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수치 모델링을 통한 지하수댐의 이용 개발량 추정 및 정략적 평가 게시글의 제목, 학술지명, 저자, 발행일, 작성내용을 보여줌
수치 모델링을 통한 지하수댐의 이용 개발량 추정 및 정략적 평가
학술지명 UN이 정한 지구의해 선포식 및 지구과학 한마당 저자 김태,김형수,오인숙
발표일 2008-04-24

본 연구의 목적은 현재 우리나라의 수자원 용수확보 및 공급에 대한 문제점을 해결하기위해 제시되고 있는, 지하수댐을 활용한 지하수 인공함양방식에 대한 지하수 확보 효과를 정량적으로 제시하는 것이다. 지하수댐은 유형에 따라 지하댐(subsurface dams)과 모래 저장댐(sand storage dams)으로 나뉘는데 GMS(groundwater modeling system)의 SEEP2D를 이용하여 지하댐 유형에 따른 지하수 상승효과를 개념적으로 표현하였으며 각 유형에 따라 지하수위 상승효과를 비교하여 모래 저장댐의 지하수 확보 효과가 더 크게 나타나는 것을 알았다. 또한 지하수 유동 모델링 프로그램인 MODFLOW을 이용하여 지하수댐 가상 설치 지역에서의 수위변화를 측정하여 지하수댐 설치 후 증가된 지하수 저수량을 산출하였다. 그 결과 지하수댐 설치 후 포화 대수층의 부피는 지하댐의 경우  577,539m3 증가하였으며 모래 저장댐의 경우 1,131,969m3 증가하여 모래저장댐이 약 2배 정도 크게 나타났다. 또한 유효 공극율을 고려한 지하수 유효 저수량의 산정 결과 지하댐의 경우 86,631m3 모래저장댐의 경우 286,855m3이 증가하여 모래저장댐이 지하댐보다 지하수 확보효과가 3.3배 정도 크게 나타났다. 본 연구에서는 정류상태에 이르는 시간과 지하수댐 개발을 통해 확보되는 잉여 지하수량을 통해 특정 단위시간 동안의 지하수 개발 가능량을 산정하였다. 이러한 지하수 개발가능량은 지속적으로 지하수댐을 활용하여 확보할 수 있는 수자원양을 정량화할 수 있다. 확보된 지하수 저수량과 지하수위 정류상태 도달 시간을 고려한 지하수 일일 개발 가능량 산출 결과, 지하댐의 경우 509m3/day, 모래 저장댐의 경우 531m3/day로 나타났다. MODFLOW에 의한 모델링 결과로 지하수댐의 각 유형에 따른 저수효과의 비교가 가능하고 각 댐의 수위가 안정화되는 정류상태가 되기까지의 소요시간이 일일 개발 가능량 산정에 중요한 변수로 작용한다는 것을 알 수 있다. 이러한 연구 결과는 지하수댐이 설치된 실제 현장에서의 지하수 개발 가능량 산정 시 무엇보다도 연구지역 대수층의 수리상수 및 경계조건의 설정을 위한 변수들의 정확한 산출이 요구됨을 나타내며 모래 저장댐의 경우 지면 위로 성토되는 모래층의 수리특성에 따라 지하수 저수량이 변화가 있을 것이라 예상되어 모래층의 수리상수 변화에 의한 지하 저수량의 변화에 대해서는 차후 연구가 더 진행되어야 할 것이다. 본 연구는 21세기 프론티어 연구개발 사업인 지속가능한 지하수 개발 시스템 구축 및 상용화의 연구비지원(과제번호 3-4-3)에 의해 수행되었다.

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