$\circ$ 기후변화에 따른 지하수 자원 취약성 평가 및 변동예측모델 개발 (1) 수계규모(금강수계) 지하수자원 평가 및 자원/오염 취약성도 작성 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 함양량 분포 특성 평가 및 물수지 분석 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 오염 분포 특성 평가 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 자원/오염 취약성도 작성 (2) 기후변동에 따른 지하수 함양 및 오염물질 침투 특성 평가 모델 개발 - 기후변동(강우 양상변화: 가뭄, 홍수
$\circ$ 기후변화에 따른 지하수 자원 취약성 평가 및 변동예측모델 개발 (1) 수계규모(금강수계) 지하수자원 평가 및 자원/오염 취약성도 작성 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 함양량 분포 특성 평가 및 물수지 분석 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 오염 분포 특성 평가 - 수계규모별(금강수계: 중 대수계) 지하수 자원/오염 취약성도 작성 (2) 기후변동에 따른 지하수 함양 및 오염물질 침투 특성 평가 모델 개발 - 기후변동(강우 양상변화: 가뭄, 홍수 등)을 고려한 지하수 함양 변동 모델 개발 - 기상변동에 따른 지표 오염물질의 지하 침투 예측 모델 개발 - 비점오염의 토양 및 비포화대 배수/침투 특성 평가 (3) 해수면 상승에 따른 가용 지하수 자원 변동 예측 모델 개발 - 내륙 해안지역 해수침투 변화양상 모니터링 (수리지구화학 및 지구물리탐사 기법) - 한반도 내륙 해안지역 해수침투에 따른 가용 지하수자원 변화 예측 모델 개발 - 도서(제주도) 지역 해수면상승에 따른 가용지하수자원 변화분석 및 예측모델 개발 $\circ$ 인공함양 최적지 선정 기법 개발 및 파일럿 규모(30만 $m^3$/년) 인공함양 시스템 구축 (1) 인공함양 최적지 선정 기법 개발 - 인공함양 수요/적용 가능 지역(소수계 규모) 지하수 자원 평가 : 소수계규모 물수지, 이용량/개발가능량 분석을 통한 지하수자원 수요 예측 평가 - 인공함양 수요/적용 지역 최적 개발 가능지 제시(수리지질 및 지구물리탐사) (2) 파일럿 규모 인공함양 시스템 구축 (30만 $m^3$/년) - 인공함양 공급형태 및 방안 구축 (직접 함양 및 간접 취수 방안 타당성 조사) - 인공함양지역 예비타당성 조사/평가 (수리지질, 지구물리탐사, 비포화대 침투특성) - 소규모 파일럿 인공함양시스템 설계, 운영 평가 (인공함양/재순환 시스템) - 인공함양 지하수 수처리기술 및 시스템 구축 (철/망간/라돈/탁도 수처리 시스템) - 지속가능한 지하수 인공함양을 위한 모델링 기술 개발 $\circ$ 고부가 제주도 지하수(탄산수) 생성/순환기작 규명 및 개발 가능지 확보 (1) 고부가 제주도 지하수(탄산수) 분포지/개발 가능지 확보 (30만$m^3$/일, 3개소 이상) - 지하수 수리지화학 평가를 이용한 서귀포 유역내 고부가가치 탄산수 분포지 제시 - 지하 지질구조(지질층서/지구물리탐사기법) 규명을 통한 탄산수 개발 가능지 조사 - 탄산수 분포지의 시추코아 분석(광물, 암석, 토양)을 통한 지질구조 해석 (2) 제주도 지하수(탄산수) 생성/순환 기작 규명 - 주요 용존성분 기원 및 물-암석 반응 기작 해석을 통한 탄산수 생성 기작 해석 - 환경추적자를 이용한 지하수(탄산수 포함) 장단기 체류시간 산정 기법 적용 연구 - 지하수(탄산수) 생성/순환 기작의 개념 모델 구축 (3) 제주도 지하수(탄산수) 부존량 및 개발가능량 평가: 물산업 기반구축 - 수리 시험을 이용한 대수층 물성 평가 - 탄산수 분포 모형 구축을 통한 부존량 평가 - 제주도 탄산수 생성/순환 기작을 고려한 지속가능한 개발량 산정
Abstract▼
Watershed scale vulnerability of the groundwater resource and recharge characteristics were evaluated in response to climate change in Geum river area. Evaluation of the changes in climate and land use in the past, measurement of base flow to evaluate groundwater recharge, analysis of long-term chan
Watershed scale vulnerability of the groundwater resource and recharge characteristics were evaluated in response to climate change in Geum river area. Evaluation of the changes in climate and land use in the past, measurement of base flow to evaluate groundwater recharge, analysis of long-term changes in groundwater level and quality, lineamnet analysis, evaluation of the effect of climate change on the surface water, evaluation of infiltration characteristics of contaminants, evaluation of vulnerability to contamination, and environmental ecological evaluation were carried out in this study. Also, monitoring and modeling were performed in Jeju area to evaluate how rise in sea level affects groundwater. Annual average temperature in Geum river area increased at a rate of $0.03^{\circ}C$/yr over a thirty six year period from 1973 to 2008, during which average annual precipitation also increased at a rate of 6.67mm/yr although deviation from the average was large. Urban area has expanded over the same period due to urbanization of the region around Daejeon, and land cover information showed increase in catchment area from 1985 due to construction of Daechung Dam in December, 1980. Urban area increased 233.3% from 1975 to 2000, and wetland and forest decreased 87.3 and 8.8%, respectively, Permeability change caused by urbanization affects groundwater recharge, and decrease and distribution change of forest cause vegetation change, which will eventually affect interception by evapotranspiration plants. Base flow was measured in outlets at 17 locations except for the area around river mouth. The results revealed that flow data provided by WAMIS was very different from what was measured in this study. WAMIS data was 24 times higher than our measurements in some cases, and no flow was reported while there actually was flow. This implies the need for close examination of base flow to correctly evaluate groundwater recharge. Long-term trend analysis on the data from National Groundwater Observation System and Environmental Water Quality Observation System showed pronounced decrease in groundwater level and close relationship between water quality and land use. Decrease in groundwater level was most pronounced during the dry season, which implies that groundwater resource can be heavily affected by the climate change, Vulnerability of surface water to climate change depends mainly on evapotranspiration and rainfall. Runoff analysis based on a scenario of climate change showed continuous increase in annual average evapotranspiration, and it was expected that increase/decrease in precipitation will have spatial and temporal variations. Preliminary water balance model was formulated to quantitatively evaluate spatial and temporal distribution of groundwater recharge through the analysis of change in water balance induced by the change in climate and land cover. First, the trend in climate change was evaluated using forecast data of climate change in Korean peninsula provided by National Institute of Meteorological Research, which was reproduced to be used as input data for hydrological budget forecast. Previous trend in land cover change was studied using land cover map provided by WAMIS. The results were applied to a model that forecast land cover change, LCM, with which the future change in land cover was quantitatively analyzed. Then, water balance model in Geum river area was formulated by applying hydrological and topographic data provided by the Ministry of Land/ Transport and Maritime Affairs and Korean Meteorological Administration to WetSpass, a model that performs hydrological budget analysis based on GIS system, and spatial change in groundwater recharge was simulated and analyzed.
목차 Contents
제 1 장 연구개발과제의 개요 ...24
제 1 절 연구 배경 및 필요성 ...26
제 2 절 연구 목적 ...31
제 3 절 연구 범위 ...32
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...38
제 1 절 선행 기술 조사 ...40
제 2 절 선행 연구사업 수행 현황 ...44
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...46
제 1 절 기후변화에 따른 수계(금강) 규모 지하수 자원평가 및 자원/오염 취약성 평가 ...48
1. 수계규모 지하수 자원 평가 ...48
2. 수계규모 지하수 오염취약성 평가 ...142
3. 해수침투 특성 평가 ...203
제 2 절 대수층 인공함양 수막재배 시스템 개발 ...238
1. 연구배경 ...238
2. 대수층 인공함양 수막재배 시스템 ...240
3. 대수층 인공함양 수막재배 시스템 실증 부지 구축 ...242
4. 인공함양 수처리 장치 개발 ...280
제 3 절 고부가 제주도 지하수(탄산수) 생성/순환기작 규명 및 개발 가능지 확보 ...295
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