{\times}10^5m^3/day$인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에서는 단위 면적당 지하수 함양량이 503.9 mm/year로서 연평균 강우량의 39% 정도로 추정된다.
The purpose of this study is to estimate the surface and subsurface flows through the modelling of the model area and facility agricultural complex, and to calculate the groundwater recharge rate through water budget analysis. From results of surface flow modeling, the surface water is flowed to a d...
The purpose of this study is to estimate the surface and subsurface flows through the modelling of the model area and facility agricultural complex, and to calculate the groundwater recharge rate through water budget analysis. From results of surface flow modeling, the surface water is flowed to a depth of about 1 to 5 meters from the upper region (northeast) to the lower region (southeast) of the Miryang River. At the M01 point (upper), the observed surface water flux and the model surface water flux are consistent. At the M02 points (lower), the observed surface water flux and the model surface water flux are a difference of 1%. From results of subsurface flow modeling, the depth of groundwater is similar to elevation in the river and higher to the forest area. Ground water depth considering groundwater pumping is that the model values appears higher than the observed values to be within 1.5 m. From results of surface-subsurface integrated modeling, the groundwater recharge area is estimated about 90% of the model area, and the groundwater recharge rate is estimated $1.92{\times}10^5m^3/day$. From results of annual water budget analysis, the groundwater recharge rate per unit area is estimated to be 503.9 mm/year, and average annual rainfall is estimated at around 39%.
The purpose of this study is to estimate the surface and subsurface flows through the modelling of the model area and facility agricultural complex, and to calculate the groundwater recharge rate through water budget analysis. From results of surface flow modeling, the surface water is flowed to a depth of about 1 to 5 meters from the upper region (northeast) to the lower region (southeast) of the Miryang River. At the M01 point (upper), the observed surface water flux and the model surface water flux are consistent. At the M02 points (lower), the observed surface water flux and the model surface water flux are a difference of 1%. From results of subsurface flow modeling, the depth of groundwater is similar to elevation in the river and higher to the forest area. Ground water depth considering groundwater pumping is that the model values appears higher than the observed values to be within 1.5 m. From results of surface-subsurface integrated modeling, the groundwater recharge area is estimated about 90% of the model area, and the groundwater recharge rate is estimated $1.92{\times}10^5m^3/day$. From results of annual water budget analysis, the groundwater recharge rate per unit area is estimated to be 503.9 mm/year, and average annual rainfall is estimated at around 39%.
본 연구에서는 밀양시 상남면 예림리의 시설농업단지에서 수리지질 및 지표 조사 자료를 정리하고, 미기상 인자를 이용하여 실제 증발산량을 산정하고, 이러한 자료들을 이용한 지표수-지하수 통합모델링(HydroGeoSphere modeling)을 수행하였다. 본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 시설농업단지에서 지표수와 지하수 유동을 모의하여 분석하고, 또한 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 추정하는 것이다.
제안 방법
본 연구에서는 밀양시 상남면 예림리의 시설농업단지에서 수리지질 및 지표 조사 자료를 정리하고, 미기상 인자를 이용하여 실제 증발산량을 산정하고, 이러한 자료들을 이용한 지표수-지하수 통합모델링(HydroGeoSphere modeling)을 수행하였다. 본 연구의 목적은 지표수-지하수 통합 모델을 통해 시설농업단지에서 지표수와 지하수 유동을 모의하여 분석하고, 또한 모델 영역의 물수지 분석을 통해 지하수 함양량을 추정하는 것이다.
대상 데이터
본 연구가 수행된 지역은 경상남도 밀양시 상남면 예림리 일원이며, 추화산(243 m), 산성산(380 m), 가래봉(502 m), 만어산(670 m), 구천산(620 m), 종남산(664 m), 덕대산(634 m), 팔봉산 등의 산계에 둘러싸인 넓은 농경작지에 위치한다. 조사지역 인근의 수계는 북쪽의 산계에서 발원한 밀양강에 단장천과 제대천이 합류한 후, 조사지역 동쪽을 지나 남쪽으로 유하하여 최종적으로 낙동강에 유입되고 있다.
조사지역의 지하수위는 수동수위측정(93개공)과 자동수위측정(4개공)에서 관측되었다(KRCC, 2014). 수동수위측정 자료는 2014년 9월 10일부터 2015년 3월 30일까지 1일 1회씩 총 13회에 걸쳐 측정된 수위자료이며, 자동수위측정 자료는 2012년 10월 29일부터 2013년 11월 26일까지 1년 2개월 동안 1일 24회씩 자동수위측정 장치에 의해 장기 관측된 자료이다. 자동수위측정 자료는 1일 24회 측정된 자료를 일평균으로 환산하여 월평균, 우기(7~9월) 평균, 건기 평균을 산출하여 모델링에 이용하였다.
수동수위측정 자료는 2014년 9월 10일부터 2015년 3월 30일까지 1일 1회씩 총 13회에 걸쳐 측정된 수위자료이며, 자동수위측정 자료는 2012년 10월 29일부터 2013년 11월 26일까지 1년 2개월 동안 1일 24회씩 자동수위측정 장치에 의해 장기 관측된 자료이다. 자동수위측정 자료는 1일 24회 측정된 자료를 일평균으로 환산하여 월평균, 우기(7~9월) 평균, 건기 평균을 산출하여 모델링에 이용하였다.
이론/모형
증발산량 산정에는 세계적으로 많이 쓰이는 방법인 FAO Penman Monteith 산정식(Allen et al., 1998)이 적용되었다. 모델 영역의 증발산량 산정에 쓰이는 미기상 자료는 기상청 기상자료개방포털에서 구하였다.
성능/효과
45 km2)의 90% 정도이고 지표수가 유출되는 면적은 전체 면적의 10% 정도인 것으로 추정된다. 모델 영역에 내린 순강우량은 2.14 × 105 m3/day이었으며, 지하수 함양량은 1.92 × 105 m3/day, 지표수 유출량은 2.19 × 104 m3/day인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에 의하면 단위 면적당 지하수 함양량은 503.
연평균 강우에 의한 정류 상태의 지표수-지하수 통합모델을 수행한 결과, 지하수가 함양되는 면적은 모델 면적(76.45 km2)의 90% 정도이고 지표수가 유출되는 면적은 전체 면적의 10% 정도인 것으로 추정된다. 모델 영역에 내린 순강우량은 2.
19 × 104 m3/day인 것으로 나타난다. 연평균 물수지 분석에 의하면 단위 면적당 지하수 함양량은 503.9 mm/year로서 연평균 강우량의 39% 정도가 지하수로 함양됨을 알 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
HydroGeoSphere이란 무엇인가?
HydroGeoSphere (HGS)는 3차원 지표수/지하수 연계 모델링이 가능한 수치모델로서 지하수 및 지표수 흐름뿐만 아니라 오염물질의 거동을 안정적으로 계산하는 프로그램이다. 지표수 및 지하수 연계 시뮬레이션은 일반적으로 지표수 모델에 불포화대 모델을 수치적으로 결합시킴으로서 수행이 가능하다.
논문의 연구지역인 경상남도 밀양시 상남면 예림리 일원의 지층 구성 상태는?
조사지역 인근의 수계는 북쪽의 산계에서 발원한 밀양강에 단장천과 제대천이 합류한 후, 조사지역 동쪽을 지나 남쪽으로 유하하여 최종적으로 낙동강에 유입되고 있다. 본 조사 지역의 지층 구성 상태는 일부 지점에서 확인되는 매립층(실트질점토)을 제외하면 전반적으로 퇴적층(실트질점토, 모래, 모래질자갈), 풍화대층(풍화토, 풍화암), 기반암층(퇴적암) 순으로 분포하고 있다. 퇴적층의 입도 구성은 매우 폭넓게 분포하고 있고, 지형 및 퇴적 환경 변화에 따라 퇴적층의 구성 상태 및 분포 심도가 많은 차이를 보이고 있다.
HydroGeoSphere 모델을 이용한 국내 연구에는 무엇이 있는가?
본 연구에서 적용하고자 하는 지표수-지하수 통합 모델인 HydroGeoSphere (HGS)를 이용한 국내 연구로는 지중 온도 분포에 따른 수직적인 지하수 플럭스 효과 모의(Shin and Lee, 2006), 지열펌프 구동에 의한 지중 온도 분포 변화 모델링(Shin et al., 2006), 경남 창녕군 증산리 일대 방사집수정을 활용한 강변 여과수 개발량 평가(Lee et al., 2010), 금호강 수계 내 4-Nitrophenol의 거동 모의 및 잠재 오염원의 영향 분석(Park et al., 2017) 등이 있다. 국외에서는 HGS 모델을 적용하여 다양한 분야에서 많은 연구가 수행되었으며(Graf and Therrien, 2009; Cornelissen et al.
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