[논문]창원 강변여과수 취수지역의 지하수위와 낙동강 수위의 연관성 분석

정재열; 함세영; 김형수; 한정상; 손건태; 차용훈; 장성

창원 강변여과수 취수지역의 지하수위와 낙동강 수위의 연관성 분석 원문보기

정재열 (부산대학교 지질학과) , 함세영 (부산대학교 지질학과) , 김형수 (한국수자원공사 수자원연구소) , 한정상 (연세대학교 지구환경시스템학과) , 손건태 (부산대학교 통계학과) , 차용훈 (부산대학교 지질학과) , 장성 (부산대학교 지질학과)

시계열 분석 기법을 통하여 창원시 대산면 갈전리 강변여과수 취수지역의 지하수위와 하천수위와의 연관성을 살펴보았다. 연구지역의 6개 관측공의 30분 간격의 지하수위의 자기상관성을 분석한 결과, 세 개의 그룹으로 나타난다. 이 세 그룹은 낙동강으로부터 가까운 거리에 있으며 강한 자기상관성을 보이는 그룹(1그룹), 하천으로부터 비교적 가깝고 양수정으로부터 떨어져 있는 그룹(2그룹), 그리고 약한 자기상관성을 보이는 그룹(3그룹)으로 나타난다. 1그룹이 강한 자기상관성을 보이는 것은 낙동강의 영향 때문인 것으로 판단되며, 3그룹의 약한 자기상관성은 취수정의 양수의 영향으로 판단된다. 6개 관측공 지하수위와 낙동강 수위의 교차상관분석을 실시한 결과, 교차상관함수가 0.1이하의 낮은 교차상관성을 보이고 있다. 이는 취수정의 양수에 의한 관측공의 수위변동에 의해서 낙동강 수위와의 연관성이 잘 나타나지 않기 때문이다.

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문제 정의

본 연구에서는 창원시 대산면 갈전리 강변여과수 취수지역의 지하수위와 낙동강 수위의 연관성을 시계열 분석을 통하여 연구하였다. 현재 창원시 대산면 갈전리 강변여과수취수부지내에는 지하수위 변동 관측을 위한 8개의 관측공이 현재 설치되어 있다(Fig.

제안 방법

지하수위와 하천수위와의 상호연관성을 알아보기 위해서 교차상관함수를 구하였다. 수산교의 하천 수위 측정 자료가 30분 간격이므로 관측공의 자료를 30분 간격으로 정리한 후 하천수위를 입력계열로 지하수위를 출력계열로 설정하고 분석하였다. 분석 결과 하천수위와 6개 관측공 상호간의 교차상관함수가 0.
지하수위와 하천수위와의 상호연관성을 알아보기 위해서 교차상관함수를 구하였다. 수산교의 하천 수위 측정 자료가 30분 간격이므로 관측공의 자료를 30분 간격으로 정리한 후 하천수위를 입력계열로 지하수위를 출력계열로 설정하고 분석하였다.

대상 데이터

또한 부지에서 가장 가까운 수산교에는 낙동강홍수통제소에서 관리하는 하천수위 자동수위 측정기가 있어서 30분 간격으로 하천 수위를 측정하고 있다. 본 연구에서는 2003년 1월 21일부터 2003년 7월 24일까지의 6개 관측정의 지하수위 자료와 수산교의 하천 수위 자료를 분석하였다.
연구지역은 창원시 대산면 갈전리로써 낙동강 본류 하천 연안 지역으로 지하수위 관측정(DS1 ~ DS8) 주변의 지질은 지표로부터 차례로 세립질 모래층, 중립질 모래층, 세립질 모래층, 모래질 자갈층으로 구성되어 있다(함세영 외, 2003). 관측공의 심도는 DS8호공(심도 36m)을 제외하고는 대체로 30m 내외이다.

이론/모형

지층 구분은 시추시 채취된 토양 시료의 입도분석으로부터 구해졌다. 모래의 입도별 분류는 ASTM규정에 따라 세립질 모래는 0.075 ~ 0.424mm, 중립질 모래는 0.425 ~ 2mm, 조립질 모래는 2 ~ 4.75mm로 하였다.

성능/효과

1) 6개 관측공의 지하수위의 자기상관성을 분석한 결과, 자기상관함수의 지연시간에 따른 선형성과 기억효과에 따라 3개의 그룹으로 구분된다.
2) 가장 강한 자기상관함수를 보이는 그룹(1그룹)은 낙동강 수위의 영향을 받으며, 상대적으로 취수정의 양수의 영향을 적게 받고 있다. 중간 정도의 자기상관함수를 보이는 그룹(2그룹)은 낙둥강 수위와 취수정의 양수의 영향을 반반 정도로 받고 있다.
3) 교차상관분석 결과, 낙동강 수위와 지하수위와의 교차상관함수가 0.1 이하로 낮게 나타난다. 이는 낙동강 수위는 일정하게 유지되는 반면에 관측공 수위는 취수정의 양수 영향을 받기 때문이다.
세 개의 그룹을 관측공들의 공간적인 분포와 관련지어 해석하면, 가장 강한 자기상관함수를 보이는 그룹(1그룹)은 낙동강 수위의 영향을 받으며, 상대적으로 취수정의 양수의 영향을 적게 받고 있다. 중간정도의 자기상관함수를 보이는 그룹(2그룹)은 낙둥강 수위와 취수정의 양수의 영향을 반반 정도로 받고있다.

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