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해안지역 지하수 최적개발 모델의 민감도 분석
Sensitivity Analysis for Optimization Model in Coastal Area 원문보기

한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집, 2005 May 01, 2005년, pp.1189 - 1193  

홍성훈 (동아대학교 건설기술연구소) ,  박남식 (동아대학교 토목공학과)

초록
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해안지역 지하수 개발에 있어 이익을 최대화하는 동시에 개발로 인한 부정적 영향을 최소화하는 4단계 확보방안이 제시되었다(박남식 등, 2004). 4단계 확보 방안 중 처음 3단계 방안에 대한 의사 결정 지원 도구역할을 할 수 있는 해안지하수 최적개발 모델이 개발되었다(박남식 등, 2003, 홍성훈, 2004). 개발된 모델은 대상 관정의 양수량과 위치에 대한 최적해 뿐만이 아니라 해수침투를 방지 및 제어에 대하여서도 최적화가 가능하다. 본 연구에서는 개발된 모델의 민감도 분석 결과를 다루고 있다. 민감도 분석의 목적은 불확실성을 내포하고 있는 대수층의 주요 매개변수, 경계조건 등에 의해 야기될 수 있는 모델의 불확실성을 정량화하는 것이다(Anderson 등, 1992). 따라서 민감도 분석은 모델의 특성에 대한 이해뿐만이 아니라 모델에 있어 매개변수들의 영향 및 거동을 고찰하는데 중요한 연구이다. 구축된 최적개발 모델을 이용하여 수리전도도, 함양율, 대수층 두께와 같은 주요 매개변수들이 최적양수량 그리고 관정의 최적위치에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과 회수율은 함양율 증가에 따라 증가하는데, 높은 수리전도도에서는 함양율과 선형관계를, 낮은 수리전도도에서는 비선형관계를 보였다. 관정의 최적위치는 수리전도도에 가장 민감하였으며, 함양율 증가에 따라 해안으로 이동하였다. 마지막으로 최적개발량과 최적위치를 동시에 고려할 경우 최적개발량만을 고려한 경우보다 회수율이 향상되었다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 완성도가 제고된 모델의 현장적용 이전에 현장 적용에 있어 제기되는 불확실성에 대한 분석을 위해 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석의 목적은 불확실성을 내포하고 있는 대수층의 주요 매개 변수, 경계조건 등에 의해 야기될 수 있는 모델의 불확실성을 정량화하는 것으로 대상 모델의 특성에 대한 이해뿐만이 아니라 모델 결과에 미치는 매개변수들의 영향 및 예측 결과의 거동을 고찰하는데 중요한 연구 이다. Tran(2004)은 몇 가지 주요 매개변수를 이용하여 해수침투 거리의 반응을 고찰은 하였지만, 최적개발 모델이 아닌 해안지하수 흐름 모델(SHARP)에 국한된 연구였다.
  • 주요 매개 변수들의 범위는 현실적인 조건을 고려하기 위하여 다양한 지하수 조사보고서(한국수자원공 사, 1998, 2000, 2002, 농업기반공사, 2003, 한수영, 2003)를 토대로 결정되었다. 본 연구를 통하여 주요 매개변 수들이 해안지하수 개발 및 관리를 위해 개발된 최적개발 모델의 결과에 미치는 영향을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 구축된 최적개발 모델을 이용하여 주요 매개변수들에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 매 개변수들은 해안지하수 최적 관리 및 개발과 관련된 중요한 영향 인자들을 선정하였다.
  • 본 연구에서는 완성도가 제고된 모델의 현장적용 이전에 현장 적용에 있어 제기되는 불확실성에 대한 분석을 위해 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석의 목적은 불확실성을 내포하고 있는 대수층의 주요 매개 변수, 경계조건 등에 의해 야기될 수 있는 모델의 불확실성을 정량화하는 것으로 대상 모델의 특성에 대한 이해뿐만이 아니라 모델 결과에 미치는 매개변수들의 영향 및 예측 결과의 거동을 고찰하는데 중요한 연구 이다.
  • 본 절에서는 수리전도도와 임의의 양수량에 따른 관정의 최적위치 거동을 살펴보았다. 그림 6은 수리전도 도와 임의의 양수량에 대한 관정의 최적위치 결과이다.
  • 본 절에서는 수리전도도와 함양율에 따른 두 개의 최적해(최적개발량과 최적위치) 변화를 동시에 조사하였다. 회수율과 함양율의 관계는 최적개 발량만을 고려한 결과와 유사한 관계를 보였다.

가설 설정

  • 대수층 두께에 민감하지 않다.
  • 수리전도도에 가장 민감하다.(수리전도도 증가에 따라 내륙으로 이동)
  • 함양율 증가에 따라 해안으로 이동한다.
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