[논문]도시화에 수반되는 광주천 유역의 물수지 변화

양해근; 김종일

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양해근 (전남대 호남문화연구소) , 김종일 (광주ㆍ전남발전연구원)

도시수문학자인 Jens과 McPherson(1964)은 도시화 과정에서 나타난 수문현상의 변화를 다음과 같이 기술하였다. 먼저, 도시화 초기단계에서는 산발적으로 소규모의 택지가 조성되기 시작하고, 그 영향으로 지표를 덮고 있는 식생들이 제거되어, 증발산량이 감소하고, 지표유출이 증가하기 시작한다. (중략)

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문제 정의

따라서 본 연구는 광주광역시의 중심시가지가 위치해 있는 광주천유역을 대상으로 유역전체의 수문 기후학적 특성과 수문지형적 요소 그리고 토지이용 변화 등에 대한 검토를 통해 도시화에 따른 유출 특성에 대한 검토하고, 물수지 변화를 추정하였다.

제안 방법

그리고 토 지이용도는 국립지리원의 1/25,000 수치지도를 기본지도로 설정하고, 1911년에 발행된 1/50, 000지형 도와 1969년에 발행된 1/25,000(1967년 편집) 지형도, 1996년에 편집 . 수정되어 2001년에 발행된 1/25,000지형도, 1/50, 000지형도, 광주광역시의 "새주소 안내지도(2002)”, 1967년과 1991년에 촬영된 항공사진 그리고 인터넷 홈페이지에서 제공되는 "광주광역시도시계획총괄도”와 기존 문언을 참고로 현지조사와 인터뷰조사를 실시하여, 1900년대와 1960년대, 1990년대 초기 그리고 2010년대의 토지 이용을 조사 . 예측하였다.
예측하였다. 그리고 불투수성 면적올에 대한 산출은, 먼저 1967년에 촬영된 1/37, 500 항공사진과 1991년 10월에 촬영된 1/5,000 항공사진을 이용하여, 1960년대와 1990년대의 각 토지이 용 항목별 불투수성 지역으로 간주되는 건물면적 혹은 포장면적을 추출하여, 그 비율을 계산하였다.
(4) 도시화 완성기 (2010년대): 상무신도심 개발로 광주천 유역은 거의 도시화가 마무리된 상태라 가정하고, 지금처럼 물순환 . 물환경 보전을 위한 토양침투 또는 지하수의 인공함양 등이 전혀 실시 되지 않는다는 전제 조건하에 물수지를 계산하였다. 그 결과 불투수성면적이 41.
토지이용 분석은 먼저 1967년과 1997년 편집 . 수정된 국립지리원 1/25,000지형도를 이용하여 지 형도에 기술된 범례와 도로망을 기준으로 불록을 나누어 기초 토지이용도를 작성하였다. 그리고 토 지이용도는 국립지리원의 1/25,000 수치지도를 기본지도로 설정하고, 1911년에 발행된 1/50, 000지형 도와 1969년에 발행된 1/25,000(1967년 편집) 지형도, 1996년에 편집 .

이론/모형

광주천에는 유량 관측자료가 없기 때문에 경험적 관계식(梁海根, 1996)을 이용하여 월별 유출량 (Rn)을 추정하였으며, 이용된 강수량은 Thiessen 다각형에 기초한 면적강수량이다. 증발산량은 Thomthwaite 물수지법에 의한 실제증발산을 의미한다.
광주천에는 유량 관측자료가 없기 때문에 경험적 관계식(梁海根, 1996)을 이용하여 월별 유출량 (Rn)을 추정하였으며, 이용된 강수량은 Thiessen 다각형에 기초한 면적강수량이다. 증발산량은 Thomthwaite 물수지법에 의한 실제증발산을 의미한다. 그 결과는 다음과 같다.

성능/효과

(1) 도시화 초기 (1900년대): 이 당시에 충장로와 금남로를 중심으로 상가가 형성되기 시작하였으 나, 불투수성 면적은 거의 0로에 가깝고, 우수의 배수구나 하수도가 전혀 정비되지 않은 시기라 할 수 있다. 따라서 강수량을 기준으로 각 수문 요소들간의 비율은, 증발산량이 53.
100% 불투수성면적으로 간주한 논과 도로 및 하천, 저수지를 제외하고, 토지이용항목별 불투수성 면적율이 가장 높은 것은 시가지 및 상업지역이였으며, 전체 면적에 불투수성면적이 97.3%를 차지 하고 있었다. 그리고 주택지역의 83.
물환경 보전을 위한 토양침투 또는 지하수의 인공함양 등이 전혀 실시 되지 않는다는 전제 조건하에 물수지를 계산하였다. 그 결과 불투수성면적이 41.55km²으로 확대되 고, 강수량에 대해 초기 손실량은 20년 전에 비해 약간 증가하여 21%이고, 초기 손실량을 포함한 증발산량은 53.9%, 침투량은 27.8%로 추정된다. 그리고 지하수량은 더욱 감소하여 강수량 대비 28.
(1) 도시화 초기 (1900년대): 이 당시에 충장로와 금남로를 중심으로 상가가 형성되기 시작하였으 나, 불투수성 면적은 거의 0로에 가깝고, 우수의 배수구나 하수도가 전혀 정비되지 않은 시기라 할 수 있다. 따라서 강수량을 기준으로 각 수문 요소들간의 비율은, 증발산량이 53.9%이고, 지표유출이 0% 그리고 지하수의 저유량이 46.1%로 추정된다. 1년을 수년(水年)으로 간주할 때 1년을 주기로 계절이 변하는 온대몬순지역에서는 토양수분의 변화가 거의 없으므로, 지하수 저유량의 대부분은 광주천의 기저유출량으로 용출되었으며 , 현재 광주천보다는 유량이 풍부한 하천이였으리라 생각된다.
1%가 토양수분의 과잉 으로 지표에 남게 된다. 월별 토양수분과잉량이 적은 시기는 강수량에 비해 기온이 상대적으로 높은 5월과 10월, 4월이고, 토양의 수분변화(-)가 가장 많이 나타난 5월은 토양과잉수분량이 0로 산출 되었다. 비교적 가뭄이 빈번하게 나타날 것으로 간주되는 4월, 5월, 10월의 증발산량은 각각 50.

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